Eliminação de poço profundo - Deep borehole disposal

A eliminação de poços profundos (DBD) é o conceito de descartar resíduos radioativos de alto nível de reatores nucleares em poços extremamente profundos, em vez de em depósitos geológicos profundos mais tradicionais que são escavados como minas. A eliminação de poços profundos busca colocar os resíduos em até cinco quilômetros (3,1 mi) abaixo da superfície da Terra e depende principalmente da espessura da barreira geológica natural para isolar com segurança os resíduos da biosfera por um longo período de tempo. que não deve representar uma ameaça para os humanos e o meio ambiente. O conceito foi originalmente desenvolvido na década de 1970, mas em 2014 uma proposta para um primeiro poço experimental foi proposta por um consórcio liderado pelos Laboratórios Nacionais Sandia .

Os resíduos seriam colocados na milha inferior de tal buraco, dentro de rocha cristalina para isolá-lo do ambiente. As duas milhas superiores do poço seriam preenchidas com camadas de proteção, incluindo asfalto, bentonita , concreto e rocha britada que deveriam proteger o meio ambiente durante o tempo geológico , e o buraco seria forrado com revestimento de aço.

Dois furos de poço de teste propostos nos Estados Unidos foram cancelados devido à oposição pública e à falta de financiamento em 2016 e 2017.

Testes americanos de eliminação de poços profundos

A partir de 2016, o Departamento de Energia dos EUA financiou um poço experimental com mais de 4,8 km de profundidade, em Rugby , Dakota do Norte . Os planos para este projeto de cinco anos em Rugby não envolviam lixo nuclear e, em vez disso, teriam testado outros aspectos do conceito de poço. No entanto, após protestos em Dakota do Norte, um site foi proposto em Spink County , Dakota do Sul . Depois que protestos em Dakota do Sul impediram o projeto de avançar, o Departamento de Energia descartou o projeto. Devido à oposição pública ao primeiro poço experimental, no final de 2016 o Departamento de Energia anunciou um segundo projeto que envolveria quatro locais; dois no Novo México, um no Texas e um em South Dakota. Os estágios iniciais do projeto exigiam a obtenção de apoio público antes que o Departamento de Energia tivesse selecionado um local final para um poço experimental. Em 23 de maio de 2017, o Departamento de Energia anunciou que as prioridades de financiamento haviam mudado e que o projeto de poço profundo foi financiado.

Ilustração

No diagrama, o domínio da solução é usado para fins de modelagem por computador do fluxo de calor ao redor do poço.


A eliminação de resíduos nucleares em poços profundos funciona perfurando profundamente na crosta terrestre

Detalhes

A eliminação de poços profundos envolve a perfuração de um buraco de cerca de 5 km (3,1 mi) para baixo na crosta terrestre. Resíduos de alto nível , como combustível nuclear gasto , seriam selados em fortes recipientes de aço e baixados pelo poço, enchendo o fundo um ou dois quilômetros do buraco. A tecnologia atual limita o diâmetro do poço a menos de 50 centímetros. Isso significa que alguns resíduos atualmente armazenados em grandes contêineres precisam ser reembalados em contêineres menores. O resto do poço é então vedado com materiais apropriados, incluindo argila, cimento, aterro de rocha britada e asfalto, para garantir uma barreira de baixa permeabilidade entre os resíduos e a superfície do solo. Em alguns conceitos, os resíduos podem ser cercados por argamassa de cimento ou uma matriz tampão de bentonita altamente compactada para fornecer contenção aprimorada e reduzir o efeito do movimento da rocha na integridade dos canisters. Um cenário de alta temperatura envolve resíduos quentes muito jovens nos contêineres, o que libera calor suficiente para criar uma zona de derretimento ao redor do poço. À medida que os resíduos se decompõem e esfriam, a zona de derretimento se solidifica, formando um sarcófago de granito sólido ao redor dos recipientes, sepultando os resíduos para sempre. Em ambos os cenários, reduzir quimicamente as condições adjacentes ao poço reduzirá o transporte da maioria dos radionuclídeos.

O conceito de poço profundo pode ser aplicado a qualquer quantidade de resíduos. Para os países que não dependem de usinas nucleares, todo o seu inventário de resíduos nucleares de alto nível poderia talvez ser descartado em um único poço. As estimativas atuais sugerem que o combustível gasto gerado a partir de uma única grande usina nuclear operando por várias décadas poderia ser descartado em menos de dez poços. Estima-se que apenas 800 poços seriam suficientes para armazenar todo o estoque de lixo nuclear existente nos EUA. Os programas de disposição de poços podem ser encerrados a qualquer momento com pouca perda de investimento porque cada poço é independente. A natureza modular da disposição dos poços permitiria a eliminação regional ou local de resíduos nucleares. Outra atração da opção de furo profundo é que os furos podem ser perfurados e os resíduos colocados usando modificações das tecnologias existentes de perfuração de petróleo e gás.

Finalmente, o impacto ambiental é pequeno. A instalação de manuseio de resíduos na cabeça do poço , além de uma zona tampão de segurança temporária, exigiria cerca de um quilômetro quadrado. Quando o poço é preenchido e selado, a terra pode ser devolvida a uma condição original.

Localização de sites apropriados

Cada estado dos EUA possui rochas profundas adequadas para seu próprio repositório de poços. As rochas cristalinas do embasamento estão localizadas bem abaixo de rochas sedimentares de baixa densidade , aquíferos de água potável e depósitos de petróleo e gás. Um único poço não seria grande o suficiente para conter todos os resíduos nucleares produzidos por um país como os Estados Unidos e, portanto, vários deles poderiam eventualmente existir dentro de um único país.

Velocidade de construção

Cientistas da Universidade de Sheffield, na Inglaterra, dizem que poços profundos para eliminação de resíduos nucleares podem ser construídos muito mais rapidamente do que um depósito geológico profundo tradicional que é escavado como uma mina subterrânea para eliminação de resíduos. A abordagem do repositório minado foi perseguida sem sucesso por muitos anos, mas os engenheiros da Universidade de Sheffield dizem que um poço poderia ser perfurado, preenchido e selado em não mais de cinco anos, em contraste com as décadas necessárias para um repositório minado.

Veja também

Referências

links externos