깊은 보어홀 처리

Deep borehole disposal

딥보어홀 처리(DBD)는 지뢰처럼 발굴되는 전통적인 심층 지질 저장소가 아니라 원자로에서 나오는 고준위 방사성 폐기물을 극히 깊은 보어홀에 처리하는 개념이다. 깊은 보어홀 처리는 지구 표면 아래에 5킬로미터(3mi)나 되는 쓰레기를 놓으려고 하며, 주로 자연 지질 장벽의 두께에 의존하여 매우 오랜 시간 동안 생물권에서 안전하게 격리시켜 인간과 환경에 위협이 되지 않도록 한다. 이 개념은 원래 1970년대에 개발되었지만 2014년 샌디아 국립 연구소가 이끄는 컨소시엄에 의해 최초의 실험용 보어홀에 대한 제안이 제안되었다.[1]

그 폐기물은 환경으로부터 분리하기 위해 결정암 안에 있는 그러한 구멍의 아래쪽 마일 안에 넣어질 것이다.[2] 보어홀 상부 2마일은 지질학적 시간 동안 환경을 보호할 것으로 기대되는 아스팔트, 벤토나이트, 콘크리트 및 찌그러진 암석 등의 보호층으로 채워지고 구멍에는 강철 케이싱이 일렬로 세워진다.[2]

미국에서 제안된 한 쌍의 실험용 보어홀은 2016년과 2017년 대중의 반대와 자금 부족으로 인해 취소되었다.

미국의 심층 구멍 폐기 테스트

미 에너지부는 2016년부터 노스다코타주 럭비에서 깊이 5km에 이르는 실험용 보어홀에 자금을 지원했다. 럭비에서의 이 5개년 프로젝트의 계획은 핵폐기물을 포함하지 않았고, 대신에 보어홀 개념의 다른 측면들을 시험했을 것이다.[3] 그러나 노스다코타에서 시위가 있은 후 사우스다코타스핑크 카운티에서 부지가 제안되었다. 사우스다코타에서 항의로 프로젝트가 진전되지 않자 에너지부는 프로젝트를 백지화했다.[4] 첫 번째 실험용 보어홀에 대한 대중의 반대로, 2016년 말 에너지부는 뉴멕시코에 2개, 텍사스에 1개, 사우스다코타에 1개 등 4개 부지가 참여하는 두 번째 프로젝트를 발표했다. 이 프로젝트의 초기 단계에서는 에너지부가 실험용 보어홀을 위한 최종 부지를 선정하기 전에 대중의 지지를 얻어야 했다. 2017년 5월 23일, 에너지부는 자금 지원 우선순위가 변경되었고 깊은 보어홀 프로젝트가 자금 지원을 끊었다고 발표했다.[5]

삽화

다이어그램에서 솔루션 도메인은 보어홀 주위의 열 흐름을 컴퓨터 모델링하는 목적으로 사용된다.[6]


깊은 보어홀 핵폐기물 처리는 지구의 지각 깊숙한 곳에 구멍을 뚫음으로써 이루어진다.

세부 사항

깊은 보어홀 처리는 지구의 지각에 약 5km(3mi)의 구멍을 뚫는 것을 포함한다. 고준위 폐기물사용후핵연료와 마찬가지로 강한 강철 용기에 밀봉되어 보어홀 아래로 내려가 구멍의 하단을 1~2km 채울 것이다. 현재의 기술은 보어홀의 지름을 50 센티미터(20인치) 미만으로 제한한다. 이것은 현재 대형 용기에 보관되어 있는 일부 폐기물은 더 작은 용기에 다시 포장해야 한다는 것을 의미한다.[1] 그런 다음 나머지 보어홀은 토사, 시멘트, 부순 암석 백필, 아스팔트 등 적절한 재료로 밀봉하여 폐기물과 지표면 사이에 낮은 내구성의 장벽을 확보한다. 일부 개념에서 폐기물은 개선된 격납을 제공하고 캐니스터의 무결성에 대한 암석 이동의 영향을 줄이기 위해 시멘트 그라우트 또는 고도로 압축된 벤토나이트 완충 매트릭스로 둘러싸일 수 있다. 고온 시나리오는 용기에 매우 어린 고온 폐기물을 포함하며, 이는 보어홀 주위에 용융 구역을 만들기에 충분한 열을 방출한다. 노폐물이 분해되고 식으면서 용해 구역이 분해되어 용기에 단단한 화강암 석관을 형성하여 노폐물을 영원히 가두게 된다.[7] 두 시나리오 모두에서 보어홀에 인접한 화학적으로 감소하는 조건은 대부분의 방사성핵종의 이동을 감소시킬 것이다.[citation needed]

깊은 보어홀 개념은 어떤 양의 폐기물에도 적용될 수 있다. 원자력 발전소에 의존하지 않는 국가의 경우, 고준위 핵 폐기물의 전체 재고는 아마도 하나의 보어홀로 처리될 수 있을 것이다.[citation needed] 현재의 추정에 따르면 수십 년 동안 가동되고 있는 하나의 대형 원자력 발전소에서 생성된 사용후 핵연료는 10개 미만의 보어 구멍에서 폐기될 수 있다고 한다.[citation needed] 미국의 기존 핵폐기물 비축물량을 통째로 보관할 수 있는 보어홀은 800개에 불과할 것으로 추산된다.[1] 보어홀 처리 프로그램은 각각의 보어홀이 독립적이기 때문에 투자 손실이 거의 없이 언제든지 종료될 수 있다. 보어홀 처분의 모듈적 특성은 핵폐기물의 지역적 또는 현장적 처분에 도움이 될 것이다. 딥보어홀 옵션의 또 다른 매력은 기존 오일 및 가스 시추 기술의 수정으로 구멍을 뚫어 폐기물을 심을 수 있다는 점이다.

마지막으로, 환경적 영향은 작다. 우물가에 있는 폐기물 처리 시설과 임시 보안 완충 구역은 약 1평방 킬로미터가 필요할 것이다. 보어홀을 채우고 밀봉하면 토지는 자연 그대로의 상태로 되돌릴 수 있다.[citation needed]

적절한 장소의 위치

미국의 모든 주에는 자체 보어홀 저장소에 적합한 깊은 바위가 있다.[2] 필요한 결정 지하 암석은 저밀도 퇴적암, 식수관, 석유 및 가스 침전물보다 훨씬 아래에 위치해 있다.[2] 한 개의 보어홀은 미국과 같은 나라에서 생산되는 핵폐기물을 모두 담을 수 있을 만큼 충분히 크지 않을 것이고, 따라서 그 중 많은 핵폐기물이 결국 단일 국가 내에 존재할 수도 있다.[2]

시공속도

영국 셰필드 대학의 과학자들은 핵폐기물 처리를 위한 깊은 보어홀은 쓰레기 처리를 위한 지하 갱도처럼 발굴되는 전통적인 깊은 지질학적 저장고보다 훨씬 빨리 건설될 수 있다고 말한다.[8] 채굴된 리포지토리 접근방식은 수 년 동안 성공적이지 못했으나 셰필드 대학의 공학자들은 채굴된 리포지토리에 필요한 수십 년과는 대조적으로 5년 이내에 보어홀이 뚫리고, 채워지고 밀봉될 수 있다고 말한다.[8]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c Tollefson, Jeff (4 March 2014). "US seeks waste-research revival". Nature. 507 (7490): 15–16. Bibcode:2014Natur.507...15T. doi:10.1038/507015a. PMID 24598616. Retrieved 5 June 2014.
  2. ^ a b c d e 콘카, 제임스 "DOE핵폐기물 처리에 관한 규칙을 바꾸려고 노력하다"(2016년 1월 21일).
  3. ^ 노와츠키, 마이크 INFORM(2016년 1월 28일)은 "관료들이 럭비 인근 시추프로젝트를 제안하면 핵폐기물 처리로 이어질있다는 '심각한 우려'를 제기한다"고 밝혔다.
  4. ^ Voosen, Paul (2016-09-27). "Protests spur rethink on deep borehole test for nuclear waste". Science (AAAS). Retrieved 2018-01-18.
  5. ^ Orr, Franklin (Lynn) (23 May 2017). "Studying the Feasibility of Deep Boreholes". Retrieved 2018-01-18.
  6. ^ Viney, Clare (1 June 2007). "Managing our nuclear waste" (6). Royal Society of Chemistry. Retrieved 3 June 2014. {{cite journal}}: Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  7. ^ 깁, 퍼거스(2007) "사용후 핵연료에 대한 깊은 보어홀 폐기 옵션". 셰필드 대학교. 2012년 2월 7일 웨이백 머신에 보관된 원본 2007-07-23에서 보관.
  8. ^ a b "방사성 폐기물 저장용 시험에서 5km 깊이의 보어홀을 뚫을", GCR: Global Construction Review(2016년 2월 9일)

외부 링크