Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Глубокое геологическое хранилище является способом хранения токсических или радиоактивных отходов в пределах стабильных геологической среды (обычно 200-1000 м в глубине). [1] Это влечет за собой сочетание формы отходов, упаковки отходов, инженерных уплотнений и геологии, которые подходят для обеспечения высокого уровня долгосрочной изоляции и локализации без технического обслуживания в будущем. Ряд хранилищ отходов ртути, цианида и мышьяка работает по всему миру, включая Канаду ( гигантский рудник ) и Германию ( калийные рудники в Херфа-Нейроде и Цилице ). [2]

Принципы и предыстория [ править ]

Высокотоксичные отходы, которые не могут быть переработаны, должны храниться изолированно, чтобы избежать загрязнения воздуха, грунтовых и подземных вод. Глубокое геологическое хранилище - это тип долгосрочного хранилища, которое изолирует отходы в геологических структурах, которые, как ожидается, будут стабильными в течение миллионов лет, с рядом естественных и искусственных барьеров. Природные барьеры включают водонепроницаемые (например, глина) и газонепроницаемые (например, соляные) слои горных пород над подземным хранилищем и окружающие его. [2] Инженерные барьеры включают бентонитовую глину и цемент. [1] [3]

Международная группа по делящимся материалам сказал:

Широко признано, что отработавшее ядерное топливо и отходы высокоактивной переработки и плутония требуют хорошо спроектированного хранилища на периоды от десятков тысяч до миллиона лет, чтобы свести к минимуму выбросы содержащейся радиоактивности в окружающую среду. Также требуются гарантии, чтобы ни плутоний, ни высокообогащенный уран не перенаправлялись на оружейное использование. Все согласны с тем, что размещение отработавшего ядерного топлива в хранилищах на глубине сотен метров под поверхностью было бы безопаснее, чем бессрочное хранение отработавшего топлива на поверхности. [4]

Однако даже хранилище в сотнях метров под землей может оказаться не в состоянии выдержать давление одного или нескольких будущих оледенений с толстыми пластами льда, лежащими на вершине скалы, деформирующими ее и создавая внутренние напряжения. [5] [6] Это принимается во внимание агентствами, готовящимися к долгосрочным хранилищам отходов в Швеции, Финляндии, Канаде и некоторых других странах, которые должны будут ожидать возобновления ледникового периода. [7] Месторождения природных урановых руд служат доказательством концепции стабильности радиоактивных элементов в геологических формациях - например, шахта Сигар-Лейк - это естественное месторождение высококонцентрированной урановой руды, расположенное под песчаником ислой кварца на глубине 450 м, возраст которого составляет 1 миллиард лет, без утечек радиоактивных веществ на поверхность. [8]

Общие элементы хранилищ включают радиоактивные отходы, контейнеры, в которых находятся отходы, другие инженерные барьеры или уплотнения вокруг контейнеров, туннели, в которых размещены контейнеры, и геологический состав окружающей территории. [9]

Шведская капсула КБС-3 для ядерных отходов.

Способность естественных геологических барьеров изолировать радиоактивные отходы продемонстрирована реакторами естественного ядерного деления в Окло , Габон. В течение длительного периода реакции в ураново-рудном теле образовалось около 5,4 тонны продуктов деления, а также 1,5 тонны плутония вместе с другими трансурановыми элементами . Этот плутоний и другие трансурановые соединения оставались неподвижными до настоящего времени, в течение почти 2 миллиардов лет. [10] Это весьма примечательно, учитывая тот факт, что грунтовые воды имели свободный доступ к месторождениям, и они не были в химически инертной форме, такой как стекло.

Несмотря на давнее согласие между многими экспертами, что геологическое захоронение может быть безопасным, технологически осуществимым и экологически безопасным, большая часть населения во многих странах остается скептически настроенной в результате антиядерных кампаний и недостатка знаний. [11] Одна из задач, стоящих перед сторонниками этих усилий, состоит в том, чтобы с уверенностью продемонстрировать, что хранилище будет содержать отходы так долго, что любые выбросы, которые могут произойти в будущем, не будут представлять значительного риска для здоровья или окружающей среды .

Ядерная переработка не устраняет необходимость в хранилище, но снижает объем, долгосрочную радиационную опасность и необходимую способность рассеивания тепла в долгосрочной перспективе. Переработка не устраняет политических и общественных проблем, связанных с размещением хранилища. [4]

Исследование [ править ]

Пилотная пещера Онкало на последней глубине.

Глубокое геологическое захоронение изучается в течение нескольких десятилетий, включая лабораторные испытания, разведочные скважины , а также строительство и эксплуатацию подземных исследовательских лабораторий, где проводятся крупномасштабные испытания на месте. [12] Основные подземные испытательные центры перечислены ниже.

Сайты ядерных хранилищ [ править ]

Текущая ситуация на определенных сайтах [ править ]

Схема строящегося геологического хранилища на площадке АЭС Олкилуото , Финляндия
Демонстрационный тоннель в Олкилуото.
14 февраля 2014 г. на опытно-промышленной установке по изоляции отходов радиоактивные материалы просочились из поврежденного хранилища (см. Фото). Анализ нескольких аварий, проведенный Министерством энергетики, показал отсутствие «культуры безопасности». [29]

В настоящее время в нескольких странах идет процесс выбора подходящих глубоких окончательных хранилищ, первые из которых, как ожидается, будут введены в эксплуатацию через некоторое время после 2010 года [30].

Австралия [ править ]

Было предложение о создании международного хранилища высокоактивных отходов в Австралии [31] и России . [32] Однако с тех пор, как было выдвинуто предложение о глобальном хранилище в Австралии (которое никогда не производило ядерную энергию и имеет один исследовательский реактор), внутриполитические возражения были громкими и устойчивыми, что сделало создание такого объекта в Австралии маловероятным.

Канада [ править ]

Гигантская шахта использовалась как глубокое хранилище для хранения высокотоксичных мышьяковых отходов в виде порошка. С 2020 года продолжаются исследования по переработке отходов в замороженные блоки, которые являются более химически стабильными и предотвращают загрязнение воды. [33]

Финляндия [ править ]

ONKALO сайт в Финляндии находится дальше по пути к их ввода в действие с захоронения отходов в настоящее время планируется начать в 2020 г. Posiva началось строительство участка в 2004 году финское правительство выдало предприятию лицензию на строительство окончательного объекта по утилизации 12 Ноябрь 2015 г. По состоянию на июнь 2019 г. постоянные задержки означают, что теперь Posiva ожидает начала операций в 2023 г.

Германия [ править ]

Ряд хранилищ, включая калийные рудники в Херфа-Нейроде и Цилице , уже много лет используются для хранения высокотоксичных отходов ртути , цианида и мышьяка . [2] В Германии мало споров относительно токсичных отходов, несмотря на то, что в отличие от ядерных отходов, они не теряют токсичность со временем.

Ведутся дебаты о поиске окончательного могильника для радиоактивных отходов, сопровождаемые протестами, особенно в деревне Горлебен в районе Вендланда , который до 1990 года считался идеальным для последнего могильника из-за его расположения в отдаленном, экономически депрессивном уголке. Западной Германии, рядом с закрытой границей с бывшей Восточной Германией . После воссоединения деревня теперь находится недалеко от центра страны и в настоящее время используется для временного хранения ядерных отходов. Яма Асс II является бывшей Соляной шахтой в горной цепи Асса в Нижней Саксонии / Германии, который якобы использовался в качестве исследовательской шахты с 1965 года. В период с 1967 по 1978 год радиоактивные отходы были помещены в хранилище. Исследования показали , что рассол с примесью радиоактивного цезия-137 , плутоний и стронций была утечка из шахты с 1988 года , но не сообщалось до июня 2008 года [34] хранилище для радиоактивных отходов Морслебен глубокое геологическое хранилище для радиоактивных отходов в горной породе соляной шахте Bartensleben в Морслебене , в Саксонии-Ангальт / Германия, который использовался с 1972–1998 гг. С 2003 года 480 000 м3 (630 000 кубических ярдов) соляного бетона были закачаны в карьер для временной стабилизации верхних уровней.

Швеция [ править ]

Швеция работает над планами прямого захоронения отработавшего топлива с использованием технологии KBS-3 . Однако самые ранние разрешения на строительство могут быть получены в 2021 году, а в настоящее время самая ранняя коммерческая эксплуатация может быть запланирована на 2030 год. [35]

Соединенное Королевство [ править ]

Великобритания идет по пути геологического захоронения со времен Белой книги Defra 2008 года , озаглавленной «Безопасное обращение с радиоактивными отходами» (MRWS). [36] В отличие от других развитых стран Великобритания поставила принцип волюнтаризма выше геологической пригодности. При поиске добровольцев из местных советов для этапа 1 процесса MRWS только компании Allerdale и Copeland в Камбриибыли вызваны их советами. Та же территория, которая ранее была исследована и отвергнута в 1990-х годах. Этап 2, который представлял собой первоначальный процесс проверки на непригодность, был проведен Британской геологической службой (BGS) в 2010 году. Это исключило примерно 25% площади суши на основании наличия определенных минералов и водоносных горизонтов. По поводу этого этапа остаются некоторые разногласия после обвинений в том, что критерии были изменены между черновой и окончательной версиями этого отчета, возвращая во внимание равнину Солуэй, однако критерии были четко опубликованы в Белой книге Defra 2008 года, озаглавленной «Безопасное обращение с радиоактивными отходами». (MRWS) за 2 года до подачи заявки. [ необходима цитата ]

В июне 2012 года независимый геолог, консультирующий местную группу West Cumbria MRWS Partnership, назвал три массива горных пород, которые могут быть потенциально подходящими для геологического захоронения ядерных отходов. Это скалы группы Mudstone Мерсии между Силлотом, Аббейтауном и Вестньютоном в Северной Камбрии, а также граниты Эннердейла и Эскдейла южнее, которые лежат в пределах национального парка Лейк-Дистрикт.

Решение о том, переходить ли к следующему этапу, должно было быть принято в январе 2013 года группой из семи советников, которые образуют исполнительную власть Аллердейла и еще семь членов Коупленда. Кабинет из десяти членов Совета графства Камбрия имел право вето, которое помешало бы продолжению обыска.

В январе 2013 года совет графства Камбрия воспользовался своим правом вето и отклонил предложения центрального правительства Великобритании начать работы над хранилищем ядерных отходов производственного реактора возле национального парка Лейк-Дистрикт . «Для любого принимающего сообщества будет существовать значительный пакет социальных льгот на сумму в сотни миллионов фунтов стерлингов», - сказал Эд Дэйви, министр энергетики, но, тем не менее, местный выборный административный и руководящий орган проголосовал 7–3 против продолжения исследования после заслушивания доказательств от независимых геологов, что «трещиноватым пластам округа было невозможно доверить столь опасный материал и опасность, длящуюся тысячелетия». [37] [38]

Соединенные Штаты [ править ]

Хранилище ядерных отходов Юкка-Маунтин и места хранения ядерных отходов в США

Изоляции отходов опытно - экспериментальный завод (WIPP) в Соединенных Штатах вступила в строй в 1999 году, поставив первые кубометры трансурановых радиоактивных отходов [39] в глубоком слое соли вблизи Карлсбад, Нью - Мексико .

В 1978 году Министерство энергетики США начало изучение горы Юкка в пределах безопасных границ испытательного полигона Невада в округе Най, штат Невада , чтобы определить, подходит ли он для долгосрочного геологического хранилища отработавшего ядерного топлива и радиоактивных веществ высокого уровня. напрасно тратить. Этот проект столкнулся с серьезным противодействием и задержками из-за судебного разбирательства со стороны Агентства ядерных проектов штата Невада (Управление проекта по ядерным отходам) и других. [40] Администрация Обамы отклонила использование сайта в федеральном бюджете США на 2009 год.предложение, которое устранило все финансирование, кроме необходимого для ответа на запросы Комиссии по ядерному регулированию, «в то время как администрация разрабатывает новую стратегию по утилизации ядерных отходов». [41]

5 марта 2009 года министр энергетики Стивен Чу заявил в Сенате, что участок Юкка-Маунтин больше не рассматривается как вариант для хранения отходов реактора. [42]

В июне 2018 года администрация Трампа и некоторые члены Конгресса снова начали предлагать использовать Юкка-Маунтин, а сенаторы из Невады подняли оппозицию. [43]

6 февраля 2020 года президент США Дональд Трамп написал в Твиттере о потенциальном изменении политики в отношении планов использования горы Юкка в Неваде в качестве хранилища ядерных отходов. [44] Предыдущие бюджеты Трампа включали финансирование для Yucca Mountain, но, по данным Nuclear Engineering International, два высокопоставленных должностных лица администрации заявили, что последний план расходов не будет включать деньги на лицензирование проекта. [45] 7 февраля министр энергетики Дэн Бруйетт поддержал мнение Трампа и заявил, что администрация США может исследовать другие типы [ядерных] хранилищ, такие как временные или временные объекты в других частях страны. [46]

Хотя федеральное правительство не приняло официального плана, частный сектор продвигается вперед со своими собственными планами. Holtec International подала заявку на лицензию в Комиссию по ядерному регулированию США (NRC) на автономное консолидированное временное хранилище на юго-востоке штата Нью-Мексико в марте 2017 года, по которому NRC планирует выпустить окончательное заявление о воздействии на окружающую среду к марту 2021 года. Партнеры также планируют построить и эксплуатировать консолидированное временное хранилище в округе Эндрюс, штат Техас, рассмотрение которого NRC планирует завершить в мае 2021 года. [45] Между тем, другие компании указали, что они готовы подать заявку на участие в ожидаемой закупки у Министерства энергетики для проектирования объекта временного хранения ядерных отходов. [47]

Компания Deep Isolation предложила решение по горизонтальному хранению контейнеров с радиоактивными отходами в наклонно-направленных скважинах с использованием технологии, разработанной для добычи нефти и газа. Скважина диаметром 18 дюймов направляется вертикально на глубину нескольких тысяч футов в геологически стабильных формациях, затем создается горизонтальная секция захоронения отходов такой же длины, где хранятся контейнеры для отходов, а затем ствол скважины герметизируется. [48]

См. Также [ править ]

  • Путешествие в самое безопасное место на Земле
  • Перечень технологий обращения с ядерными отходами
  • Опытная установка по изоляции отходов
  • Ядерная семиотика

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б «Геологическое общество Лондона - Геологическое захоронение радиоактивных отходов» . www.geolsoc.org.uk . Проверено 15 мая 2020 .
  2. ^ a b c «Подземное захоронение - K + S Aktiengesellschaft» . www.kpluss.com . Проверено 15 мая 2020 .
  3. ^ "NEA - Движение вперед с геологическим захоронением" (PDF) . Дата обращения 11 мая 2017 .
  4. ^ Б Harold Feiveson; Зия Миан; М. В. Рамана ; Франк фон Хиппель (27 июня 2011 г.). «Обращение с отработавшим ядерным топливом: уроки политики из исследования в 10 странах» . Бюллетень ученых-атомщиков .
  5. ^ http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/28/076/28076961.pdf
  6. ^ "Горячие штучки" . Экономист . 2 июня 2012 . Дата обращения 11 мая 2017 .
  7. ^ The Economist, там же
  8. ^ «Обеспечение безопасности: система множественных барьеров» . Организация по обращению с ядерными отходами . 2015 г.
  9. ^ «Министерство энергетики США - Радиоактивные отходы: международная проблема» . Архивировано из оригинального 24 сентября 2006 года . Дата обращения 11 мая 2017 .
  10. ^ Р. Ноде. 1976. Ядерные реакторы Оклоса: 1800 миллионов лет назад . Междисциплинарные научные обзоры, 1 (1) с.72-84.
  11. ^ Ванденбош, Роберт и Сюзанна Э. Ванденбош. 2007. Тупиковая ситуация с ядерными отходами . Солт-Лейк-Сити: Университет Юты Press.
  12. ^ a b c d e f "IAEA-TECDOC-1243" (PDF) . Дата обращения 11 мая 2017 .
  13. ^ а б "ОНКАЛО" . Архивировано из оригинального 12 июня 2013 года . Дата обращения 11 мая 2017 .
  14. ^ a b "Андра - Французское национальное агентство по обращению с радиоактивными отходами" . Архивировано из оригинала 21 декабря 2008 года . Дата обращения 11 мая 2017 .
  15. ^ a b «Обзор исследований и разработок JAEA» . jolisfukyu.tokai-sc.jaea.go.jp . Дата обращения 11 мая 2017 .
  16. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 8 апреля 2014 года . Проверено 7 апреля 2014 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  17. ^ "Корейская домашняя страница объекта KURT" . kaeri.re.kr . Проверено 13 апреля 2018 года .
  18. ^ "Домашняя страница" . www.mont-terri.ch . Архивировано из оригинала 24 июля 2016 года . Дата обращения 11 мая 2017 .
  19. ^ EJOLT. «Хранилище ядерных отходов в Гастре, Чубут, Аргентина | EJAtlas» . Атлас экологической справедливости . Проверено 19 августа 2020 .
  20. ^ "Страница DGR производства энергии Онтарио" . Архивировано из оригинала 3 апреля 2008 года . Дата обращения 11 мая 2017 .
  21. ^ а б Т. Айкас и П. Антилла. 2008. Хранилища низко- и среднеактивных отходов в Финляндии. Обзоры на англ. Геология 19, 67-71.
  22. ^ a b «FAQ» . Веб-сайт NUMO . Проверено 2 марта 2019 .
  23. ^ "NUMO - 原子 力 発 電 環境 整 備 機構" . NUMO - 原子 力 発 電 環境 整 備 機構. Дата обращения 11 мая 2017 .
  24. ^ "Официально открывается корейский репозиторий - World Nuclear News" . www.world-nuclear-news.org . Проверено 6 января 2021 .
  25. Reuters Staff (25 июля 2016 г.). «Южная Корея выберет место для хранения отработавшего ядерного топлива к 2028 году, планирует хранение за границей» . Рейтер . Проверено 6 января 2021 .
  26. ^ "SFR" (PDF) . Дата обращения 11 мая 2017 .
  27. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2011-07-22 . Проверено 25 апреля 2011 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) Заявка на лицензию март 2011 г.
  28. ^ «Радиоактивные и ядерные вещества и отходы - GOV.UK» . mrws.decc.gov.uk . Дата обращения 11 мая 2017 .
  29. Кэмерон Л. Трейси, Меган К. Дастин и Родни К. Юинг, Политика: Переоценка хранилища ядерных отходов в Нью-Мексико , Nature , 13 января 2016 г.
  30. ^ «Окончательная утилизация близится к реализации» (PDF) . Пресс-релиз . Шведская компания по управлению ядерным топливом и отходами 28 сентября 2007 г. Архивировано из оригинального (PDF) 25 февраля 2009 года . Проверено 5 января 2009 .
  31. Перейти ↑ Holland, I. (2002). «Отходы не хотите, не хотите? Австралия и политика высокоактивных ядерных отходов». Австралийский журнал политических наук . 37 (2): 283–301. DOI : 10.1080 / 10361140220148151 . S2CID 154638890 . 
  32. ^ Утилизация высокоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива: продолжающиеся социальные и технические проблемы. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы. 2001 г.
  33. ^ Филиал правительства Канады; Канада по делам коренных народов и севера; Связь (2009-06-04). «Метод замороженных блоков проекта реабилитации» . www.aadnc-aandc.gc.ca . Проверено 15 мая 2020 .
  34. ^ "Проблемы в хранилище ядерных отходов Asse II в Германии" . Архивировано из оригинала 3 августа 2009 года . Дата обращения 11 мая 2017 .
  35. Mitev, Lubomir (28 августа 2015 г.). «Швеция начнет строительство хранилища отработавшего топлива в 2019 году» . Независимое агентство ядерных новостей . Дата обращения 3 декабря 2020 .
  36. ^ Безопасное обращение с радиоактивными отходами, Defra, 2008
  37. Уэйнрайт, Мартин (30 января 2013 г.). «Камбрия отвергает использование подземных хранилищ ядерных материалов» . Хранитель . Проверено 1 февраля 2013 года .
  38. ^ Макалистер, Терри (31 января 2013). «Камбрия придерживается лобби ядерной свалки - несмотря на все предлагаемые пряники» . Хранитель . Проверено 1 февраля 2013 года .
  39. ^ "Пилотный завод по изоляции отходов Министерства энергетики получает повторную сертификацию EPA" . Архивировано из оригинала на 2009-04-23 . Дата обращения 11 мая 2017 .
  40. ^ "Землетрясения в окрестностях горы Юкка" . www.state.nv.us . Дата обращения 11 мая 2017 .
  41. Новая эра ответственности , Бюджет на 2010 г., стр. 65.
  42. ^ Хеберт, Х. Йозеф. 2009. «Ядерные отходы не попадут в Юкка-Маунтин в Неваде, - заявляет Обама». Чикаго Трибьюн . 6 марта 2009 г., 4. «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2011-03-24 . Проверено 17 марта 2011 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) Дата обращения 3-6-09.
  43. ^ «Конгресс работает над возрождением давно откладываемого плана по хранению ядерных отходов в Юкка-Маунтин» . USA Today . 3 июня 2018 г.
  44. ^ Трамп, Дональд Дж. (06.02.2020). «Невада, я слышал, что вы на горе Юкка, и моя администрация будет УВАЖАТЬ вас! Конгресс и предыдущие администрации давно не смогли найти долгосрочных решений - моя администрация привержена изучению новаторских подходов - я уверен, что мы сможем это сделать!» . @realdonaldtrump . Проверено 28 апреля 2020 .
  45. ^ a b «Трамп прекращает поддержку Yucca Mountain - Nuclear Engineering International» . www.neimagazine.com . Проверено 28 апреля 2020 .
  46. ^ Фразин, Rachel (2020-02-07). «Министр энергетики объявляет об инициативе исследования угля» . TheHill . Проверено 28 апреля 2020 .
  47. ^ "Глубокая изоляция следит за закупками Министерства энергетики для проектирования временного хранилища" . ExchangeMonitor . 2020-03-10 . Проверено 28 апреля 2020 .
  48. ^ «Технология» . Глубокая изоляция . Проверено 21 июля 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Исследование Всемирной ядерной организации
  • Отчет Sandia об удалении гранита с высокоактивными радиоактивными отходами в США
  • Отчет Сандиа по утилизации солевых отходов ядерных отходов, производящих тепло