Da planene ble skrotet i 2009 for Yucca Mountain-avfallsdepot, var noen bekymret for at utvidelse av amerikansk kjernekraft kan oppløses sammen med den. Uten et sikkert, permanent sted for lagring av landets 70.000 tonn kjernefysisk avfall - som for øyeblikket er lagret i midlertidige bassenger og tørre fat på 75 steder rundt om i landet - så det ut til at en kraftig utvidelse av kjernekraft måtte bli satt på bakbrenneren .
Men et levedyktig alternativ kan være i horisonten; i en artikkel (pdf) publisert denne uken i Eos, avisen til American Geophysical Union (AGU), antyder US Geological Survey hydrolog Christopher Neuzil at skifer - en mineralberg som finnes i overflod i USA - kan være nøkkelen til en fremtiden for sikker deponering for atomavfall.
Skifer og andre argillaceøse formasjoner (ethvert leirrike medier som gjørmehull) besitter visse unike egenskaper som vil gjøre dem til førsteklasses kandidater for deponering av atomavfall, hevder Neuzil. Argillaceøse formasjoner har ekstremt lav permeabilitet, noe som betyr at risikoen for giftig avrenning fra lagring av avfall vil bli sterkt redusert. Atomavrenning er en av de største bekymringene for lagring av avfall, som kommer fra å løse opp avfall i grunnvann som strømmer gjennom lagringsområdet. Fordi vann strømmer gjennom skifer med ekstremt langsom hastighet, sier Neuzil at materialet vil fungere som en tydelig barriere mellom atomavfall og potensiell avrenning. Faktisk kan skifer fungere som en svamp og absorbere vann uten å slippe ut noe; Dette vil gjøre det mulig å lagre atomavfall trygt, og holde avfallsmaterialene inne i formasjonene.
Videre nevner Neuzil den naturlige overflaten av skifer i USA som en klar fordel. "USA er i en misunnelsesverdig posisjon med hensyn til omfanget og det rene mangfoldet i alder, historie, sammensetning og tykkelse av argillaceøse formasjoner innenfor sine grenser, " skriver Neuzil. "Geologisk og geografisk er potensielle valg for et depot mange." Dessuten utgjør plasseringen av disse formasjonene en annen fordel for lagring av avfall; fordi formasjonene ofte finnes i relativt gamle og geologiske stabile områder, ville risikoen for tektonisk forstyrrelse bli sterkt redusert.
Den lave permeabiliteten til skifer er noe amerikanere begynner å bli kjent med - det er det som gjør at skifergass og olje, som dannes når organiske komponenter i bergartene brytes sammen, kan samles uten å slippe unna. Faktisk blir fracking for å utvinne skifergass for å overvinne skifers ugjennomtrengelige natur. Men heller enn å prøve å hente ut det som kan være inne i skiferen for å produsere energi, ser forskere som Neuzil skifer som et medium for å huse biproduktene fra energi som allerede er produsert. Og med kjernekraft som er ansvarlig for nesten 20 prosent av landets energiproduksjon, vokser behovet vårt for å disponere brukt kjernebrensel permanent hvert år.
Kan skifer, sett ovenfor, permanent huse atomavfall i berg langt under jorden? (Foto av Flickr-bruker Seldom Scene Photography) USA har bare nylig begynt å undersøke potensialet for skifallbehandling, men Neuzil siterer flere studier som er utført - eller er i gang - i Europa og utover, fra Storbritannia til Japan. Frankrike, Belgia og Sveits har gått utover forskningsprosessen, og planlegger nå planer for å implementere skiferlagring av kjernefysisk avfall (pdf). Selv om det er bekymring for at plassering potensielt kan forstyrre skiferens integritet som en barriere for avfall, tyder studier i Europa på at formasjonene, selv med hulrom laget for avfallslagring, opprettholder deres evne til å holde grunnvannet fra å forurense forurenset noen målbar avstand.
Skifer er imidlertid ikke uten forbehold. Neuzil bemerker at forskningen rundt skifers potensiale for kjernefysisk lagring for det meste må ekstrapoleres fra andre mineraler, da skifers lave hastighet av vannføring også gjør studiet av fenomenet vanskelig. I stedet for å studere skifers permeabilitet på lang sikt, bruker forskere bergarter med raskere strømningshastigheter, som er raskere og enklere å studere på kort sikt, og bruker egenskapene på skifer. Dette kan utgjøre trusler for den langsiktige suksessen med skiferlagring, da det ikke finnes noen data om dens sanne evne til å forvitre langsiktige lagringssituasjoner.
Så hvordan får du brukt kjernebrensel i disse leirbergene? Neuzil antyder at avfallet stort sett vil bli plassert i fast form. Noe avfall kan forstørres eller blandes med smeltet glass som deretter stivner. Dette kan gjøre det vanskeligere for avfallet å forurense alt grunnvann som kommer i kontakt med det, forklarte han i et intervju, og la til at alt avfall også vil bli plassert i dunker (rustfritt stål eller kobber) for ytterligere å hindre forurensning av miljøet.
I april i år kunngjorde energidepartementet planer om å sette i gang et nytt forsknings- og utviklingsprosjekt ledet av Electric Power Research Institute (EPRI), en investering på 15, 8 millioner dollar som skal sentrere rundt prosjektering og implementering av tørr fatlagring for atomavfall . Den initative nevner ingenting om å utvide forskning til andre alternativer - geologiske eller på annen måte - selv om en talsperson for energidepartementet bemerker at de for tiden “analyserer mulighetene til forskjellige geologiske medier, inkludert leire, salt, krystallinsk fjell og skifer, for deponering av depoter i USA, ”i tillegg til å dra nytte av eksisterende forskning utført av andre land.
