但人類(lèi)安全要求的時(shí)間尺度更長(zhǎng)，掩埋核廢料必須隔離長(zhǎng)達(dá)一百萬(wàn)年。因此，即使用標(biāo)準(zhǔn)方法無(wú)法檢測(cè)到的每年1厘米微小流速，在一百萬(wàn)年尺度上也可以達(dá)到10公里。
傳統(tǒng)的深部地質(zhì)安全分析是通過(guò)測(cè)量巖石的滲透性，估算“驅(qū)動(dòng)”溫度、壓力和鹽度梯度來(lái)計(jì)算逃逸時(shí)間的。該模型還包括未被發(fā)現(xiàn)的地震斷層和未來(lái)可能形成的新斷層，這些斷層可能會(huì)沿著更高的地表滲透路徑形成一定范圍區(qū)域。
2、強(qiáng)隔離理論
沒(méi)有什么比測(cè)量更加有用：有沒(méi)有可能觀(guān)察到超微鹵水流速？
在過(guò)去幾年中，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一些方法，可以對(duì)水的停滯效果做出很好的估算。地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)證明，世界上有一些地方的深層鹵水幾乎沒(méi)有移動(dòng)——許多是在過(guò)去150萬(wàn)年里，有些是在數(shù)億年前。
對(duì)于夾帶水分停滯靜止超過(guò)十萬(wàn)年的形成物，我們可以稱(chēng)之為“強(qiáng)隔離”。雖然對(duì)于核廢料儲(chǔ)存來(lái)說(shuō)，沒(méi)有必要進(jìn)行強(qiáng)隔離，但強(qiáng)隔離的存在讓人們相信，廢料存儲(chǔ)也有可能不會(huì)通過(guò)鹵水流泄露到地表。
深層鹵水的向上流動(dòng)通常是由對(duì)流驅(qū)動(dòng)形成的，而對(duì)流驅(qū)動(dòng)與溫度梯度、地形和應(yīng)力變化關(guān)系密切。
來(lái)自較深地層熱水比上層水密度低，深層水就會(huì)像氣球一樣緩慢上升，直到與上面巖石接觸并冷卻。然后，它會(huì)來(lái)回流動(dòng)，被重新加熱，然后再上升。
原則上，這個(gè)過(guò)程可能會(huì)將溶解的放射性廢物帶到含水層和生物圈。但是這樣的對(duì)流單元也需要一定的要求——在強(qiáng)隔離中，由于鹽度引起的密度增加必須大于由于溫度引起的密度減少。
3、測(cè)量
新的理論可以使我們能夠測(cè)量地下水的停滯以及停滯的時(shí)間。最好的指標(biāo)之一是氯-36——一種半衰期為30萬(wàn)年的放射性同位素。
氯-36是由巖層中的天然鈾和釷在地下產(chǎn)生的。由于鈾的半衰期很長(zhǎng)（鈾-238和釷-232的半衰期分別為45億年和140億年），鈾的含量在10萬(wàn)到幾百萬(wàn)年之間是恒定的。
α衰變釋放中子，氯-35吸收中子以恒定速率產(chǎn)生氯-36。因此，氯-36濃度會(huì)隨著時(shí)間增長(zhǎng)不斷升高。
幾十萬(wàn)年后，氯-36的衰變速率與其產(chǎn)生速率大致相同，因此可以計(jì)算出穩(wěn)定狀態(tài)（“長(zhǎng)期平衡”）。并且對(duì)于不同的巖石混合物，過(guò)程的差異也相當(dāng)明顯。如果測(cè)得的氯-36水平符合長(zhǎng)期平衡，那么氯-36至少有150萬(wàn)年沒(méi)有與地表水混合。
基底巖石中氯-36的長(zhǎng)期平衡可以看作為與上層的隔離，因?yàn)槿绻u水移動(dòng)，氯-36將不會(huì)達(dá)到其長(zhǎng)期平衡濃度。
有一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則：如果氯-36的水平是長(zhǎng)期平衡水平的一半，那么水已經(jīng)停滯了大約一個(gè)半衰期，即大約30萬(wàn)年。如果它是長(zhǎng)期平衡水平的75%，那么它已經(jīng)停滯了兩個(gè)半衰期，即大約60萬(wàn)年。
測(cè)量氯-36/氯-35比值最靈敏、最精確的方法是加速器質(zhì)譜法。
4、其他方法
以下是測(cè)量鹵水年齡的其他方法：
氦-4
鈾和釷衰變產(chǎn)生的大部分α粒子會(huì)停留在巖石中，變成氦原子。氦原子可以變成氣體逸出，也可以被鹵水帶走。如果氦積聚起來(lái)，則就是一種隔離層效果。
德國(guó)對(duì)氦的測(cè)量表明，氦的隔離年限可以超過(guò)1億年。
氖-21
氖是一種稀有元素，在巖石中，α粒子撞擊氧和氟原子核產(chǎn)生氖。氖的性質(zhì)比較穩(wěn)定，因此一個(gè)區(qū)域中的氖高于自然水平（0.27%）就表明這個(gè)區(qū)域穩(wěn)定性很強(qiáng)。
加拿大的研究表明，盆地中的鹵水停滯可以超過(guò)10億年。
碘-129
這種放射性同位素半衰期為1600萬(wàn)年，是鈾-238自發(fā)裂變產(chǎn)生的。
根據(jù)已知的裂變速率，我們可以用碘-129的豐度來(lái)估算隔離年限。與氯-36一樣，地下深處的碘-129在產(chǎn)生和衰變之間最終會(huì)達(dá)到長(zhǎng)期平衡。因?yàn)樗陌胨テ诒嚷?36長(zhǎng)得多，碘-129可以提供關(guān)于鹵水隔離數(shù)千萬(wàn)到數(shù)億年間的信息。
在測(cè)定范圍較短的時(shí)候，碳-14（5730年半衰期）可能有用。氪-81（22.9萬(wàn)年半衰期）在大氣中產(chǎn)生，如果在地層深處測(cè)量到它的存在，可能表明地表水在向下移動(dòng)。其他同位素，包括氬和氙，也可以提供更多相關(guān)信息。
另一個(gè)問(wèn)題是未知地震斷層。強(qiáng)隔離已經(jīng)證明地震斷層問(wèn)題并不太重要。如果這些斷層在一百萬(wàn)年內(nèi)沒(méi)有造成地下水混合，那么它們?cè)谖磥?lái)也不太可能發(fā)生滲流。
如果地下水已經(jīng)達(dá)到或接近長(zhǎng)期平衡，那么在150萬(wàn)年或更長(zhǎng)的時(shí)間里，這些水將一直處于隔離狀態(tài)——不僅地震斷層影響不了，甚至還包括氣候變化（有可能改變水壓分布，引發(fā)冰川沖刷地表），上一次冰河時(shí)代還是在20000年前。
這種方法確實(shí)只測(cè)量氯-36的隔離度，而不測(cè)量含氯-36的水的隔離度。如果氯與當(dāng)?shù)氐膸r石相互作用，它的遷移速度就會(huì)減慢。事實(shí)上，這種互動(dòng)一般被認(rèn)為很輕微。
但更重要的是，與水流速相比，氯-36的遷移與核廢料處理相關(guān)度更高。
氯-36與碘-129是核廢料中兩種壽命較長(zhǎng)的同位素，在廢料中濃度高，半衰期長(zhǎng)，對(duì)后代構(gòu)成的威脅也更大。
5、最后的思考
考慮強(qiáng)隔離標(biāo)準(zhǔn)地點(diǎn)，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估中可以不完全依賴(lài)流體流動(dòng)和放射性核素遷移情況。這種評(píng)估模型有一定的價(jià)值，但通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量計(jì)算也可以更好地證明其安全性。
基于以上所述的強(qiáng)隔離標(biāo)準(zhǔn)，在全國(guó)，乃至全世界一定會(huì)有理想儲(chǔ)存地點(diǎn)。
那么我們就應(yīng)該從這些地點(diǎn)中挑選出最好的，然后把所有核廢料都填埋到那里嗎？
不一定！
“最佳”不僅僅是地質(zhì)學(xué)上，還包括周邊社區(qū)支持和交通便捷程度。
鉆孔儲(chǔ)存也是核廢料臨時(shí)儲(chǔ)存的一種方法，甚至有專(zhuān)家表示，這種方法可以替代乏燃料水池和干式貯存法。
實(shí)際上，從存儲(chǔ)鉆孔中提取核廢料也并不困難，這在鉆井行業(yè)根本不是問(wèn)題。
從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，如果廢物儲(chǔ)存時(shí)間超過(guò)15年，鉆孔儲(chǔ)存方案比地面儲(chǔ)存方案更劃算。如果存儲(chǔ)時(shí)間超過(guò)25年后，鉆孔儲(chǔ)存是地面儲(chǔ)存成本的一半。
強(qiáng)隔離的基本概念比較容易理解。其原理正如放射性碳在年代測(cè)定法上已經(jīng)成功應(yīng)用一樣，放射性氯和其他方法也可用于測(cè)量深部鹵水年齡。
如果鹵水在過(guò)去的一百萬(wàn)年里一直停滯，那么在接下來(lái)的一百萬(wàn)年里，它們不太可能把任何廢物帶到地表。
因此，強(qiáng)隔離可能是我們保證核廢料儲(chǔ)存安全性的最佳指標(biāo)。
