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高レベル放射性廃棄物については、人間による直接の管理を必要としない最終処分を行うべきであるとの考えから、原子力発電を始める以前より、地層処分や、宇宙にロケット等で打ち上げる宇宙処分、海の底に廃棄する海洋投棄、南極の氷の下に処分する氷床処分といった最終処分、あるいは地上での長期管理など、様々な方法が国際機関や世界各国で検討されてきました。その結果、多くの国において、地層処分が現実的で有力な方法であるとされ、実現に向けての研究開発が行われてきており、現在ではこれが最も適切な最終処分の方法であることが国際社会の共通認識となっています。
地下深部には「物質を閉じ込める機能」が本来備わっています。このため、地層処分において、火山、活断層等をできる限り避けるなどして適切な場所に埋設すれば、地層の放射性物質を閉じ込める機能（天然バリア）と、さらに放射性物質の閉じ込めをより確実にするために人工的に施される人工バリアを組み合わせた多重バリアシステムにより、人間が直接管理し続けなくても、埋設された放射性物質が人間の生活環境に漏れてくるリスクを長期にわたり十分に小さくすることができます。
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