Введение

Долгосрочное хранение радиоактивных и опасных отходов

Глубокое геологическое хранилище – это способ хранения опасных или радиоактивных отходов в стабильной геологической среде, как правило, на глубине 200–1000 м. Оно предполагает сочетание формы отходов, транспортной упаковки, инженерных барьеров и геологических условий, подходящих для обеспечения высокого уровня долгосрочной изоляции и удержания без последующего обслуживания. Это предотвратит возникновение любой радиоактивной опасности. Во всем мире уже функционирует ряд хранилищ отходов ртути, цианида и мышьяка, включая Канаду (рудник Giant Mine) и Германию (калийные шахты в Херфа-Нейроде и Зиелице). Ведется строительство хранилищ радиоактивных отходов, наиболее продвинутым из которых является Onkalo в Финляндии. Международная группа экспертов по деляемым материалам заявила:
Широко признано, что отработавшее ядерное топливо и высокоактивные отходы переработки, а также плутониевые отходы требуют хорошо спроектированного хранения в течение периодов от десятков тысяч до миллиона лет, чтобы минимизировать выбросы содержащейся радиоактивности в окружающую среду. Также необходимы меры безопасности для предотвращения использования плутония или высокообогащенного урана в военных целях. В целом, считается, что размещение отработавшего ядерного топлива в хранилищах на глубине сотен метров будет безопаснее, чем его неопределенное хранение на поверхности. Типичные элементы хранилища включают радиоактивные отходы, контейнеры для их упаковки, другие инженерные барьеры или уплотнения вокруг контейнеров, туннели, в которых размещаются контейнеры, и геологическое строение окружающей территории. Хранилище, расположенное на глубине сотен метров, должно выдерживать последствия одного или нескольких будущих оледенений, когда толстые ледяные щиты будут оказывать давление на горные породы. Наличие ледяных щитов влияет на гидростатическое давление на глубине хранилища, движение и химический состав подземных вод, а также на вероятность землетрясений. Это учитывается организациями, готовящимися к созданию долгосрочных хранилищ отходов в Швеции, Финляндии, Канаде и некоторых других странах, которым необходимо оценить последствия будущих оледенений. Несмотря на давнее согласие многих экспертов в отношении того, что геологическое захоронение может быть безопасным, технологически реализуемым и экологически обоснованным, значительная часть населения во многих странах остается скептически настроенной из-за антиядерных кампаний. Одной из задач, стоящих перед сторонниками этих усилий, является убедительное доказательство того, что хранилище сможет надежно удерживать отходы в течение столь длительного времени, чтобы любые возможные выбросы в будущем не представляли значительного риска для здоровья или окружающей среды. Ядерная переработка не устраняет необходимость в хранилище, но уменьшает объем отходов, долгосрочную радиационную опасность и требуемую мощность для рассеивания тепла. Переработка не решает политические и общественные проблемы, связанные с выбором места для хранилища. Способность естественных геологических барьеров изолировать радиоактивные отходы продемонстрирована естественными ядерными реакторами в Окло (Габон). В течение длительного периода их работы в урановой руде образовалось около 5,4 тонн продуктов деления, а также 1,5 тонны плутония вместе с другими трансдурановыми элементами. Этот плутоний и другие трансдурановые элементы оставались неподвижными до настоящего времени, на протяжении почти 2 миллиардов лет. Это особенно примечательно, поскольку грунтовые воды имели свободный доступ к месторождению, и оно не находилось в химически инертной форме, например, в виде стекла.

Статус хранилища на определенных участках

В нескольких странах ведется процесс выбора подходящих глубоких захоронений, первые из которых, как ожидается, будут введены в эксплуатацию спустя некоторое время после 2010 года.

Австралия

В начале 2000-х годов было предложено создать международное хранилище высокоактивных радиоактивных отходов в Австралии и России. С момента выдвижения предложения о создании глобального хранилища в Австралии, которая никогда не производила ядерную энергию и имеет только один исследовательский реактор, внутриполитическая оппозиция была громкой и непрекращающейся, что делает создание подобного объекта в Австралии маловероятным.

Канада

Гигантский рудник использовался в качестве глубокого захоронения для хранения высокотоксичных мышьяковых отходов в форме порошка. По состоянию на 2020 год ведутся исследования по переработке этих отходов в замороженный блок, который обладает большей химической стабильностью и предотвращает загрязнение воды.

Финляндия

Объект Onkalo в Финляндии, основанный на технологии KBS 3, находится на самой продвинутой стадии подготовки к вводу в эксплуатацию среди хранилищ по всему миру. Posiva начала строительство объекта в 2004 году. Правительство Финляндии выдало компании лицензию на строительство сооружения для окончательного захоронения отходов в ноябре 2015 года. По состоянию на июнь 2019 года, из-за продолжающихся задержек, Posiva теперь ожидает начала эксплуатации в 2023 году.

Германия

Ряд хранилищ, включая калийные шахты в Херфе-Нейроде и Зиелице, уже на протяжении многих лет используются для хранения высокотоксичных отходов, содержащих ртуть, цианиды и мышьяк. Хранилище радиоактивных отходов Morsleben – это глубокое геологическое хранилище радиоактивных отходов, расположенное в шахте каменной соли Bartensleben в Морслебен, Саксония-Анхальт, Германия, которое использовалось с 1972 по 1998 год. С 2003 года в шахту закачивают соляный бетон для временной стабилизации верхних уровней.

Швеция

В январе 2022 года было получено одобрение на строительство хранилища отходов для прямого захоронения с использованием технологии KBS 3 на площадке Форсмаркской атомной электростанции.

Великобритания

Правительство Великобритании, как и многие другие страны и на основании научных рекомендаций, определило постоянное глубокое геологическое захоронение как наиболее подходящий способ обращения с радиоактивными отходами с высокой активностью. Управление радиоактивными отходами (RWM) было создано в 2014 году для реализации проекта Геологического объекта захоронения (GDF) и является дочерней компанией Агентства по выводу из эксплуатации ядерных объектов (NDA), которое отвечает за очистку исторических ядерных объектов Великобритании. В 2022 году Nuclear Waste Services (NWS) было образовано в результате слияния RWM с хранилищем низкоактивных отходов в Камбрии. Реализация проекта GDF будет осуществляться посредством процесса, основанного на согласии местных сообществ, в тесном партнерстве с ними, с целью укрепления доверия в долгосрочной перспективе и обеспечения поддержки местных интересов и приоритетов. Политика однозначно требует согласия людей, проживающих вблизи GDF, и предоставляет им возможность влиять на темпы обсуждений. Первые рабочие группы были созданы в Копленде и Аллердейле (Камбрия) в конце 2020 и начале 2021 года. Эти рабочие группы начали процесс получения согласия на размещение GDF в своих районах. Эти рабочие группы являются важным этапом в поиске заинтересованного сообщества и подходящей, реализуемой и приемлемой площадки для GDF. Аллердейл вышел из процесса выбора площадки для глубокого захоронения отходов в 2023 году. NWS объяснила это решение недостаточным наличием потенциально подходящих геологических условий для проведения отбора площадки. RWM продолжает проводить обсуждения в различных регионах Англии с людьми и организациями, заинтересованными в изучении преимуществ размещения GDF. Ожидается, что в течение следующего года или двух по всей стране будут сформированы новые рабочие группы. Любое предложение по созданию GDF будет оцениваться на основе строгих критериев, чтобы гарантировать соответствие всем требованиям безопасности.

Соединенные Штаты

Пилотный завод по изоляции отходов (WIPP) в Соединенных Штатах начал работу в 1999 году, разместив первые кубические метры трансурановых радиоактивных отходов в глубоком слое соли недалеко от Карлсбада, штат Нью-Мексико. В 1978 году Министерство энергетики США начало изучать гору Юкка, расположенную в пределах охраняемой территории Невадского испытательного полигона в округе Най, штат Невада, чтобы определить, подходит ли она для долгосрочного геологического хранилища отработавшего ядерного топлива и высокоактивных радиоактивных отходов. Этот проект столкнулся со значительной оппозицией и задержками из-за судебных исков Агентства по ядерным проектам штата Невада (Офис проекта по ядерным отходам) и других сторон. Администрация Обамы отказалась от использования данного участка в предложении федерального бюджета США на 2009 год, которое исключило все финансирование, за исключением средств, необходимых для ответов на запросы Комиссии по ядерному регулированию, "пока Администрация разрабатывает новую стратегию обращения с ядерными отходами". В марте 2009 года министр энергетики Стивен Чу заявил на слушаниях в Сенате, что участок на горе Юкка больше не рассматривается как вариант для хранения отходов реакторов. В июне 2018 года администрация Трампа и некоторые члены Конгресса вновь начали предлагать использовать гору Юкка, что вызвало возражения сенаторов от штата Невада. В феврале 2020 года президент США Дональд Трамп опубликовал в Твиттере сообщение о возможном изменении политики в отношении планов использования горы Юкка в Неваде в качестве хранилища ядерных отходов. Предыдущие бюджеты Трампа включали финансирование для горы Юкка, но, по данным Nuclear Engineering International, два высокопоставленных представителя администрации заявили, что последний проект бюджета не будет включать средства на лицензирование проекта. 7 февраля министр энергетики Дэн Броуиллетт поддержал позицию Трампа и заявил, что администрация США может рассмотреть другие типы [ядерных] хранилищ, такие как промежуточные или временные объекты в других частях страны. Хотя федеральное правительство не разработало формального плана, частный сектор продвигался вперед со своими собственными планами. В марте 2017 года компания Holtec International подала заявку на получение лицензии в Комиссию по ядерному регулированию (NRC) на строительство автономного консолидированного временного хранилища (CISF) в юго-восточной части Нью-Мексико. Аналогично, компания Interim Storage Partners также планирует построить и эксплуатировать CISF в округе Эндрюс, штат Техас. В сентябре 2021 года NRC выдала лицензию для CISF округа Эндрюс. Группа, включающая штат Техас, подала ходатайство о пересмотре лицензии в судебном порядке. В августе 2023 года Апелляционный суд США по пятому округу постановил, что NRC не имеет полномочий, делегированных Конгрессом, для лицензирования такого временного хранилища, которое не расположено на территории атомной электростанции или федерального объекта, тем самым аннулировав выданную лицензию. Другой CISF в Нью-Мексико также оспаривается в Апелляционном суде США по десятому округу. Компания Deep Isolation, базирующаяся в Беркли, штат Калифорния, предложила решение, включающее горизонтальное хранение контейнеров с радиоактивными отходами в направленных буровых скважинах, используя технологию, разработанную для нефтегазовой промышленности. 18-дюймовую скважину можно направлять вертикально на глубину в несколько тысяч футов в геологически стабильных формациях, а затем создать горизонтальный участок для захоронения отходов аналогичной длины, где хранятся контейнеры с отходами перед герметизацией скважины.