Repositório geológico profundo - Deep geological repository

Um repositório geológico profundo é uma maneira de armazenar resíduos perigosos ou radioativos em um ambiente geológico estável (normalmente 200–1000 m de profundidade). Isso envolve uma combinação de forma de resíduo, pacote de resíduo, vedações projetadas e geologia que é adequada para fornecer um alto nível de isolamento e contenção de longo prazo sem manutenção futura. Isso evitará quaisquer perigos radioativos. Vários repositórios de resíduos de mercúrio , cianeto e arsênio estão operando em todo o mundo, incluindo Canadá ( mina gigante ) e Alemanha ( minas de potássio em Herfa- Neurode e Zielitz ) e vários depósitos de resíduos radioativos estão em construção, sendo o Onkalo na Finlândia o mais avançado .

Princípios e histórico

Resíduos altamente tóxicos que não podem ser reciclados devem ser armazenados de forma isolada para evitar a contaminação do ar, do solo e das águas subterrâneas. Repositório geológico profundo é um tipo de armazenamento de longo prazo que isola resíduos em estruturas geológicas que devem permanecer estáveis ​​por milhões de anos, com uma série de barreiras naturais e projetadas. As barreiras naturais incluem camadas de rocha impermeáveis ​​à água (por exemplo, argila) e impermeáveis ​​aos gases (por exemplo, sal) acima e ao redor do armazenamento subterrâneo. Barreiras projetadas incluem argila bentonita e cimento.

O Painel Internacional de Materiais Físseis disse:

É amplamente aceito que o combustível nuclear gasto e o reprocessamento de alto nível e resíduos de plutônio requerem armazenamento bem projetado por períodos que variam de dezenas de milhares a um milhão de anos, para minimizar a liberação da radioatividade contida no meio ambiente. Também são necessárias salvaguardas para garantir que nem o plutônio nem o urânio altamente enriquecido sejam desviados para uso em armas. Há um consenso geral de que colocar o combustível nuclear usado em depósitos a centenas de metros abaixo da superfície seria mais seguro do que o armazenamento indefinido de combustível usado na superfície.

Os elementos comuns dos repositórios incluem o lixo radioativo, os contêineres que envolvem o lixo, outras barreiras projetadas ou selos ao redor dos contêineres, os túneis que abrigam os contêineres e a composição geológica da área circundante.

Um espaço de armazenamento centenas de metros abaixo do solo precisa resistir aos efeitos de uma ou mais glaciações futuras com espessas camadas de gelo apoiadas no topo da rocha. A presença de mantos de gelo afeta a pressão hidrostática na profundidade do repositório, o fluxo e a química das águas subterrâneas e o potencial para terremotos. Isso está sendo levado em consideração por organizações que se preparam para depósitos de resíduos de longo prazo na Suécia, Finlândia, Canadá e alguns outros países que também têm que avaliar os efeitos de futuras glaciações.

Apesar de um acordo de longa data entre muitos especialistas de que o descarte geológico pode ser seguro, tecnologicamente viável e ambientalmente correto, grande parte do público em geral em muitos países permanece cético como resultado das campanhas antinucleares e da falta de conhecimento. Um dos desafios que os apoiadores desses esforços enfrentam é demonstrar com segurança que um repositório conterá resíduos por tanto tempo que qualquer liberação que possa ocorrer no futuro não representará nenhum risco significativo à saúde ou ao meio ambiente .

O reprocessamento nuclear não elimina a necessidade de um repositório, mas reduz o volume, o risco de radiação de longo prazo e a capacidade de dissipação de calor de longo prazo necessária. O reprocessamento não elimina os desafios políticos e comunitários para a localização do repositório.

Repositórios radioativos naturais

Os depósitos de minério de urânio natural servem como prova de conceito para a estabilidade de elementos radioativos em formações geológicas - Cigar Lake Mine, por exemplo, é um depósito natural de minério de urânio altamente concentrado localizado sob uma camada de arenito e quartzo a uma profundidade de 450 m que tem 1 bilhão de anos com nenhum vazamento radioativo para a superfície.

Cápsula sueca KBS-3 para lixo nuclear.

A capacidade das barreiras geológicas naturais para isolar o lixo radioativo é demonstrada pelos reatores de fissão nuclear natural em Oklo , Gabão. Durante o longo período de reação, cerca de 5,4 toneladas de produtos da fissão, bem como 1,5 toneladas de plutônio junto com outros elementos transurânicos, foram geradas no corpo de minério de urânio. Esse plutônio e os outros transurânicos permaneceram imóveis até os dias atuais, um período de quase 2 bilhões de anos. Isso é bastante notável tendo em vista o fato de que as águas subterrâneas tinham fácil acesso aos depósitos e não estavam em uma forma quimicamente inerte, como o vidro.

Pesquisar

Caverna piloto de Onkalo na profundidade final.

O descarte geológico profundo tem sido estudado por várias décadas, incluindo testes de laboratório, furos exploratórios e a construção e operação de laboratórios de pesquisa subterrâneos onde testes in situ em larga escala estão sendo conduzidos. As principais instalações de teste subterrâneas estão listadas abaixo.

País Nome da instalação Localização Geologia Profundidade Status
Bélgica HADES Underground Research Facility Mol argila plástica 223 m em operação em 1982
Canadá Laboratório de pesquisa subterrânea da AECL Pinawa granito 420 m 1990–2006
Finlândia Onkalo Olkiluoto granito 400 m em construção
França Laboratório de pesquisa subterrânea de Meuse / Haute Marne Bure argila 500 m em operação 1999
Japão Horonobe Underground Research Lab Horonobe Rocha sedimentar 500 m em construção
Japão Laboratório de pesquisa subterrânea de Mizunami Mizunami granito 1000 m em construção
Coreia do Sul Túnel de pesquisa subterrâneo da Coreia granito 80 m em operação 2006
Suécia Laboratório Äspö Hard Rock Oskarshamn granito 450 m em operação 1995
Suíça Grimsel Test Site Grimsel Pass granito 450 m em operação em 1984
Suíça Laboratório Mont Terri Rock Mont Terri argila 300 m em operação 1996
Estados Unidos Depósito de lixo nuclear da montanha Yucca Nevada tufo , ignimbrite 50 m 1997–2008

Locais de repositório nuclear

País Nome da Instalação Localização Desperdício Geologia Profundidade Status
Argentina Sierra del Medio Gastre granito Proposta em 1976, interrompida em 1996
Bélgica Hades ( local experimental de descarte de alta atividade) desperdício de alto nível argila plástica ~ 225 m em discussão
Canadá OPG DGR Ontário 200.000 m 3 L & ILW calcário argiloso 680 m pedido de licença 2011
Canadá NWMO DGR Ontário combustível usado localização
China em discussão
Finlândia VLJ Olkiluoto L & ILW tonalita 60–100 m em operação em 1992
Finlândia Loviisa L & ILW granito 120 m em operação em 1998
Finlândia Onkalo Olkiluoto combustível usado granito 400 m em operação
França desperdício de alto nível pedra de lama ~ 500 m localização
Alemanha Schacht Asse II Baixa Saxônia cúpula de sal 750 m fechado em 1995
Alemanha Morsleben Saxônia-Anhalt 40.000 m 3 L & ILW cúpula de sal 630 m fechado em 1998
Alemanha Gorleben Baixa Saxônia desperdício de alto nível cúpula de sal proposto, em espera
Alemanha Schacht Konrad Baixa Saxônia 303.000 m 3 L & ILW Rocha sedimentar 800 m em construção
Japão Resíduos vitrificados de alto nível > 300 m em discussão
Coreia do Sul Wolseong Gyeongju L & ILW 80 m em operação 2015
Coreia do Sul desperdício de alto nível localização
Suécia SFR Forsmark 63.000 m 3 L & ILW granito 50 m em operação em 1988
Suécia Forsmark combustível usado granito 450 m pedido de licença 2011
Suíça desperdício de alto nível argila localização
Reino Unido desperdício de alto nível em discussão
Estados Unidos Planta Piloto de Isolamento de Resíduos Novo México lixo transurânico cama de sal 655 m em operação 1999
Estados Unidos Projeto Yucca Mountain Nevada 70.000 ton HLW ignimbrite 200–300 m proposto, cancelado em 2010

A situação atual em certos sites

Esquema de um repositório geológico em construção no local da Usina Nuclear de Olkiluoto , Finlândia
Túnel de demonstração em Olkiluoto.
Em 14 de fevereiro de 2014, na Planta Piloto de Isolamento de Resíduos , materiais radioativos vazaram de um tambor de armazenamento danificado (ver foto). A análise de vários acidentes, pelo DOE, mostrou a falta de uma "cultura de segurança".

O processo de seleção de repositórios finais profundos apropriados está agora em andamento em vários países, com previsão de que o primeiro seja comissionado algum tempo depois de 2010.

Austrália

Houve uma proposta para um depósito internacional de resíduos de alto nível na Austrália e na Rússia . No entanto, desde que a proposta de um repositório global na Austrália (que nunca produziu energia nuclear e tem um reator de pesquisa) foi levantada, as objeções políticas domésticas têm sido altas e sustentadas, tornando improvável tal instalação na Austrália.

Canadá

A Giant Mine tem sido usada como repositório profundo para armazenamento de resíduos de arsênico altamente tóxico na forma de pó. A partir de 2020, há pesquisas em andamento para reprocessar os resíduos em uma forma de bloco congelado que é quimicamente mais estável e evita a contaminação da água.

Finlândia

O site Onkalo na Finlândia, baseado na tecnologia KBS-3 , é o mais avançado no caminho para se tornar operacional entre os repositórios em todo o mundo. A Posiva iniciou a construção do local em 2004. O governo finlandês emitiu à empresa uma licença para construir a instalação de disposição final em 12 de novembro de 2015. Em junho de 2019, atrasos contínuos significam que a Posiva agora espera que as operações comecem em 2023.

Alemanha

Vários repositórios, incluindo minas de potássio em Herfa-Neurode e Zielitz , já foram usados ​​há anos para armazenamento de mercúrio altamente tóxico , cianeto e resíduos de arsênico . Há pouco debate na Alemanha a respeito dos resíduos tóxicos, apesar de, ao contrário dos resíduos nucleares, não perder toxicidade com o tempo.

Há um debate sobre a busca por um repositório final para rejeitos radioativos, acompanhado de protestos, especialmente na aldeia Gorleben na área de Wendland , que era considerada ideal para o repositório final até 1990 devido à sua localização em um canto remoto e economicamente deprimido da Alemanha Ocidental, próximo à fronteira fechada com a ex -Alemanha Oriental . Após a reunificação, a vila agora está próxima ao centro do país e atualmente é usada para armazenamento temporário de lixo nuclear. A cava Asse II é uma antiga mina de sal na cordilheira de Asse na Baixa Saxônia / Alemanha , que foi supostamente usada como mina de pesquisa desde 1965. Entre 1967 e 1978, rejeitos radioativos foram armazenados. A pesquisa indicou que a salmoura contaminado com radioactivo de césio-137 , o plutónio e estrôncio foi vazamento da mina desde 1988, mas não foi relatado até Junho de 2008 O depósito de resíduos radioactivos Morsleben é um repositório geológicas profundas para resíduos radioactivos na rocha mina de sal Bartensleben em Morsleben , na Saxônia-Anhalt / Alemanha que foi usado de 1972–1998. Desde 2003, 480.000 m 3 (630.000 jardas cúbicas) de concreto salino foram bombeados para o poço para estabilizar temporariamente os níveis superiores.

Suécia

A Suécia está trabalhando em planos para o descarte direto de combustível irradiado usando a tecnologia KBS-3 . No entanto, as primeiras aprovações para construção podem ser dadas em 2021 e, no momento, a operação comercial mais antiga poderia ser programada para começar em 2030.

Reino Unido

O governo do Reino Unido, em comum com muitos outros países e apoiado por pareceres científicos, identificou o descarte subterrâneo profundo permanente como o meio mais apropriado de descarte de resíduos radioativos de alta atividade.

O Gerenciamento de Resíduos Radioativos (RWM) [1] foi estabelecido em 2014 para fornecer uma Instalação de Eliminação Geológica (GDF) e é uma subsidiária da Autoridade de Descomissionamento Nuclear (NDA) [2], que é responsável pela limpeza dos locais nucleares históricos do Reino Unido .

Um GDF será entregue por meio de um processo baseado em consentimento da comunidade [3] , trabalhando em estreita parceria com as comunidades, construindo confiança a longo prazo e garantindo que um GDF apóie os interesses e prioridades locais.

A política é enfática ao exigir o consentimento das pessoas que viveriam ao lado de um GDF e dar-lhes influência sobre o andamento das discussões.

O primeiro Grupo de Trabalho foi estabelecido em Copeland [4] e Allerdale [5] em Cumbria durante o final de 2020 e início de 2021. Esses Grupos de Trabalho iniciaram o processo de explorar os benefícios potenciais de hospedar um GDF em suas áreas. Esses grupos de trabalho são uma etapa crítica no processo de encontrar uma comunidade disposta e um local adequado, viável e aceitável para um GDF.

A RWM continua a ter discussões positivas em vários lugares da Inglaterra com pessoas e organizações interessadas em explorar os benefícios de hospedar um GDF. Mais grupos de trabalho são esperados para se formar em todo o país nos próximos um ou dois anos.

Qualquer proposta de GDF será avaliada em relação a critérios altamente rigorosos [6] para garantir que todos os testes de segurança e proteção sejam cumpridos.

Estados Unidos

Repositório de lixo nuclear da Montanha Yucca e os locais nos EUA onde o lixo nuclear é armazenado

A Waste Isolation Pilot Plant (WIPP) nos Estados Unidos entrou em serviço em 1999, colocando os primeiros metros cúbicos de lixo radioativo transurânico em uma camada profunda de sal perto de Carlsbad, Novo México .

Em 1978, o Departamento de Energia dos EUA começou a estudar a montanha Yucca , dentro dos limites seguros do local de teste de Nevada em Nye County, Nevada , para determinar se seria adequado para um repositório geológico de longo prazo para combustível nuclear usado e de alto nível resíduos radioativos. Este projeto enfrentou oposição significativa e sofreu atrasos devido a litígios da Agência de Projetos Nucleares para o Estado de Nevada (Escritório de Projetos de Resíduos Nucleares) e outros. O governo Obama rejeitou o uso do site na proposta do Orçamento Federal dos Estados Unidos para 2009 , que eliminou todo o financiamento, exceto o necessário para responder às consultas da Comissão Reguladora Nuclear, "enquanto o governo cria uma nova estratégia para o descarte de lixo nuclear".

Em 5 de março de 2009, o secretário de Energia Steven Chu disse a um Senado que ouviu que o local da montanha Yucca não é mais visto como uma opção para armazenar resíduos do reator.

Em junho de 2018, o governo Trump e alguns membros do Congresso começaram novamente a propor o uso da montanha Yucca, com senadores de Nevada levantando oposição.

Em 6 de fevereiro de 2020, o presidente dos EUA, Donald Trump, tuitou sobre uma possível mudança de política sobre os planos de usar a montanha Yucca, em Nevada, como repositório de lixo nuclear. Os orçamentos anteriores de Trump incluíam financiamento para a montanha Yucca, mas, de acordo com a Nuclear Engineering International, dois altos funcionários do governo disseram que o plano de gastos mais recente não incluirá dinheiro para licenciar o projeto. Em 7 de fevereiro, o secretário de Energia Dan Brouillette ecoou o sentimento de Trumps e afirmou que a administração dos EUA pode investigar outros tipos de armazenamento [nuclear], como locais provisórios ou temporários em outras partes do país.

Embora nenhum plano formal do governo federal tenha se consolidado, o setor privado está avançando com seus próprios planos. A Holtec International apresentou um pedido de licença à Comissão Reguladora Nuclear dos EUA (NRC) para uma instalação de armazenamento provisório consolidada autônoma no sudeste do Novo México em março de 2017, que o NRC espera emitir sua declaração final de impacto ambiental em março de 2021. Da mesma forma, Armazenamento Provisório A Partners também está planejando construir e operar uma instalação de armazenamento provisório consolidada em Andrews County, Texas, que o NRC planeja concluir sua revisão em maio de 2021. Enquanto isso, outras empresas indicaram que estão preparadas para licitar uma aquisição antecipada da O DOE deve projetar uma instalação para armazenamento provisório de resíduos nucleares.

A empresa Deep Isolation propôs uma solução envolvendo o armazenamento horizontal de latas de rejeitos radioativos em furos direcionais, utilizando tecnologia desenvolvida para mineração de óleo e gás. Um poço de 18 "é direcionado verticalmente para a profundidade de vários milhares de pés em formações geologicamente estáveis, então a seção de disposição de resíduos horizontal é criada de comprimento semelhante onde os recipientes de resíduos são armazenados e, em seguida, o poço é selado.

Veja também

Referências

links externos