Американская компания Deep Isolation, занимающаяся утилизацией ядерных отходов, завершила двухлетний исследовательский проект, который показал высокую надежность и коррозионную стойкость материалов, используемых в ее системе захоронения. Испытания имитировали условия, характерные для глубин в несколько тысяч метров под землей, что стало важным шагом на пути к полномасштабной демонстрации технологии.
Идея захоронения радиоактивных отходов в глубоких скважинах – узких вертикальных отверстиях, пробуренных в земной коре, – рассматривается с 1950-х годов в таких странах, как Дания, Швеция, Швейцария и США, однако до сих пор не была реализована. Запатентованная технология Deep Isolation основана на использовании стандартного оборудования для бурения, широко применяемого в нефтегазовой отрасли. Концепция предполагает размещение ядерных отходов в коррозионностойких контейнерах в скважинах, проходящих через геологические формации, стабильные на протяжении десятков и сотен миллионов лет.
Процесс выглядит следующим образом: вертикальная скважина постепенно изгибается до почти горизонтального положения с небольшим уклоном вверх. В этом горизонтальном «участке захоронения», который может достигать 3,2 км в длину и располагаться на глубине до нескольких километров, размещаются контейнеры с отходами. После этого доступ к участку захоронения надежно герметизируется с помощью камня, бентонитовой глины и других материалов.
Проект SAVANT, финансируемый Агентством передовых исследовательских проектов в области энергетики (ARPA-E) Министерства энергетики США (DOE), подтвердил, что материалы универсальной контейнерной системы (UCS) и обсадной колонны скважины способны противостоять коррозии и безопасно изолировать радиоактивные материалы. Сама система UCS, разработанная в сотрудничестве с NAC International Inc, предназначена для широкого спектра отходов перспективных реакторов, включая остеклованные отходы переработки, отработавшее топливо TRISO и галогенидные соли солевых реакторов. Она совместима как с вариантом захоронения в скважинах, так и в геологических хранилищах шахтного типа, что обеспечивает гибкость в будущем.
«Это важное исследование показывает, что Deep Isolation достигла еще одного критического рубежа в разработке безопасного метода утилизации радиоактивных ядерных отходов – того, в чем мир остро нуждается, – заявил президент и генеральный директор Deep Isolation Род Бальтцер. – Мировые мощности атомной энергетики, по прогнозам, вырастут более чем на 300 ГВт к 2050 году, однако мир еще не произвел окончательного захоронения ни одной партии отработавшего топлива за последние 70 лет. Мы верим, что наша технология глубоких скважин станет решением для безопасной и постоянной изоляции ядерных отходов глубоко под землей».
Джесси Слоан, исполнительный вице-президент по инжинирингу в Deep Isolation, добавил: «Данные проекта SAVANT значительно расширяют наше понимание того, как материалы системы ведут себя в условиях, ожидаемых в глубокой геологической среде. Эти результаты демонстрируют широкие запасы прочности для общественной безопасности и подтверждают надежность нашего конструкторского подхода». Стэн Гингрич, главный инженер компании Amentum и участник проекта, также подчеркнул важность поэтапных испытаний для приближения инновационных решений к реальности.
Помимо технических аспектов, проект включал исследование цепочки поставок и оценку затрат в партнерстве с Электроэнергетическим научно-исследовательским институтом (EPRI). Результаты выявили возможности для создания внутреннего производства контейнеров, материалов обсадных колонн и оборудования, что может ускорить коммерческую готовность технологии и снизить затраты на жизненный цикл будущих объектов захоронения.
Результаты проекта SAVANT поддерживают более широкие усилия отрасли по модернизации завершающей стадии ядерного топливного цикла. По мере того как страны мира расширяют внедрение реакторов нового поколения, наличие надежных и предсказуемых путей утилизации отходов становится все более важным для долгосрочного планирования и общественного доверия. Полученные данные станут основой для будущих регуляторных, коммерческих и технических решений в области глубинного скважинного захоронения.
