Новые подходы к обращению с ОЯТ перспективных реакторов обсуждаются в Соединённых Штатах. Как пишет "Power Magazine", одним из возможных вариантов станет постоянное захоронение ОЯТ в глубоких горизонтальных скважинах непосредственно на реакторных площадках.
Интерес к такому подходу возрос после того, как в конце апреля 2020 года компания "Deep Isolation", работающая в сфере обращения с радиоактивными отходами, подписала первый контракт.
Работу компании заказала не коммерческая фирма, но независимый институт EPRI. Специалисты "Deep Isolation" совместно с группой исследователей из институтов, университетов и компании "Southern Co." проанализируют плюсы и минусы применения технологии горизонтальных скважин для постоянного захоронения ОЯТ. При этом планируется затронуть все аспекты, включая лицензирование и работу с населением.
Если рассматривать ситуацию в целом, то нужно признать, что проблема ОЯТ - одна из самых острых из стоящих перед американской атомной отраслью. Все попытки приступить к строительству национального хранилища "Гора Юкка" вышли неудачными, и отработавшее топливо размещено сегодня на 121 площадке в 39 штатах США на временном хранении.
Институт NEI призывает правительство США принять, наконец, устойчивую программу обращения с ОЯТ. Острота проблемы ОЯТ только усиливается в условиях широко развернувшихся работ по коммерциализации реакторов IV поколения, а их разработчики предпочли бы иметь план по обращению с выгоревшим топливом с самого начала.
Компания "Deep Isolation" была создана в 2016 году. В неё были привлечены специалисты, экологи и бизнесмены, совместно работающие над поиском путей безопасного и экономичного постоянного захоронения ядерных отходов.
Компания сумела собрать 14 миллионов долларов, привлечь консультантов из "Bechtel" и других известных отраслевых организаций, а также получить "полдюжины писем о намерениях" от потенциальных заказчиков.
Решение, которое она предлагает, выглядит следующим образом. На площадке или рядом с ней на глубине примерно 1 мили бурятся горизонтальные скважины, куда помещаются ёмкости с ядерными отходами. Далее вертикальный участок заполняется скальными породами, бентонитом и другими материалами, запечатывая тем самым горизонтальное хранилище.
Для размещения в подобном хранилище отработавшего топлива компания предлагает использовать коррозионностойкие контейнеры длиной 14 футов. Проталкивать в горизонтальный участок хранилища, выполненный из углеродистой стали, контейнеры предполагается при помощи бурильных труб, колонн гибких труб (колтюбингов) или иных применяемых в бурении устройств.
Принципиально важно, что процесс захоронения в таком подходе является обратимым (это одно из требований NRC). Команда квалифицированных работников сумеет при необходимости извлечь контейнеры с ОЯТ из горизонтального хранилища, хотя на это уйдёт неделя или более. В компании настаивают, что процесс извлечения достаточно сложен для того, чтобы его могли реализовать нежелательные элементы (например, террористы).
Бурение скважины, имеющей вертикальный и горизонтальный участки, будет осуществляться с использованием технологии наклонно-направленного бурения(directional drilling) "в стабильных геологических формациях, не контактировавших с биосферой миллионы лет". Активное развитие этой технологии сделало её "надёжной и недорогой".
Диаметр скважины будет порядка 18 дюймов (более 45 см), диаметр контейнеров с ОЯТ - от 9 до 13 дюймов. Длина горизонтального участка может достигать 2 миль.
В январе 2019 года "Deep Isolation" организовала демонстрацию, в ходе которой макет контейнера был сначала помещён, а затем извлечён из горизонтальной скважины. У компании есть контракт с правительством США, однако его условия не раскрываются, поэтому нельзя сказать точно, насколько в демонстрацию было вовлечено министерство энергетики.
В компании уверены, что их технология может быть готова к широкому внедрению под лицензией промежуточного хранилища через пять лет. Собственно бурение скважины на выбранной площадке займёт "несколько месяцев".
Ждать до появления в США коммерческих реакторов нового поколения придётся дольше, поэтому в компании готовы взяться и за задачу организации хранения ОЯТ действующих АЭС. Для размещения накопленных в стране 80 тысяч тонн ОЯТ понадобится пробурить 300 скважин с 2-мильными горизонтальными участками. Впрочем, пока говорить о столь серьёзном проекте не приходится по многим причинам.
У технологии "Deep Isolation" может быть и экспортное применение. В этих целях компания в мае выпустила проспект, ориентированный на лиц, принимающих решения, в странах Европы, Ближнего Востока и Африки.