Kiedy w 2009 r. Odrzucono plany dotyczące składowiska odpadów jądrowych w Jukce, niektórzy martwili się, że ekspansja amerykańskiej energii jądrowej może się wraz z nią rozpuścić. Bez bezpiecznego, stałego miejsca do przechowywania 70 000 ton odpadów nuklearnych w kraju - obecnie przechowywanych w tymczasowych basenach i suchych beczkach w 75 lokalizacjach w całym kraju - wydawało się, że na tylnym palniku może być konieczne znaczne zwiększenie energii jądrowej .
Ale realna opcja może być na horyzoncie; w artykule (pdf) opublikowanym w tym tygodniu w Eos, gazecie American Geophysical Union (AGU), hydrolog US Geological Survey Christopher Neuzil sugeruje, że łupek ilasty - skała mineralna występująca w obfitości w Stanach Zjednoczonych - może być kluczem do przyszłość bezpiecznego usuwania odpadów jądrowych.
Łupki i inne formacje gliniaste (dowolne media bogate w glinę, takie jak szlam) mają pewne unikalne cechy, które uczyniłyby ich głównymi kandydatami do usuwania odpadów nuklearnych, twierdzi Neuzil. Formacje Argillaceous mają bardzo niską przepuszczalność, co oznacza, że ryzyko toksycznego spływu ze składowania odpadów byłoby znacznie zmniejszone. Spływ jądrowy jest jednym z największych problemów związanych z przechowywaniem odpadów, które powstaje w wyniku rozpuszczania odpadów w wodach gruntowych przepływających przez obszar składowania. Ponieważ woda przepływa przez łupki z bardzo małą prędkością, Neuzil mówi, że materiał ten stanowiłby wyraźną barierę między odpadami nuklearnymi a potencjalnym odpływem. W rzeczywistości łupek ilasty może działać jak gąbka, wchłaniając wodę, nie uwalniając żadnej; pozwoliłoby to na bezpieczne przechowywanie odpadów jądrowych, utrzymując odpady wewnątrz formacji.
Ponadto Neuzil wymienia naturalną obfitość łupków ilastych w Stanach Zjednoczonych jako wyraźną zaletę. „Stany Zjednoczone są godne pozazdroszczenia, jeśli chodzi o skalę i różnorodność wieku, historii, składu i grubości formacji gliniastych w jej granicach”, pisze Neuzil. „Geologicznie i geograficznie istnieje wiele potencjalnych możliwości składowania.” Ponadto lokalizacja tych formacji stanowi kolejną korzyść dla składowania odpadów; ponieważ formacje często występują na stosunkowo starych i stabilnych geologicznie obszarach, ryzyko zaburzeń tektonicznych byłoby znacznie zmniejszone.
Niska przepuszczalność łupków jest czymś, co Amerykanie zaczynają znać - dzięki temu gaz łupkowy i ropa, które powstają, gdy składniki organiczne w skałach rozpadają się, gromadzą się bez uciekania. W rzeczywistości szczelinowanie w celu wydobycia gazu łupkowego odbywa się w celu przezwyciężenia nieprzepuszczalności łupków. Ale zamiast dążyć do wydobycia tego, co może znajdować się w łupku w celu wytworzenia energii, naukowcy tacy jak Neuzil postrzegają łupek jako medium do przechowywania produktów ubocznych energii, które już zostały wytworzone. A ponieważ energia jądrowa odpowiada za prawie 20 procent produkcji energii w kraju, nasza potrzeba stałego usuwania zużytego paliwa jądrowego rośnie z każdym rokiem.
Czy łupek ilasty powyżej może trwale przechowywać odpady nuklearne w skałach daleko pod ziemią? (Zdjęcie autorstwa użytkownika Flickr Seldom Scene Photography) Stany Zjednoczone dopiero niedawno zaczęły badać możliwości usuwania łupków, ale Neuzil przytacza liczne badania, które zostały przeprowadzone lub są w toku w Europie i poza nią, od Wielkiej Brytanii po Japonię. Francja, Belgia i Szwajcaria wykroczyły poza proces badawczy i obecnie opracowują plany wprowadzenia składowania łupków z odpadów nuklearnych (pdf). Chociaż istnieją obawy, że umieszczenie mogłoby potencjalnie zakłócić integralność łupku ilastego jako bariery dla odpadów, badania w Europie sugerują, że formacje, nawet z wnękami przeznaczonymi do składowania odpadów, utrzymują swoją zdolność do powstrzymywania przenoszenia wód gruntowych na wszelkie mierzalne odległości.
Łupki nie są jednak pozbawione zastrzeżeń. Neuzil zauważa, że badania dotyczące potencjału składowania łupków przez magazyn jądrowy muszą być głównie ekstrapolowane z innych minerałów, ponieważ niski przepływ wody łupkowej utrudnia również badanie tego zjawiska. Zamiast badać przepuszczalność łupków w perspektywie długoterminowej, naukowcy używają skał o szybszych przepływach, które są szybsze i łatwiejsze do zbadania w krótkim okresie, i stosują te właściwości do łupków. Może to stanowić zagrożenie dla długoterminowego sukcesu magazynowania łupków ilastych, ponieważ nie istnieją dane dotyczące jego prawdziwej zdolności do przetrwania w przypadku długotrwałego przechowywania.
Jak więc faktycznie wydostajesz wypalone paliwo jądrowe do tych gliniastych skał? Neuzil sugeruje, że odpady byłyby umieszczane głównie w postaci stałej. „Niektóre odpady mogą być zeszklone lub zmieszane ze stopionym szkłem, które następnie zestala się. Może to utrudnić zanieczyszczeniu odpadów przez wodę gruntową, która się z nimi styka ”- wyjaśnił w wywiadzie, dodając, że wszelkie odpady będą również umieszczane w kanistrach (ze stali nierdzewnej lub miedzi), aby jeszcze bardziej ograniczyć zanieczyszczenie środowiska.
W kwietniu tego roku Departament Energii ogłosił plany uruchomienia nowego projektu badawczo-rozwojowego kierowanego przez Electric Power Research Institute (EPRI), inwestycji o wartości 15, 8 miliona dolarów, która będzie koncentrować się na projektowaniu i wdrażaniu suchego przechowywania beczek dla odpadów nuklearnych . Inicjatywa nie wspomina o rozszerzeniu badań na inne opcje - geologiczne lub inne - choć rzecznik Departamentu Energii zauważa, że obecnie „analizują możliwości różnych mediów geologicznych, w tym gliny, soli, skał krystalicznych i łupków, w celu likwidacji składowiska w Stanach Zjednoczonych ”, a także korzystając z istniejących badań przeprowadzonych przez inne kraje.
