核廃棄物は何千年も有毒なままです。それを何千年も安全に埋めておくための貯蔵施設をどうやって建設するのでしょうか?
初夏の肌寒い日です。しかし、フランス北東部のシャンパーニュ地方のなだらかな丘陵地帯の地下1,500フィート（450メートル）では、ずっと暖かく感じます。
この施設の蛍光灯は明るく、空気は乾燥している。空気中の埃の味がする。持ち歩かなければならない重い緊急用人工呼吸器は、この地下深くで直面するかもしれない危険を思い出させる。
それから、地下の実験室の荒れた交差する岩だらけの通路、隠された電子機器の雑音、そして人の少なさで方向感覚が失われ始めました。どうやってエレベーターに戻ればいいのでしょうか?
角を曲がると、目の前に巨大な部屋が広がっていた。あまりに大きいので、一瞬、ファラオの墓に迷い込んだかと思ったほどだ。しかし、これは古代エジプト人が建てたものではない。地球上で最も放射能の高い物質、中レベルおよび高レベルの核廃棄物を埋葬するために岩を彫って作られたものだ。
計画に数十年、建設にさらに長い時間がかかり、数世紀にわたって運用され、10万年は存続する必要があり、地球上で最も危険な物質を含む構造物を、どのように設計、建設、運用するのでしょうか?
パリから東に車で4時間の距離にある全長2.4キロのトンネルでは、数え切れないほどの科学実験、建設技術の試験、技術革新が行われています。フランス国立放射性廃棄物処理庁（ANDRA）は、トンネルの隣に地層処分施設（GDF）を建設する許可を得るために、規制当局にこれらの実験結果を示す必要があります。
核廃棄物の地層処分施設は、人類がこれまでに建設した地下構造物の中で最大規模のものとなるでしょう。英国、フランス、スウェーデン、フィンランド、その他約 20 か国で計画中、開発中、建設開始間近、または開業間近となっています。
フランスの核廃棄物管理機関アンドラは、計画中の貯蔵施設が安全であることを証明しなければ、許可は下りないだろう（写真提供：アンドラ）
フィンランドは世界で初めて使用済み核燃料の深地層処分施設を建設した国であり、現在、試験的な核燃料処分の第一段階を実施している。スウェーデンでは、ストックホルムから車で北に2時間のフォルスマルクで地層処分施設の建設がまもなく開始され、フランスでも同様の施設であるシエゴが比較的早く建設される予定である。英国では、そのような貯蔵施設の候補地はまだ選定されていない。
GDF は、原子力産業で生成される放射能が最も高く長寿命の廃棄物を収容するために設計された、非常に大きく、高価で、物議を醸している地下構造物です。現在、英国のセラフィールドやフランスのラ・アーグなどの施設で地上に保管されているこの廃棄物には、原子炉の部品、原子炉の炉心からの黒鉛、使用済み燃料、原子炉の使用済み燃料の再処理から生じる液体副産物などが含まれます。
コンピューター画面上では、このような GDF の計画は巨大な多層核シェルターのように見える。しかし、このような施設の設計、建設、運用のプロセスは、まさにファラオの時代のような時間スケールで行われる。ピラミッドを建設した労働者と同様に、これらの記念碑的な構造物に取り組んでいるエンジニアの多くは、自分の仕事が完成するのを見ることはないだろう。
国によってはサイトを見つけるのが簡単である一方、そうでない国もある。
「こうした高レベル廃棄物処理施設の認可には20年から30年以上かかります。これより短い期間で済む国は他にありません」と、私のガイドであり、フランスの施設の科学者でもあるジャック・デレイ氏は言う。「その後、施設が封鎖されるまで約100年間の操業が続きます」。その後、施設は数百年にわたって監視されることになる。
「地中処分場の設置場所を決める鍵は、適切な場所と受け入れに協力的なコミュニティを見つけることです」と、英国核廃棄物サービス（NWS）のコミュニティエンゲージメント担当主任マネージャー、エイミー・シェルトン氏は言う。「しかし、すべては地質から始まります。」
ヨーロッパ各国では、シェルトン氏のような技術者が、利用可能な地質学的データを精査して、地下約500メートルから1キロメートル（1,650フィートから3,300フィート）に埋まっている岩石が、10万年以上核廃棄物を閉じ込めるのに適しているかどうかを検討している。花崗岩や粘土などの岩石は、この目的に最適だ。しかし、安全であると判断するには、データが足りないだけかもしれない。
有望な場所が、地元のコミュニティに真水を供給する重要な帯水層に近すぎることが判明したり、谷の側にあったりする可能性があり、1万年後には氷河の前進による危険にさらされる可能性があり、探索を再度始めなければならない。
フィンランドのような国では、地震活動が少ないため、貯蔵施設を建設する場所を見つけるのが容易です（クレジット：タパニ・カルヤンラティ/ TVO）
国によっては、場所を見つけるのが他の国よりも簡単だ。「スウェーデン（とフィンランド）の岩盤は地震活動の点では極めて安定している」と、スウェーデンの核廃棄物を管理する組織、SKBの広報担当アナ・ポレリウス氏は言う。「9億年以上もの間、岩盤は連続した存在であり、さらに、新たな断層帯はもう形成されない」
時には人文地理が問題になることもある。「ボランティアとして参加したコミュニティの多くは、パリ郊外に近すぎるなど、まったく非現実的でした」とディレイ氏は言う。「ハローやウィンブルドンに核廃棄物処理施設を建設することを想像してみてください！」
地域社会は、切望されている投資や高給の雇用が期待できるなどの理由で、GDF の受け入れを自発的に決めます。その過程のあらゆる段階で地域社会の同意が必要です。これは、これまでの原子力産業に関する地域社会の経験に左右される可能性があります。
英国では、その経験は最良のものではなかった。フィンランドでは、話は別だ。「私たちは 1970 年代後半から原子力発電を行っています」と、フィンランドの核廃棄物処理会社ポシヴァ社のパシ・トゥオヒマー氏は言う。「人々は安全文化を知っています。彼らの家族や隣人は現場で働いてきた人たちです。だから、彼らは廃棄物について理解しています。」
このタイムスケールは、20年から200年後にこの技術が使用されるかどうかを知ることは不可能であることを意味します – ジャック・ディレイ
これを間違えると、GDF に反対するデモがすぐに勃発する可能性がある。「スウェーデンでのプロセスで、SKB は、計画に対する地元住民の肯定的な反応の重要性について貴重な教訓を学んだ」とポレリウス氏は言う。「 SKB の [テスト] 掘削に反対する抗議が、多くの場所やアルムンゲで行われた。」
保管場所を見つけるのに苦労することを考えれば、1960年代から70年代にかけてドイツが低レベル放射性廃棄物を保管したように、廃鉱山にこの核廃棄物を保管する方が簡単で安価に思えるかもしれない。「『これらの廃棄物があるのだから、なぜ再利用しないのか』という疑問は、まったく理解できる自然な疑問です」とNWSの主任科学者ニール・ハイアット氏は言う。「しかし、これらの廃棄物は私たちの目的のために、あるいは長期的、あるいは核の安全性を考慮して建設されたものではありません」
確かに、鉱山は高レベル放射性廃棄物の貯蔵に必要な精度で建設されたわけではない。「貯蔵庫の底まで下りるには、完成までに5年かかると推定されています」とポレリウス氏は言う。「これは従来の採掘作業に比べると非常に長い時間です。」
採掘可能な鉱物資源がまだある場所に地中埋蔵施設を建設した場合、現在採掘活動が行われているかどうかに関わらず、将来的に「核の墓場」が荒らされる可能性が高まります。コーンウォールの最後の錫鉱山は 1998 年に閉鎖されましたが、26 年経った今、コーニッシュ リチウム社は電気自動車の需要に応えて、この歴史的な鉱山地区からリチウムを採掘することを計画しています。
また、核廃棄物専用の新しい施設を建設する方が単純に簡単かもしれない。「フィンランドでは、天候を避けるために地下に建物を建てるのが普通です」とトゥオヒマー氏は言う。「新しい施設を建設すれば、敷地全体を一から計画することができます。」
英国は海底の封じ込め施設を含む廃棄物処理場の建設計画を調査している（提供：核廃棄物サービス）
たとえば、エアバスの新型旅客機の設計とは異なり、GDF の設計に関しては、参考にできる例はほとんどありません。それでも、設計は地質学に大きく左右されることは明らかです。
「GDF の設計は主に岩層の厚さによって決まります」とディレイ氏は言う。「この場合 (フランスが計画している GDF) は、当初計画されていた 2 層、3 層、または 4 層ではなく、1 層だけで十分です。」
さらに、廃棄物の性質と量、そして発生する熱量も考慮する必要があります。中程度の廃棄物は発生する熱が少ないため、大きな貯蔵庫に比較的近い間隔で容器を積み重ねて安全に保管できます。高レベル核廃棄物は発生する熱がはるかに大きいため、少量ずつ離れた間隔で保管する必要があります。
また、GDF からの放射線の漏洩を防ぐ物理的な障壁も必要であり、その障壁は容器の設計から周囲の岩石の種類まで多岐にわたる。しかし批評家は、これらの障壁が時間の経過とともに機能しなくなるのではないかと懸念している。
廃棄物を地下約500メートル（1650フィート）の最終処分場まで運ぶにはリフトが魅力的な方法に思えるかもしれないが、コンテナがリフトに引っかかったり、リフトが縦坑の底に落下したりするという恐ろしい事態を招く。傾斜が約12％のスロープなら、そりが制御不能になるのを防ぐシステムを導入できるため、より安全かもしれない。両方を建設するのが最善かもしれない。
GDF 建設の難題を解決する 1 つの方法は、他の国々と共同設計に取り組むことです。スウェーデンとフィンランドはこれを実行し、KBS3と名付けました。「彼らは岩を掘る場所がどこであろうと硬くなることを知っていたので、基本的に選択肢はすでに決まっていました」とハイアット氏は言います。「一方、私たち (英国) は、まだターゲットの地質を選択しているところです。」
設計者にとって最大の悩みは、技術革新のスピードとプロジェクトの期間という単純な方程式から生じているのかもしれない。「この時間スケールは、20年から200年後にこの技術を[廃棄物を封じ込めるために]使用するかどうかを知ることが不可能であることを意味します」とディレイ氏は言う。「しかし、将来これらの問題に対する解決策があることを今日実証する必要があります。」
施設は廃棄物を何万年も安全に保管できるほど頑丈でなければならない（写真提供：タパニ・カルジャンラティ/TVO）
フランスのエンジニアたちは、コンテナの暴走を止めるのに必要な安全機能を実証するために、4キロの傾斜路にケーブルカーを建設した。また、ボストン・ダイナミクスの自律型ロボット犬のようなロボットが「地震などの予期せぬ出来事で所定の位置から外れた廃棄物容器を、人間の介入なしに移動する」方法も実証したとディレイ氏は言う。
エンジニアたちは、高レベル放射性廃棄物を収容する長くて狭い、閉所恐怖症を誘発するトンネルに沿って這って「腐食したセルから容器を回収する」ロボットまで開発した、と彼は付け加えた。その仕事は、詰まりを取り除き、円筒形の廃棄物容器を安全な場所まで引っ張ることだ。
スウェーデンでは、計画がさらに進んでいる。ポレリウス氏によると、「2080年代のいつか、貯蔵庫はおよそ60キロメートル（37マイル）のトンネルで構成され、使用済み核燃料を6,000個以上の銅製容器に収容できるスペースがある…核廃棄物の保管は、遠隔操作で非常に正確に操作できる特注の機械によって行われる。」
「マグネは、私たちが作ったプロトタイプの機械の一例です」とポレリウス氏は付け加えた。「この機械は、岩盤の500メートル（1,650フィート）下の堆積穴に銅製の容器を設置するのに使用されます。」
しかし、テクノロジーは期待通りに進化することはめったにありません。「GDF のような時間スケールの施設で、今日のテクノロジーに頼れると考えるのは愚かです」とハイアット氏は言います。「そのため、施設は修理可能、アップグレード可能、交換可能、そして耐久性のあるように設計する必要があります。」
GDF の設計者は、回収可能性の原則という、もう 1 つの複雑な問題にも取り組まなければなりません。フランスでは、運用段階で GDF に廃棄される廃棄物はすべて安全に回収できることが法的に義務付けられています。英国では、これはより一般的な指針となっています。
しかし、各金庫が封印されるにつれて回収のプロセスは次第に困難になり、最終的には施設全体が永久に封印されてしまいます。
他の人々は、それについてもっと楽観的だ。「使用済み燃料は永久に埋めるつもりだが、可逆性もある」とトゥオヒマー氏は言う。「封印したら、それで終わりだ。だが、100年後の世界は今とは全く違う姿になっているかもしれない」。ディレイ氏にとって、「封印したら、それは技術者ではなく社会の問題だ」。
結局のところ、核貯蔵に関しては時間スケールを把握するのが難しく、これらのプロジェクトは完了するまでに何百年もかかります。それでは、今日需要のある専門家が、完成する可能性が低いプロジェクトに取り組む動機は何でしょうか?
「私たちのほとんどにとって、それは目的意識です」とポレリウス氏は言う。「最終処分場のプロジェクトが完了するのを見る人は誰もいないかもしれませんが、私たちが今何をするか、そして核廃棄物の解決策をどれだけうまく実行するかが、将来の世代に影響を与えます。それをうまく行うことが、前進する動機になります。」
