Когда в 2009 году были свернуты планы в отношении хранилища ядерных отходов на горе Юкка, некоторые опасались, что расширение американской ядерной мощи может исчезнуть вместе с ней. Без безопасного постоянного места для хранения 70 000 метрических тонн ядерных отходов в стране, которые в настоящее время хранятся во временных бассейнах и сухих бочках на 75 площадках по всей стране, казалось, что мощное расширение ядерной энергетики, возможно, придется отложить на второй план.,
Но возможный вариант может быть на горизонте; В статье (pdf), опубликованной на этой неделе в Eos, газете Американского геофизического союза (AGU), гидролог Геологической службы США Кристофер Нойзил полагает, что сланец - минеральная порода, найденная в изобилии в Соединенных Штатах - может быть ключом к будущее безопасного захоронения ядерных отходов.
Нейзил утверждает, что сланцевые и другие глинистые образования (любые богатые глиной среды, такие как глинистые породы) обладают определенными уникальными качествами, которые делают их главными кандидатами на утилизацию ядерных отходов. Глинистые пласты имеют чрезвычайно низкую проницаемость, что означает, что риск токсичного стока из хранилища отходов будет значительно снижен. Ядерный сток является одной из самых серьезных проблем для хранения отходов, которые возникают в результате растворения отходов в подземных водах, протекающих через зону хранения. Поскольку вода течет через сланец с чрезвычайно низкой скоростью, Нойзил говорит, что материал будет действовать как четкий барьер между ядерными отходами и потенциальным стоком. На самом деле сланец может действовать как губка, впитывая воду, не выделяя ее; это позволило бы безопасно хранить ядерные отходы, удерживая отходы внутри пластов.
Более того, Нойзил считает естественное изобилие сланца в Соединенных Штатах явным преимуществом. «Соединенные Штаты находятся в завидном положении с точки зрения масштаба и явного разнообразия в возрасте, истории, составе и толщине глинистых образований в пределах своих границ», - пишет Нойзил. «Геологически и географически потенциальные возможности для хранилища многочисленны». Кроме того, места расположения этих пластов представляют собой еще одно преимущество для хранения отходов; поскольку формации часто встречаются в относительно старых и геологически устойчивых районах, риск тектонических нарушений будет значительно снижен.
Американцы начинают знакомиться с низкой проницаемостью сланца, благодаря чему сланцевый газ и нефть, которые образуются, когда органические компоненты в породах разрушаются, собираются без побега. На самом деле, добыча сланцевого газа проводится с целью преодоления непроницаемой сланцевой природы. Но вместо того, чтобы пытаться извлечь то, что может быть внутри сланца, для производства энергии, ученые, такие как Нойзил, рассматривают сланец как среду для размещения побочных продуктов энергии, которые уже были произведены. А поскольку ядерная энергия обеспечивает почти 20 процентов производства энергии в стране, наша потребность в утилизации отработавшего ядерного топлива постоянно возрастает с каждым годом.
Может ли видимый выше сланец постоянно содержать ядерные отходы в скалах под землей? (Фото пользователя Flickr Редкая фотография сцены) Соединенные Штаты только недавно начали исследовать потенциал утилизации сланцев, но Нойзил приводит многочисленные исследования, которые проводились или проводятся в Европе и за ее пределами, от Соединенного Королевства до Японии. Франция, Бельгия и Швейцария вышли за рамки исследовательского процесса и в настоящее время разрабатывают планы по внедрению хранения ядерных отходов в сланцах (pdf). Хотя существует опасение, что засыпка потенциально нарушит целостность сланца как барьера для отходов, европейские исследования показывают, что пласты, даже с полостями, предназначенными для хранения отходов, сохраняют свою способность удерживать грунтовые воды от переноса загрязняющих веществ на любое измеримое расстояние.
Однако сланец не лишен своих предостережений. Нойзил отмечает, что исследования, связанные с потенциалом сланца для ядерного хранения, должны быть в основном экстраполированы на другие минералы, так как низкая скорость потока сланца также затрудняет изучение этого явления. Вместо того, чтобы изучать проницаемость сланца в долгосрочной перспективе, ученые используют породы с более высокими скоростями потока, которые быстрее и легче изучить в краткосрочной перспективе, и применяют свойства сланца. Это может представлять угрозу для долгосрочного успеха хранения сланца, поскольку нет данных о его истинной способности выдерживать ситуации длительного хранения.
Так как же вы на самом деле получаете отработанное ядерное топливо в эти глинистые камни? Нойзил предполагает, что отходы будут размещаться в основном в твердой форме. «Некоторые отходы могут быть остеклованы или смешаны с расплавленным стеклом, которое затем затвердевает. Это может затруднить загрязнение отходов грунтовыми водами, которые соприкасаются с ними », - пояснил он в интервью, добавив, что любые отходы будут также помещаться в контейнеры (из нержавеющей стали или меди), чтобы еще больше препятствовать загрязнению окружающей среды.
В апреле этого года Министерство энергетики объявило о планах запустить новый научно-исследовательский проект, возглавляемый Институтом исследований в области электроэнергетики (EPRI), инвестиции в размере 15, 8 млн. Долл. США, которые будут сосредоточены на разработке и внедрении сухих контейнеров для хранения ядерных отходов., Инициатива ничего не говорит о расширении исследований на другие варианты - геологические или иные, - хотя представитель Министерства энергетики отмечает, что в настоящее время они «анализируют возможности различных геологических сред, включая глину, соль, кристаллические породы и сланцы, для захоронения в хранилище». в Соединенных Штатах », а также используя преимущества существующих исследований, проводимых другими странами.
