Hľadanie domovov pre odpad, ktorý (pravdepodobne) prežije ľudstvo

Zariadenie PIESNE

Spencer Lowell



Počas sezónne teplého dňa v auguste na členitom úseku pobrežia južnej Kalifornie si pracovníci obliekli reflexné vesty a prilby. Nasmerovali flotilu ťažkých vozidiel známych ako manipulátory so sudmi, aby ťahali veľké biele betónové sudy z vyradenej jadrovej generačnej stanice San Onofre, známej ako SONGS. Každý sud, vysoký asi 17 stôp a vážiaci 50 ton, bol ako súprava ruských hniezdiacich bábik: vnútri bola uložená nádoba z nehrdzavejúcej ocele, ktorá zase obsahovala 37 valcov s tyčami jadrového paliva.

Od roku 2013, keď sa regulačné orgány definitívne rozhodli vypnúť SONGS, tímy vedcov, inžinierov a politikov usilovne pracovali na tom, aby zabezpečili, že bude možné bezpečne vyradiť z prevádzky. Celkovo bolo zo závodu vyvezených 123 kanistrov a prevezených do nového domova. Ich cesta nebola dlhá - len do inej oblasti toho istého miesta, asi 100 stôp od Tichého oceánu a len tri stopy nad hladinou mora. Teraz, po odstránení vyhoreného paliva, je možné demontovať samotnú elektráreň.





Dlhodobá záležitosť

Tento príbeh bol súčasťou nášho vydania z novembra 2020

  • Pozrite si zvyšok čísla
  • Prihlásiť sa na odber

SKLADBY, vložené do úzkeho pruhu medzi morom a diaľnicou, ktorá spája rozľahlé mestá San Diego a Los Angeles, začali svoju činnosť koncom 60. rokov a chrlili bezuhlíkovú energiu na celé desaťročia. V roku 2012 však regulátori zistili rozsiahle problémy s jeho parným generátorom, ktorý je základnou súčasťou jadrového reaktora, ktorý zabraňuje jeho prehriatiu. Výmena dielov by nebola ekonomická – jeden odhad ju vyčíslil na viac ako 800 miliónov dolárov. Nehovoriac o tom, že SKLADBY by potom museli preskočiť prísne regulačné prekážky, aby obnovili prevádzku.

Vypnutie bolo jediným logickým rozhodnutím, ktoré pred nami stálo, hovorí Doug Bauder, hlavný jadrový riaditeľ San Onofre.



USA už majú 83 000 metrických ton jadrového odpadu, čo je dosť na to, aby zaplnilo futbalové ihrisko hlboké asi tucet yardov – a zvyšky sa budú hromadiť.

Táto voľba vyriešila jeden problém, ale nie ďalší: čo robiť so všetkým jadrovým palivom, ktoré San Onofre použilo. Jeho rádioaktívny odpad by mohol prežiť ľudskú rasu so zložkami vyhoreného paliva, ktoré zahŕňajú plutónium-239, ktoré má polčas rozpadu 24 000 rokov, a jód-129 s polčasom rozpadu 15,7 milióna rokov. Momentálne však nie je kam natrvalo uložiť.

Takže SONGS drží tyče vyhoreného jadrového paliva v skladovacích otvoroch pochovaných pozdĺž seizmicky aktívneho pobrežia Kalifornie. Sedia kačice pre ďalšie veľké zemetrasenie, ktoré pravdepodobne zasiahne v priebehu budúceho storočia. Ak by sa jadrový odpad nejako dostal von, výsledky by boli zničujúce. Aj bez zemetrasenia sa klenby dajú ľahko zaplaviť, hovorí Dan Hirsch, bývalý riaditeľ Programu environmentálnej a jadrovej politiky na Kalifornskej univerzite v Santa Cruz, a môže do nich stúpať podzemná voda.

Plán je nakoniec prepraviť palivo v San Onofre mimo pracoviska, ale kam? USA už majú 83 000 metrických ton jadrového odpadu, čo je dosť na to, aby zaplnilo futbalové ihrisko hlboké asi tucet yardov – as dvoma desiatkami elektrární, ktoré sú v súčasnosti v procese vyraďovania, sa zvyšky budú hromadiť.



V roku 1982 Kongres USA uzákonil zákon o politike jadrového odpadu, ktorý vyžaduje, aby ministerstvo energetiky USA vyhľadalo geologické úložisko vyhoreného paliva a odviezlo ho tam. Od roku 1987 americká vláda zamerala svoju pozornosť na rozvoj podzemného úložiska v nevadskej Yucca Mountain. Táto stránka je však horúcim politickým zemiakom a jej podpora sa mení v reakcii na miestnu opozíciu a štátne a federálne vedenie. V dôsledku toho vláda doteraz nebola schopná splniť svoju zákonnú povinnosť nájsť dlhodobý domov pre americký rádioaktívny odpad.

Ide o situáciu, keď je potrebné politické riešenie na vyriešenie technického problému, hovorí Bauder.

slnečné okuliare ray band

Neďaleko štátnej hranice na diaľnici 176, ktorá prechádza juhovýchodným Novým Mexikom a západným Texasom, je na bielom nápise, ktorý návštevníkom predstavuje okres Lea v Novom Mexiku, nápis: Vitajte v EnergyPlex. Je to na okraji Permskej panvy, veľkej sedimentárnej oblasti bohatej na ropu, zemný plyn a draslík, ktorá pokrýva roh týchto dvoch štátov.

Od 90-tych rokov si získava reputáciu ako miesto na skladovanie jadrového materiálu – nie vysokokvalitného odpadu, ktorý údajne putuje do Yucca Mountain, ako napríklad vyhorené palivové tyče v San Onofre, ale bežnejších, každodenných zvyškov priemyslu, ako sú rukavice. , prilby a pôdy, ktoré boli kontaminované rádioaktívnym materiálom. Na tento účel DOE zriadila pilotný závod na izoláciu odpadu alebo WIPP asi 30 míľ od Carlsbadu v Novom Mexiku. Bol povolený v roku 1979, ale svoju prvú zásielku dostal až v roku 1999. Odvtedy bol nízkoaktívny odpad z takmer dvoch desiatok jadrových reaktorov po celej Amerike navezený a pochovaný viac ako 2000 stôp pod povrchom. Špecialisti na kontrolu odpadu (WCS), podobné zariadenie, bolo postavené priamo cez štátnu hranicu v Andrews v Texase približne v rovnakom čase.

Geológia permu je ideálna na zakopanie jadrového odpadu na dlhú trať. Po prvé, lokalita WIPP získava prirodzenú ochranu pred silnou vrstvou soli, ktorá ju obklopuje. Počas dlhých časových období bude soľ prúdiť a rádioaktívny materiál bude účinne uložený v tejto soli, vysvetľuje Lewis Land, hydrogeológ z Národného ústavu pre výskum jaskýň a krasu v Karlových Varoch. Väčšina geovedcov, hovorí, verí, že soľ je nepriepustná, čo znamená, že odpad nemá šancu uniknúť do okolitého prostredia, aj keď by unikol jeden zo sudov, v ktorých je materiál. Medzitým v zariadení WCS bude odpad po naplnení skladov pokrytý vrstvou nepreniknuteľnej červenej hliny s hrúbkou 40 stôp, ktorá plní rovnakú funkciu ako soľ vo WIPP.

SPENCER LOWELL

WIPP funguje už viac ako dve desaťročia s jediným incidentom. V roku 2012 praskol bubon. Ukázalo sa, že neobsahoval len vyradený rádioaktívny materiál, ale aj organickú mačaciu podstielku na báze hliny. Anorganické stelivo pre mačky sa už dlho používa ako chemický stabilizátor pre jadrový odpad, ale organické látky reagovali s rádioaktívnymi dusičnanovými soľami, pričom sa uvoľnilo teplo a tlak v budove, až sa bubon nakoniec rozbil, čím sa žiarenie rozptýlilo po celom podzemnom zariadení. Hustá soľ obsahovala žiarenie, ale bola to drahá chyba.

V roku 2008 vtedajší štátny zástupca Carlsbadu John Heaton videl, že Yucca Mountain má problémy prejsť politickým procesom. S ostatnými sa začal rozprávať o možnosti dočasného uskladnenia vysokoaktívneho jadrového odpadu na mieste asi pol hodiny od Karlových Varov. Eddy-Lea Energy Alliance (ELEA) – skupina miestnych úradníkov v dvoch okresoch, ktorí boli zodpovední za ekonomický rozvoj – kúpila 1000-akrový kúsok pastviny, ktorý sa nachádza pozdĺž diaľnice. Holtec, energetická spoločnosť so sídlom v New Jersey, čoskoro prejavila záujem o rozvoj tejto pôdy ako skladu pre vysokoaktívny odpad.

Boli sme nadšení, že to niekoho zaujalo, a mysleli sme si, že je to životaschopná súčasť ich vlastného podnikateľského plánu, hovorí Heaton, ktorý je teraz koordinátorom rozvoja energetiky v meste.

čo je najmenšia čierna diera
Ako chamtivosť a korupcia vyhodili do vzduchu juhokórejský jadrový priemysel

Soul mal riešenie svetových energetických problémov. Potom sa všetko pokazilo.

Do nového zariadenia Holtec by sa vyhorené jadrové palivo dovážalo z celej krajiny a ukladalo sa do dočasného skladu. Návrh lokality Holtec bol predložený v roku 2017 a stále ho posudzuje Komisia jadrového dozoru. Holtec a ELEA by sa mali do roku 2021 dozvedieť, či sa môže alebo nemôže začať stavať. Ak všetko pôjde dobre, odpad by sa do lokality mohol dostať najskôr v roku 2023, hovorí Heaton. Odpad by sa skladoval v nádobách, ktoré by uľahčili vyberanie a presun, keď sa definitívne rozhodne o trvalom úložisku.

Ale jadrové zariadenie nebude poskytovať iba skladovanie; mohlo by to tiež vytvoriť stabilnú prácu. Ropný a plynárenský priemysel v Karlových Varoch za posledné tri alebo štyri roky explodoval, čím sa počet obyvateľov takmer zdvojnásobil. Rýchly rast vyčerpal zdroje v ospalom vidieckom meste a pre ropných robotníkov a ich rodiny boli zriadené obytné karavany – ktoré miestni označujú ako mužské tábory. Tieto energetické odvetvia sú však obzvlášť náchylné na cykly rozmachu a prepadu: dnes dochádza k spomaleniu spôsobenému ochorením Covid-19, pretože blokády znížili množstvo ropy potrebnej na prepravu. Heaton hovorí, že jadrové skladovanie by mohlo poskytnúť viac ako 200 pracovných miest, ktoré by boli stabilné a bezpečné na veľmi dlhú dobu.

Napriek ekonomickým výhodám sa niektorí zákonodarcovia štátu Nové Mexiko pokúsili zablokovať skladovacie zariadenie, pričom sa odvolávali na obavy, že by to ohrozilo verejnú bezpečnosť a ďalšie priemyselné odvetvia. Aj miestni obyvatelia sú pochopiteľne znepokojení.

Existujú neznáme jadro, hovorí Nick King, obyvateľ Carlsbadu a kazateľ v Carlsbad Mennonite Church. Hráme sa s vecami, ktorým nerozumieme.

Ochrancovia tvrdia, že zariadenie Holtec nebude trvalým úložiskom, iba miestom odpočinku, kým nebude v prevádzke hora Yucca alebo jej náhrada. Spor o Yuccu však už trvá jednu generáciu a farmári, ktorí odolali vytlačeniu ropným a plynovým boomom, sa obávajú, ako dlho tam odpad bude sedieť. Chcela by som vedieť, aký dlhý čas znamená „dočasný“, hovorí Teresa Ogden, farmárka tretej generácie žijúca v Loving, meste južne od Carlsbadu. Nepoznáme dlhodobé účinky. Mám pocit, že sme tu pokusné králiky.

Pozemná kontrola: SONGS uchováva svoj odpad zakopaný na mieste, čo znamená, že je potenciálne zraniteľný voči ďalšiemu veľkému zemetraseniu.

JUŽNÁ KALIFORNIA EDISON

Nie sú to len miestni obyvatelia. Tom Isaacs, poradca jadrového priemyslu, ktorý pomáha San Onofre pri zisťovaní, čo robiť s jadrovým odpadom, sa obáva, že dočasné miesta sa stanú skutočne trvalými – že ľudia sa vzdajú tempa potrebného na vybudovanie konečnej stanice. úložisko a úložisko tam bude navždy.

Ľudí trápi aj vlastná história Nového Mexika s jadrovým priemyslom. Štát bol domovom pre test prvej atómovej bomby v roku 1945, o ktorej sa predpokladá, že spôsobila mnoho rakovín a iných zdravotných problémov v celom povodí, ktoré bolo po vetre od testovacieho miesta.

Nové Mexiko zaplatilo svoje poplatky, hovorí Gene Harbaugh, ktorý posledných 30 rokov žije v Karlových Varoch. Nie sme nič dlžní jadrovému priemyslu.


Čo keby sme nemuseli vytvárať nové úložiská? Čo ak by miesto toho miesta, ktoré už boli určené na jadrový materiál, mohli skladovať bezpečnejšie? To bola jedna z otázok, o ktorej začala v roku 2015 uvažovať ochrankyňa životného prostredia Elizabeth Mullerová. Keď sa však spýtala odborníkov, čo by sa dalo urobiť s jadrovým odpadom, okamžite sa jej odrazilo: Ľudia z biznisu povedali: „V jadrovom odpade nie je chuť na nové nápady. . V tomto odvetví sa nikdy nič nestane.‘ Ale dodáva, že to, že sa nikdy nič nestalo s jadrovým odpadom, neznamená, že by ste to mali odmietnuť ako ‚Nikdy sa nič nestane‘.

Ako relatívni nováčikovia v tejto oblasti, Muller a jej otec – fyzik a reformovaný skeptický voči klimatickým zmenám Richard A. Muller – počuli politických poradcov a inžinierov hovoriť o tom, ako by sa dali využiť aj vrty vyvŕtané hlboko do zeme ropným a plynárenským priemyslom. na uskladnenie. V roku 2016 založili Mullerovci súkromnú spoločnosť Deep Isolation so sídlom v Berkeley v Kalifornii, aby preskúmala ich využitie na jadrový materiál.

Najvyššou prioritou spoločnosti je dostať odpad pod zem; nehody nad zemou môžu znamenať katastrofu. Ale Mullerovci si uvedomili, že jeden sporný problém, ktorý trápi Yucca Mountain a WIPP, bola preprava jadrového odpadu cez štátne hranice.

Ľudia nechcú, aby sa jadrový odpad dostával cez ich dvor, vysvetľuje Elizabeth Muller. Spoločnosť Deep Isolation to plánuje úplne obísť zakopaním odpadu tam, kde je, či už je to okolo existujúcej elektrárne alebo v blízkosti iného zariadenia ministerstva energetiky. (Dlhodobý pohreb v akomkoľvek neurčenom zariadení by si vyžadoval súhlas komunity.)

cielené duševné choroby jednotlivcov

Ľudia skutočne chcú riešenie klimatických zmien. V jadrovej elektrárni nie je žiadny komín, ale... ak sa chystáme nasadiť viac jadrovej energie, táto otázka odpadu je veľká.

Ich metóda zahŕňa vŕtanie otvorov s priemerom 18 palcov a hĺbku 1 000 až 3 000 metrov a následné vŕtanie bokom, aby sa vytvorilo miesto na pochovanie špeciálne navrhnutých, korózii odolných tlakových fliaš, v ktorých sú uložené palivové kazety. Každá nádoba je o niečo väčšia ako zostava jadrovej palivovej tyče – skôr ako rukavica okolo vyhoreného paliva než obrovské sudy v San Onofre – a sú posúvané dole dierou v reťazci dvoch alebo troch.

Jednou z výhod tejto metódy, hovorí Muller, je, že rovnaká technika môže slúžiť na dočasné aj trvalé uloženie. V januári 2019 spoločnosť Deep Isolation dokázala, že kanistre sa dajú nielen poslať do podzemia, ale aj získať späť, ak sa DOE niekedy neskôr podarí vytvoriť trvalé úložisko inde a bude tam chcieť preniesť materiál.

Ich metóda však nebude fungovať všade. SONGS sa napríklad nachádza na pozemku, ktorý bude musieť byť nakoniec vrátený jeho vlastníkovi, americkému námorníctvu.

Napriek experimentu spoločnosti s dôkazom o princípe sú iní skeptickí, že metóda Deep Isolation bude nevyhnutne bezpečná.

Lindsay Krall, geochemička, ktorá skúma pochovávanie jadrového odpadu na Stanfordskej univerzite, sa obáva, že kanistre spoločnosti nebudú zakopané dostatočne hlboko, aby zabránili úniku odpadu do biosféry. A čo viac, do úzkych vrtov sa zmestia len tenké kanistre, čo môže byť pre dlhodobú bezpečnosť nedostatočné.

Nie je dôvod očakávať, že likvidácia vyhoreného paliva z vrtov prinesie úspory nákladov, hovorí Krall. Predstavuje skôr technologické riziko s významnou možnosťou zlyhania, ktoré by viedlo k zvýšeniu nákladov na likvidáciu a zníženiu verejnej bezpečnosti.

Ale John Grimsich, riaditeľ aplikovanej vedy Deep Isolation, hovorí, že pohrebiská, ktoré si vyberú, budú mať ideálnu geológiu na dlhodobé skladovanie, ďaleko od zdrojov podzemnej vody. Najvyššie dávky žiarenia, ktoré Muller a jej kolegovia vypočítali na ideálnych miestach, sú o faktor 10 000 nižšie ako priemerné ožiarenie, ktoré človek ročne dostane zo žiarenia pozadia planéty.


Vzhľadom na množstvo odpadu, ktorý už existuje, niektorí veria, že by bolo zodpovednejšie jednoducho ho produkovať menej. Dá sa to však urobiť bez toho, aby sme sa vzdali jadrovej energie, jednej z najlepších bezuhlíkových možností na výrobu energie?

Jednou z možností je opätovné využitie odpadu. Vo Francúzsku sa jadrový odpad prepracovával už od úsvitu priemyslu v 40. rokoch 20. storočia. Od roku 1976 spracovala skupina Orano pre jadrovú energiu a obnoviteľnú energiu viac ako 36 000 metrických ton použitého paliva, ktoré je zodpovedné za výrobu 10 % francúzskej jadrovej elektriny. Závod Orano recykluje približne 1 100 metrických ton ročne.

tunel WIPP

Soľ zeme: Muži pracujú na utesnení soľného tunela v pilotnom závode na izoláciu odpadu v Carlsbad.

BRIAN VANDER BRUG/LOS ANGELES TIMES VIA GETTY

Proces recyklácie jadrového paliva trvá roky. Vyhorené palivové tyče sa odoberajú z jadrových reaktorov a umiestňujú sa do skladovacieho bazéna na chladenie na dva roky. Keď sa dostanú na približne 570 °F, palivové tyče sa zabalia do oceľových kanistrov a privezú do závodu Orano v najseverozápadnejšom bode Francúzska, v meste La Hague. Po vychladnutí tyčiniek pod 80 °F sa pred vložením do kyseliny dusičnej a rozpustením narežú na menšie kúsky. Potom sa recyklovateľný materiál – zmes uránu a plutónia – oddelí od ostatných štiepnych produktov vo vyhoretom palive a vyčistí sa. Nakoniec sa remixuje na výrobu nového paliva.

prečo zo dna buble pivo

USA vyvinuli vlastnú schválenú technológiu na prepracovanie, ale v roku 2007 komisia pre jadrovú reguláciu rozhodla, že by bolo príliš nákladné pokračovať bez investície od DOE – čo sa však neuskutočnilo.

Nové, bezpečnejšie jadrové reaktory, ktoré by mohli pomôcť zastaviť zmenu klímy

Od sodíkom chladeného štiepenia po pokročilú fúziu, nová generácia projektov dúfa, že obnoví dôveru v jadrovú energiu.

Namiesto toho rastie záujem o vývoj nových druhov jadrových reaktorov, ktoré produkujú menej odpadu.

Väčšina súčasných elektrární využíva reaktory generácie II alebo III, ktoré využívajú vodu na ochladzovanie paliva, keď sa jeho atómy rozdelia. Reaktory IV. generácie používajú ťažšie chladivá, ako je sodík alebo roztavená soľ, čo je technicky náročné, ale môže produkovať vyššiu úroveň výroby energie s nižším rizikom roztavenia. Jedna zo spoločností, ktoré stavajú sodíkom chladené systémy, Terrapower, vyrába reaktory, ktoré môžu bežať aj na vyčerpaný alebo ochudobnený urán.

Opätovné spracovanie uránu môže výrazne znížiť množstvo odpadu, hovorí generálny riaditeľ spoločnosti Terrapower, Chris Levesque. To však nezabráni produkcii odpadu úplne. Levesque a ďalší sa obávajú, že jadrový odpad môže byť zachytený a použitý na pomoc pri šírení a vývoji jadrových zbraní.

V Levesqueho dlhej kariére v jadrovom priemysle bolo narábanie s odpadom takým problémom, aby ľudia akceptovali jadrovú energiu, ako bezpečnosť samotných reaktorov. Ľudia skutočne chcú riešenie klimatických zmien. V jadrovej elektrárni nie je žiadny komín, hovorí. Ale chcú počuť o nejakom riešení pre odpad. Ak sa chystáme nasadiť viac jadrovej energie, táto otázka odpadu je veľkou otázkou, ktorú treba zodpovedať k spokojnosti ľudí.


Budúcnosť jadrového odpadu trvá tisíce rokov, ale elektrárne sa práve teraz vyraďujú z prevádzky. Kým sa nerozhodne o mieste posledného odpočinku, dočasné úložiská – ako napríklad zariadenie Holtec alebo navrhované vrty spoločnosti Deep Isolation – sú príťažlivými možnosťami na ukladanie odpadu. Alternatívou je umiestnenie nad zemou, kde by nehoda mohla mať oveľa bezprostrednejšie následky.

Napriek tomu Dan Hirsch tvrdí, že hlavolam je základnou etickou otázkou. Nie je vhodné vyhadzovať odpad na menšinovú komunitu v Texase alebo Novom Mexiku, hovorí. A čo viac, presun odpadu po železnici do Permu si môže vyžadovať prepravu cez národ Navajo, ktorý to zakázal v zákone o preprave rádioaktívnych materiálov z roku 2012.

Táto generácia postavila jadrové elektrárne, hovorí Tom Isaacs. Nesmierne sme profitovali z elektriny bez emisií uhlíka. Máme zodpovednosť vyriešiť problém. To si vyžaduje úložisko.

skryť

Skutočné Technológie

Kategórie

Nezaradené Do Kategórie

Technológie

Biotechnológia

Technická Politika

Zmena Podnebia

Ľudia A Technika

Silicon Valley

Výpočtový

Magazín Mit News

Umela Inteligencia

Priestor

Inteligentné Mestá

Blockchain

Celovečerný Príbeh

Profil Absolventov

Spojenie Absolventov

Funkcia Mit News

1865

Môj Názor

77 Mass Ave

Zoznámte Sa S Autorom

Profily Vo Štedrosti

Videné Na Akademickej Pôde

Listy Absolventov

Správy

Voľby 2020

S Indexom

Pod Kupolou

Požiarna Hadica

Nekonečné Príbehy

Pandemický Technologický Projekt

Od Prezidenta

Titulný Príbeh

Fotogaléria

Odporúčaná