Удаление горизонтальных скважин - Horizontal drillhole disposal

Иллюстрация концепции захоронения глубоких горизонтальных скважин

Удаление глубоких горизонтальных скважин концепция утилизации высокого уровня радиоактивные отходы из ядерный реактор в глубоком горизонтальном скважины вместо более традиционных глубокие геологические хранилища которые вырыты как шахты. Концепция проекта предназначена для улучшения концепции вертикального ствола скважины, разработанной Сандийские национальные лаборатории,[1] за счет использования современных достижений в технологии направленного бурения, а также использования изотопных методов для измерения сродства вмещающей породы к изоляции.[2][3]

Американская демонстрация

Серия испытаний технологии утилизации была проведена в частном порядке в ноябре 2018 года, а затем публично в январе 2019 года.[4] Испытание продемонстрировало установку испытательного контейнера в горизонтальную скважину и извлечение того же контейнера. В этом тесте не использовались действительно высокоактивные отходы.

Подробности

Удаление из горизонтальных скважин описывает предложения по бурению более одного километра по вертикали и двух километров по горизонтали в земной коре с целью захоронения высокоактивных форм отходов, таких как отработанное ядерное топливо, Цезий-137, или же Стронций-90.

Эта система состоит из буровой скважины, пробуренной с буровой установки на поверхности в подходящую изолированную осадочную, вулканическую или метаморфическую вмещающую породу. Бурение проводится вертикально на глубину до 5 километров (3,1 мили), а затем постепенно меняет направление на 90 градусов в сторону горизонтального участка, где отходы предназначены для захоронения. После закладки скважину засыпают и заделывают.[5][6]

Эта концепция должна быть применена к множеству потоков отходов от отработавшего ядерного топлива до отходов оружия, поэтому диаметр и длина контейнера зависят от формы отходов.[7] Канистры изготовлены из никель-хром-молибденового сплава и предназначены для извлечения в течение периода до 50 лет до окончательного закрытия.[8][9]

Расположение соответствующих сайтов

Соединенные Штаты

В каждом штате США есть глубокие породы, подходящие для собственного хранилища скважин.[10] Подходящие вмещающие породы включают изолированные осадочные, магматические или метаморфические вмещающие породы.

Скорость строительства

Ученые из Университет Шеффилда в Англии говорят, что глубокие скважины для захоронения ядерных отходов могут быть построены быстрее, чем традиционные глубокие геологические хранилища, которые вырывают как подземные шахты для захоронения отходов.[11] Инженеры из Университета Шеффилда говорят, что скважину можно пробурить, заполнить и закрыть не более чем за пять лет, в отличие от десятилетий, необходимых для добычи полезных ископаемых.[12]

История

Соединенные Штаты

Начиная с 2016 г. Министерство энергетики США профинансировал экспериментальную скважину глубиной более 3 миль (4,8 км) в г. Регби, Северная Дакота. Планы этого пятилетнего проекта в Регби не касались ядерных отходов, а вместо этого должны были проверить другие аспекты концепции скважины.[13] Однако после протестов в Северной Дакоте было предложено построить участок в округе Спинк, штат Южная Дакота. После того, как протесты в Южной Дакоте помешали реализации проекта, Министерство энергетики отказалось от проекта.[14]

Из-за общественного протеста против первой экспериментальной скважины в конце 2016 года Министерство энергетики объявило о втором проекте, который будет охватывать четыре площадки; два в Нью-Мексико, один в Техасе и один в Южной Дакоте. На ранних этапах проекта потребовалось заручиться общественной поддержкой, прежде чем Министерство энергетики выбрало бы окончательное место для экспериментальной скважины. 23 мая 2017 года Министерство энергетики объявило об изменении приоритетов финансирования и прекращении финансирования проекта глубоких скважин.[15]

В 2018 и 2019 годах частная компания провела серию испытаний в Камероне, штат Техас, которые продемонстрировали использование скважин через систему удаления горизонтальных скважин. Это было сделано в частном порядке в ноябре 2018 года, а затем публично в январе 2019 года.[16] Испытания включали установку канистры-макета и ее извлечение. В этом тесте не использовались действительно высокоактивные отходы.[17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Nature, «США стремятся к возрождению исследований в области отходов»https://www.nature.com/news/us-seeks-waste-research-revival-1.14804
  2. ^ Удаление высокоактивных ядерных отходов в глубоких горизонтальных скважинах, опубликовано 29 мая 2019 г. https://www.mdpi.com/1996-1073/12/11/2052
  3. ^ Маллантс, Дирк; Трэвис, Карл; Чепмен, Нил; Брэди, Патрик В .; Гриффитс, Хефин (14 февраля 2020 г.). «Состояние науки и технологий в области захоронения ядерных отходов в глубоких скважинах». Энергии. 13 (4): 833. Дои:10.3390 / en13040833. Архивировано из оригинал 20 февраля 2020 г.
  4. ^ Конка, Джеймс (31 января 2019 г.). «Можем ли мы просверлить достаточно глубокую дыру для наших ядерных отходов?». Forbes.
  5. ^ Мюллер, Ричард А .; Финстерле, Стефан; Гримсич, Джон; Бальцер, Род; Мюллер, Элизабет А .; Ректор, Джеймс У .; Плательщик, Джо; Приложения, Джон (29 мая 2019 г.). «Захоронение высокоактивных ядерных отходов в глубоких горизонтальных буровых скважинах». Энергии. 12 (11): 2052. Дои:10.3390 / en12112052. Архивировано из оригинал 24 февраля 2020 г.
  6. ^ Маллантс, Дирк; Трэвис, Карл; Чепмен, Нил; Брэди, Патрик В .; Гриффитс, Хефин (14 февраля 2020 г.). «Состояние науки и технологий в области захоронения ядерных отходов в глубоких скважинах». Энергии. 13 (4): 833. Дои:10.3390 / en13040833. Архивировано из оригинал 20 февраля 2020 г.
  7. ^ Хранение опасных материалов в подземном пласте, № US10002683B2https://patents.google.com/patent/US10002683B2/
  8. ^ 10 CFR Часть 60, захоронение высокоактивных радиоактивных отходов в геологических хранилищах. § 60.111 Выполнение работ на участке геологического могильника путем окончательного закрытия.https://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/cfr/part060/full-text.html
  9. ^ «Хранение опасных материалов в подземном пласте, № US10002683B2».
  10. ^ Конка, Джеймс. «Министерство энергетики пытается изменить правила обращения с ядерными отходами». Forbes.
  11. ^ Гибб, Фергус (2007). «Вариант захоронения отработавшего ядерного топлива в глубокую скважину». Университет Шеффилда. Архивировано из оригинала. Архивировано 23 июля 2007 г. Wayback Machine 7 февраля 2012 г.
  12. ^ Гибб, Фергус (2007). «Вариант захоронения отработавшего ядерного топлива в глубокую скважину». Университет Шеффилда. Архивировано из оригинала. Архивировано 23 июля 2007 г. Wayback Machine 7 февраля 2012 г.
  13. ^ Новацки, Майк. «Должностные лица выражают« глубокую обеспокоенность »тем, что предлагаемый проект бурения возле Регби может привести к захоронению ядерных отходов в Северной Дакоте», ИНФОРУМ (28 января 2016 г.).
  14. ^ Воозен, Пол (27.09.2016). «Протесты побуждают переосмыслить испытание глубокой скважины на ядерные отходы». Наука (AAAS). Проверено 18 января 2018.
  15. ^ Орр, Франклин (Линн) (23 мая 2017 г.). «Изучение возможности создания глубоких скважин». Проверено 18 января 2018.
  16. ^ Конка, Джеймс (31 января 2019 г.). «Можем ли мы просверлить достаточно глубокую дыру для наших ядерных отходов?». Forbes.
  17. ^ "Технологии". Глубокая изоляция. Получено 2020-07-21.