Чи може глибоке буріння вирішити нашу проблему ядерних відходів?

Збільшити / Враження художника від глибокої свердловини для захоронення ядерних відходів, створеної Національною лабораторією Сандіа у 2012 році. Червоні лінії вказують на глибину видобутку. сховища: Onkalo – фінське сховище, а WIPP – сховище міністерства оборони США для оборонних відходів у Нью-Мексико. Національні лабораторії Sandia

У всіх запланованих постійних сховищ відпрацьованого ядерного палива є одна спільна риса: усі вони є підземними шахтами.

Як і будь-яка шахта, заміноване сховище ядерних відходів є складним інженерним подвигом. Він має бути викопаний підривними роботами або бурінням, він повинен утримувати тунелі стабільними за допомогою кам’яних опор, і він повинен мати вентиляцію, ущільнювачі та насоси для управління ґрунтовими водами та забезпечення безпеки для людей і машин. Однак, на відміну від шахти, сховище також має транспортувати та ховати контейнери з радіоактивними відходами, і воно має бути спроектоване відповідно до строгих стандартів, які гарантуватимуть, що тунелі зберігатимуть контейнери в безпеці протягом багатьох тисячоліть.

Існує альтернативна ідея, яка усуває більшість цих недоліків: утилізація в глибокі свердловини. Але чи можуть вони бути здійсненними та безпечними?

Іди глибше під землю

На перший погляд, утилізація шляхом глибокого буріння здається цілком можливою.

Міністерство енергетики США планувало пробурити вертикальну свердловину довжиною 4-5 кілометрів (2,5-3 милі), щоб отримати досвід роботи з цим процесом, але проект було скасовано в 2017 році. Ця свердловина була приблизно в 10 разів глибша за родовища, але такі глибини не є незвичайними для буріння нафти та газу.

Уряди не єдині, хто зацікавлений у такому підході. Каліфорнійська компанія Deep Isolation, заснована в 2016 році, прагне запропонувати захоронення ядерних відходів у глибоких свердловинах як комерційну послугу в будь-якій точці світу. «Залежно від вашої геології ми можемо спроектувати свердловину для цього», — сказав Джон Міджлі, геолог із Deep Isolation. Конструкції компанії можуть бути будь-якими: від глибоких вертикальних свердловин до більш дрібних J-подібних отворів з горизонтальними секціями для утилізації. Знову ж таки, нафтогазова промисловість вийшла на перше місце, пробуривши приблизно 160 000 свердловин із горизонтальними ділянками лише в Сполучених Штатах.

Ілюстрація J-подібного глибокого горизонтального сховища ядерних відходів (не в масштабі). Глибока ізоляція

"Є багато нафтових і газових свердловин такої глибини, тому проблема полягатиме в твердості гірських порід і в тому, як часто ваші бурові коронки зношуються, подібні речі, але загалом... .. Я не думаю, що [глибина] створює додаткові проблеми», — сказала Шерілін Вільямс-Страуд з Університету Іллінойсу, експерт із геологічного зберігання ядерних відходів і CO2.

Оскільки кілька евакуаційних отворів можна пробурити та розпалити під землею з однієї точки на поверхні, витрати та вплив на навколишнє середовище можна мінімізувати, а вивозити та скидати буде набагато менше каміння, ніж у шахті. Теоретично кожна атомна електростанція могла б мати власну свердловину для зберігання, усуваючи потребу транспортувати відпрацьоване паливо територією країни.

Глибокі свердловини також повинні мати можливість приймати більш гарячі відходи, ніж сховища для видобутку корисних копалин, оскільки контейнери будуть розміщені впритул і охолоджуватимуться навколишньою породою. Це означає, що відпрацьоване паливо не потрібно буде витрачати стільки часу, скільки зараз, у басейнах охолодження електростанцій. Прихильники також стверджують, що через те, що глибокі свердловини займатимуть менше місця, будуть набагато глибшими та незайнятими, вони вимагатимуть значно менших і набагато простіших досліджень геології ділянки, заощаджуючи ще більше грошей, часу та грошей.

Свердловини також повинні мати можливість...