수평 드릴홀 처리

Horizontal drillhole disposal
심층 수평 드릴홀 폐기 개념의 삽화

심층 수평 드릴홀 처리는 지뢰처럼 발굴되는 전통적인 심층 지질 저장소가 아닌 깊은 수평 보어홀에 원자로에서 나오는 고준위 방사성 폐기물을 처리하는 개념이다. 설계 개념은 산디아 국립 연구소가 개발한 수직 보어홀 개념을 개선하고자 하는 것으로,[1] 방향 시추 기술의 현대적 진보를 활용하고, 호스트 록이 격리를 위해 가지는 친화력을 측정하는 동위원소 방법을 사용한다.[2]

미국의 시위

폐기 기술에 대한 일련의 테스트는 2018년 11월에 비공개로 진행되었다가 2019년 1월에 공개되었다.[3] 시험 결과 수평 드릴홀에 시험 캐니스터를 배치하고 동일한 캐니스터를 회수하는 것이 입증되었다. 이번 시험에는 실제 고준위 폐기물이 사용되지 않았다.

세부 사항

수평 드릴홀 처리는 사용후핵연료, 세슘-137 또는 스트론튬-90과 같은 고준위 폐기물 형태의 처리를 위해 지구 표면에서 수직으로 1km 이상, 수평으로 2km 이상 드릴링하자는 제안을 기술하고 있다.

이 시스템은 표면의 리그에서 적절한 격리된 퇴적암, 화성암 또는 변성암으로 지루한 드릴홀로 구성되어 있다. 시추작업은 5km(3.1마일)나 되는 깊이까지 수직으로 하역한 뒤 폐기물이 처리될 예정인 수평구간까지 90도씩 점차 방향을 바꾼다. Emplacement가 끝나면 드릴홀이 다시 채워지고 밀봉된다.[4]

이 개념은 사용후핵연료에서 무기폐기물까지 여러 개의 폐기물 흐름에 적용되려고 하므로, 통의 지름과 길이는 폐기물 형태에 따라 다르다.[5] 캐니스터는 니켈크롬몰리브덴 합금으로 만들어지며 영구폐쇄 전 최대 50년간 회수하도록 설계됐다.[6]

적절한 장소의 위치

미국

미국의 모든 주에는 자체 보어홀 저장소에 적합한 깊은 바위가 있다.[7] 적절한 숙주암은 격리된 퇴적암, 화성암 또는 변성 숙주암을 포함한다.

시공속도

영국 셰필드 대학의 과학자들은 핵폐기물 처리를 위한 깊은 보어홀은 쓰레기 처리를 위한 지하 갱도처럼 발굴되는 전통적인 깊은 지질학적 저장고보다 더 빨리 건설될 수 있다고 말한다. 셰필드 대학의 공학자들은 채굴된 저장소에 수십 년 동안 필요한 것과는 대조적으로 5년 안에 보어홀을 뚫어서 채우고 밀봉할 수 있다고 말한다.[8]

역사

미국

미 에너지부는 2016년부터 노스다코타주 럭비에서 깊이 4.8km에 이르는 실험용 보어홀에 자금을 지원했다. 럭비에서의 이 5개년 프로젝트의 계획은 핵폐기물을 포함하지 않았고, 대신에 보어홀 개념의 다른 측면들을 시험했을 것이다.[9] 그러나 노스다코타에서 시위가 있은 후 사우스다코타 주 스핑크 카운티에서 부지가 제안되었다. 사우스 다코타에서 항의로 프로젝트가 진전되지 않자 에너지부는 이를 폐기했다.[10]

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 폐지되었다고 발표했다.[11]

2018년과 2019년 미국 텍사스주 카메론에서 한 민간업체가 수평 드릴홀 처리 시스템을 통해 보어홀 사용을 시연하는 테스트를 잇달아 실시했다. 이는 2018년 11월 비공개로, 이후 2019년 1월 공개로 이뤄졌다.[12] 그 테스트는 실물 크기의 통을 교체하는 것과 회수하는 것을 포함했다. 이번 시험에는 실제 고준위 폐기물이 사용되지 않았다.[13]

참고 항목

참조

  1. ^ "쓰레기-연구재생을 추구하는 미국" 자연
  2. ^ 2019년 5월 29일 발간된 「수평 드릴홀에서의 고준위 핵폐기물 처리」
    - Mallants, Dirk; Travis, Karl; Chapman, Neil; Brady, Patrick V.; Griffiths, Hefin (February 14, 2020). "The State of the Science and Technology in Deep Borehole Disposal of Nuclear Waste". Energies. 13 (4): 833. doi:10.3390/en13040833.
  3. ^ Conca, James (January 31, 2019). "Can We Drill a Hole Deep Enough for Our Nuclear Waste?". Forbes.
  4. ^ Muller, Richard A.; Finsterle, Stefan; Grimsich, John; Baltzer, Rod; Muller, Elizabeth A.; Rector, James W.; Payer, Joe; Apps, John (May 29, 2019). "Disposal of High-Level Nuclear Waste in Deep Horizontal Drillholes". Energies. 12 (11): 2052. doi:10.3390/en12112052.
    - Mallants, Dirk; Travis, Karl; Chapman, Neil; Brady, Patrick V.; Griffiths, Hefin (February 14, 2020). "The State of the Science and Technology in Deep Borehole Disposal of Nuclear Waste". Energies. 13 (4): 833. doi:10.3390/en13040833.
  5. ^ #US10002683B2 지하형태로 유해물질 보관
  6. ^ 10 CFR Part 60, 지질 저장소의 고준위 방사성 폐기물 처리. § 60.111 영구폐쇄를 통한 지질 저장소 운영 구역의 성능
    - "Storing hazardous material in a subterranean formation, #US10002683B2".
  7. ^ Conca, James. "DOE Tries To Change The Rules On Nuclear Waste Disposal". Forbes.
  8. ^ 깁, 퍼거스(2007) "사용후 핵연료에 대한 깊은 보어홀 폐기 옵션". 셰필드 대학교. 2007년 7월 23일 웨이백 머신에 보관. 2012년 2월 7일 검색됨
  9. ^ 노와츠키, 마이크 2016년 1월 28일, INFORM, INFORM, "관계자들은 럭비 근처의 시추 프로젝트가 N.D.에 핵폐기물 처리로 이어질 수 있다는 '깊은 우려'를 제기한다."
  10. ^ 부센, 폴 (2016년 9월 27일). "시험은 핵폐기물에 대한 깊은 구멍 실험에 대한 재고를 촉진한다." 라고 사이언스(AAAS)가 말했다. 2018년 1월 18일 회수
  11. ^ 오르, 프랭클린 (Lynn) (2017년 5월 23일). "심층 보어홀의 실현 가능성 연구" 2018년 1월 18일 회수
  12. ^ Conca, James (January 31, 2019). "Can We Drill a Hole Deep Enough for Our Nuclear Waste?". Forbes.
  13. ^ "Technology". Deep Isolation. Retrieved July 21, 2020.