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Eliminación de perforaciones horizontales

Ilustración del concepto de eliminación de pozos de perforación horizontales profundos

La disposición final mediante perforaciones horizontales profundas es el concepto de disposición de desechos radiactivos de alto nivel de un reactor nuclear en perforaciones horizontales profundas en lugar de en depósitos geológicos profundos más tradicionales que se excavan como minas. El concepto de diseño pretende mejorar el concepto de perforación vertical desarrollado por Sandia National Laboratories [ 1] mediante la utilización de avances modernos en tecnología de perforación direccional, así como el uso de métodos isotópicos para medir la afinidad que tiene una roca anfitriona por el aislamiento. [2]

Manifestación estadounidense

En noviembre de 2018 se llevó a cabo una serie de pruebas de la tecnología de eliminación de forma privada y luego pública en enero de 2019. [3] La prueba demostró la colocación de un recipiente de prueba en un pozo de perforación horizontal y la recuperación del mismo. En esta prueba no se utilizaron residuos de alto nivel.

Detalles de la perforación horizontal

La eliminación mediante perforaciones horizontales describe propuestas para perforar más de un kilómetro verticalmente y dos kilómetros horizontalmente en la corteza terrestre, con el propósito de desechar formas de desechos de alto nivel, como combustible nuclear gastado , cesio-137 o estroncio-90 .

Este sistema consiste en perforar un pozo desde una plataforma en la superficie hasta una roca madre sedimentaria, ígnea o metamórfica aislada adecuada. La perforación se realiza verticalmente hasta una profundidad de hasta 5 kilómetros (3,1 millas) y luego cambia gradualmente de dirección 90 grados hasta la sección horizontal donde se destinará el desecho. Después de la colocación, el pozo se rellena y se sella. [4]

Este concepto busca ser aplicado a múltiples flujos de desechos, desde combustible nuclear gastado hasta desechos de armas, por lo tanto, el diámetro y la longitud de los contenedores varían según la forma del desecho. [5] Los contenedores están hechos de una aleación de níquel-cromo-molibdeno y están diseñados para ser recuperados durante un período de hasta 50 años antes del cierre permanente. [6]

Ubicación de sitios apropiados

Estados Unidos

Cada estado de los EE. UU. tiene rocas profundas adecuadas para su propio repositorio de pozos. [7] Las rocas hospedantes adecuadas incluyen rocas hospedantes sedimentarias, ígneas o metamórficas aisladas.

Velocidad de construcción

Los científicos de la Universidad de Sheffield , en Inglaterra, afirman que los pozos profundos para la eliminación de residuos nucleares se pueden construir más rápidamente que un depósito geológico profundo tradicional, que se excava como una mina subterránea para la eliminación de residuos. Los ingenieros de la Universidad de Sheffield afirman que un pozo se podría perforar, rellenar y sellar en no más de cinco años, en contraste con las décadas que se requieren para un depósito en una mina. [8]

Historia

Estados Unidos

A principios de 2016, el Departamento de Energía de Estados Unidos financió un pozo experimental de más de 4,8 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 del pozo. [9] Sin embargo, tras 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 lo descartó. [10]

Debido a la oposición pública al primer pozo experimental, a finales de 2016 el Departamento de Energía anunció un segundo proyecto que habría implicado cuatro sitios: dos en Nuevo México, uno en Texas y uno en Dakota del Sur. Las primeras etapas del proyecto requerían 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. [11]

En 2018 y 2019, una empresa privada realizó una serie de pruebas en Cameron, Texas, que demostraron el uso de pozos perforados a través de un sistema de eliminación de pozos perforados horizontalmente. Esto se hizo de manera privada en noviembre de 2018 y luego de manera pública en enero de 2019. [12] Las pruebas incluyeron la colocación de un contenedor de muestra y su recuperación. No se utilizaron desechos de alto nivel en esta prueba. [13]

Malasia

El 6 de enero de 2023, Malasia se encontraba en las etapas finales de los trabajos preparatorios para el inicio de su instalación de perforación, cuya construcción tomó hasta seis semanas y la instalación estará operativa muy pronto. [14]

Véase también

Referencias

  1. ^ "Estados Unidos busca reactivar la investigación sobre residuos", Nature
  2. ^ "Eliminación de desechos nucleares de alto nivel en pozos profundos horizontales", publicado el 29 de mayo de 2019
    - Mallants, Dirk; Travis, Karl; Chapman, Neil; Brady, Patrick V.; Griffiths, Hefin (14 de febrero de 2020). "El estado de la ciencia y la tecnología en la eliminación de desechos nucleares en pozos profundos". Energies . 13 (4): 833. doi : 10.3390/en13040833 .
  3. ^ Conca, James (31 de enero de 2019). "¿Podemos perforar un agujero lo suficientemente profundo para nuestros desechos nucleares?". Forbes .
  4. ^ Muller, Richard A.; Finsterle, Stefan; Grimsich, John; Baltzer, Rod; Muller, Elizabeth A.; Rector, James W.; Payer, Joe; Apps, John (29 de mayo de 2019). "Eliminación de residuos nucleares de alto nivel en pozos de perforación horizontales profundos". Energies . 12 (11): 2052. doi : 10.3390/en12112052 .
    - Mallants, Dirk; Travis, Karl; Chapman, Neil; Brady, Patrick V.; Griffiths, Hefin (14 de febrero de 2020). "El estado de la ciencia y la tecnología en la eliminación de residuos nucleares en pozos profundos". Energies . 13 (4): 833. doi : 10.3390/en13040833 .
  5. ^ Almacenamiento de material peligroso en una formación subterránea, #US10002683B2
  6. ^ 10 CFR Parte 60, Eliminación de desechos radiactivos de alto nivel en repositorios geológicos. § 60.111 Desempeño del área de operaciones del repositorio geológico mediante cierre permanente
    - "Almacenamiento de material peligroso en una formación subterránea, #US10002683B2".
  7. ^ Conca, James. "El Departamento de Energía intenta cambiar las normas sobre eliminación de residuos nucleares". Forbes .
  8. ^ Gibb, Fergus (2007). "La opción de eliminación de combustible nuclear gastado en pozos profundos". Universidad de Sheffield . Archivado el 23 de julio de 2007 en Wayback Machine . Consultado el 7 de febrero de 2012.
  9. ^ Nowatzki, Mike. "Los funcionarios expresan su 'profunda preocupación' por el hecho de que el proyecto de perforación propuesto cerca de Rugby podría conducir a la eliminación de residuos nucleares en Dakota del Norte", INFORUM , 28 de enero de 2016.
  10. ^ Voosen, Paul (27 de septiembre de 2016). "Las protestas impulsan un replanteamiento de las pruebas de pozos profundos para detectar residuos nucleares", Science (AAAS). Consultado el 18 de enero de 2018.
  11. ^ Orr, Franklin (Lynn) (23 de mayo de 2017). "Estudio de la viabilidad de pozos profundos". Consultado el 18 de enero de 2018.
  12. ^ Conca, James (31 de enero de 2019). "¿Podemos perforar un agujero lo suficientemente profundo para nuestros desechos nucleares?". Forbes .
  13. ^ "Tecnología". Aislamiento profundo . Consultado el 21 de julio de 2020 .
  14. ^ "Proyectos de eliminación de pozos en marcha en Malasia y Ghana: Residuos y reciclaje - World Nuclear News".