การกำจัดกากนิวเคลียร์แบบรูเจาะลึก

การกำจัดกากนิวเคลียร์แบบรูเจาะลึก (อังกฤษ: Deep borehole disposal) เป็นแนวคิดของการกำจัดกากกัมมันตรังสีระดับสูงจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในรูที่เจาะลึกมากยิ่งกว่าพื้นที่เก็บกากนิวเคลียร์ลึกใต้ดิน. การกำจัดแบบนี้จะหาพื้นที่เพื่อวางของเสียที่ลึกมากสุดถึงห้ากิโลเมตรใต้พื้นผิวของโลกและอาศัยหลักเบื้องต้นในความหนาของสิ่งกีดขวางทางธรณีวิทยาธรรมชาติเพื่อแยกของเสียออกจากชีวมณฑลได้อย่างปลอดภัยเป็นระยะเวลานานมากเพื่อที่ว่ามันไม่ควรก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม. แนวคิดนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นในปี 1970s แต่เมื่อเร็วๆนี้ ข้อเสนออันหนึ่งสำหรับรูเจาะเพื่อการทดลองครั้งแรกได้รับการเสนอโดยสมาคมที่นำโดยห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดีย.

ภาพประกอบ

ในแผนภาพ solution domain ได้ถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของการไหลของความร้อนรอบรูเจาะ

การกำจัดกากนิวเคลียร์แบบรูเจาะลึกทำโดยการเจาะลึกลงไปในเปลือกโลก, PWR=เครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำแรงดันสูง, BWR=เครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือด, SNF=เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว, HLW=ของเสียระดับสูง

รายละเอียด

แนวคิดคือการเจาะรูลึกประมาณ 5 กิโลเมตรลงไปในเปลือกโลก. ของเสียระดับสูง, เช่นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว, ที่ถูกปิดผนึกไว้ก่อนแล้วในภาชนะเหล็กที่แข็งแกร่งจะถูกหย่อนลงในไปรูเจาะ, เติมจากด้านล่างขึ้นมาหนึ่งหรือสองกิโลเมตรของรู. เทคโนโลยีในปัจจุบันจำกัดเส้นผ่าศูนย์กลางของรูเจาะอยู่ที่น้อยกว่า 50 เซนติเมตร. นี่หมายความว่าขยะบางส่วนที่ปัจจุบันถูกเก็บอยู่ในภาชนะบรรจุขนาดใหญ่จะต้องมีการบรรจุใหม่ในภาชนะบรรจุที่มีขนาดเล็กลง. จากนั้น ส่วนที่เหลือของรูเจาะจะถูกปิดผนึกด้วยวัสดุที่เหมาะสม, รวมทั้งอาจจะเป็นดินเหนียว, ซีเมนต์, หินคลุก, และยางมะตอย, เพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งกีดขวางที่มีความซึมผ่านต่ำ(อังกฤษ: low-permeability barrier)จะอยู่ระหว่างของเสียและพื้นผิวดิน. ในบางแนวคิด, ของเสียอาจจะถูกห่อหุ้มด้วยซีเมนต์อัดหรือบัฟเฟอร์ด้วยสารเบนโทไนท์แรงอัดสูงที่ข่วยให้การเก็บกับได้แน่นหนายิ่งขึ้นและเพื่อแบ่งเบาผลกระทบของการเคลื่อนไหวของชั้นหินโดยรอบ. สถานการณ์ของอุณหภูมิที่สูงที่ออกมาจากของเสียร้อนที่มาใหม่ๆในภาชนะบรรจุ, มันปล่อยความร้อนมากพอที่จะสร้างโซนละลายรอบรูเจาะ. ในขณะที่ของเสียนั้นสลายตัวและเย็นลง, โซนละลายเริ่มแข็งตัวใหม่, กลายเป็นโลงหินแกรนิตก้อนแข็งรอบภาชนะบรรจุ, ฝังของเสียนั้นไปตลอดกาล. ภายใต้ทั้งสองสถานการณ์, สภาวะที่ลดลงทางเคมีที่อยู่ติดกับรูเจาะจะช่วยลดการขนส่งของสารกัมมันตรังสีส่วนใหญ่^{[ต้องการอ้างอิง]}.

แนวคิดรูเจาะลึกสามารถนำไปใช้กับปริมาณของเสียใดๆ. สำหรับประเทศที่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์โรงเดียว, สินค้าคงคลังทั้งหมดของกากนิวเคลียร์ระดับสูงอาจจะถูกกำจัดได้ในรูเจาะเพียงรูเดียว^{[ต้องการอ้างอิง]}. การประมาณการในปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าเชื้อเพลิงใช้แล้วที่เกิดจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่เพียงโรงเดียวที่ได้ดำเนินงานมาแล้วหลายทศวรรษที่ผ่านมาสามารถได้รับการกำจัดในรูเจาะน้อยกว่าสิบรู^{[ต้องการอ้างอิง]}. คาดว่าต้องการเพียง 800 รูเจาะเท่านั้นก็จะเพียงพอที่จะเก็บกากนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกาทั้งหมดที่มีอยู่ในสต็อก. โครงการกำจัดด้วยรูเจาะหลุมจะสามารถถูกยกเลิกในเวลาใดก็ได้กับการสูญเสียการลงทุนเล็กๆ น้อยๆ เพราะแต่ละหลุมเจาะมีความเป็นอิสระต่อกัน. ธรรมชาติของการกำจัดด้วยรูเจาะที่เป็นโมดูลจะยอมให้สามารถทำได้ในระดับภูมิภาค,หรือในสถานที่เดียวการกำจัดของเสียนิวเคลียร์. สิ่งที่น่าสนใจอื่นสำหรับตัวเลือกของรูเจาะลึกก็คือว่ารูเหล่านั้นอาจถูกเจาะและของเสียอาจถูกจัดวางโดยการปรับเปลี่ยนเทคโนโลยีการขุดเจาะน้ำมันและก๊าซธรรมชาติที่มีอยู่แล้ว.

สุดท้าย, ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมีขนาดเล็ก^{[ต้องการอ้างอิง]}. สิ่งอำนวยความสะดวกในการจัดการของเสียที่หลุมผลิต, รวมกับการรักษาความปลอดภัยเขตกันชนชั่วคราว, จะต้องมีประมาณหนึ่งตารางกิโลเมตร. เมื่อรูเจาะเต็มและถูกปิดผนึก, ที่ดินสามารถถูกทำให้กลับไปยังสภาพเดิม^{[ต้องการอ้างอิง]}.

อ้างอิง

1. Tollefson, Jeff (4 March 2014). "US seeks waste-research revival". Nature. 507: 15–16. doi:10.1038/507015a. สืบค้นเมื่อ 5 June 2014.
2. Viney, Clare (1 June 2007). "Managing our nuclear waste" (6). Royal Society of Chemistry. สืบค้นเมื่อ 3 June 2014. Cite journal requires |journal= (help)
3. [https://web.archive.org/web/20070723064341/http://www.lboro.ac.uk/departments/cm/research/LTNWM/The%20%20Deep%20%20Borehole%20Disposal%20%20Option%20%20for%20Spent%20%20Nuclear%20%20Fuel%20-%20Fergus%20Gibb%20(Sheffield%20U).pdf Archived 2007-07-23 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน University of Sheffield]