Shale könnte ein langfristiges Zuhause für problematischen Atommüll sein

Shale könnte ein langfristiges Zuhause für problematischen Atommüll sein
Shale könnte ein langfristiges Zuhause für problematischen Atommüll sein
Anonim

Shale, die Quelle des derzeitigen Erdgasbooms in den Vereinigten Staaten, könnte zur Lösung eines weiteren Energieproblems beitragen: Was tun mit radioaktivem Abfall aus Kernkraftwerken? Die einzigartigen Eigenschaften des Sedimentgesteins und verwandter tonh altiger Gesteine ​​machen es ideal für die Lagerung der potenziell gefährlichen abgebrannten Brennelemente für Jahrtausende, so ein Geologe, der mögliche Lagerstätten untersucht und heute in Dallas eine Präsentation hielt.

Ungefähr 77.000 Tonnen abgebrannter Kernbrennstoffe befinden sich derzeit in vorübergehenden oberirdischen Lagern, sagte Chris Neuzil, Ph.D., der die Forschung leitete, und es wird für Zehn- oder Hunderttausende gefährlich bleiben Jahre oder länger.

"Oberflächenspeicherung über einen so langen Zeitraum erfordert Wartung und Sicherheit", sagte er. "Auf stabile Gesellschaften zu hoffen, die diese Dinge Jahrtausende lang bereitstellen können, ist keine gute Idee." Er wies auch darauf hin, dass Naturkatastrophen Einrichtungen an der Oberfläche bedrohen können, wie 2011, als ein Tsunami im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi in Japan Kühlpumpen in Speicherbecken außer Betrieb setzte.

Seit die US-Regierung 2009 Pläne aufgegeben hat, eine langfristige Lagerstätte für Atommüll am Yucca Mountain in Nevada zu errichten, sagte Neuzil, dass die Suche nach neuen Langzeitlagerstätten Priorität haben müsse. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da Kernbrennstoff nach seiner Nutzungsdauer weiterhin Wärme und schädliche Strahlung erzeugt. In einem Kernkraftwerk wird die von Uran, Plutonium und anderen radioaktiven Elementen beim Zerfall erzeugte Wärme verwendet, um Dampf zu erzeugen und durch sich drehende Turbinen Strom zu erzeugen. Bei der Schwimmbeckenzwischenspeicherung nimmt Wasser Wärme und Strahlung auf.Nachdem der abgebrannte Brennstoff mehrere Jahre in einem Becken gekühlt wurde, kann er in einem versiegelten Metallbehälter trocken gelagert werden, wo Stahl und Beton die Strahlung blockieren. Auch dies ist eine vorübergehende Maßnahme.

Aber Schiefer tief unter der Erdoberfläche könnte eine Lösung sein. Frankreich, die Schweiz und Belgien haben bereits Pläne, Schieferlager zur langfristigen Lagerung von Atommüll zu nutzen. Neuzil schlägt vor, dass die USA auch die Möglichkeit prüfen, abgebrannten Kernbrennstoff Hunderte von Metern unter der Erde in Schichten aus Schiefer und anderem tonh altigem Gestein zu lagern. Er ist beim U.S. Geological Survey und untersucht derzeit mit der Canadian Nuclear Waste Management Organization einen Standort in Ontario.

Neuzil erklärte, dass diese Gesteinsformationen möglicherweise einzigartig für die Lagerung von Atommüll geeignet sind, da sie nahezu undurchlässig sind - kaum Wasser fließt durch sie. Experten betrachten die Wasserverschmutzung durch Atommüll als eines der größten Risiken der Langzeitlagerung. Im Gegensatz zu Schiefer, den man dort sehen könnte, wo eine Straße in einen Hang schneidet, sind die Felsen, auf die Neuzil blickt, viel wasserdichter.„Vor Jahren hätte ich Ihnen wahrscheinlich gesagt, dass Schiefer unter der Oberfläche ebenfalls gebrochen sind“, sagte er. "Aber wir sehen, dass das nicht unbedingt wahr ist." Experimente zeigen, dass sich Wasser, wenn überhaupt, extrem langsam durch diese Felsen bewegt.

Verschiedene Umstände haben sich verschworen, um ungewöhnliche Drucksysteme in diesen Formationen zu schaffen, die aus einem minimalen Wasserfluss resultieren. In einem bekannten Beispiel drückten sich zurückziehende Gletscher in Wellenberg in der Schweiz das Wasser aus dem unterirdischen Schiefer. Als sie sich zurückzogen, sprang der Schiefer schneller in seine ursprüngliche Form zurück, als Wasser zurücksickern konnte, wodurch eine Unterdrucktasche entstand. Das bedeutet, dass das Grundwasser nur noch extrem langsam in die Formation hineinfließt statt durch sie hindurch. Ähnliche Beispiele gibt es auch in Nordamerika, sagte Neuzil.

Neuzil fügte hinzu, dass zukünftige Vergletscherung wahrscheinlich keine ernsthafte Bedrohung für Lagerstätten darstellt, da die meisten Schieferformationen, die er untersucht, mehrere Vergletscherungen unverändert durchlaufen haben.„Schäden an Abfallbehältern, die von einem Füllmaterial umgeben sein werden, werden ebenfalls nicht als besorgniserregend angesehen“, sagte er.

Er bemerkte, dass ein kritisches Kriterium für einen guten Standort der Mangel an Öl oder Erdgas sein muss, der zukünftiges Interesse wecken könnte.

Der Vortrag war eine von mehr als 10.000 Präsentationen auf der 247th National Meeting & Exposition of the American Chemical Society (ACS).

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