WikiDer > Удаление глубоких скважин - Википедия

Deep borehole disposal - Wikipedia

Удаление глубоких скважин (DBD) - это концепция утилизации высокоуровневых радиоактивные отходы из ядерные реакторы в очень глубоком скважины вместо более традиционных глубокие геологические хранилища которые вырыты как шахты. Глубокая скважинная утилизация направлена ​​на размещение отходов на глубине до пяти километров (3,1 мили) под поверхностью Земли и в первую очередь зависит от толщины естественного геологического барьера для безопасной изоляции отходов от биосферы в течение очень длительного периода времени, поэтому что он не должен представлять угрозы для человека и окружающей среды. Первоначально концепция была разработана в 1970-х годах, но в 2014 году консорциум во главе с Сандийские национальные лаборатории.[1]

Отходы будут помещены в нижнюю милю такой дыры, в пределах кристаллическая порода изолировать его от окружающей среды.[2] Верхние две мили скважины будут заполнены защитными слоями, включая асфальт, бентонит, бетон и щебень, которые должны защищать окружающую среду во время геологическое время, а отверстие будет закрыто стальным кожухом.[2]

Пара предложенных испытательных скважин в США была отменена из-за возражений общественности и отсутствия финансирования в 2016 и 2017 годах.

Американские испытания захоронения глубоких скважин

Начиная с 2016 г. Министерство энергетики США профинансировал экспериментальную скважину глубиной более 3 миль (4,8 км) в г. Регби, Северная Дакота. Планы этого пятилетнего проекта в Регби не касались ядерных отходов, а вместо этого должны были проверить другие аспекты концепции скважины.[3] Однако после протестов в Северной Дакоте сайт был предложен в Округ Спинк, южная Дакота. После того, как протесты в Южной Дакоте помешали реализации проекта, Министерство энергетики отказалось от проекта.[4] Из-за общественного протеста против первой экспериментальной скважины в конце 2016 года Министерство энергетики объявило о втором проекте, в котором будут задействованы четыре объекта; два в Нью-Мексико, один в Техасе и один в Южной Дакоте. На ранних этапах проекта потребовалось заручиться общественной поддержкой, прежде чем Министерство энергетики выбрало бы окончательное место для экспериментальной скважины. 23 мая 2017 года Министерство энергетики объявило об изменении приоритетов финансирования и прекращении финансирования проекта глубоких скважин.[5]

Иллюстрация

На схеме область решения используется для компьютерного моделирования теплового потока вокруг ствола скважины.[6]


Работы по захоронению ядерных отходов в глубоких скважинах путем бурения глубоко в земную кору

Подробности

Концепция предполагает бурение скважины на глубину примерно 5 км (3,1 мили) в земной коре. Отходы высокого уровня, подобно отработанное ядерное топливо, был бы запечатан прочным стали контейнеры и спустили в скважину, заполнив забой один или два километра скважины. Современные технологии ограничивают диаметр ствола скважины до менее 50 сантиметров. Это означает, что некоторые отходы, которые в настоящее время хранятся в больших контейнерах, необходимо будет переупаковать в контейнеры меньшего размера.[1] Затем остальная часть ствола скважины герметизируется соответствующими материалами, включая глину, цемент, засыпку из щебня и асфальт, чтобы обеспечить барьер с низкой проницаемостью между отходами и земной поверхностью. В некоторых концепциях отходы могут быть окружены цементирующий раствор или сильно уплотненный бентонит буферная матрица для обеспечения улучшенной герметичности и уменьшения влияния движения породы на целостность контейнеров. Высокотемпературный сценарий включает в себя очень молодые горячие отходы в контейнерах, которые выделяют достаточно тепла для образования зоны плавления вокруг ствола скважины. По мере того, как отходы разлагаются и охлаждают, зона плавления снова затвердевает, образуя твердый гранитный саркофаг вокруг контейнеров, навсегда погребая отходы.[7] В обоих сценариях химически восстановительные условия вблизи скважины уменьшат перенос большинства радионуклидов.[нужна цитата]

Концепция глубоких скважин может применяться к любому количеству отходов. Для стран, которые не полагаются на атомные электростанции, весь их инвентарь высокоактивных ядерных отходов, возможно, можно было бы разместить в одной скважине.[нужна цитата] Текущие оценки показывают, что отработавшее топливо, произведенное на одной крупной атомной электростанции, работающей в течение нескольких десятилетий, может быть захоронено менее чем в десяти скважинах.[нужна цитата] По оценкам, всего 800 скважин будет достаточно для хранения всего существующего в США запаса ядерных отходов.[1] Программы захоронения скважин могут быть прекращены в любое время с небольшими потерями инвестиций, поскольку каждая скважина независима. Модульный характер захоронения в скважине позволяет захоронить ядерные отходы на региональном уровне или на месте. Еще одна привлекательность варианта с глубокими скважинами - это возможность бурения скважин и размещения отходов с использованием модификаций существующих технологий бурения на нефть и газ.

Наконец, воздействие на окружающую среду невелико. Комплекс обращения с отходами на устьеплюс временная буферная зона безопасности потребует около одного квадратного километра. Когда скважина заполнена и закупорена, земля может быть возвращена в первозданное состояние.[нужна цитата]

Расположение соответствующих сайтов

В каждом штате США есть глубокие породы, подходящие для собственного хранилища скважин.[2] Требуемый кристаллические породы фундамента расположены намного ниже низкой плотности осадочная порода, питьевая вода водоносные горизонты, и нефтегазовые месторождения.[2] Одна скважина не будет достаточно большой, чтобы вместить все ядерные отходы, производимые такой страной, как Соединенные Штаты, и поэтому некоторое количество из них может в конечном итоге существовать в пределах одной страны.[2]

Скорость строительства

Ученые из Университет Шеффилда в Англии говорят, что глубокие скважины для захоронения ядерных отходов могут быть построены намного быстрее, чем традиционные глубокое геологическое хранилище который вырывается как подземная шахта для захоронения отходов.[8] Подход с заминированным хранилищем безуспешно применялся в течение многих лет, но инженеры из Университета Шеффилда говорят, что скважину можно пробурить, заполнить и закрыть не более чем за пять лет, в отличие от десятилетий, необходимых для заминированного хранилища.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Толлефсон, Джефф (4 марта 2014 г.). "США стремятся к возрождению исследований в области отходов". Природа. 507 (7490): 15–16. Bibcode:2014Натура.507 ... 15т. Дои:10.1038 / 507015a. PMID 24598616. Получено 5 июн 2014.
  2. ^ а б c d е Конка, Джеймс. «Министерство энергетики пытается изменить правила обращения с ядерными отходами», Forbes (21 января 2016 г.).
  3. ^ Новацки, Майк. «Официальные лица выражают« глубокую озабоченность »тем, что предлагаемый проект бурения возле Регби может привести к захоронению ядерных отходов в Северной Дакоте», ИНФОРУМ (28 января 2016 г.).
  4. ^ Воозен, Пол (27.09.2016). «Протесты побуждают переосмыслить испытание глубокой скважины на ядерные отходы». Наука (AAAS). Получено 2018-01-18.
  5. ^ Орр, Франклин (Линн) (23 мая 2017 г.). «Изучение возможности создания глубоких скважин». Получено 2018-01-18.
  6. ^ Вини, Клэр (1 июня 2007 г.). «Управление нашими ядерными отходами» (6). Королевское химическое общество. Получено 3 июн 2014. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  7. ^ Гибб, Фергус (2007). «Вариант захоронения отработавшего ядерного топлива в глубоких скважинах». Университет Шеффилда. Архивировано из оригинал В архиве 2007-07-23 на Wayback Machine 7 февраля 2012 г.
  8. ^ а б «США пробурит скважину глубиной 5 км для испытаний хранилища радиоактивных отходов», GCR: Global Construction Review (9 февраля 2016 г.).

внешняя ссылка