A radioaktív hulladék tárolása mély geológiai rétegben

A tároló a mély geológiai képződmények , néha hulladéklerakó , a tervek szerint kezelni nukleáris hulladék , amellett, hogy a tároló terület számos országban, különösen a nagy és közepes hulladékok hosszú élettartamú . Ez abból áll, hogy kondicionálja ezt a hulladékot, majd stabil geológiai képződménybe helyezi a hulladék és a környezet közötti természetes és mesterséges akadályok felvételével. Ez a kezelési módszer azon a feltételezésen alapul, hogy a hulladék visszatartása elegendő időtartamot érhet el a radioaktív bomlás biztosításához.

A nukleáris hulladék mélyreható tárolása világszerte vita tárgyát képezi, és számos környezetvédelmi mozgalom és szervezet küzd e megoldás ellen, amelyet nem biztonságosnak, drágának és szükségtelennek tartanak.

Kontextus

A radioaktív hulladékok különböző országokban keletkeztek és keletkeznek. E különböző hulladéktípusok kezelése sajátos jellemzőiken alapul: az aktivitás szintjén és a hanyatlás időszakán. A cél a hulladék elszigetelése a bioszférából, amíg a maradék radioaktivitás veszélytelen. Különböző típusú kezeléseket (felszín alatti ártalmatlanítás, tárolás, mélyen történő ártalmatlanítás stb.) Alkalmaznak vagy terveznek a különböző hulladéktípusoktól függően.

A magas szintű hulladék és hosszú élettartamú (HLW) és a közepes szintű hosszú élettartamú (IL-LL) évezredek óta tartó, vagy több évezredes élettartam során kibocsátott ionizáló sugárzás.

Összességében (az összes tárolási típus együttvéve) a tárolóhely csak egymillió év után nyeri vissza a földkéreg átlagos radioaktivitásának szintjét: egymillió éven túl nem lehet igenlő a terület geológiai sorsát illetően ( földtani mozgások a kontinentális lemez skáláján), de ez nem okozhat problémát, mivel a terület már nem lesz radioaktív. Ezenkívül egy tipikus csomag körülbelül 10 000 év alatt megbízható lesz; ezért 10 4 és 10 6 év közötti időkkel kell foglalkoznunk . E hulladék kezelési módszerének tehát lehetővé kell tennie a bioszférától való elszigetelést a csökkentéshez szükséges ideig.

Millió év után ennek ellenére is maradnak nehézfémek, amelyek mérgező hulladékot jelentenek. A nukleáris hulladékot és a nehézfémeket a vegyi szennyezés és az új szervezetek felszabadulása ( „Kémiai szennyezés és új entitások elutasítása” ) során figyelembe veszik a Franciaország által elismert bolygókorlátok keretein belül .

Különbséget kell tenni az atomenergia mellett vagy ellene, valamint a földalatti tárolóközpontok mellett vagy ellen kifejlesztett érvek között. Így az atomenergia támogatója ellenezheti a Gorleben  (de) tárolót , miközben teljesen lehetséges, hogy az atomenergia használatának ellenzője támogatja.

Egyes országokban a javasolt (vagy akár megtartott) kezelési módszerek egyike a mély geológiai elhelyezés.

A geológiai ártalmatlanítás célja a rádióelemek felszabadulásának és migrációjának késleltetése a bomlási időszakukkal kompatibilis időskálán. Többgátas tervezésen alapul, amelynek legmagasabb szintje maga a geológiai képződmény. A további bevezetett akadályok maguk a hulladékcsomagok (amelyeket a Nature tanulmány felkér, hogy jobban értékeljék őket), az ártalmatlanító csomag, valamint a lehetséges elszigetelő eszközök, mint például a tervezett bentonit gát . Mint ilyen, a régészet , különös tekintettel a régészeti műtétre , értékes információforrás az anyagok több évszázados vagy évezredes öregedésének megértéséhez.

Jelenleg különböző gazdaszervezeteket vizsgálnak vagy használnak a világon: vulkáni tufa , gránit , só , agyag stb. E különböző anyagok viselkedése a tárolási korlátok (különösen a hőmérséklet és a víz jelenléte) tekintetében meghatározza a felhelyezett korlátok jellegét.

A víz az a priori a legfontosabb tényező romlás / korrózió radioaktív hulladék csomagok egyrészt, és a fő vektora esetleg radioaktív elemek megjelent a földtani gát a másik. A víz mozgásának modellezése az altalajban összetett probléma. Ez használ Darcy-törvény vonatkozó áramlik a víz többé-kevésbé porózus környezetben . Ebben a fajta áramlásban egy nyomáskülönbség okozza a víz mozgását, ez utóbbi bizonyos elemeket részben vagy egészben hoz magával.

Azonban még akkor is, ha a víz nem tud mozogni, különösen ionos formában, az elemek könnyen vándorolhatnak, ha koncentráció vagy nyomáskülönbség (például hőmérséklet hatására) megállapítható, vagy mikrokapillaritási vagy nanokapillaritási jelenségek összefüggésében (ezt molekulárisnak nevezik). diffúzió ). Ez utóbbi jelenség például főleg az agyag geológiai elhelyezése esetén lesz túlsúlyban. A Fick által megállapított diffúziós egyenletek más olyan jelenségeket is figyelembe vesznek, amelyeknek anionkizárása jelentősen megváltoztathatja a porózus közeg anionjainak transzferét (anion felgyorsíthatja az áramlást néhány mikroporózus rendszerben, és megakadályozhatja a pórusokhoz való hozzáférést, ahol egyébként a kontextusba kapcsolódhatnak kémiai retenciós jelenségek ). A szilárd felületek negatív töltése által kiváltott elektrosztatikus taszításnak tulajdonítják ; „ diffúzív kétrétegű elmélet  ” néven ismert elmélet is leírja  . A mélyagyagú diffúziós modelleknek integrálniuk kell az agyagok kémiai reaktivitási folyamatait is.

A fenti megfontolások egyébként azt feltételezik, hogy az összes tárolt radioaktív atom vízoldható vegyületek formájában van. Azonban az oklói (afrikai) természetes reaktor , amely több százezer évig, majdnem kétmilliárd évig működött, azt mutatja, hogy a plutónium csak néhány deciméteren át vándorolt, mielőtt teljesen átalakult uránné , aminek bizonyára körülbelül 100 000 év kellett, vagy így. A természetes ásványok vizsgálata azt is megmutatja, hogy a kristályok, mint a cirkon , teljes geológiai korszakokon és hasonló időtartamú orogén ciklusokon mennek keresztül, változatlanok maradva. Tarthatnak azonban uránt, részben ólommá alakítva. A cézium, amelyről azt gondolták, hogy könnyen vándorol, ásványi anyagokban, például rodizitben van rögzítve. Így egyértelmű, hogy a geológiai kémia egymilliárd éves időtartamra garantálja az elszigetelést, tudva, hogy csak néhány ezer év elegendő a végső mesterséges hulladék kezelésére.

A radioaktív hulladék ártalmatlanítási helye többféle kockázattal járhat, és különféle típusú reagálást igényel:

Az adattár biztonsági számításai valószínűségi fogalmakat használnak. Mint minden kockázatnál, két paramétert határoznak meg egy esemény valószínű következményeinek felmérésére (emberi behatolás, a vártnál nagyobb vízhozam, földrengés, jegesedés stb.):

Itt is fontos a több évszázados, vagy akár évezredes tevékenység ( archeoseismology ) vizsgálata. A tároló méretezése ekkor megfelel a bioszférára gyakorolt ​​hatás korlátozásának, amely alacsonyabb, mint a hatályos szabványok. A galériák hidrometriája feltételezi az anyagok oxidációját, amely befolyásolja a gáztermelést (hidrogén, metán stb.)

Rövid, közép- és hosszú távú kilátások és kilátások

A mélyrétegű geológiai elhelyezés fogalmát olyan kezelési módszerként mutatják be, amely nem korlátozza a jövő nemzedékeket a jelenleg keletkező hulladék alapján. Országtól függően a tervezett vagy üzemi tárolás visszafordítható vagy visszafordíthatatlan.

Hosszabb távon ez a geológiai elhelyezés lehetővé tenné promóterei szerint a társadalom esetleges megrázkódtatásainak előrejelzését is: akkor is biztonságos marad, ha a helyszínt elfelejtik és a felügyelet leáll. Ez egy passzív koncepció, amelynek biztonsága nem függ a jövő generációinak tevékenységétől .

Ellenfelei (különösen az európai szintű környezetvédelmi szervezetek) számára az Asse-bánya példája , amely a környező környezet nukleáris szennyeződéséhez vezető beszivárgásnak volt kitéve, azt bizonyítja, hogy a hulladék temetkezés útján történő tárolása jelentős kockázatot jelent.

Akár a felszínen, akár a mélyén tárolják, a hulladékot a történelem szeszélyei és az esetleges természeti katasztrófák fogják alávetni, amelyek definíció szerint nem túl kiszámíthatóak (különösen hosszú távon). Ennek a hulladéknak az átlagos radioaktív felezési ideje körülbelül 250 000 év, vagyis az az idő, amely elválaszt minket a Mindel-jegesedés és a Homo steinheimensis végétől a neandervölgyi őstörténet közepette . Ez magában foglalja a „találni a módját, hogy kommunikálni a veszélye ilyen lerakók a jövő generációi számára, mint egy időhorizont túl összehasonlítást, és még a történelem az emberi civilizáció . ”

Németország

Az Asse bányát az 1970-es években használták alacsony és közepes radioaktivitású hulladékok tárolására, majd földalatti kutatólaboratóriumként . 1995 óta a helyszín lebontása folyamatban van. Ma nukleáris hulladékot fogad. A víz akkor lép be a sóbányába, ha a bánya körül a helyén maradt sógát megsérül - vagy azért, mert ezt az akadályt véletlenül kilyukasztották, vagy azért, mert az építészet deformációja miatt a só könnyeket okoz benne. Az Asse-bányát különösen veszélyezteti a víz, mert a sógát néha csak néhány méter.

A gorlebeni telepet eredetileg hosszú élettartamú, magas aktivitású és közepes aktivitású hulladék geológiai tárházaként választották . Létesítmények épültek. A projektet azonban vitatják, és egy moratórium blokkolja.

Ausztrália

Dél-Ausztrália állam a világ minden tájáról származó radioaktív hulladék hulladéklerakójának kiépítését tervezte. Miután a királyi vizsgálati bizottság megtartotta a projektet, kedvező volt2016. májusA véletlenszerűen választott ausztrál állampolgárok döntő többséggel szavaznak a projekt ellen 2016. november.

Belgium

Belgiumban 1974 óta a radioaktív hulladék tárolását a Mol-i Nukleáris Energia Kutatási Központ (SCK • CEN) HADES laboratóriumában tanulmányozták . Ez a laboratórium található 225 méter mély réteg agyag a Boom .

Kína

A kínai kormány úgy döntött, hogy a hosszú élettartamú radioaktív hulladékokat nagy mélységben kell tárolni. A Jiayuguan várostól északnyugatra fekvő Gansuban helyszínt választottak egy kutatásra egy földalatti laboratóriumban, amelyet a gránitba ásnak. A süllyesztés 2020-ban kezdődik.

Egyesült Államok

Beépített 20 év után a tanulmányok, a hulladék Isolation Pilot Plant in Carlsbad (Új-Mexikó) már megkapta a transzurán hulladék 1999 óta, de zárva volt2014 februárbalesetet követően. Korlátozott tevékenység miatt 2016-ban nyitotta meg újra. 2016-ban több földcsuszamlás tovább késleltette a működésbe való visszatérést, amelyet Obama kormánya engedélyezett2016. december 8. A hulladékszállítás folytatódott2017. április 10.

A Yucca-hegység (Nevada) területét 1978 óta tanulmányozzák, és az atomenergia-termelés során keletkező hulladék elhelyezésére javasolták. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának ideiglenes ütemterve az üzembe helyezést 2017-ben írta elő, de 2008-ban felfüggesztették. 2018-ban a Képviselőházban nagyrészt elfogadták a projekt újrakezdéséről szóló törvényt.

Finnország

Franciaország

Franciaországban, a Bataille-törvény által 1991-ben szervezett 15 éves kutatás után a magas aktivitású és hosszú élettartamú köztes aktivitású radioaktív hulladék kezelésének referencia-megoldása a mély geológiai elhelyezés. Ez a megoldás technikai szempontból (a koncepció biztonsága különösen a tárház vonatkozásában) és a politikai (döntéshozatali folyamat, a lehetséges tárház helyszínének megválasztása) szempontjából továbbra is vitatott. A tanulmányokat a radioaktív hulladék kezelésével foglalkozó nemzeti ügynökség végzi , amely a buréi földalatti kutatólaboratóriumot működteti . A 2000 óta 500 méteres mélységben épült laboratórium a Meuse és a Haute-Marne megyék határán található, lehetővé teszi a radioaktív hulladék tárolásának mérését és tudományos és műszaki kísérleteket. A törvény2006. június 28előírja, hogy a Cigéo projektet 2015-ben terjesszék a Parlament elé, és annak elfogadásától függően a tárolóközpont megnyitására 2025-ben kerül sor. A 2013-as nyilvános vitát, majd egy új törvény 2016-os elfogadását követően azonban a határidőket több évvel elhalasztották, mindig annak elfogadásának fenntartásával. Az ASN 2016 óta az IRSN és a külföldi biztonsági hatóságok szakértőinek támogatásával megvizsgált biztonsági opciók dossziéját (DOS) az ASN nagyon jónak ítélte meg, a bitumenből készült csomagolás által képzett tűzveszély ellen, bizonyos hulladékcsomagok. A közüzemmé nyilvánítás iránti kérelmet 2020-ban nyújtották be.

Japán

A Japán Atomenergia Ügynökség két földalatti laboratóriumot épít:

A tengely süllyedése 2004-ben kezdődött Mizunamiban, 2005-ben pedig Honorobe-ban.

Oroszország

A radioaktív hulladékok kezelésével foglalkozó nemzeti üzemeltető (NoRAO), amely Novoouralskban már üzemelteti az alacsony és közepes aktivitású rövid élettartamú hulladékok tárolóját , 2024-re felépíti a Krasznojarszk régióban egy földalatti kutatólaboratóriumot, amelynek célja a egy mélygeológiai tároló megvalósíthatósága egy gránit-hegységben.

svájci

Évi szövetségi szavazást követően 2017. május 21, Svájc az atomenergia fokozatos megszüntetését programozta azzal a döntéssel, hogy nem épít új atomreaktorokat. A radioaktív hulladék ideiglenes tárolására és lehűtjük hatalmas medencékben a növény helyszínek és az átmeneti tároló központ az alacsony szintű nukleáris hulladék Zwilag (a társaság által kezelt Zwischenlager Würenlingen AG ), a Würenlingen a kantonban származó Aargau .

A Nagra két laboratóriumot épített a mélyreható ártalmatlanítás megvalósíthatóságának tanulmányozására. A Mont-Terri földalatti laboratórium , a Jura , tanulmányozza a tulajdonságait agyag. Ez a Grimsel , a Bern kanton , használják a hasonló kutatások gránit.

Az atomenergiáról szóló törvény kimondja, hogy a hulladéknak Svájc területén kell maradnia, és mély geológiai rétegekben lévő lerakódásokba kell temetnie. Három helyszínt választottak ki: a Szövetségi Tanács javasolja a Lägern (AG / ZH), a Jura-est (AG) északi lejtőjének és a zürichi Weinland szőlőtermő régiónak a vizsgálatát.

Tudományos viták

Egyes tudósok, például Jean-Pierre Petit fizikus vagy Bertrand Thuillier agronómus kritizálják a mélyreható ártalmatlanítás megoldását, különösen a robbanás és a tűz veszélye miatt, mivel a hulladékból hidrogén szabadul fel. Bernard Laponche és a Global Chance egyesület javasolja a sekély (körülbelül ötven méteres) ártalmatlanítást ideiglenesen, amíg a kutatási eredmények lehetővé teszik egy olyan folyamat kidolgozását, amely lehetővé teszi a HAVL-hulladék radioaktivitásának csökkenését, de ezt a világ egyetlen országában sem fogadják el. a nukleáris szektor szabályozó hatóságai, és erős szkepticizmust ébreszt sok környezetvédő körében. Az IRSN jelentése azt is kimutatta, hogy a megoldást tanulmányozó külföldi országok vagy véglegesen elhagyták, vagy ideiglenesen végrehajtották, mint előfeltételt a végleges adattár létrehozásának nagy mélységben.

Daniel Goulet szenátor szerint Claude Allègre , a BRGM korábbi elnöke kijelentette: „ Igazunk van, hogy mozgósítsunk a tárolási módszerek ellen; geológiailag az alagsor a legrosszabb hely a hulladék tárolására az ott keringő és mindenhova behatoló víz miatt ” . Olivier Méplan, az Orsay Nukleáris Fizikai Intézet munkatársa szerint azonban, ha a helyet helyesen választják meg, az altalajt átitató víz csak nagyon kis sebességgel "kering"; annak az ideje, hogy a víz kimenetre jusson, vagyis néhány ezer év, a fő oldható radioaktív ionok eltűntek a radioaktív bomlás miatt.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. A felszíni tároló laboratóriumi célok és feladatok (LESTS)
  2. Az atomenergia-ciklus: a hasadástól az új ágazatokig Joliot Curie Nemzetközi Iskola 2006 ( tanfolyamok listája )
  3. (de) Strahlendes Erbe, Kerngedanken zur Endlagerung (en: Sugárzó örökség: kulcsötletek a végső tároláshoz ), Jan Gottwald és Paul Schoeps. 2003-ban jelentette meg az Akademikerverlag GmbH & Co KG. ( ISBN  978-3-8417-7086-8 )  : Kerngedanken itt játék a szavakkal: kulcsfontosságú ötleteket és nukleáris ötleteket is jelent .
  4. (a) "  A kilenc bolygóhatár  " ["A kilenc bolygóhatár"], Stockholm Resilience Center  (en) .
  5. "  A környezet Franciaországban 2019  " [PDF] , a Fenntartható Fejlődés Általános Bizottságáról , p.  150–152.
  6. A nukleáris hulladék öngyorsított korróziója a Nature.com anyagfelületén található
  7. Bresler, Eshel, Anion kizárási és kapcsolási hatások a telítetlen talajokon keresztüli nem stabil szállításban . I. elmélet; Soil Science Society of America Proceedings (1973), 37 (5), 663-9 CODEN: SSSAA8; ( ISSN  0038-0776 ) . Angol.
  8. Bazer-Bachi, Frédéric tézisei; A kémiai retenció hatásának vizsgálata az anionos fajok diffúziójára kompakt agyag közegben (A kémiai retenció hatása az anionos fajok diffúziójára tömörített agyagokban) , 2005-12-09, INPL - Institut National Polytechnique de Lorraine
  9. Loïc Chauveau, "  5 dühös kérdés Cigéóval kapcsolatban  " Fizetett hozzáférés , a sciencesetavenir.fr oldalon ,2014. február 13(megtekintés : 2020. szeptember 10. ) .
  10. Simon Lévesque, A nukleáris hulladék tárolása: kommunikáció az évezredeken keresztül. Sebeok klerikális hipotézisét újraértelmezték Latour és Lotman , Cygne noir , n ° 5, 2017 (konzultáció ideje: 2017.10.13.). Ebben a cikkben a szerző megvizsgálja Thomas A. Sebeok szemiotikus által 1984-ben felvetett elképzelést egy "atomi papság" felépítéséről, amely évezredek óta felelős az ismeretek fenntartásáért és továbbításáért.
  11. Ausztrália: az állampolgárok ellenzik a nukleáris hulladék temetését , a francetvinfo.fr oldalon, hozzáférés: 2017. augusztus 15.
  12. Nukleáris Energia Tanulmányozási Központ, „  HADES Underground Laboratory  ” , az sckcen.be webhelyen (hozzáférés : 2018. augusztus 12. ) .
  13. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering , 2018, 10-3, p. 411-435.
  14. (in) WIPP helyreállítási terv , a wipp.energy.gov oldalon, 2017. augusztus 15
  15. Nukleáris hulladék: soros földcsuszamlások az amerikai tárolóközpontban , a 2016. november 8-i journaldelenvironnement.net oldalon, 2017. augusztus 15-én konzultáltak
  16. Wast isolation pilot plan [PDF] , a wipp.energy.gov címen elérhető, 2017. augusztus 15.
  17. Energiaügyi Minisztérium sajtóközlemény.
  18. Nem található 2017. augusztus 15-én "Archivált másolat" (2018. június 24-én az Internet Archívumban ) , az ocrwm.doe.gov címen
  19. "Kétpárti többség a Yucca-hegyvidéki törvénytervezetért"
  20. "  CIGéO, a geológiai ártalmatlanítás biztonságának okai  ", EnerGeek ,2017. október 13( online olvasás , konzultáció 2017. november 27-én )
  21. "Andra nagyon jó dokumentációt nyújtott be nekünk", Le Monde , 2018. január 15. Lásd még az ASN 2018. január 11-i véleményét.
  22. Japán - Az atomerőmű, az andra.fr oldalon, 2017. augusztus 15-én volt elérhető
  23. Sputniknews , 2017. március 21.
  24. Samuel Jaberg, "  Az 5. Svájc megszavazta az atomenergia végét  " , a swissinfo.ch oldalon ,2017. május 22(megtekintés : 2018. augusztus 12. ) .
  25. Nukleáris energia, „  Zwilag intermedier storage center  ” , a kernenergie.ch oldalon (hozzáférés : 2018. augusztus 12. ) .
  26. "  Nagra  " , a nagra.ch címen (hozzáférés : 2018. augusztus 12. ).
  27. „  Grimsel Underground Laboratory  ” , a tremblemagazine.ch oldalon (hozzáférés : 2018. augusztus 12. ) .
  28. (in) "  The Grimsel Test Site in Switzerland  " a grimsel.com webhelyen (hozzáférés: 2018. augusztus 12. ) .
  29. „  Grimsel Underground Laboratory  ” , a nagra.ch címen (hozzáférés : 2018. augusztus 12. ) .
  30. A nukleáris hulladék kezelésével foglalkozó munkacsoport (AGNEB), "  A nukleáris hulladék kezelése Svájcban  " , az admin.ch oldalon ,1 st június 2006(megtekintés : 2018. augusztus 12. ) .
  31. La Tribune de Genève, „  A nukleáris hulladék tárolása: 3 versenyző hely  ” , a tdg.ch oldalon ,2017. november 23(megtekintés : 2018. augusztus 12. ) .
  32. Le Temps, "  Radioaktív harag a zürichi Weinlandben  " , a letemps.ch oldalon ,2016. november 22(megtekintés : 2018. augusztus 12. ) .
  33. "A nukleáris hulladék, a bolygó időzített bomba", interjú The Voice of Russia , Sputniknews február 18. 2014-ben.
  34. Konferencia 2012. június 13-án Ligny-en-Barrois-ban.
  35. Global Chance egyesület honlapja , 2017. szeptember 13.
  36. Franciaországban például az ASN úgy véli, hogy a sekély mélységű tárolásnak nincs meghatározó előnye a biztonság és a sugárvédelem szempontjából a felszíni tárolással szemben, és hogy a már kondicionált radioaktív hulladék ipari szintű transzmutációjának kilátásai nincsenek hiteles ( Vélemény a hosszú élettartamú magas és közepes aktivitású hulladék kezeléséről az ASN területén, 2020. december 14.).
  37. Stéphane Lhomme például " viccelőnek " minősíti Gérard Mourou-t, mert olyan kutatásokat jelentett be, amelyek célja "nagy lézersugarakkal [...] a radioaktív hulladék oldhatatlan kérdésének rendezése", mert "mi lehetséges (és még egyszer: talán) lehetséges laboratóriumban, apró mennyiségben és nagyon költségesen, valószínűleg technikailag lehetetlen és minden bizonnyal teljesen tönkreteszi, ha az atomipar által termelt radioaktív hulladék ipari mennyiségeivel foglalkozni akarunk ”( torium, radioaktív hulladék, magfúzió: kanülök és álhírek , a Nukleáris Megfigyelő Intézet honlapja, 2019. február 14.).
  38. IRSN , A magas és közepes aktivitású, hosszú élettartamú hulladék geológiai elhelyezésének alternatíváival kapcsolatos kutatások nemzetközi panoráma , 2019. május.
  39. (hu) kérdések és feleletek február 6-án 2001-ben a francia szenátus . Claude Allègre azonban nemzeti oktatási és kutatási miniszterként a Bure laboratórium létrehozásáról szóló 1999-es rendelet társ-aláírója volt .
  40. Nukleáris hulladék kezelése

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

Külső linkek

Tábornokok Franciaország Egyesült Államok