Un depósito geológico profundo es una forma de almacenar desechos peligrosos o radiactivos dentro de un entorno geológico estable (por lo general, entre 200 y 1000 m de profundidad). [1] Implica una combinación de forma de desecho, paquete de desecho, sellos de ingeniería y geología que es adecuada para proporcionar un alto nivel de aislamiento y contención a largo plazo sin mantenimiento futuro. Esto evitará cualquier peligro radiactivo. Varios depósitos de desechos de mercurio , cianuro y arsénico están operando en todo el mundo, incluidos Canadá ( Giant Mine ) y Alemania ( minas de potasa en Herfa-Neurode y Zielitz ).[2] y se están construyendo varios depósitos de residuos radiactivos, siendo el Onkalo en Finlandia el más avanzado. [3]
Principios y antecedentes
Los desechos altamente tóxicos que no pueden reciclarse más deben almacenarse de forma aislada para evitar la contaminación del aire, el suelo y las aguas subterráneas. El depósito geológico profundo es un tipo de almacenamiento a largo plazo que aísla los desechos en estructuras geológicas que se espera que sean estables durante millones de años, con una serie de barreras naturales y de ingeniería. Las barreras naturales incluyen capas de roca impermeables al agua (por ejemplo, arcilla) e impermeables a los gases (por ejemplo, sal) por encima y alrededor del almacenamiento subterráneo. [2] Las barreras de ingeniería incluyen arcilla bentonita y cemento. [1] [4]
El Panel internacional sobre materiales fisionables ha dicho:
Está ampliamente aceptado que el combustible nuclear gastado y el reprocesamiento de alto nivel y los desechos de plutonio requieren un almacenamiento bien diseñado durante períodos que van desde decenas de miles a un millón de años, para minimizar las emisiones al medio ambiente de la radiactividad contenida. También se requieren salvaguardias para garantizar que ni el plutonio ni el uranio altamente enriquecido se desvíen al uso de armas. Existe un acuerdo general en que colocar combustible nuclear gastado en depósitos a cientos de metros por debajo de la superficie sería más seguro que el almacenamiento indefinido de combustible gastado en la superficie. [5]
Los elementos comunes de los depósitos incluyen los desechos radiactivos, los contenedores que encierran los desechos, otras barreras o sellos de ingeniería alrededor de los contenedores, los túneles que albergan los contenedores y la estructura geológica del área circundante. [6]
Sin embargo, incluso un espacio de almacenamiento a cientos de metros por debajo del suelo podría no soportar las presiones de una o más glaciaciones futuras con gruesas capas de hielo descansando sobre la roca, deformándola y creando tensiones internas. [7] [8] Esto está siendo tomado en consideración por agencias que se preparan para depósitos de desechos a largo plazo en Suecia, Finlandia, Canadá y algunos otros países que tendrían que esperar una nueva era de hielo. [9]
A pesar de un acuerdo de larga data entre muchos expertos de que la eliminación geológica puede ser segura, tecnológicamente factible y ambientalmente racional, una gran parte del público en general en muchos países sigue siendo escéptico como resultado de las campañas antinucleares y la falta de conocimiento. [10] Uno de los desafíos que enfrentan los partidarios de estos esfuerzos es demostrar con seguridad que un depósito contendrá desechos durante tanto tiempo que cualquier liberación que pueda tener lugar en el futuro no representará un riesgo significativo para la salud o el medio ambiente .
El reprocesamiento nuclear no elimina la necesidad de un depósito, pero reduce el volumen, el riesgo de radiación a largo plazo y la capacidad de disipación de calor a largo plazo necesaria. El reprocesamiento no elimina los desafíos políticos y comunitarios para la ubicación de los repositorios. [5]
Depósitos radiactivos naturales
Los depósitos de mineral de uranio natural sirven como prueba de concepto para la estabilidad de elementos radiactivos en formaciones geológicas: la mina Cigar Lake, por ejemplo, es un depósito natural de mineral de uranio altamente concentrado ubicado debajo de una capa de arenisca y cuarzo a una profundidad de 450 m que tiene mil millones de años de antigüedad con no hay fugas radiactivas a la superficie. [11]
La capacidad de las barreras geológicas naturales para aislar los desechos radiactivos está demostrada por los reactores de fisión nuclear natural en Oklo , Gabón. Durante su largo período de reacción, se generaron en el yacimiento de uranio alrededor de 5,4 toneladas de productos de fisión, así como 1,5 toneladas de plutonio junto con otros elementos transuránicos . Este plutonio y los demás transuránicos permanecieron inmóviles hasta el día de hoy, un lapso de casi 2 mil millones de años. [12] Esto es bastante notable en vista del hecho de que el agua subterránea tenía fácil acceso a los depósitos y no estaban en una forma químicamente inerte, como el vidrio.
Investigar
La eliminación geológica profunda se ha estudiado durante varias décadas, incluidas pruebas de laboratorio, perforaciones exploratorias y la construcción y operación de laboratorios de investigación subterráneos donde se realizan pruebas in situ a gran escala. [13] A continuación se enumeran las principales instalaciones de prueba subterráneas.
País | Nombre de la instalación | Localización | Geología | Profundidad | Estado |
---|---|---|---|---|---|
Bélgica | Instalación de investigación subterránea de HADES | Mol | arcilla plastica | 223 metros | en funcionamiento 1982 [13] |
Canadá | Laboratorio de Investigaciones Subterráneas AECL | Pinawa | granito | 420 metros | 1990-2006 [13] |
Finlandia | Onkalo | Olkiluoto | granito | 400 metros | en construcción [3] |
Francia | Laboratorio de investigación subterráneo de Meuse / Haute Marne | Bure | arcilla | 500 metros | en funcionamiento 1999 [14] |
Japón | Laboratorio de investigación subterráneo de Horonobe | Horonobe | roca sedimentaria | 500 metros | en construcción [15] |
Japón | Laboratorio de investigación subterráneo de Mizunami | Mizunami | granito | 1000 metros | en construcción [15] [16] |
Corea del Sur | Túnel de investigación subterráneo de Corea | granito | 80 m | en funcionamiento 2006 [17] | |
Suecia | Laboratorio Äspö Hard Rock | Oskarshamn | granito | 450 metros | en funcionamiento 1995 [13] |
Suiza | Sitio de prueba de Grimsel | Paso de Grimsel | granito | 450 metros | en funcionamiento 1984 [13] |
Suiza | Laboratorio de rocas de Mont Terri | Mont Terri | arcilla | 300 metros | en funcionamiento 1996 [18] |
Estados Unidos | Depósito de desechos nucleares de Yucca Mountain | Nevada | toba , ignimbrita | 50 m | 1997-2008 [13] |
Sitios de repositorios nucleares
País | Nombre de la instalación | Localización | Desperdicio | Geología | Profundidad | Estado |
---|---|---|---|---|---|---|
Argentina | Sierra del Medio | Gastre | granito | Propuesto en 1976, suspendido en 1996 [19] | ||
Bélgica | Hades ( sitio experimental de eliminación de alta actividad) | residuos de alto nivel | arcilla plastica | ~ 225 m | bajo discusión | |
Canadá | OPG DGR | Ontario | 200.000 m 3 L y ILW | piedra caliza arcillosa | 680 metros | solicitud de licencia 2011 [20] |
Canadá | NWMO DGR | Ontario | combustible consumido | emplazamiento | ||
porcelana | bajo discusión | |||||
Finlandia | VLJ | Olkiluoto | L & ILW | tonalita | 60-100 m | en funcionamiento 1992 [21] |
Finlandia | Loviisa | L & ILW | granito | 120 metros | en funcionamiento 1998 [21] | |
Finlandia | Onkalo | Olkiluoto | combustible consumido | granito | 400 metros | en funcionamiento [3] |
Francia | residuos de alto nivel | lutita | ~ 500 m | emplazamiento [14] | ||
Alemania | Schacht Asse II | Baja sajonia | domo de sal | 750 metros | cerrado 1995 | |
Alemania | Morsleben | Sajonia-Anhalt | 40.000 m 3 L y ILW | domo de sal | 630 metros | cerrado 1998 |
Alemania | Gorleben | Baja sajonia | residuos de alto nivel | domo de sal | propuesto, en espera | |
Alemania | Schacht Konrad | Baja sajonia | 303.000 m 3 L y ILW | roca sedimentaria | 800 metros | bajo construcción |
Japón | Residuos vitrificados de actividad alta [22] | > 300 m [22] | en discusión [23] | |||
Corea del Sur | Wolseong | Gyeongju | L & ILW | 80 m | en funcionamiento 2015 [24] | |
Corea del Sur | residuos de alto nivel | emplazamiento [25] | ||||
Suecia | SFR | Forsmark | 63.000 m 3 L y ILW | granito | 50 m | en funcionamiento 1988 [26] |
Suecia | Forsmark | combustible consumido | granito | 450 metros | solicitud de licencia 2011 [27] | |
Suiza | residuos de alto nivel | arcilla | emplazamiento | |||
Reino Unido | residuos de alto nivel | en discusión [28] | ||||
Estados Unidos | Planta piloto de aislamiento de residuos | Nuevo Mexico | residuos transuránicos | cama de sal | 655 metros | en funcionamiento 1999 |
Estados Unidos | Proyecto Yucca Mountain | Nevada | 70.000 toneladas HLW | ignimbrita | 200–300 m | propuesto, cancelado 2010 |
La situación actual en ciertos sitios.
El proceso de selección de repositorios finales profundos apropiados está en marcha en varios países y se espera que el primero se ponga en servicio en algún momento después de 2010. [30]
Australia
Hubo una propuesta para un depósito internacional de residuos de alta actividad en Australia [31] y Rusia . [32] Sin embargo, desde que se planteó la propuesta de un depósito global en Australia (que nunca ha producido energía nuclear y tiene un reactor de investigación), las objeciones políticas internas han sido fuertes y sostenidas, lo que hace que tal instalación en Australia sea poco probable.
Canadá
Giant Mine se ha utilizado como depósito profundo para el almacenamiento de desechos de arsénico altamente tóxicos en forma de polvo. A partir de 2020, se están realizando investigaciones para reprocesar los desechos en forma de bloque congelado, que es más estable químicamente y evita la contaminación del agua. [33]
Finlandia
El sitio de Onkalo en Finlandia es el más avanzado en el camino para entrar en funcionamiento, y el entierro de desechos está programado para comenzar en 2020. Posiva comenzó la construcción del sitio en 2004. El gobierno finlandés otorgó a la compañía una licencia para construir la instalación de disposición final el 12 Noviembre de 2015. A junio de 2019[actualizar] Los continuos retrasos significan que Posiva ahora espera que las operaciones comiencen en 2023.
Alemania
Varios depósitos, incluidas las minas de potasa en Herfa-Neurode y Zielitz, ya se han utilizado durante años para almacenar desechos de mercurio , cianuro y arsénico altamente tóxicos . [2] Hay poco debate en Alemania con respecto a los residuos tóxicos a pesar de que, a diferencia de los residuos nucleares, no pierden toxicidad con el tiempo.
Existe un debate sobre la búsqueda de un depósito final de residuos radiactivos, acompañado de protestas, especialmente en la aldea de Gorleben en el área de Wendland , que se consideró ideal para el depósito final hasta 1990 debido a su ubicación en un rincón remoto y económicamente deprimido. de Alemania Occidental, junto a la frontera cerrada a la antigua Alemania Oriental . Después de la reunificación, la aldea está ahora cerca del centro del país y actualmente se utiliza para el almacenamiento temporal de desechos nucleares. El pozo Asse II es una antigua mina de sal en la cordillera de Asse en Baja Sajonia / Alemania , que supuestamente se utilizó como mina de investigación desde 1965. Entre 1967 y 1978 se almacenaron desechos radiactivos . La investigación indicó que la salmuera contaminada con cesio-137 radiactivo , plutonio y estroncio se escapaba de la mina desde 1988, pero no se informó hasta junio de 2008 [34]. El depósito de residuos radiactivos Morsleben es un depósito geológico profundo de residuos radiactivos en la mina de sal gema Bartensleben en Morsleben , en Sajonia-Anhalt / Alemania que se utilizó entre 1972 y 1998. Desde 2003, se han bombeado 480.000 m 3 (630.000 yd3) de hormigón salado al pozo para estabilizar temporalmente los niveles superiores.
Suecia
Suecia está trabajando en planes para la eliminación directa del combustible gastado utilizando la tecnología KBS-3 . Sin embargo, las primeras aprobaciones para la construcción que se pueden otorgar es 2021 y, en la actualidad, la primera operación comercial que podría programarse para comenzar es 2030. [35]
Reino Unido
El Reino Unido ha seguido el camino hacia la eliminación geológica desde el Libro Blanco de Defra de 2008 , titulado "Gestión segura de residuos radiactivos" (MRWS). [36] A diferencia de otros países desarrollados, el Reino Unido ha colocado el principio del voluntariado por delante de la idoneidad geológica. Al buscar voluntarios del consejo local para la etapa 1 del proceso de MRWS, sus consejos solo ofrecieron como voluntarios a Allerdale y Copeland en Cumbria . La misma área que fue examinada y rechazada anteriormente en la década de 1990. La etapa 2, que fue un proceso de selección inicial de inadecuación, fue realizada por British Geological Survey (BGS) en 2010. Esto descartó aproximadamente el 25% de la superficie terrestre en función de la presencia de ciertos minerales y acuíferos. Sigue existiendo cierta controversia sobre esta etapa tras las acusaciones de que se cambiaron los criterios entre el borrador y la versión final de este informe, volviendo a tener en cuenta el Solway Plain; sin embargo, los criterios se publicaron claramente en el Libro Blanco de Defra de 2008, titulado Gestión segura de residuos radiactivos. (MRWS) 2 años antes de su aplicación. [ cita requerida ]
En junio de 2012, el geólogo independiente que asesoraba al grupo local West Cumbria MRWS Partnership nombró tres volúmenes de roca que podrían ser potencialmente adecuados para la eliminación geológica de desechos nucleares. Estas son las rocas Mercia Mudstone Group entre Silloth, Abbeytown y Westnewton en North Cumbria, y los granitos Ennerdale y Eskdale más al sur que se encuentran dentro del Parque Nacional Lake District.
La decisión sobre si pasar a la siguiente etapa debía ser tomada en enero de 2013 por un grupo de siete concejales, formando el Ejecutivo de Allerdale y otros siete de Copeland. El gabinete de diez miembros del Consejo del Condado de Cumbria tenía un veto que evitaría que continuara la búsqueda.
En enero de 2013, el consejo del condado de Cumbria utilizó su poder de veto y rechazó las propuestas del gobierno central del Reino Unido para comenzar a trabajar en un depósito de desechos nucleares de reactores de producción cerca del Parque Nacional del Distrito de los Lagos . "Para cualquier comunidad de acogida, habrá un paquete sustancial de beneficios para la comunidad por valor de cientos de millones de libras", dijo Ed Davey, Secretario de Energía, pero no obstante, el cuerpo administrativo y de gobierno electo local votó 7-3 en contra de la continuación de la investigación, después de escuchar la evidencia. de geólogos independientes que "era imposible confiar en los estratos fracturados del condado con un material tan peligroso y un peligro que duraría milenios". [37] [38]
A partir de 2021, el proceso de selección para la Instalación de Eliminación Geológica (GDF) aún está en progreso y se prevé que esté terminado para 2040. [39]
Estados Unidos
La Planta Piloto de Aislamiento de Desechos (WIPP) en los Estados Unidos entró en servicio en 1999 al colocar los primeros metros cúbicos de desechos radiactivos transuránicos [40] en una capa profunda de sal cerca de Carlsbad, Nuevo México .
En 1978, el Departamento de Energía de EE. UU. Comenzó a estudiar Yucca Mountain , dentro de los límites seguros del sitio de pruebas de Nevada en el condado de Nye, Nevada , para determinar si sería adecuado para un depósito geológico a largo plazo de combustible nuclear gastado y de alto nivel. desechos radiactivos. Este proyecto enfrentó una oposición significativa y sufrió retrasos debido a un litigio de la Agencia de Proyectos Nucleares para el estado de Nevada (Oficina de Proyectos de Residuos Nucleares) y otros. [41] La Administración Obama rechazó el uso del sitio en la propuesta de Presupuesto Federal de los Estados Unidos de 2009 , que eliminó todos los fondos excepto los necesarios para responder a las consultas de la Comisión Reguladora Nuclear, "mientras que la Administración diseña una nueva estrategia para la eliminación de desechos nucleares". [42]
El 5 de marzo de 2009, el secretario de Energía, Steven Chu, dijo en una audiencia del Senado que el sitio de Yucca Mountain ya no se considera una opción para almacenar desechos de reactores. [43]
En junio de 2018, la administración Trump y algunos miembros del Congreso nuevamente comenzaron a proponer el uso de Yucca Mountain, y los senadores de Nevada se opusieron. [44]
El 6 de febrero de 2020, el presidente de los Estados Unidos, Donald Trump, tuiteó sobre un posible cambio de política sobre los planes para usar Yucca Mountain en Nevada como depósito de desechos nucleares. [45] Los presupuestos anteriores de Trump han incluido fondos para Yucca Mountain pero, según Nuclear Engineering International, dos altos funcionarios de la administración dijeron que el último plan de gastos no incluirá dinero para la licencia del proyecto. [46] El 7 de febrero, el secretario de Energía, Dan Brouillette, se hizo eco del sentimiento de Trump y declaró que la administración estadounidense puede investigar otros tipos de almacenamiento [nuclear], como sitios provisionales o temporales en otras partes del país. [47]
Aunque no se había solidificado ningún plan formal del gobierno federal, el sector privado está avanzando con sus propios planes. Holtec International presentó una solicitud de licencia a la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) de EE. UU. Para una instalación de almacenamiento provisional consolidada autónoma en el sureste de Nuevo México en marzo de 2017, que la NRC espera emitir su declaración de impacto ambiental final en marzo de 2021. De manera similar, Almacenamiento provisional Partners también planea construir y operar una instalación de almacenamiento provisional consolidada en el condado de Andrews, Texas, que la NRC planea completar su revisión en mayo de 2021. [46] Mientras tanto, otras compañías han indicado que están preparadas para ofertar en un anticipado adquisición del DOE para diseñar una instalación para el almacenamiento provisional de desechos nucleares. [48]
La compañía Deep Isolation propuso una solución que involucra el almacenamiento horizontal de botes de desechos radiactivos en pozos direccionales, utilizando tecnología desarrollada para la minería de petróleo y gas. Un pozo de 18 "se dirige verticalmente a la profundidad de varios miles de pies en formaciones geológicamente estables, luego se crea una sección horizontal de eliminación de desechos de longitud similar donde se almacenan botes de desechos y luego se sella el pozo. [49]
Ver también
- Viaje al lugar más seguro de la tierra
- Lista de tecnologías de tratamiento de residuos nucleares
- Planta piloto de aislamiento de residuos
- Semiótica nuclear
Referencias
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enlaces externos
- Estudio de la Organización Nuclear Mundial
- Sandia Report Granito Eliminación de desechos radiactivos de alto nivel en EE. UU.
- Informe Sandia Eliminación de sal de desechos nucleares generadores de calor