Da planer blev skrotet i 2009 for Yucca Mountain-depotlageret, var der nogle, der bekymrede sig for, at udvidelse af amerikansk atomkraft kunne opløses sammen med det. Uden et sikkert, permanent sted til opbevaring af landets 70.000 tons nukleart affald - i øjeblikket opbevaret i midlertidige puljer og tørre fade på 75 steder rundt omkring i landet - så det ud til, at en robust udvidelse af kernekraft muligvis måtte sættes på bagbrænderen .
Men en levedygtig mulighed kan være i horisonten; i en artikel (pdf), der blev offentliggjort denne uge i Eos, avisen til American Geophysical Union (AGU), antyder US Geological Survey-hydrolog Christopher Neuzil, at skifer - en mineralberg, der findes i overflod i USA, kan være nøglen til en fremtid med sikker bortskaffelse af nukleart affald.
Skifer og andre argillaceous formationer (ethvert lerrige medier såsom mudrocks) besidder visse unikke kvaliteter, der ville gøre dem til førsteklasses kandidater til bortskaffelse af nukleart affald, hævder Neuzil. Argillaceøse formationer har ekstrem lav permeabilitet, hvilket betyder, at risikoen for giftig afstrømning fra affaldsopbevaring ville reduceres kraftigt. Atomafstrømning er en af de største bekymringer for affaldsoplagring, der stammer fra affald, der opløses i grundvand, der strømmer gennem lagerområdet. Fordi vand flyder gennem skifer i en ekstremt langsom hastighed, siger Neuzil, at materialet ville fungere som en tydelig barriere mellem nukleart affald og potentielt afstrømning. Faktisk kan skifer fungere som en svamp og absorbere vand uden at frigive noget; dette ville gøre det muligt at opbevare nukleart affald sikkert, idet affaldsmaterialerne holdes inde i formationerne.
Derudover nævner Neuzil den naturlige overflod af skifer i USA som en klar fordel. "De Forenede Stater er i en misundelsesværdig position med hensyn til omfanget og den rene mangfoldighed i alder, historie, sammensætning og tykkelse af argillaceøse formationer inden for dets grænser, " skriver Neuzil. ”Geologisk og geografisk er mulige valg for et oplagringssted mange.” Desuden udgør placeringen af disse formationer en anden fordel for affaldsoplagring; fordi formationer ofte findes i relativt gamle og geologiske stabile områder, ville risikoen for tektonisk forstyrrelse reduceres kraftigt.
Den lave permeabilitet af skifer er noget, som amerikanere begynder at være bekendt med - det er det, der giver mulighed for, at skifergas og olie, der dannes, når organiske komponenter i klipperne nedbrydes, samles uden at undslippe. Faktisk udføres fracking for at udvinde skifergas for at overvinde skifers uigennemtrængelige natur. Men snarere end at søge at udtrække det, der kan være inde i skiferen for at producere energi, ser forskere som Neuzil skifer som et medium til at huse biprodukterne fra den energi, der allerede er produceret. Og med nuklear energi, der er ansvarlig for næsten 20 procent af landets energiproduktion, vokser vores behov for permanent bortskaffelse af brugt nukleart brændstof hvert år.
Kan skifer, set ovenfor, permanent huse nukleart affald i klipper langt under jorden? (Foto af Flickr-bruger Seldom Scene Photography) De Forenede Stater er først for nylig begyndt at undersøge potentialet for bortskaffelse af skifer, men Neuzil citerer flere undersøgelser, der er blevet foretaget - eller er i gang - i Europa og videre, fra Det Forenede Kongerige til Japan. Frankrig, Belgien og Schweiz er gået ud over forskningsprocessen og er i øjeblikket ved at udarbejde planer for at implementere skiferlagring af deres nukleare affald (pdf). Selvom der er bekymring for, at placering potentielt kan forstyrre skiferens integritet som en barriere for affald, antyder undersøgelser i Europa, at formationer, selv med hulrum, der er beregnet til affaldsopbevaring, opretholder deres evne til at holde grundvandet i at transportere forurenet enhver målbar afstand.
Skifer er dog ikke uden dens advarsler. Neuzil bemærker, at forskningen omkring skifers potentiale for nuklear oplagring for det meste skal ekstrapoleres fra andre mineraler, da skiferens lave vandstrøm også gør det vanskeligt at studere fænomenet. I stedet for at studere skifers permeabilitet på lang sigt, bruger forskere klipper med hurtigere strømningshastigheder, som er hurtigere og lettere at studere på kort sigt, og anvender egenskaberne på skifer. Dette kan udgøre trusler mod den langsigtede succes med skiferopbevaring, da der ikke findes data om dets sande evne til at forvitre langsigtede opbevaringssituationer.
Så hvordan får du faktisk brugt nukleart brændstof i disse lerige klipper? Neuzil antyder, at affaldet hovedsageligt skal placeres i fast form. ”Noget affald kan forglases eller blandes med smeltet glas, der derefter størkner. Dette kan gøre det vanskeligere for affaldet at forurene grundvandet, der kommer i kontakt med det, ”forklarede han i et interview og tilføjede, at alt affald også ville blive anbragt i dåser (rustfrit stål eller kobber) for yderligere at hindre forurening af omgivelsesmiljøet.
I april i år annoncerede Energiministeriet planer om at iværksætte et nyt forsknings- og udviklingsprojekt ledet af Electric Power Research Institute (EPRI), en investering på 15, 8 millioner dollars, der skal koncentrere sig om design og implementering af tørt caskelagring til atomaffald . Den initative nævner intet om at udvide forskning til andre muligheder - geologiske eller på anden måde - skønt en talsperson for Energiministeriet bemærker, at de i øjeblikket “analyserer kapaciteterne i forskellige geologiske medier, herunder ler, salt, krystallinsk sten og skifer, til deponering af depoter i USA, ”såvel som at drage fordel af eksisterende forskning udført af andre lande.
