Όταν καταργήθηκαν σχέδια το 2009 για το αποθετήριο πυρηνικών αποβλήτων του Yucca Mountain, ορισμένοι ανησυχούσαν ότι η επέκταση της αμερικανικής πυρηνικής ενέργειας θα μπορούσε να διαλυθεί μαζί με αυτό. Χωρίς ένα ασφαλές, μόνιμο σημείο αποθήκευσης των 70.000 μετρικών τόνων πυρηνικών αποβλήτων της χώρας - που σήμερα αποθηκεύονται σε προσωρινές δεξαμενές και ξηρά βαρέλια σε 75 τοποθεσίες σε όλη τη χώρα - φαινόταν ότι θα μπορούσε να χρειαστεί μια ισχυρή επέκταση της πυρηνικής ενέργειας στον οπίσθιο καυστήρα .
Αλλά μια βιώσιμη επιλογή μπορεί να είναι στον ορίζοντα. σε άρθρο (pdf) που δημοσιεύθηκε αυτή την εβδομάδα στην Eos, η εφημερίδα της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης (AGU), ο υδρολόγος της Γεωλογικής Έρευνας των Ηνωμένων Πολιτειών, Christopher Neuzil, δείχνει ότι ο σχιστόλιθος - ορυκτό βράχο που βρίσκεται σε αφθονία στις Ηνωμένες Πολιτείες - μέλλον της ασφαλούς διάθεσης των πυρηνικών αποβλήτων.
Οι σχιστολιθικοί και άλλοι αργιλωτοί σχηματισμοί (οποιαδήποτε πλούσια σε άργιλο μέσα όπως τα λάσπη) διαθέτουν ορισμένες μοναδικές ιδιότητες που θα τους καθιστούσαν πρωταρχικούς υποψήφιους για τη διάθεση των πυρηνικών αποβλήτων, υποστηρίζει ο Neuzil. Οι αργιλικοί σχηματισμοί έχουν εξαιρετικά χαμηλή διαπερατότητα, πράγμα που σημαίνει ότι ο κίνδυνος τοξικής απορροής από την αποθήκευση αποβλήτων θα μειωθεί σημαντικά. Η πυρηνική απορροή είναι μία από τις μεγαλύτερες ανησυχίες για την αποθήκευση αποβλήτων, η οποία προέρχεται από τη διάλυση των αποβλήτων στα υπόγεια ύδατα που ρέουν μέσα από την περιοχή αποθήκευσης. Επειδή το νερό ρέει μέσα από σχιστόλιθο με πολύ αργό ρυθμό, ο Neuzil λέει ότι το υλικό θα λειτουργούσε ως ένα ξεχωριστό εμπόδιο μεταξύ των πυρηνικών αποβλήτων και της πιθανής απορροής. Στην πραγματικότητα, ο σχιστόλιθος μπορεί να δράσει σαν σφουγγάρι, απορροφώντας νερό χωρίς να απελευθερώσει κανένα. αυτό θα επέτρεπε την ασφαλή αποθήκευση των πυρηνικών αποβλήτων, διατηρώντας τα απόβλητα μέσα στους σχηματισμούς.
Επιπλέον, ο Neuzil αναφέρει τη φυσική αφθονία του σχιστόλιθου στις Ηνωμένες Πολιτείες ως ένα σαφές πλεονέκτημα. "Οι Ηνωμένες Πολιτείες βρίσκονται σε μια αξιοζήλευτη θέση όσον αφορά την κλίμακα και την τεράστια ποικιλομορφία της ηλικίας, του ιστορικού, της σύνθεσης και του πάχους των αργυροειδών σχηματισμών μέσα στα σύνορά της", γράφει ο Neuzil. "Γεωλογικά και γεωγραφικά, οι πιθανές επιλογές για ένα αποθετήριο είναι πολλές." Επιπλέον, οι θέσεις αυτών των σχηματισμών αποτελούν ένα άλλο πλεονέκτημα για την αποθήκευση των αποβλήτων. επειδή οι σχηματισμοί βρίσκονται συχνά σε σχετικά παλιές και γεωλογικώς σταθερές περιοχές, ο κίνδυνος για τεκτονική διαταραχή θα μειωθεί σημαντικά.
Η χαμηλή διαπερατότητα του σχιστολιθικού είναι κάτι που οι Αμερικανοί αρχίζουν να είναι εξοικειωμένοι με αυτό που επιτρέπει το φυσικό αέριο σχιστόλιθου και το πετρέλαιο, το οποίο σχηματίζεται όταν τα οργανικά συστατικά μέσα στα πετρώματα διασπώνται, συλλέγονται χωρίς να διαφεύγουν. Στην πραγματικότητα, η εξόρυξη σχιστολιθικού αερίου διεξάγεται για να ξεπεραστεί η αδιαπέραστη φύση του σχιστόλιθου. Αλλά αντί να επιδιώκουμε να εξαγάγουμε το εσωτερικό του σχιστόλιθου για να παράγουμε ενέργεια, οι επιστήμονες όπως το Neuzil βλέπουν το σχιστόλιθο ως μέσο για να φιλοξενήσουν τα υποπροϊόντα ενέργειας που έχει ήδη παραχθεί. Και με την πυρηνική ενέργεια που είναι υπεύθυνη για σχεδόν το 20% της ενεργειακής παραγωγής του έθνους, η ανάγκη μας για μόνιμη διάθεση αναλωμένου πυρηνικού καυσίμου αυξάνεται κάθε χρόνο.
Μπορεί το σχιστόλιθο, όπως φαίνεται παραπάνω, να στεγάσει μόνιμα πυρηνικά απόβλητα σε βράχους πολύ κάτω από το έδαφος; (Φωτογραφία από το χρήστη σπάνιων φωτογραφιών από το χρήστη Flickr) Οι Ηνωμένες Πολιτείες άρχισαν μόλις πρόσφατα να ερευνούν τις δυνατότητες διάθεσης σχιστολιθικού πετρώματος, αλλά ο Neuzil επικαλείται πολλές μελέτες που έχουν διεξαχθεί ή βρίσκονται σε εξέλιξη στην Ευρώπη και πέρα από το Ηνωμένο Βασίλειο μέχρι την Ιαπωνία. Η Γαλλία, το Βέλγιο και η Ελβετία έχουν προχωρήσει πέρα από την ερευνητική διαδικασία και επί του παρόντος καταρτίζουν σχέδια για την υλοποίηση της αποθήκευσης σχιστολιθικών αποβλήτων (pdf). Αν και υπάρχει ανησυχία ότι η τοποθέτηση θα μπορούσε να διαταράξει την ακεραιότητα του σχιστόλιθου ως εμπόδιο για τα απόβλητα, οι μελέτες στην Ευρώπη υποδηλώνουν ότι οι σχηματισμοί, ακόμη και με κοιλότητες που δημιουργήθηκαν για την αποθήκευση αποβλήτων, διατηρούν την ικανότητά τους να διατηρούν υπόγεια ύδατα από τη μεταφορά μολύνουν οποιαδήποτε μετρήσιμη απόσταση.
Ο σχιστόλιθος δεν είναι χωρίς τις επιφυλάξεις του, ωστόσο. Ο Neuzil σημειώνει ότι η έρευνα γύρω από το δυναμικό της σχιστόλιθου για πυρηνική αποθήκευση πρέπει να προεκτείνεται κυρίως από άλλα ορυκτά, καθώς η χαμηλή ροή του σχιστολιθικού νερού καθιστά δύσκολη τη μελέτη του φαινομένου. Αντί να μελετήσουν τη διαπερατότητα του σχιστόλιθου μακροπρόθεσμα, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν βράχους με ταχύτερους ρυθμούς ροής, οι οποίοι είναι πιο γρήγοροι και ευκολότεροι να μελετηθούν βραχυπρόθεσμα και να εφαρμόσουν τις ιδιότητες στο σχιστόλιθο. Αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει απειλή για τη μακροπρόθεσμη επιτυχία της αποθήκευσης σχιστόλιθου, καθώς δεν υπάρχουν δεδομένα σχετικά με την πραγματική της ικανότητα να καταστρέφει καταστάσεις μακροπρόθεσμης αποθήκευσης.
Πως λοιπόν παίρνετε αναλωμένα πυρηνικά καύσιμα σε αυτά τα αργιλώδη βράχια; Ο Neuzil προτείνει ότι τα απόβλητα θα τοποθετηθούν ως επί το πλείστον σε στερεά μορφή. "Ορισμένα απόβλητα μπορεί να υαλοποιηθούν ή να αναμιχθούν με τετηγμένο γυαλί που στη συνέχεια στερεοποιείται. Αυτό μπορεί να κάνει πιο δύσκολο για τα απόβλητα να μολύνουν τα υπόγεια ύδατα που έρχονται σε επαφή με αυτά », εξήγησε σε συνέντευξή του προσθέτοντας ότι οποιαδήποτε απόβλητα θα τοποθετηθούν επίσης σε δοχεία (ανοξείδωτος χάλυβας ή χαλκός) για περαιτέρω παρεμπόδιση της μόλυνσης του περιβάλλοντος.
Τον Απρίλιο του τρέχοντος έτους, το Υπουργείο Ενέργειας ανακοίνωσε σχέδια για την έναρξη ενός νέου έργου έρευνας και ανάπτυξης υπό την αιγίδα του Ινστιτούτου Ερευνών Ηλεκτρικής Ισχύος (EPRI), μιας επένδυσης 15, 8 εκατομμυρίων δολαρίων που θα επικεντρωθεί στον σχεδιασμό και την υλοποίηση της αποθήκευσης ξηρού δοχείου για πυρηνικά απόβλητα . Η πρωτοβουλία δεν αναφέρει τίποτε για την επέκταση της έρευνας σε άλλες επιλογές - γεωλογικές ή άλλες - αν και ένας εκπρόσωπος του Τμήματος Ενέργειας σημειώνει ότι αυτή τη στιγμή «αναλύει τις δυνατότητες διαφόρων γεωλογικών μέσων, συμπεριλαμβανομένου του πηλού, του αλατιού, του κρυσταλλικού πετρώματος και του σχιστολιθικού σχιστολιθικού στις Ηνωμένες Πολιτείες ", καθώς και να εκμεταλλευτεί την υπάρχουσα έρευνα που διεξάγεται από άλλες χώρες.
