Специалисты национальных лабораторий Сандия, Лос-Аламос и Лоуренс Беркли в США приступили к третьему этапу многолетнего эксперимента по изучению поведения солей и вод с высоким содержанием соли вблизи горячих контейнеров с высокоактивными радиоактивными отходами (ВАО), говорится в статье, опубликованной на сайте американского ядерного общества.
Экспериментальная программа под названием BATS (Brine Availability Test in Salt) стартовала в 2017 году в рамках программ министерства энергетики США по обращению с ОЯТ и РАО.
Физические свойства соли позволяют использовать соляные пласты для длительного безопасного захоронения радиоактивных отходов. Пласты остаются стабильными в течение сотен миллионов лет. Кроме того, соль залечивает образующиеся в пластах трещины, то есть любые пустоты в них будут постепенно заполняться.
На заводе WIPP в штате Нью-Мексико используется принцип хранения трансурановых отходов в соляных пластах. Соль заполняет подземные помещения с контейнерами с РАО со скоростью несколько дюймов в год, обеспечивая тем самым защиту окружающей среды от радиоактивных изотопов.
Но на WIPP хранятся именно трансурановые отходы, а они не настолько горячие, как ОЯТ.
У Соединённых Штатов по состоянию на сегодня нет национальной стратегии обращения с ОЯТ. Если выбор в итоге будет сделан в пользу геологического захоронения, то соляные пласты могут стать приоритетным местом для размещения контейнеров с ОЯТ.
Для обоснования безопасности захоронения ОЯТ в соляных пластах необходимо выполнить большой объём фундаментальных исследований, ведущей организацией для которых выступают Сандийские нацлаборатории.
Соль ведёт себя совсем по-другому, когда она горячая. Если нагреть кусок гранита, то ничего не изменится. А вот горячая соль расползается намного быстрее. Если соль достаточно нагреется, то может выкипеть присутствующая в соляных пластах в форме рассола вода.
В некоторых сценариях вода в рассоле, выкипая, оставляет на контейнере соляную корку. Затем получившийся пар охлаждается и вновь образует рассол. Таким образом, получается «сложная петля обратной связи». Главный вопрос в том, не приведёт ли эта последовательность событий к коррозии стенок контейнеров?
В ходе первого этапа эксперимента BATS специалисты занимались подбором необходимого оборудования — например, какое нагревательное устройство лучше подойдёт для имитации нагрева от контейнеров с ОЯТ участков соляных пластов.
На втором этапе основное внимание уделялось измерению различных параметров соляных пластов на комплексе WIPP, в том числе диффузии газов и рассолов через образующиеся в пластах микротрещины.
Собранные данные позволили приступить к третьему этапу эксперимента. Он начался в середине октября 2021 года. В соляных пластах на WIPP были пробурены девять скважин, с помощью которых будет имитироваться подогрев от контейнеров с ОЯТ.
Впоследствии станет возможным перейти к крупномасштабным и продолжительным экспериментам, результаты которых станут востребованными в случае принятия решения о захоронении американского ОЯТ в соляных пластах.