Depósitos de Sal: Opción para la Eliminación de Residuos Nucleares

En todo el mundo, hay charcos de agua llenos de desechos nucleares que esperan su lugar de descanso final. Este es un desperdicio creado a partir de décadas de generación de energía nuclear, y el desperdicio debe manejarse con cuidado. Algunos paises ven como opción para su eliminación definitiva los depósitos de sal.

En los Estados Unidos, los científicos están estudiando varias soluciones para la eliminación de estos desechos. Phil Stauffer y los investigadores de Los Alamos National Labs han estado trabajando con el Departamento de Energía de EE. UU. Y otros laboratorios nacionales en una solución segura y de eliminación a largo plazo: la sal.

“Las formaciones de sal profunda que ya existen en los Estados Unidos son un candidato para la eliminación a largo plazo”, dice Stauffer. “Este desecho nuclear de ‘alto nivel’ puede generar mucho calor, además de la radiactividad que debe contener. Necesitamos desarrollar un camino claro para desechar este desecho”.

Los depósitos de sal existen bajo tierra. Son autocurativos, tienen una permeabilidad muy baja y conducen bien el calor. Todos estos son importantes para liberar el calor natural de los desechos nucleares. Las formaciones de sal pueden constituir una excelente barrera para la liberación a largo plazo de radionucleidos en el medio humano.

Estados Unidos y Alemania están eliminando desechos nucleares de nivel bajo e intermedio en depósitos en depósitos de sal. Esos desechos no generan tanto calor. Por lo tanto, se necesitaban más estudios para determinar la seguridad y la eficacia de los depósitos de sal para los desechos nucleares de alto nivel.

Pero la sal no es solo una barrera física, también es química. Por lo tanto, era necesario investigar cómo reaccionarían estos depósitos de sal ante la presencia de agua, calor y otros factores geológicos.

Las recientes pruebas térmicas subterráneas comenzaron creando una maqueta a gran escala de un bote de residuos y calentándolo durante casi un año. Esta es la primera vez que esto se hace en los Estados Unidos desde finales de la década de 1980.

Paralelamente, el equipo de investigación del Departamento de Energía está llevando a cabo una campaña para estudiar los depósitos genéricos de residuos nucleares. Esto incluye estudiar cómo el agua migra hacia fuentes de calor en la sal. Ingrese a la “Prueba de disponibilidad de salmuera en sal” – o proyecto BATS, con Stauffer y el resto del equipo. El equipo de investigación comenzó un programa piloto hace varios años.

Al perforar pozos en los depósitos de sal y hacer pruebas de calentadores en estos agujeros rodeados de sal, los investigadores obtienen información para informar las decisiones. Las pruebas se realizan bajo tierra, dentro de derivas llamadas pasillos que utilizan grandes equipos de perforación.

La fase 1 ( para el shakedown) comenzó en el verano de 2018 y duró casi un año. “Las lecciones aprendidas y los conocimientos adquiridos en esta prueba inicial están demostrando ser vitales para el diseño y la implementación del próximo experimento a mayor escala”, dice Stauffer.

Además, los investigadores pueden recurrir al modelado por computadora para predecir algunos de los resultados. “El modelado a largo plazo se puede utilizar para desarrollar la presión inicial adecuada y otros factores importantes para los pozos”, dice Stauffer. Los factores incluidos son la respuesta de temperatura y la disponibilidad de agua.

La fase 1 comenzó en enero de 2020 y durará varios meses. Incluirá una recopilación de datos más complicada, incluidos cables de fibra óptica, tomografía de resistividad eléctrica y mediciones isotópicas en tiempo real sobre el agua evaporada de la salmuera.

Estos aspectos de la disponibilidad de salmuera serán investigados en futuras fases de las pruebas BATS. Los datos del próximo experimento se utilizarán para refinar aún más los modelos y se compartirán con la comunidad internacional de investigación. Los planes del proyecto requieren aumentar gradualmente la escala de los experimentos con calentadores para eventualmente explorar la disponibilidad de salmuera de sal para botes de desechos de combustible nuclear gastado en una configuración que represente un posible depósito de desechos de alto nivel en el futuro.