Eliminación de pozos profundos - Deep borehole disposal

La eliminación de pozos profundos (DBD) es el concepto de eliminar desechos radiactivos de alto nivel de reactores nucleares en pozos de sondeo extremadamente profundos en lugar de en depósitos geológicos profundos más tradicionales que se excavan como minas. La eliminación en pozos profundos busca colocar los desechos hasta cinco kilómetros (3,1 millas) debajo de la superficie de la Tierra y se basa principalmente en el grosor de la barrera geológica natural para aislar de manera segura los desechos de la biosfera durante un período de tiempo muy largo, por lo que que no debería representar una amenaza para los seres humanos y el medio ambiente. El concepto se desarrolló originalmente en la década de 1970, pero en 2014 un consorcio encabezado por Sandia National Laboratories propuso una propuesta para un primer pozo experimental .

Los desechos se colocarían en la milla inferior de dicho agujero, dentro de la roca cristalina para aislarlos del medio ambiente. Las dos millas superiores del pozo se llenarían con capas protectoras que incluyen asfalto, bentonita , concreto y roca triturada que se espera que protejan el medio ambiente durante el tiempo geológico , y el pozo se revestiría con una carcasa de acero.

Un par de pozos de prueba propuestos en los Estados Unidos se cancelaron debido a la oposición pública y la falta de financiación en 2016 y 2017.

Pruebas de eliminación de pozos profundos estadounidenses

A partir de 2016, el Departamento de Energía de EE. UU. Financió un pozo experimental de más de 4,8 km de profundidad en Rugby , Dakota del Norte . Los planes para este proyecto de cinco años en Rugby no incluían desechos nucleares y, en cambio, habrían probado otros aspectos del concepto de pozo. Sin embargo, luego de las protestas en Dakota del Norte, se propuso un sitio en el condado de Spink , Dakota del Sur . Después de que las protestas en Dakota del Sur impidieron que el proyecto avanzara, el Departamento de Energía lo desechó. Debido a la oposición pública al primer pozo experimental, a fines de 2016 el Departamento de Energía anunció un segundo proyecto que habría involucrado cuatro sitios; dos en Nuevo México, uno en Texas y uno en Dakota del Sur. Las primeras etapas del proyecto requirieron obtener el apoyo público antes de que el Departamento de Energía hubiera seleccionado un sitio final para un pozo experimental. El 23 de mayo de 2017, el Departamento de Energía anunció que las prioridades de financiación habían cambiado y que el proyecto del pozo profundo había sido desfinanciado.

Ilustración

En el diagrama, el dominio de la solución se utiliza con el propósito de modelar por computadora el flujo de calor alrededor del pozo.


La eliminación de desechos nucleares en pozos profundos funciona perforando profundamente la corteza terrestre

Detalles

La eliminación de pozos profundos implica la perforación de un orificio de unos 5 km (3,1 millas) hacia abajo en la corteza terrestre. Los desechos de alto nivel , como el combustible nuclear gastado , se sellarían en contenedores de acero resistentes y se bajarían por el pozo, llenando el fondo uno o dos kilómetros del pozo. La tecnología actual limita el diámetro del pozo a menos de 50 centímetros. Esto significa que algunos residuos almacenados actualmente en contenedores grandes deberían volver a empaquetarse en contenedores más pequeños. Luego, el resto del pozo se sella con materiales apropiados, que incluyen arcilla, cemento, relleno de roca triturada y asfalto, para asegurar una barrera de baja permeabilidad entre los desechos y la superficie de la tierra. En algunos conceptos, los desechos pueden estar rodeados de lechada cementosa o una matriz amortiguadora de bentonita altamente compactada para proporcionar una mejor contención y reducir el efecto del movimiento de las rocas en la integridad de los recipientes. Un escenario de alta temperatura implica residuos calientes muy jóvenes en los contenedores que liberan suficiente calor para crear una zona de fusión alrededor del pozo. A medida que los desechos se descomponen y se enfrían, la zona de fusión se vuelve a solidificar, formando un sarcófago de granito sólido alrededor de los contenedores, sepultando los desechos para siempre. En ambos escenarios, las condiciones químicamente reductoras adyacentes al pozo reducirán el transporte de la mayoría de los radionucleidos.

El concepto de pozo profundo se puede aplicar a cualquier cantidad de desechos. Para los países que no dependen de las plantas de energía nuclear, todo su inventario de desechos nucleares de alta actividad podría tal vez eliminarse en un solo pozo. Las estimaciones actuales sugieren que el combustible gastado generado a partir de una sola gran central nuclear en funcionamiento durante varias décadas podría desecharse en menos de diez pozos. Se estima que solo 800 pozos serían suficientes para almacenar toda la reserva de desechos nucleares existente en los EE. UU. Los programas de eliminación de pozos pueden terminarse en cualquier momento con poca pérdida de inversión porque cada pozo es independiente. La naturaleza modular de la eliminación por pozo se prestaría a la eliminación regional o in situ de desechos nucleares. Otro atractivo de la opción de pozo profundo es que se pueden perforar pozos y colocar desechos utilizando modificaciones de las tecnologías de perforación de petróleo y gas existentes.

Finalmente, el impacto ambiental es pequeño. La instalación de manejo de desechos en la boca del pozo , más una zona de amortiguación de seguridad temporal, requeriría aproximadamente un kilómetro cuadrado. Cuando el pozo se llena y se sella, la tierra se puede devolver a una condición prístina.

Ubicación de los sitios apropiados

Todos los estados de los EE. UU. Tienen rocas profundas adecuadas para su propio depósito de pozos. Las rocas cristalinas del basamento necesarias se encuentran muy por debajo de la roca sedimentaria de baja densidad , los acuíferos de agua potable y los depósitos de petróleo y gas. Un solo pozo no sería lo suficientemente grande para contener todos los desechos nucleares producidos por un país como los Estados Unidos y, por lo tanto, varios de ellos podrían eventualmente existir dentro de un solo país.

Velocidad de construcción

Los científicos de la Universidad de Sheffield en Inglaterra dicen que los pozos profundos para la eliminación de desechos nucleares se pueden construir mucho más rápidamente que un depósito geológico profundo tradicional que se excava como una mina subterránea para la eliminación de desechos. El enfoque del repositorio minado se ha aplicado sin éxito durante muchos años, pero los ingenieros de la Universidad de Sheffield dicen que un pozo podría perforarse, llenarse y sellarse en no más de cinco años, en contraste con las décadas necesarias para un repositorio minado.

Ver también

Referencias

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