Eliminación de pozos profundos

La disposición en pozos profundos ( DBD , por sus siglas en inglés) es el concepto de eliminar desechos radiactivos de alto nivel de los reactores nucleares en pozos extremadamente profundos en lugar de en depósitos geológicos profundos más tradicionales que se excavan como minas. La disposición en pozos profundos busca colocar los desechos hasta cinco kilómetros (3 millas) debajo de la superficie de la Tierra y se basa principalmente en el espesor de la barrera geológica natural para aislar de manera segura los desechos de la biosfera durante un período muy largo de tiempo para que no representen una amenaza para los humanos y el medio ambiente. El concepto se desarrolló originalmente en la década de 1970, pero en 2014, un consorcio encabezado por Sandia National Laboratories propuso una primera perforación experimental . ^[1]

Los desechos se colocarían en la milla inferior de dicho pozo, dentro de roca cristalina para aislarlos del medio ambiente. ^[2] Las dos millas superiores del pozo se rellenarían con capas protectoras que incluyen asfalto, bentonita , hormigón y roca triturada que se espera que protejan el medio ambiente durante el tiempo geológico , y el pozo estaría revestido con una carcasa de acero. ^[2]

Un par de pozos de prueba propuestos en Estados Unidos fueron cancelados debido a la oposición pública y la falta de financiación en 2016 y 2017.

A principios de 2016, el Departamento de Energía de los EE. UU. financió un pozo experimental que se extendía a lo largo de 3 millas (5 km) de profundidad, en Rugby , Dakota del Norte . Los planes para este proyecto de cinco años en Rugby no involucraban desechos nucleares y, en cambio, habrían probado otros aspectos del concepto de pozo. ^[3] Sin embargo, después de las protestas en Dakota del Norte, se propuso un sitio en el condado de Spink , Dakota del Sur . Después de que las protestas en Dakota del Sur impidieran que el proyecto avanzara, el Departamento de Energía descartó el proyecto. ^[4] Debido a la oposición pública al primer pozo experimental, a fines de 2016, el Departamento de Energía anunció un segundo proyecto que habría involucrado cuatro sitios: dos en Nuevo México, uno en Texas y uno en Dakota del Sur. Las primeras etapas del proyecto requirieron obtener el apoyo público antes de que el Departamento de Energía hubiera seleccionado un sitio final para un pozo experimental. El 23 de mayo de 2017, el Departamento de Energía anunció que las prioridades de financiación habían cambiado y que el proyecto de pozo profundo había sido desfinanciado. ^[5]

En el diagrama, el dominio de la solución se utiliza con el propósito de modelar por computadora el flujo de calor alrededor del pozo. ^[6]

La eliminación de desechos en pozos profundos implica perforar un agujero de unos 5 km (3 mi) de profundidad en la corteza terrestre. Los desechos de alto nivel , como el combustible nuclear gastado , se sellarían en contenedores de acero resistentes y se bajarían por el pozo, llenando el fondo de uno o dos kilómetros del agujero. La tecnología actual limita el diámetro del pozo a menos de 50 centímetros (20 pulgadas). Esto significa que algunos desechos que actualmente se almacenan en contenedores grandes tendrían que volver a empaquetarse en contenedores más pequeños. ^[1] Luego, el resto del pozo se sella con materiales adecuados, como arcilla, cemento, relleno de roca triturada y asfalto, para garantizar una barrera de baja permeabilidad entre los desechos y la superficie terrestre. En algunos conceptos, los desechos pueden estar rodeados por lechada cementosa o una matriz amortiguadora de bentonita altamente compactada para proporcionar una mejor contención y reducir el efecto del movimiento de la roca en la integridad de los contenedores. Un escenario de alta temperatura implica desechos calientes muy jóvenes en los contenedores que liberan suficiente calor para crear una zona de fusión alrededor del pozo. A medida que los desechos se descomponen y se enfrían, la zona de fusión se solidifica nuevamente, formando un sarcófago de granito sólido alrededor de los contenedores, sepultando los desechos para siempre. ^[7] En ambos escenarios, las condiciones químicamente reductoras adyacentes al pozo reducirán el transporte de la mayoría de los radionucleidos. ^{[ cita requerida ]}

El concepto de pozo profundo se puede aplicar a cualquier cantidad de desechos. En el caso de los países que no dependen de plantas de energía nuclear, todo su inventario de desechos nucleares de alto nivel podría tal vez eliminarse en un solo pozo. ^{[ cita requerida ]} Las estimaciones actuales sugieren que el combustible gastado generado por una sola gran planta de energía nuclear que funcione durante varias décadas podría eliminarse en menos de diez pozos. ^{[ cita requerida ]} Se estima que solo 800 pozos serían suficientes para almacenar todo el arsenal de desechos nucleares existente en los EE. UU. ^[1] Los programas de eliminación de desechos en pozos podrían terminarse en cualquier momento con poca pérdida de inversión porque cada pozo es independiente. La naturaleza modular de la eliminación en pozos se presta a la eliminación regional o in situ de desechos nucleares. Otro atractivo de la opción de pozos profundos es que se podrían perforar pozos y depositar desechos utilizando modificaciones de las tecnologías de perforación de petróleo y gas existentes.

Por último, el impacto ambiental es pequeño. La instalación de tratamiento de residuos en la boca del pozo , más una zona de seguridad temporal, requerirían aproximadamente un kilómetro cuadrado. Cuando el pozo esté lleno y sellado, la tierra podrá volver a su estado original. ^{[ cita requerida ]}

Cada estado de los EE. UU. tiene rocas profundas adecuadas para su propio depósito de pozos. ^[2] Las rocas de basamento cristalino requeridas se encuentran muy por debajo de las rocas sedimentarias de baja densidad, los acuíferos de agua potable y los depósitos de petróleo y gas. ^[2] Un solo pozo no sería lo suficientemente grande para contener todos los desechos nucleares producidos por un país como los Estados Unidos y, por lo tanto, eventualmente podrían existir varios de ellos dentro de un solo país. ^[2]

Los científicos de la Universidad de Sheffield , en Inglaterra, afirman que los pozos profundos para la eliminación de residuos nucleares se pueden construir mucho más rápidamente que un depósito geológico profundo tradicional que se excava como una mina subterránea para la eliminación de residuos. ^[8] El enfoque del depósito minado se ha aplicado sin éxito durante muchos años, pero los ingenieros de la Universidad de Sheffield dicen que un pozo podría perforarse, rellenarse y sellarse en no más de cinco años, en contraste con las décadas que se requieren para un depósito minado. ^[8]

• Eliminación de perforaciones horizontales
• Eliminación de residuos radiactivos en los océanos
• Eliminación de desechos del fondo oceánico
• Ciclo del combustible nuclear
• Residuos radiactivos
• Depósito de residuos nucleares de Yucca Mountain
• Planta piloto de aislamiento de residuos

• Revista de la Sociedad Geológica, enero de 2000, por Gibb, Fergus GF
• Informe Nirex 2004: Una revisión del concepto de eliminación de desechos radiactivos en pozos profundos
• Tesis de Hoag/MIT: Diseño de un recipiente para la eliminación de residuos nucleares en pozos profundos
• Evaluación del desempeño de los pozos profundos de Sandia National Labs
• Tesis de Sizer/MIT: Eliminación de residuos de actínidos menores en pozos geológicos profundos
• Artículo de la revista NEI sobre pozos profundos de 2010
• Artículo de Physics Today sobre pozos profundos de 2010
• Presentación de Driscoll en marzo de 2010 en el taller sobre pozos de Sandia-MIT