Более 38% электричества Швейцарии вот уже сорок лет поставляют пять атомных станций, которые решено остановить к 2034 году. Закон об атомной энергии, действующий на данный момент в Конфедерации, предусматривает, что ядерные отходы должны перерабатываться и храниться на швейцарской земле, точнее – в ее недрах. Вопрос, волнующий население, политиков и ученых: как обезопасить почву от проникновения в нее радиации, и какой способ представляется оптимальным для хранения отходов ядерной энергетики?
Вот уже более десяти лет Лаборатория механики почв (LMS) при Федеральной политехнической школе Лозанны EPFL исследует в глубинах земли участки, наиболее подходящие для долговременного хранения радиоактивных отходов. Параллельно, ученые разрабатывают новые методы защиты окружающей среды от ядерных могильников и ищут способы улучшить существующие системы безопасности. О подземной деятельности своих сотрудников в специальном коммюнике на сайте EPFL рассказал директор Лаборатории механики почв профессор Лиессе Лалуи.
Мораторий, запрещающий вывоз отходов со швейцарских АЭС заграницу, во Францию и Германию, был принят Парламентом в 2006 году. С этого момента ядерные отходы охлаждаются в огромных резервуарах в Вюренлингене (кантон Аргау), объем которых достигает около 8000 кубических метров. Однако это лишь временное хранилище, окончательное место захоронения продуктов ядерной промышленности будет находиться в недрах земли, в более глубоких геологических пластах.
Профессор Лалуи уточняет, что существует два типа ядерных отходов. К первому относятся элементы не сильнорадиоактивные, продолжительность жизни которых составляет от нескольких десятилетий до 300 лет. К слову, это отходы не только АЭС, но и фармацевтической промышленности, химической отрасли, научных экспериментов. Ученым довольно хорошо известно, каким способом перерабатывать и хранить подобные продукты распада.
Ко второй категории относится высокорадиоактивный мусор, негативные эффекты которого могут растянуться на несколько миллионов или даже миллиардов лет. Это отходы, не поддающиеся переработке и нуждающиеся в постоянном и окончательном хранилище. Для их утилизации приходится искать совершенно новые пути.
Наиболее безопасным представляется хранение радиоактивных отходов в глубоких геологических пластах. В настоящее время в Швейцарии исследуется несколько местностей-претендентов на роль ядерного могильника. Как только место хранилища будет определено, в нем проложат сеть туннелей на глубине около одного километра.
Отходы будут помещены в стеклянные цилиндры, которые, в свою очередь, заполнят стальные контейнеры длиной 8 метров и массой до 2 тонн. Считается, что стекло – вещество, способное в течение 300 000 лет противостоять жару, радиоактивному излучению и разрушающему воздействию подземных источников на материалы.
После этого контейнеры с отходами будут герметизированы в подземных туннелях с помощью бентонитовой глины. Особенность этого материала – увеличиваться в объеме от влаги. Таким образом, бентонит может впитывать объемы воды, в несколько раз превышающие его массу. В подземных туннелях-хранилищах бентонитовая глина заполнит промежутки между корпусом контейнеров и горной породой. «Каждая страна развивает собственную стратегию хранения ядерных отходов, - объясняет профессор Лалуи. - Швейцарская тактика заключается в том, чтобы полностью и безвозвратно перекрыть доступ к отходам, раз захороненным в бентоните».
Лаборатория LMS ищет наиболее безопасные принципы хранения радиоактивных элементов и разрабатывает новые методы анализа различных типов оболочек могильника. Одновременно исследователи тестируют и улучшают качество материалов, играющих решающую роль в изоляции отходов, и оптимизируют систему захоронения ядерных отходов.
В первую очередь, сотрудники Лаборатории механики почв изучают физические феномены, возникающие в туннелях с захороненными отходами. Цель – максимально гарантировать безопасность как искусственных, так и естественных барьеров подземного хранилища. В частности, ученых интересует стабильность местности, в которой могильник будет располагаться, ее подверженность термическим, гидравлическим, химическим и механическим процессам. Важным критерием, например, является температура: ядерные отходы провоцируют нагревание почвы до 150 градусов на протяжении нескольких сотен лет. Необходима гарантия, что радиоактивные изотопы не разрушат стеклянную оболочку и не попадут в следующий защитный слой.
Второй решающий фактор - подземные воды: ведь влага – главный враг ядерного хранилища. Вода может спровоцировать коррозию, влекущую за собой целый ряд губительных для окружающей среды последствий, как образование газа или освобождение радиоактивных элементов и их проникновение в подземные течения.
Совместно с подземной лабораторией Мон-Терри в кантоне Юра, обладающей сетью подземных туннелей на глубине 300 метров, исследователи EPFL проанализировали влияние различных факторов на геологические пласты. Так как горные породы на анализируемом участке широко распространены в Швейцарии, полученные данные можно экстраполировать на другие территории.
Отдельные исследования проводятся для улучшения свойств бентонита, последней изолирующей оболочки хранилища. Тестирования проводятся на данный момент в подземной лаборатории Гримзеля: например, изучается взаимодействие бентонитовой глины с горными породами для определения степени герметичности материала, его механических свойств, способности увеличиваться в объеме, плотности. «Различные типы бентонитовой глины проходят сейчас испытания при температуре 120 градусов в подземной лаборатории в Швеции», - приводит пример международного сотрудничества профессор Лалуи. В зависимости от результатов анализа ученые планируют разработать наиболее качественную разновидность бентонита для максимально безопасного хранения радиоактивных веществ.
Всем, интересующимся судьбой ядерных отходов в Швейцарии, интересно будет узнать, что в феврале 2012 года Федеральная политехническая школа Лозанны проведет цикл международных конференций на тему. Мы обязательно напомним об этом событии и заранее сообщим подробную программу лекций.
Подборку статей о ядерной энергетике в Швейцарии Вы найдете в нашем досье.
