Поскольку Канада приближается к тому, чтобы переместить все свое отработавшее ядерное топливо в один объект и покрыть каждый топливный контейнер бентонитовой глиной, исследователи изучают, может ли эта глина поддерживать микробную жизнь, которая может разъедать металлические контейнеры.
«Я обнаружила, что микробная жизнь всегда удивляет нас», — говорит Мирна Симпсон, один из исследователей и профессор кафедры физических наук и наук об окружающей среде Университета Торонто в Скарборо. «Микробы будут расти в самых странных местах».
Предлагаемое хранилище, называемое глубоким геологическим хранилищем (DGR), будет располагаться на глубине от 500 до 800 метров под землей на одном из двух участков в Онтарио. Каждое помещение, в котором хранятся ядерные отходы , будет упаковано и запечатано бентонитовой глиной — набухающим материалом, который помогает рассеивать тепло и уменьшает движение воды при плотной упаковке.
Но глина добывается из природных месторождений в Вайоминге и неизбежно будет поступать с крошечными кусочками органического вещества . Микробы также будут находиться в глине и камне, окружающих объект, и в грунтовых водах, которые могут проходить через него. Часть этой микробной жизни может производить сульфид, химическое соединение , которое может привести к коррозии металлических контейнеров с отработанным топливом.
Чтобы проверить, могут ли микробы расти, группа, создающая канадскую DGR, Организация по обращению с ядерными отходами (NWMO), собрала Симпсона и профессоров Джоша Нойфельда и Грега Слейтера из Университета Ватерлоо и Университета Макмастера соответственно.
«В моей лаборатории есть возможность изучать химию органических веществ, но что это значит с точки зрения микробиологии?» говорит Симпсон. «Объединив усилия с профессорами Нойфельдом и Слейтером, мы можем целостно объединить результаты».
Группа изучит образцы подземных вод и окружающей породы на двух предполагаемых участках для DGR, недалеко от Игнаса в северной части Онтарио и в районе Южного Брюса на юго-западе Онтарио. Их результаты добавятся к набору данных, который поможет NWMO принять решение о местоположении, а также о других аспектах проекта.
«Если мы обнаружим условия, способствующие росту микробов, то эта информация может быть учтена в конструкции DGR, чтобы свести к минимуму потенциальные риски», — говорит Симпсон.
Исследователи воспроизведут условия глубоко под землей
В Канаде имеется около 3 миллионов связок отработавшего ядерного топлива , которое содержит твердый уран, питающий ядерные реакторы. Они хранятся в надземных контейнерах на семи объектах по всей стране, и каждый год добавляется 90 000 контейнеров. Срок службы контейнеров составляет всего от 50 до 100 лет, но отработавшее ядерное топливо должно храниться в течение одного миллиона лет, прежде чем его уровень радиации вернется к уровню естественной урановой руды. Для Канады — и почти для каждой страны, производящей атомную энергию в коммерческих целях — решением является DGR.
ДГР представляет собой сеть туннелей, соединяющих помещения с отработавшим ядерным топливом. Канада планирует поместить каждую топливную связку в специальный металлический контейнер, который затем будет заключен в коробку из сильно уплотненной бентонитовой глины. Коробки будут сложены одна в ширину и две в высоту, затем все пустые места в комнате будут забиты глиной и заклеены стеной из нее.
«Микробы будут управлять химией», — говорит Симпсон. «Если химия изменится, у вас будет совершенно другой сценарий с точки зрения стабильности. Это то, что мы проверим совместно».
Исследовательскую группу возглавляет Нойфельд, который будет изучать способы, которыми бентонитовая глина может поддерживать микробную жизнь. Слейтер дополнит свое исследование информацией о микробах, которые могут стать активными. Тем временем Симпсон будет изучать, как органические вещества, обнаруженные в глине, и DGR могут реагировать на микробную жизнь.
Хотя их исследование не может полностью имитировать нахождение на глубине 500 метров под землей, Симпсон говорит, что большинство условий DGR можно воспроизвести в лаборатории или изучить в эквивалентных геологических условиях. Команда может моделировать упаковку глины , плотность, температуру, содержание солей в грунтовых водах и другие условия объекта.
«Работа с профессорами Нойфельдом и Слейтером даст новые комплексные знания о том, как микробы могут расти и сотрудничать под землей, и какие условия мешают их деятельности», — говорит Симпсон. «Это партнерство имеет много преимуществ, и я рад быть частью этой команды».
Теги: биотехнологии, радиация
