Alfa-Eating Waste ve Disposal Challenge

Alfa-eating radyoaktif atık eşsiz bir şekilde zor bir mühendislik problemini sunar çünkü alfa parçacıkları yüksek doğrusal enerji transferine sahiptir, vücutları ingestion veya inhalasyon yoluyla biyolojik dokulara aşırı zarar verir. Key alfa yayarlar isotopes such asurFLT:0))) 0,0.14 milyon yıl boyunca, bu atıklar genellikle uzun süre boyunca elektriksel enerji işleme ve çalışma sürelerini ortadan kaldırır.

Derin jeolojik repositorlar (DGRs), radyonun geçişini on yıllardır artırması için uluslararası kabul edilen stratejidir, Finlandiya, İsveç, Fransa ve Birleşik Devletler'deki önde gelen örneklerle. Merkez meydan okuması, şeytani güvenlik marjlarını korumak için güvenilir bir şekilde tasarlanmış ve doğal engeller oluşturmaktır.

Çok-Barrier Sistemlerinin Temelleri

Bir DGR için güvenlik durumu, çok-barrier sisteminin kırmızı ve sağlamlığı üzerine geri dönüyor.Her bariyer farklı bir işlev gerçekleştirir ve bir bariyerin başarısızlığı genel olarak kapsamın yok edilmesini tehlikeye atmıyor çünkü kalan engeller korumayı sürdürüyor.

  • [FONT:0]Waste formu[[[Dönetici: 1), enkapsiyonik materyali kendisi, radyonukliidesleri taklit etmek için tasarlanmıştır.
  • [FONT:0]Waste konteyner[DÜT:1) - birkaç bin yıl boyunca fiziksel ve kimyasal bir bariyer sağlayan metalik bir kanister.
  • [FONT:0]Buffer ve geri yükleme - Su hareketini sınırlayan ve radyonuclide taşımayı geciktiren kompaktleştirilmiş bentonit çamur gibi malzemeler.
  • [FONT:0]Host rock[[DÜT:1] - düşük permeability ve yüksek hidrasyon kapasitesi ile son bir bariyer sağlayan doğal jeolojik ayar.

Mühendislik stratejileri, depodaki uzun vadeli stabilite için seçilen malzemeler ve tasarımlarla her bir bileşeni ele alır.

Atık Form ve Encapsulation: Alfa Emitters

Atık formu ilk savunma hattıdır. alfa-evezeler gibi çöpler için - plastik kalıntıları veya küçük fiilleri, en yaygın enkapsülasyon yöntemleri vitrification (borosilicate cam) veya seramik matriks (örneğin, Synroc, Fransa'da ve İngiltere'de yüksek çözünürlükte bir miktar yüksek çözünürlükte bulunan bir mikrobuz.

Seramik atık formları, pirochlore, zirconolit ve brannerite gibi, milyonlarca yıldır radyoaktif elementleri koruyan organik mineralleri bile seçici olarak dahil edebilir.

Konteyner Tasarımı: Korozyona Karşı Metalik Engeller

Atık konteyneri, ilk seviyesine kadar bir miktara çürük için yeterli bir süre için atık formunu ayırmalıdır - genellikle on binlerce yıl boyunca. alfa-eran atık için, tasarım sadece genel korozyona karşı değil, aynı zamanda içsel çelik ekleme ile kalın bir bakırın darp edilmesi gerekir.

Mühendislik hususları, konteynerin hidrostatik baskıya dayanabilme yeteneğinin (yaklaşık 30 MPa'nın 1 km derinlikte olduğu kadar) ve kaya ürpertici veya glacial yüklemeden mekanik stresler. Finite elemanı modellemesi, duvar kalınlığını optimize etmek, kaynak prosedürlerini ve stres rahatlamak için kullanılır. Ek olarak, konteyner hala düşük maliyetli bir metal (örneğin, demir) daha düşük maliyetli bir malzeme geliştirmek için sabit bir kaplama sağlar.

Buffer ve Backfill: Yakın Alanın Mühendisliği

Atık konteyneri ve ev sahibi kaya arasındaki alan, son derece düşük hidrolik bir iletken ile doludur (10-12 m/s) Derince basıncının da kendini çevreleyen çatlaklarıdır. alfa-erefli kisi, bu disk birkaç işlevine hizmet eder:

  • konteynerin etrafındaki su akışı, korozyon oranlarının yavaşlanması.
  • Filtreler ve büyücüler konteynerten kaçabilecek radyonukliidesler.
  • Koşulları azaltmak için koruyan kimyasal bir tamponlanmış bir ortam sağlar.
  • Aşırı sıcaklık artışı olmadan ev sahibi kayaya atıklardan ısı geçişi.

Mühendislik sorunları, gerekli şişlik basıncı ve düşük permeability elde etmek için uygun kil yoğunluğu, nemzi içeriği ve kalınlığını seçmektir.Buffer ayrıca İsveç'te iyonize radyasyon ve termal gradients. Deneyler, alfa radyasyonuna maruz kalma dahil olmak üzere.

Host Rock ve Site Seçimi: Uzun Süreli Geological Barrier

Site seçimi belki de tüm DGR programında en uygun karardır. Ev sahibi kaya, düşük sismik aktivite ile, minimum ⁇ akışıyla, gelecekteki insan inpostunu teşvik edecek ekonomik kaynak değeri değildir:

  • [FONT:0]Granitic ve kristal kayalar (Finland, İsveç, Kanada) - sert ama kırık; dikkatli karakterizasyon ve kırıkların mühürlenmesine ihtiyaç duyar.
  • [FONT:0]Clay veya argillaceous formlar[[Dönetici: 1 ) (Belgium, Fransa, İsviçre) - kendini savunma ve son derece düşük geçirgenlik, ancak daha düşük mekanik güce sahip olabilir.
  • [FONT:0]Salt domes veya tuz formasyonları[DÜDÜSÜSÜŞÜNCÜDÜSÜŞÜNCÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ: 0,0)[Üye, ABD) - plastik ve öz kendini kınayan, ancak tuzlu ısı iletkenliği içerebilir.

Ev sahibi kaya için mühendislik stratejileri, kırıkların ve tünellerin derinliğine göre bir araya getirilmesi ve tünellerin tercih edilmesi için kuyumografi, geofizik anketleri ve izleyici testlerin haritalama ağlarının belirlenmesi için izodik bariyerler ile birleştirilmelidir.In kristalin yüksek çözünürlükte, ABD'de, tünellerde ve millerin montajı, sonundan 600 milyondan fazla atıkların oluşması için derin bir zemindir.

Repositoryory içinde Termal ve Mekanik Yönetimi

Alfa-eating atıklar radyoaktif çürümeden ısı üretiyor, daha düşük güç hallerinde nükleer yakıttan tasarruf edebilir. Ancak, uzun yarı hayattaki bazı alfa yayıcılarının ısıtılması, ısıtımının binlerce yıl boyunca devam etmesi anlamına gelir.

Mekanik istikrar da endişe vericidir. Tünellerin ve depozisyon deliklerin kazıları, büyük streslere maruz kalan bir kesintiye maruz kalma veya mekanik kazıyı kullanarak kontrol edilen patlama veya mekanik kazıları kullanarak, beton ve kaya cıvataları ile mühürlenebilir. Uzun vadeli ürperticiler büyük streslere tabi olabilir; konteyner tasarımları bu tür yüklere uymalıdır.

Uzun Süreli Güvenlik Değerlendirmesi ve İzleme

DGR için güvenlik durumu, radyoloji veya korozyonu taklit eden matematiksel modellere dayanıyor, çünkü bu modeller depoları veya yeniden başlatmaya yönelik verileri içeren depolar ve kayalar ve oksidasyonlar içerir. alfa yayıcıları, gaz nesillerini radyoda veya korozyondan (örneğin, hidrojen üretimi) kesintiye uğratmaya izin vermeden kaçmak için verileri içeren olarak dikkate alınmalıdır.

İzleme teknolojisi temel ama ikincil bir bileşendir. DGRs izlemeden güvenli olmak için tasarlanmıştır, inşaat sırasında araçlama ve erken kapanma aşamaları, sıcaklık, nem, şişme basıncı, korozyon oranları ve radyasyon seviyelerini ölçebilir.TheurFLT:0Onkalo repory) Finlandiya'da fiber optik sensörler ve kalıcı geophones kullanarak kapsamlı bir izleme programı içerir.

Uluslararası örnekler ve Düzenleme

Çeşitli ülkeler, DGR'leri alfa-ehil atıklar için uygulamakta önemli ilerlemeler sağladı:

  • [FONT:0]Finland:[Dönetici:[Dönetici:0) Onkalo repository şu anda inşaat altında, 2020'lerde nükleer yakıt (kansalı alfa yayıcıları) satın almayı planlamaktadır.
  • [FONT:0]Sweden:[[Dönem:[Döntgen: 0) Forsmark sitesi seçildi ve bir lisans için bir uygulama da KBS-3'tir.
  • [FONT:0)USA: [DÜDÜT:1] WIPP 1999 yılından beri Transuranic atıklar için ayrı bir depo alanı ve yakıt harcadı (Yucca Mountain) ancak lisanslanmadı.
  • [FONT:0)Fransa: [DÜDÜT:1] Cigéo projesi, önümüzdeki on yıl içinde Meuse/Haute-Marne bölgesinde bir çamur oluşumunda yüksek seviyeli ve orta düzey uzun süreli atıkların elden çıkarılmasını planlıyor.

Düzenleme çerçeveleri, güvenlik değerlendirmelerinin 1 milyon yıla kadar süre ölçeklendiğini gerektirir.TheurFLT:0)Uluslararası Atom Enerji Ajansı (IAEA)), uzun vadeli performans için özel gereksinimleri geliştirdi.

Gelişen Mühendislik Yaklaşımları

Araştırma, alfa-eve atık için kullanım stratejileri geliştirmeye devam ediyor. Multi-element immobilizasyon (örneğin, hollandite for cesium, pirochlore for actioninides) daha yüksek atık yüklemelerine ve daha iyi kimyasal dayanıklılık sağlar. Derin deliklerde yer alan, bu yüzden bazı atık türleri için çok tehlikeli malzemeler için alternatif olarak incelenir.

Başka bir alan, konteynerten kaçıp, demirden kaçabilecek kadar radyoyu azaltabilecek bir araştırma laboratuvarıdır.[Dönetici:0))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) - Oksijeni kullanan ve radyonuklileri kullanan mikrop-köpürücüleri de yeraltı araştırma laboratuvarlarında, (Dörtücük) ve kurutme (Dörtücük))

Sonuç: Uzun Süreli Güvenlik için Mühendislik Disiplinlerini Bütünleştirmek

Alfa-ehitlerin güvenli kullanımı, gerekli zaman ölçekleri için güvenilir bir sistem inşa edebilir.Başarılı atık formlarını, korozyona dayanıklı konteynerleri, kendine özgü tampon malzemeleri birleştirerek ve şu anda Finlandiya, Fransa, İsveç'te, mühendisler için güvenilir bir şekilde izole edilmiş bir sistem inşa edebilir.Başarılı bir şekilde, çok-barrier prensibini birleştirerek, detaylı malzeme karakterizasyonu, hesaplama modelleme ve doğrulayıcı bir şekilde korumayı korumak için desteklenen bir sistem inşa edebilir.