Když byly v roce 2009 vyřazeny plány na úložiště jaderného odpadu Yucca Mountain, někteří se obávali, že by se spolu s tím mohlo rozptýlit rozšíření americké jaderné energie. Bez bezpečného a trvalého úložiště 70 000 tun jaderného odpadu v zemi - v současné době skladovaného v dočasných bazénech a suchých sudech na 75 místech po celé zemi - se zdálo, že by na zadní hořák mohlo být zapotřebí silné rozšíření jaderné energie. .
Ale na obzoru by mohla být životaschopná varianta; v článku (pdf) zveřejněném tento týden v Eosu, v novinách Americké geofyzikální unie (AGU), americký hydrolog Christopher Neuzil z US Geological Survey navrhuje, že břidlice - minerální hornina nalezená v hojnosti ve Spojených státech - by mohla být klíčem k budoucnost bezpečného odstraňování jaderného odpadu.
Břidlice a další argilidní formace (jakákoli média bohatá na hlínu, jako jsou bláta) mají určité jedinečné vlastnosti, díky nimž jsou z nich hlavní kandidáti na likvidaci jaderného odpadu, tvrdí Neuzil. Argilární formace mají extrémně nízkou propustnost, což znamená, že riziko toxického odtoku ze skladování odpadu by bylo výrazně sníženo. Jaderný odtok je jedním z největších problémů při ukládání odpadu, který pochází z odpadu rozpuštěného v podzemních vodách protékajících úložným prostorem. Protože voda protéká břidlicemi extrémně pomalou rychlostí, Neuzil říká, že materiál bude působit jako výrazná bariéra mezi jaderným odpadem a potenciálním odtokem. Ve skutečnosti může břidlice působit jako houba a absorbovat vodu, aniž by došlo k úniku; to by umožnilo bezpečné skladování jaderného odpadu, přičemž by odpadní materiály zůstaly uvnitř formací.
Neuzil navíc uvádí jako jasnou výhodu přirozené množství břidlic ve Spojených státech. "Spojené státy jsou na záviděníhodné pozici, pokud jde o rozsah a naprostou rozmanitost ve věku, historii, složení a tloušťce argilárních útvarů v rámci svých hranic, " píše Neuzil. „Z geologického a geografického hlediska existuje mnoho možností pro úložiště.“ Kromě toho umístění těchto útvarů představuje další výhodu pro ukládání odpadu; protože útvary se často vyskytují v relativně starých a geologických stabilních oblastech, riziko tektonického rušení by bylo výrazně sníženo.
Nízká propustnost břidlic je něco, co Američané začínají znát - to, co umožňuje, aby se břidlicový plyn a ropa, která se tvoří, když se organické složky uvnitř hornin rozpadají, shromažďovaly bez úniku. Ve skutečnosti se provádí štěpení za účelem těžby břidlicového plynu, aby se překonala nepropustná povaha břidlice. Vědci, jako je Neuzil, spíše než se snaží extrahovat to, co může být uvnitř břidlice pro výrobu energie, vidí břidlici jako médium, ve kterém jsou umístěny vedlejší produkty energie, které již byly vyrobeny. A s jadernou energií odpovědnou za téměř 20 procent produkce energie v zemi roste naše potřeba trvale likvidovat vyhořelé jaderné palivo každý rok.
Může břidlice, jak je vidět výše, trvale ukládat jaderný odpad ve skalách daleko pod zemí? (Foto uživatele Flickr Seldom Scene Photography) Spojené státy teprve nedávno začaly zkoumat potenciál pro likvidaci břidlic, ale Neuzil uvádí několik studií, které byly provedeny - nebo probíhají - v Evropě i mimo ni, od Spojeného království po Japonsko. Francie, Belgie a Švýcarsko překročily rámec výzkumného procesu a v současné době připravují plány na implementaci břidlicového odpadu svého jaderného odpadu (pdf). Přestože existují obavy, že umístění by potenciálně narušilo integritu břidlice jako bariéry proti odpadu, studie v Evropě naznačují, že útvary, i když jsou vytvořeny pro skladování odpadu, si zachovávají schopnost zabránit podzemním vodám přenášet znečišťující látky v jakékoli měřitelné vzdálenosti.
Shale není bez jeho námitek, nicméně. Neuzil poznamenává, že výzkum týkající se potenciálu břidlic pro jaderné skladování musí být většinou extrapolován z jiných nerostů, protože nízký průtok vody z břidlic také ztěžuje studium tohoto jevu. Místo dlouhodobého zkoumání propustnosti břidlic vědci používají horniny s rychlejšími průtoky, které jsou rychlejší a snáze studovatelné v krátkodobém horizontu, a vlastnosti aplikují na břidlice. To by mohlo představovat hrozby pro dlouhodobý úspěch skladování břidlic, protože neexistují žádná data o jeho skutečné schopnosti zvrátit situace dlouhodobého skladování.
Jak tedy vlastně vyhoříte jaderné palivo do těchto jílovitých hornin? Neuzil navrhuje, aby byl odpad ukládán převážně v pevné formě. „Některý odpad může být vitrifikován nebo smíchán s roztaveným sklem, které pak ztuhne. To může ztížit, aby odpad kontaminoval jakoukoli podzemní vodu, která s ním přichází do styku, “vysvětlil v rozhovoru a dodal, že jakýkoli odpad by byl také umístěn do kanystrů (nerezová ocel nebo měď), aby dále bránil kontaminaci okolního prostředí.
V dubnu letošního roku Ministerstvo energetiky oznámilo plány na zahájení nového výzkumného a vývojového projektu pod vedením Výzkumného ústavu pro elektrickou energii (EPRI), investice ve výši 15, 8 milionu dolarů, která se soustředí na návrh a implementaci skladování suchého sudu pro jaderný odpad . Iniciativa nezmiňuje nic o rozšiřování výzkumu na další možnosti - geologické nebo jiné - ačkoli mluvčí ministerstva energetiky poznamenává, že v současné době „analyzují schopnosti různých geologických médií, včetně jílu, soli, krystalické horniny a břidlice, pro uložení úložiště. ve Spojených státech “, jakož i využití stávajícího výzkumu prováděného jinými zeměmi.
