水平掘削孔の処分
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深部水平掘削孔処分とは、原子炉から発生する高レベル放射性廃棄物を、鉱山のように掘削される従来の深地層処分場ではなく、深部水平掘削孔に処分するという概念です。この設計概念は、サンディア国立研究所[ 1 ]が開発した垂直掘削孔概念を改良したもので、最新の方向性掘削技術を活用し、同位体法を用いて母岩の隔離親和性を測定することを目指しています。[ 2 ]
アメリカのデモ
処分技術に関する一連の試験は、2018年11月に非公開で、その後2019年1月に公開で実施された。[ 3 ]この試験では、水平掘削孔への試験用キャニスターの設置と、同じキャニスターの回収が実証された。この試験では、実際の高レベル廃棄物は使用されなかった。
水平掘削孔の詳細
水平掘削孔処分とは、使用済み核燃料、セシウム 137 、ストロンチウム 90などの高レベル廃棄物を処分する目的で、地殻に垂直方向に 1 キロメートル以上、水平方向に 2 キロメートル以上掘削する提案を指します。
このシステムは、地表の掘削装置から適切な孤立した母岩に掘削される掘削孔から構成されます。掘削は垂直方向に最大5キロメートル（3.1マイル）の深さまで行われ、その後、廃棄物が処分される予定の水平部分に向けて徐々に90度方向転換します。掘削孔の設置後、掘削孔は埋め戻され、密閉されます。[ 4 ]
このコンセプトは、使用済み核燃料から兵器廃棄物まで、複数の廃棄物ストリームに適用することを目指しているため、容器の直径と長さは廃棄物の形態によって異なります。[ 5 ]容器はニッケル・クロム・モリブデン合金で作られており、永久閉鎖前に最大50年間回収できるように設計されています。[ 6 ]
適切な場所の場所
アメリカ合衆国
米国のどの州にも、独自のボーリング坑井貯蔵庫に適した深層岩盤がある。[ 7 ]
建設のスピード
英国シェフィールド大学の科学者たちは、核廃棄物処分のための深層ボーリングホールは、従来の地下鉱山のように掘削して廃棄物を処分する深地層処分場よりも早く建設できると述べています。シェフィールド大学の技術者たちは、ボーリングホールの掘削、埋め戻し、封鎖に5年もかからないと述べています。これは、採掘式処分場の場合、数十年かかる期間とは対照的です。[ 8 ]
歴史
アメリカ合衆国
2016年以降、米国エネルギー省はノースダコタ州ラグビーにおいて、深さ3マイル（4.8キロメートル）に及ぶ実験用ボーリング井戸の建設に資金提供を行ってきました。ラグビーにおけるこの5年間のプロジェクト計画には核廃棄物は含まれておらず、ボーリング井戸のコンセプトの他の側面を試験することになっていました。[ 9 ]しかし、ノースダコタ州での抗議を受けて、サウスダコタ州スピンクス郡に建設予定地が提案されました。サウスダコタ州での抗議活動によってプロジェクトの進展が阻まれたため、エネルギー省はプロジェクトを中止しました。[ 10 ]
最初の実験ボーリング井戸に対する国民の反対を受け、エネルギー省は2016年末に第2次プロジェクトを発表しました。このプロジェクトはニューメキシコ州2か所、テキサス州1か所、サウスダコタ州1か所の計4か所を対象としていました。プロジェクトの初期段階では、エネルギー省が実験ボーリング井戸の最終的な設置場所を選定する前に、国民の支持を得る必要がありました。2017年5月23日、エネルギー省は資金配分の優先順位が変更され、深層ボーリング井戸プロジェクトの資金が打ち切られたと発表しました。[ 11 ]
2018年と2019年に、民間企業がテキサス州キャメロンで一連の試験を実施し、水平掘削孔処分システムによる掘削孔の利用を実証しました。この試験は2018年11月に非公開で実施され、2019年1月に公開されました。[ 12 ]試験には、模擬キャニスターの設置と回収が含まれていました。この試験では、実際の高レベル廃棄物は使用されませんでした。[ 13 ]
マレーシア
2023年1月6日、マレーシアは掘削施設の稼働開始に向けた準備作業の最終段階にあり、建設には最大6週間かかり、施設は間もなく稼働する予定である。[ 14 ]
参照
参考文献
- ^「米国、廃棄物研究の復活を目指す」ネイチャー誌
- ^「深層水平掘削孔における高レベル核廃棄物の処分」、2019年5月29日発行- Mallants, Dirk; Travis, Karl; Chapman, Neil; Brady, Patrick V.; Griffiths, Hefin (2020年2月14日). 「深層掘削孔における核廃棄物の処分における科学技術の現状」 . Energies . 13 (4): 833. doi : 10.3390/en13040833 .
- ^コンカ、ジェームズ（2019年1月31日）「核廃棄物を収容できるほど深い穴を掘ることは可能か？」フォーブス誌。
- ^リチャード・A・ミュラー、ステファン・フィンスタール、ジョン・グリムシッチ、ロッド・バルツァー、エリザベス・A・ミュラー、ジェームズ・W・レクトール、ジョー・ペイヤー、ジョン・アップス（2019年5月29日）「深部水平掘削孔における高レベル核廃棄物の処分」『エネルギー』12 (11): 2052. doi : 10.3390/en12112052 .-マランツ、ダーク；トラヴィス、カール；チャップマン、ニール；ブレイディ、パトリック・V；グリフィス、ヘフィン（2020年2月14日）「核廃棄物の深部掘削孔処分における科学技術の現状」『エネルギー』13 (4): 833. doi : 10.3390/en13040833 .
- ^地下構造における危険物質の保管、#US10002683B2
- ^ 10 CFR Part 60、地層処分場における高レベル放射性廃棄物の処分。§ 60.111 地層処分場運用区域の恒久的な閉鎖による運用-「地下構造における危険物質の貯蔵、#US10002683B2」。
- ^コンカ、ジェームズ。「エネルギー省、核廃棄物処分の規則変更を試みる」フォーブス誌。
- ^ギブ、ファーガス (2007). 「使用済み核燃料の深層掘削孔処分オプション」シェフィールド大学. 2007年7月23日アーカイブ、 Wayback Machine . 2012年2月7日閲覧。
- ^ノワツキー、マイク。「ラグビー近郊で計画されている掘削プロジェクトがノースダコタ州の核廃棄物処分につながる可能性について、当局は『深い懸念』を表明」 INFORUM、2016年1月28日。
- ^ Voosen, Paul (2016年9月27日). 「抗議活動が核廃棄物の深部掘削孔試験の再考を促す」 Science (AAAS). 2018年1月18日閲覧。
- ^ Orr, Franklin (Lynn) (2017年5月23日). 「深層掘削の実現可能性の検討」. 2018年1月18日閲覧。
- ^コンカ、ジェームズ（2019年1月31日）「核廃棄物を収容できるほど深い穴を掘ることは可能か？」フォーブス誌。
- ^ 「テクノロジー」 . Deep Isolation . 2020年7月21日閲覧。
- ^ 「マレーシアとガーナで掘削孔処分プロジェクトが進行中：廃棄物とリサイクル - 世界原子力ニュース」 2023年1月6日。
