Исследовательский проект направлен на изоляцию ядерных отходов на 10 000 лет в будущее

Профессор гражданского и экологического строительства Университета Дьюка Томаш Хюккель и его коллега Манолис Вевеакис получили грант в размере 800 000 долларов от Министерства энергетики США. Цель исследования — изучить, как физические и химические процессы в недрах Земли могут повлиять на долговременные хранилища радиоактивных отходов, и предложить инженерные решения для смягчения этих эффектов.

Безопасное захоронение ядерных отходов требует их изоляции на срок около 10 000 лет. Отработавшее топливо, даже после десятилетнего охлаждения, сохраняет температуру около 215°F (~102°C). Наиболее безопасным считается размещение таких хранилищ на глубине от 400 до 800 метров. Типовой проект включает камеры, облицованные бентонитовой глиной или измельченной породой, куда в стальных или титановых контейнерах помещаются отходы. Однако постоянный нагрев от радиоактивных материалов через сотни лет может иссушить и растрескать окружающий барьер, что создаст пути для миграции радионуклидов в экосферу.

«Наша задача — понять, как температура и давление способствуют высыханию и растрескиванию в проектируемом хранилище, и какие меры мы можем предложить», — заявил Хюккель. Один из подходов вдохновлен древними методами, где в глину добавляли животную шерсть для укрепления. Ученые планируют испытать добавление современных нано- или микроволокон. Другое решение — спроектировать барьеры так, чтобы в материале возникали менее опасные сдвиговые трещины (как в айсберге), а не разрывающие, что снизит риск миграции радионуклидов.