[读懂科学]高放废物处置容器寿命至少170万年…以韩国型评估模型证明长期安全性

by Kim Jonghwa

Published 09 Dec.2025 14:09(KST)

首次构建反映韩国地质环境的“多物理腐蚀模型”

韩国本土研究团队开发出一套能够结合我国地质环境，精细预测高放射性废物处置容器长期腐蚀特性的韩国型评估模型，并以此科学论证了处置容器至少可承受170万年以上的使用寿命。摆脱了此前依赖瑞典、加拿大等海外模型和数据的局面，意味着韩国已具备独立的验证能力，意义重大。

韩国原子能研究院表示，已开发出一套能够长期预测高放射性废物处置容器腐蚀行为的“韩国型多物理场一体化腐蚀模型”，根据该模型分析结果，即便按保守标准评估，国内处置容器的预期寿命也可达约170万年。相关成果于9日公布。这一时间远远长于放射性毒性自然衰减至安全水平所需的周期。

韩国原子力研究院通过韩国型多物理耦合综合腐蚀模型，证明了处置容器的长期安全性。韩国原子力研究院提供

高放射性废物被隔离封存于地下数百米的岩体中，与人类生活圈彻底分离进行管理。因此，关键在于处置容器能否在数十万年至百万年量级的长期腐蚀环境中，依然牢固阻隔放射性物质。既有海外模型大多采用一维、单物理场方式，在反映韩国地下水化学组成、岩体特性和温度条件等方面存在局限。

为弥补这些不足，研究团队构建了二维多物理场模型，在其中再现了地下水流动、化学反应、热环境、电化学反应同时作用的实际处置环境。团队利用结合国内地质条件开展的室内极低浓度氧实验，以及研究院地下处置研究设施KURT中累计10年以上的长期实验数据，提高了模型预测结果的可靠性。

与海外模型的对比结果同样引人关注。瑞典、芬兰、加拿大模型曾被指高估了处置场内部氧气残留时间，认为氧气会在100年以上持续存在并诱发腐蚀；而韩国型模型预测，约2.3年后氧气影响即会消失。该结果与瑞士蒙特里地下研究设施（Mont Terri）实测值（0.5～1.5年）几乎相当，被认为更准确地反映了实际环境。

基于该模型得出的结论显示，国内处置容器在初期数年内的最大腐蚀深度仅约9.3微米（μm）。这一性能与瑞典、加拿大等核能先进国家的评估结果相当，甚至更优。

本次研究成果已在材料劣化领域具有国际权威性的《自然》合作期刊（npj）系列国际学术期刊《材料劣化》（npj Materials Degradation）等上发表了13篇论文，其科学卓越性获得认可。研究工作得到科学技术信息通信部“乏燃料储存与处置安全性保障核心技术开发项目”的资助。

研究团队今后计划将模型扩展至三维，并纳入微生物反应等更多变量，进一步提升预测精度。此外，还将把该模型应用于将在太白市建设的地下研究设施（URL），用于工程屏障系统验证和处置方案设计，加快推进实证研究。