Ядерные отходы: закопайте ядерные отходы в очень глубокую яму, говорят ученые

Эта концепция, называемая захоронением в глубоких скважинах, была разработана в основном в Великобритании, но, вероятно, в следующем году будут проведены первые полевые испытания в США. Если испытания пройдут успешно, США надеются утилизировать свои «самые горячие» и самые радиоактивные отходы, оставшиеся от производства плутония и в настоящее время хранящиеся в Хэнфорде в штате Вашингтон, в глубокую скважину.Исследователи из Университета Шеффилда представляют последние результаты этих испытаний и новые концепции герметизации отходов в скважинах на конференции Американского ядерного общества (ANS) в Чарльстоне на этой неделе (13-16 апреля).Профессор Фергус Гибб с инженерного факультета Университета Шеффилда объясняет: «Глубокое забойное захоронение особенно подходит для высокоактивных ядерных отходов, таких как отработавшее топливо, где высокие уровни радиоактивности и тепла делают другие альтернативы очень трудными.

Большая часть бурения опыт и оборудование для создания скважин уже существуют в нефтегазовой и геотермальной отраслях. Демонстрационная скважина, такая как планируется в США, — это то, что сейчас необходимо для продвижения этой технологии ».

На конференции ANS, которая состоится на следующей неделе, профессор Гибб с соавтором доктором Карлом Трэвисом представят работу по моделированию, выполненную командой Университета Шеффилда в отношении отходов Хэнфорда, которая подтверждает, что около 40% отходов, с точки зрения Радиоактивность, которая в настоящее время хранится на территории США, может быть захоронена в единственной скважине.Основополагающим фактором успеха захоронения глубоких скважин является способность полностью закрыть скважину, чтобы предотвратить возвращение радионуклидов на поверхность.

Профессор Гибб разработал для этого метод, который он представит на конференции на следующей неделе: расплавить слой гранита над отходами, который снова затвердеет и будет иметь те же свойства, что и природная порода.Коллега профессора Гибба из Университета Шеффилда, доктор Ник Коллиер, предложит метод закрепления и окружения отходов внутри скважины с использованием специальных цементов, способных выдерживать температуры и давления на этой глубине.Утилизация в глубоких скважинах (DBD) имеет ряд преимуществ по сравнению с текущим решением, предусмотренным для всех ядерных отходов Великобритании, которые хранятся в заминированном хранилище на глубине 500 м:DBD — это, по сути, утилизация с оплатой по мере использования.

Строительство заминированного хранилища может стоить от сотен миллионов до десятков миллиардов долларов, прежде чем любые отходы можно будет утилизировать; DBD стоит несколько десятков миллионов долларов на скважину.Есть больше геологических участков, подходящих для DBD, поскольку требуемый гранитный слой может быть найден на соответствующих глубинах под большей частью континентальной коры.Скважина может быть пробурена, заполнена и закрыта менее чем за пять лет по сравнению с текущими временными рамками для добываемого в Великобритании хранилища, которое должно открыться в 2040 году и принять первые отходы к 2075 году (хотя площадка еще не согласована).

Поскольку DBD удаляет ядерные отходы на большей глубине и с большей безопасностью, а также поскольку имеется больше потенциальных площадок, должно быть легче добиться общественного и политического одобрения технологии.DBD оказывает ограниченное воздействие на окружающую среду и не требует большой площадки: отверстия имеют максимальный диаметр 0,6 м и могут располагаться на расстоянии всего нескольких десятков метров друг от друга. После завершения скважины вся физическая инфраструктура на поверхности может быть удалена.Хотя сейсмическая активность может повредить контейнеры внутри скважины, разрушить окружающую породу и разрушить некоторые из ближайших барьеров в скважине, она все равно не нарушит изоляцию отходов и не сделает возможным проникновение радиоактивности на поверхность или в грунтовые воды. .Демонстрационная скважина в США будет пробурена чуть менее полуметра в диаметре, и будут проведены испытания, чтобы убедиться, что упаковки с отходами могут быть вставлены в скважину и при необходимости извлечены.

Первые результаты ожидаются в 2016 году. Если эти результаты будут положительными, захоронение капсул с отходами в Хэнфорде будет происходить в другой скважине диаметром всего 0,22 м.

Новости со всего мира