พื้นที่เก็บกากนิวเคลียร์ลึกใต้ดิน

พื้นที่เก็บกากนิวเคลียร์ลึกใต้ดิน(อังกฤษ: Deep geological repository) เป็นที่เก็บกากนิวเคลียร์ที่ขุดลึกภายในสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาที่มั่นคง (โดยปกติจะต่ำกว่า 300 เมตรหรือ 1,000 ฟุต) โดยเป็นการรวมกันของรูปแบบของของเสีย, บรรจุภัณฑ์ที่เสียแล้ว, ผนึกทางวิศวกรรมที่เสียแล้ว, และงานด้านธรณีวิทยาที่เหมาะสมในการจัดให้มีการแยกต่างหากระดับสูงและการเก็บกักในระยะยาวโดยไม่ต้องบำรุงรักษาในอนาคต

หลักการและพื้นหลัง

ดูเพิ่มเติม: การจัดการกากกัมมันตรังสีระดับสูง
กากกัมมันตรังสีอายุยาวส่วนมาก, รวมทั้งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว, ต้องได้รับการเก็บกักและแยกออกต่างหากจากมนุษย์และสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานานมาก. การกำจัดของเสียเหล่านี้ในสิ่งอำนวยความสะดวกทางวิศวกรรม, หรือพื้นที่เก็บ, ที่อยู่ลึกลงไปใต้ดินในการก่อตัวทางธรณีวิทยาที่เหมาะสมถูกมองว่าเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่อ้างอิง. คณะกรรมการนานาชาติว่าด้วยวัสดุฟิชชั่นได้กล่าวว่า:
เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วและการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ระดับสูงและของเสียพลูโตเนียมต้องมีที่จัดเก็บที่มีการออกแบบที่ดีสำหรับรอบระยะเวลาตั้งแต่หลายหมื่นปีจนถึงหนึ่งล้านปี, เพื่อลดการปล่อยกัมมันตภาพรังสีที่ถูกเก็บกักไว้ออกสู่สภาพแวดล้อม. การป้องกันยังต้องมีเพื่อให้แน่ใจว่าทั้งพลูโตเนียมหรือยูเรเนียมสมรรถนะสูงจะไม่หันเหความสนใจไปกับการใช้เป็นอาวุธ. มีข้อตกลงทั่วไปว่าการจัดวางเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วในพื้นที่เก็บที่อยู่ใต้พื้นผิวโลกหลายร้อยเมตรจะปลอดภัยกว่าที่จัดเก็บที่ไม่แน่นอนของเชื้อเพลิงใช้แล้วบนพื้นผิว.
องค์ประกอบทั่วไปของพื้นที่เก็บรวมถึงกากกัมมันตรังสี, ภาชนะที่เก็บของเสีย, อุปสรรคด้านวิศวกรรมอื่นๆหรือที่ปิดผนึกรอบภาชนะ, อุโมงค์ที่อยู่อาศัยของภาชนะบรรจุ, และการชดเชยทางธรณีวิทยาของพื้นที่โดยรอบ.
ความสามารถของสิ่งกีดขวางทางธรณีวิทยาธรรมชาติเพื่อแยกกากกัมมันตรังสีถูกแสดงให้เห็นโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชั่นธรรมชาติที่ Oklo, ประเทศกาบอง. ในช่วงระยะเวลาการเกิดปฏิกิริยาที่ยาวนานของพวกมัน, ประมาณ 5.4 ตันของผลิตภัณฑ์ฟิชชันและ 1.5 ตันของพลูโตเนียมร่วมกับองค์ประกอบ transuranic อื่นๆ ได้ถูกสร้างขึ้นในเนื้อแร่ยูเรเนียม. พลูโตเนียมและสาร transuranics อื่นๆนี้ยังคงไม่เคลื่อนที่จนถึงวันปัจจุบัน, หนึ่งช่วงเวลาใช้เกือบ 2 พันล้านปี. สิ่งนี้เป็นที่น่าทึ่งมากในมุมมองของความจริงที่ว่าน้ำใต้ดินพร้อมที่จะเข้าไปในแหล่งสะสมและพวกมันก็ไม่ได้อยู่ในรูปเฉื่อยทางเคมี, เช่นแก้ว.
แม้จะมีข้อตกลงที่ยาวนานในหมู่ผู้เชี่ยวชาญจำนวนมากว่าการกำจัดทางธรณีวิทยามีความปลอดภัย, เป็นไปได้ทางเทคโนโลยีและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม, ส่วนใหญ่ของประชาชนทั่วไปในหลายประเทศก็ยังคงมองในแง่ร้าย. หนึ่งในความท้าทายที่เผชิญหน้าผู้สนับสนุนของความพยายามเหล่านี้คือการแสดงให้เห็นด้วยความมั่นใจว่าพื้นที่เก็บจะเก็บกักของเสียได้เป็นเวลานานเสียจนกระทั่งว่าการปลดปล่อยสารใดๆที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตจะไม่ก่อให้เกิดปัญหาด้านสุขภาพที่สำคัญหรือความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม.
การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่ไม่ได้ขจัดความจำเป็นสำหรับพื้นที่เก็บ, แต่ช่วยลดปริมาณ, ลดอันตรายจากรังสีในระยะยาว, และความสามารถในการกระจายความร้อนในระยะยาวเป็นสิ่งจำเป็น. การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ไม่ได้ขจัดความท้าทายทางการเมืองและชุมชนในการหาสถานที่ตั้งพื้นที่เก็บ.

สถานการณ์ปัจจุบันของบางพื้นที่เก็บ

หลุม Schacht Asse II เป็นอดีตเหมืองเกลือในเทือกเขาที่ Asse ใน Lower Saxony, เยอรมนี. มันถูกกล่าวหาว่าใช้เป็นเหมืองการวิจัยตั้งแต่ปี 1965. ระหว่างปี 1967 ถึง 1978 กากกัมมันตรังสีถูกนำมาวางเพื่อการจัดเก็บ. การวิจัยชี้ให้เห็นว่าน้ำเกลือที่ปนเปื้อนด้วยสารกัมมันตรังสีซีเซียม 137, พลูโตเนียมและส๖รอนเตียม ได้รั่วไหลออกจากเหมืองตั้งแต่ปี 1988 แต่ไม่ได้รายงานจนถึงมิถุนายน 2008.
พื้นที่เก็บสำหรับกากกัมมันตรังสี Morsleben เป็นพื้นที่เก็บทางธรณีวิทยาลึกสำหรับกากกัมมันตรังสีในเหมืองหินเกลือ Bartensleben ใน Morsleben ใน Lower Saxony/เยอรมนีที่ถูกใช้ระหว่างปี 1972-1998. ตั้งแต่ปี 2003, เกลือคอนกรีต 480,000 m³ (630,000 ลูกบาศ์กหลา) ถูกสูบลงไปในหลุมเพื่อให้ระดับบนมีเสถียรภาพชั่วคราว. โดมเกลืออยู่ในสภาพพร้อมล่มสลาย
โรงงานต้นแบบการแยกของเสีย (WIPP) ในประเทศสหรัฐอเมริกาได้เข้ามาให้บริการในปี 1999 โดยการใส่หลายลูกบาศก์เมตรแรกของกากกัมมันตรังสี transuranic ในชั้นลึกของเกลือใกล้เมืองคาร์ลส, รัฐนิวเม็กซิโก.
มีข้อเสนอสำหรับพื้นที่เก็บของเสียระดับสูงระหว่างประเทศในออสเตรเลีย และรัสเซีย. อย่างไรก็ตาม, เนื่องจากมีการนำเสนอสำหรับพื้นที่เก็บระดับโลกในประเทศออสเตรเลีย (ซึ่งไม่เคยมีการผลิตพลังงานนิวเคลียร์มาก่อนและมีเครื่องปฏิกรณ์วิจัยหนึ่งเครื่อง), ได้มีการคัดค้านทางการเมืองภายในประเทศอย่างมากและยั่งยืน, การสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าวในประเทศออสเตรเลียจึงไม่น่าจะเป็นไปได้.
ในปี 1978 กระทรวงพลังงานสหรัฐเริ่มศึกษา Yucca Mountain, ภายในขอบเขตความปลอดภัยของ'สถานีทดสอบเนวาดา'ใน Nye County รัฐเนวาดา, เพื่อพิจารณาว่ามันจะมีความเหมาะสมสำหรับทำเป็นพื้นที่เก็บทางธรณีวิทยาระยะยาวสำหรับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วและกากกัมมันตรังสีระดับสูงหรือไม่. โครงการนี้ได้เผชิญหน้ากับการต่อต้านที่สำคัญและประสบปัญหาความล่าช้าเนื่องจากการดำเนินคดีโดย'หน่วยงานสำหรับโครงการนิวเคลียร์ของรัฐเนวาดา' (สำนักงานโครงการกากนิวเคลียร์) และอื่นๆ. รัฐบาลของโอบามาปฏิเสธที่จะให้ใช้สถานที่ในข้อเสนองบประมาณของรัฐบาลกลางสหรัฐอเมริกาปี 2009 ซึ่งตัดทิ้งการอุดหนุนทั้งหมดยกเว้นที่จำเป็นในการตอบคำถามจาก'คณะกรรมการกำกับดูแลนิวเคลียร์', "ในขณะที่ผู้บริหารกำลังปรับปรุงกลยุทธ์ใหม่ที่มีต่อการกำจัดกากนิวเคลียร์". ในวันที่ 5 มีนาคม 2009, รัฐมนตรีกระทรวงพลังงานของสหรัฐ นายสตีเว่น จือ ได้กล่าวต่อวุฒิสภาว่าสถานที่ตั้งที่ Yucca Mountain ไม่ได้ถูกมองว่าเป็นตัวเลือกสำหรับการจัดเก็บขยะของเครื่องปฏิกรณ์อีกต่อไป.
ในเยอรมนี มีการอภิปรายทางการเมืองเกี่ยวกับการค้นหาพื้นที่เก็บขั้นสุดท้ายสำหรับกากกัมมันตรังสี, พร้อมกับการประท้วง, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหมู่บ้าน Gorleben ในพื้นที่ Wendland ซึ่งถูกมองว่าเหมาะสำหรับเป็นพื้นที่เก็บขั้นสุดท้ายจนถึงปี 1990 เนื่องจากตำแหน่งของมันอยู่ในที่ห่างไกล, อยู่ในมุมเศรษฐกิจที่ตกต่ำของเยอรมนีตะวันตก, ติดกับชายแดนกับอดีตเยอรมนีตะวันออกที่ถูกปิด. หลังจากรวมประเทศ, หมู่บ้านตอนนี้อยู่ใกล้กับศูนย์กลางของประเทศ, และขณะนี้ถูกใช้สำหรับการจัดเก็บชั่วคราวของกากนิวเคลียร์.
กระบวนการของการเลือกพื้นที่เก็บลึกสุดท้ายที่เหมาะสมขณะนี้อยู่ระหว่างดำเนินการในหลายประเทศที่คาดว่าพื้นที่แรกที่จะทดสอบระบบได้คือหลังจากปี 2010. สถานที่ในเมือง Onkalo ประเทศฟินแลนด์อยู่ไกลสุดถนนที่จะถูกใช้ดำเนินงาน, การฝังของเสียถูกกำหนดไว้ว่าจะเริ่มต้นในปี 2020 (การอนุมัติขั้นสุดท้ายยังคงหายไป). สวีเดนยังก้าวหน้าเป็นอย่างดีในการวางแผนสำหรับการกำจัดเชื้อเพลิงใช้แล้วโดยตรง, เพราะรัฐสภาได้ตัดสินใจแล้วว่าแผนการนี้มีความปลอดภัยที่ยอมรับได้โดยใช้เทคโนโลยี KBS-3.
สหราชอาณาจักรได้เดินไปตามเส้นทางปัจจุบันเพื่อการกำจัดทางธรณีวิทยาตั้งแต่โครงการ Defra White Paper ปี 2008, ที่มีชื่อว่าการจัดการด้านความปลอดภัยของกากกัมมันตรังสี (อังกฤษ: Managing Radioactive Waste Safely (MRWS)). แตกต่างจากประเทศที่พัฒนาแล้วอื่นๆ, สหราชอาณาจักรได้วางหลักการของความสมัครใจอยู่เหนือความเหมาะสมทางธรณีวิทยา. ในการแสวงหาอาสาสมัครจากสภาท้องถิ่นสำหรับระยะที่ 1 ของกระบวนการ MRWS, มีเพียงเมือง Allerdale และเมืองโคปแลนด์ที่อยู่ภายในมณฑลคัมเบรีเท่านั้นที่ยอมเป็นอาสาสมัครโดยคณะกรรมการของพวกเขา. พื้นที่เดียวกันนี้ได้รับการตรวจสอบก่อนหน้านี้และถูกปฏิเสธไปในปี 1990. ขั้นที่ 2 ซึ่งเป็นขั้นตอนการคัดกรองความไม่เหมาะสมเบื้องต้นได้ดำเนินการโดย'การสำรวจทางธรณีวิทยาของอังกฤษ' (BGS) ในปี 2010. การสำรวจนี้ได้ตัดออกไปประมาณ 25% ของพื้นที่เนื่องจากการมีอยู่ของแร่ธาตุบางอย่างและชั้นหินอุ้มน้ำ. ยังมีการโต้เถียงบางอย่างเกี่ยวกับขั้นตอนนี้อันเนื่องมาจากข้อกล่าวหาที่ว่ากฏเกณฑ์การพิจารณาได้มีการเปลี่ยนแปลงระหว่างชุดร่างและชุดสุดท้ายของรายงานนี้, ทำให้พื้นที่ Solway Plain ถูกนำกลับมาพิจารณาใหม่, อย่างไรก็ตาม กฏเกณฑ์ได้ถูกตีพิมพ์อย่างชัดเจนใน 2008 Defra White Paper โดยมีชื่อว่า MRWS, 2 ปีก่อนที่จะถูกนำมาใช้
ในเดือนมิถุนายน 2012, นักธรณีวิทยาอิสระ, ที่ให้คำแนะนำกลุ่มหุ้นส่วน MRWS ในท้องถิ่น เวสต์คัมเบรี, ได้ให้ชื่อกลุ่มภูเขาหินสามแห่งว่าอาจจะเหมาะสำหรับเป็นที่กำจัดทางธรณีวิทยาของกากนิวเคลียร์. กลุ่มเหล่านี้คือ Mercia Mudstone Group rocks ที่อยู่ระหว่างกลุ่ม Silloth Abbeytown กับกลุ่ม Westnewton ในคัมเบรีเหนือ, และกลุ่ม Ennerdale และกลุ่ม Eskdale granites ไปทางใต้ซึ่งอยู่ภายในอุทยานแห่งชาติ Lake District
การตัดสินใจว่าจะดำเนินการในขั้นตอนต่อไปหรือไม่จะถึงกำหนดในเดือนมกราคม 2013, และจะต้องดำเนินการโดยที่ปรึกษา 7 คนเท่านั้น, ตั้งขึ้นเป็น'ผู้บริหารระดับสูงของ Allerdale และอีกเจ็ดคนจาก Copeland'. คณะมนตรีที่มีสมาชิกสิบคนของ'สภามณฑลคัมเบรี'มีสิทธ์ยับยั้งซึ่งสามารถป้องกันการต่อเนื่องในการค้นหา.
ในเดือนมกราคม 2013, สภามณฑลคัมเบรีได้ใช้อำนาจยับยั้งและปฏิเสธข้อเสนอของรัฐบาลกลางสหราชอาณาจักรที่จะเริ่มต้นการทำงานใน'พื้นที่เก็บกากนิวเคลียร์เครื่องปฏิกรณ์การผลิต'ใกล้อุทยานแห่งชาติ Lake District. "สำหรับชุมชนเจ้าของบ้านใดๆ, จะมีแพคเกจผลประโยชน์ชุมชนที่สำคัญและมีมูลค่าหลายร้อยล้านปอนด์" เอ็ด ดาวี่ จากกระทรวงพลังงานกล่าว แต่ไม่น้อยกว่านั้น, หน่วยงานการบริหารและการปกครองท้องถิ่นที่ได้รับการเลือกตั้งได้โหวต 7-3 คัดค้านการวิจัยต่อเนื่อง, หลังจากการรับฟังหลักฐานจากนักธรณีวิทยาอิสระว่า"ชั้นร้าวของมณฑลเป็นไปไม่ได้ที่จะมอบความไว้วางใจให้กับวัสดุที่เป็นอันตรายและความเสี่ยงที่ยาวนานนับพันปีเช่นนั้น".