211service.com
At finde hjem til det affald, der (sandsynligvis) vil overleve menneskeheden
Spencer Lowell
På en sæsonbetonet varm dag i august langs en barsk strækning af den sydlige Californiens kyst tog arbejdspersonalet deres refleksveste og hjelme på. De anviste en flåde af tunge køretøjer kendt som fadbehandlere til at trække store hvide betontønder fra den nedlagte San Onofre Nuclear Generating Station, kendt som SONGS. Hvert fad, omkring 17 fod høje og vejede 50 tons, var som et sæt russiske rededukker: begravet indeni var en beholder af rustfrit stål, som igen rummede 37 cylindre atombrændselsstave.
Siden 2013, da regulatorer endelig besluttede at lukke SONGS ned for altid, har teams af videnskabsmænd, ingeniører og politikere arbejdet hårdt for at sikre, at det sikkert kunne nedlægges. I alt 123 dåser blev taget ud af anlægget og flyttet til deres nye hjem. Deres rejse var ikke lang - bare til et andet område på samme sted, omkring 100 fod væk fra Stillehavet og kun tre fod over havets overflade. Nu, med det brugte brændsel fjernet, kan selve kraftværket demonteres.
Denne historie var en del af vores november 2020-udgave
- Se resten af problemet
- Abonner
SANGE, klemt ind i den smalle stribe mellem havet og motorvejen, der forbinder byområderne i San Diego og Los Angeles, startede sin drift i slutningen af 1960'erne og drev kulstoffri energi i årtier. Men i 2012 fandt regulatorer omfattende problemer med sin dampgenerator, en vigtig komponent i en atomreaktor, der forhindrer den i at overophedes. At udskifte delene ville ikke være økonomisk - et estimat prissatte det til mere end $800 millioner. For ikke at nævne, at SONGS derefter skulle springe igennem strenge regulatoriske hindringer for at genoptage driften.
At lukke ned var den eneste logiske beslutning foran os, siger Doug Bauder, San Onofres chef for nuklear officer.
USA har allerede 83.000 tons atomaffald, nok til at fylde en fodboldbane omkring et dusin yards dyb - og resterne vil blive ved med at hobe sig op.
Det valg løste et problem, men ikke et andet: Hvad skal man gøre med alt det nukleare brændsel, som San Onofre havde brugt. Dets radioaktive affald kan overleve den menneskelige race med brugte brændselskomponenter, der inkluderer plutonium-239, som har en halveringstid på 24.000 år, og jod-129, med en halveringstid på 15,7 millioner år. Men for nu er der ikke noget sted at opbevare det permanent.
Så SONGS opbevarer stængerne af brugt nukleart brændsel i lagerhuller begravet langs den seismisk aktive californiske kystlinje. De sidder ænder for det næste store jordskælv, som sandsynligvis vil ramme inden for det næste århundrede. Hvis atomaffaldet på en eller anden måde kom ud, ville resultaterne være ødelæggende. Selv uden et jordskælv er hvælvingerne nemme at oversvømme, siger Dan Hirsch, den pensionerede direktør for programmet for miljø- og atompolitik ved University of California, Santa Cruz, og grundvand kan stige op i dem.
Planen er til sidst at transportere brændstoffet ved San Onofre offsite, men hvorhen? USA har allerede 83.000 tons atomaffald, nok til at fylde en fodboldbane omkring et dusin yards dyb - og med to dusin anlæg i øjeblikket i gang med at nedlægges, vil resterne blive ved med at hobe sig op.
I 1982 vedtog den amerikanske kongres Nuclear Waste Policy Act, som pålægger det amerikanske energiministerium at finde et geologisk depot for det brugte brændsel og tage det dertil. Siden 1987 har den amerikanske regering fokuseret sin opmærksomhed på at udvikle et underjordisk depot ved Nevadas Yucca Mountain. Siden har dog været en politisk varm kartoffel, og støtten til den svajende som reaktion på lokal opposition og stats- og føderal ledelse. Som følge heraf har regeringen hidtil ikke været i stand til at opfylde sin juridiske pligt til at finde et langsigtet hjem til USAs radioaktive affald.
Det er en situation, hvor der skal en politisk løsning til for at løse et teknisk problem, siger Bauder.
Nær delstatslinjen på Highway 176, som krydser det sydøstlige New Mexico og det vestlige Texas, står der på et hvidt skilt, der introducerer besøgende til Lea County, New Mexico: Velkommen til EnergyPlex. Det er ved kanten af Perm-bassinet, en stor sedimentær region rig på olie, naturgas og kalium, der spænder over et hjørne af de to stater.
Siden 1990'erne har det fået et ry som et sted at opbevare nukleart materiale - ikke det højkvalitetsaffald, der angiveligt er på vej til Yucca Mountain, som de brugte brændselsstave i San Onofre, men de mere almindelige hverdagsrester fra industrien, som handsker , hjelme og jord, der er blevet forurenet med radioaktivt materiale. Til dette oprettede DOE Waste Isolation Pilot Plant, eller WIPP, omkring 30 miles uden for Carlsbad, New Mexico. Det blev godkendt i 1979, men modtog først sin første forsendelse i 1999. Siden da er lavaktivt affald fra næsten to dusin atomreaktorer rundt om i Amerika blevet lastet ind og begravet over 2.000 fod under overfladen. Waste Control Specialists (WCS), en lignende facilitet, blev opført lige på den anden side af statsgrænsen i Andrews, Texas, omkring samme tid.
Perm-geologien er ideel til at begrave atomaffald på lang sigt. For det første får WIPP-stedet naturlig beskyttelse mod et tykt lag salt, der omgiver den. Over lange perioder vil saltet flyde, og det radioaktive materiale vil effektivt blive begravet i det salt, forklarer Lewis Land, en hydrogeolog ved National Cave and Karst Research Institute i Carlsbad. De fleste geovidenskabsmænd, siger han, mener, at saltet er uigennemtrængeligt, hvilket betyder, at der ikke er nogen chance for, at affaldet kan slippe ud i det omgivende miljø, selvom en af tønderne med materialet skulle lække. I mellemtiden vil affaldet på WCS-anlægget være dækket af et 40 fod tykt lag af uigennemtrængeligt rødt ler - som tjener samme funktion som saltet ved WIPP - når lagerpladserne er fyldt.
SPENCER LOWELLWIPP har været i drift i mere end to årtier med kun en enkelt hændelse. I 2012 brast en tromme. Det viste sig, at det ikke bare havde indeholdt kasseret radioaktivt materiale, men lerbaseret organisk kattegrus. Uorganisk kattegrus har længe været brugt som kemisk stabilisator til nukleart affald, men det organiske stof reagerede med radioaktive nitratsalte, frigav varme og bygningstryk, indtil tromlen til sidst gik i stykker og spredte stråling i hele det underjordiske anlæg. Det tætte salt indeholdt strålingen, men det var en dyr fejl.
I 2008 så Carlsbads daværende statsrepræsentant John Heaton, at Yucca Mountain havde svært ved at komme igennem den politiske proces. Han begyndte at tale med andre om muligheden for midlertidigt at opbevare højaktivt atomaffald på et sted omkring en halv time fra Carlsbad. Eddy-Lea Energy Alliance (ELEA) - en gruppe af lokale embedsmænd i to amter, som var ansvarlige for økonomisk udvikling - købte en 1.000 hektar stor område med landområder langs motorvejen. Holtec, et energiselskab med hovedkontor i New Jersey, udtrykte snart interesse for at udvikle dette land som et lageranlæg for højaktivt affald.
Vi var spændte på, at nogen var interesserede, og mente, at det var en levedygtig del af deres egen forretningsplan, siger Heaton, som nu er byens energiudviklingskoordinator.
Relateret historie
Hvordan grådighed og korruption sprængte Sydkoreas atomindustri i luften Seoul havde en løsning på verdens energiproblemer. Så gik alt galt.
På det nye Holtec-anlæg ville brugt nukleart brændsel blive fragtet ind fra hele landet og lagt på mellemlager. Forslaget til Holtec-stedet blev indsendt i 2017 og er stadig under revision af Nuclear Regulatory Commission. Holtec og ELEA skulle senest i 2021 høre, om byggeriet kan starte eller ej. Hvis alt går vel, vil det hurtigste sted, der kan modtage affald, være 2023, siger Heaton. Affaldet vil blive opbevaret i dunke, hvilket vil gøre det nemt at hente og flytte, når der er endeligt besluttet et permanent depot.
Men det nukleare anlæg vil ikke kun give lager; det kunne også skabe stabilt arbejde. Olie- og gasindustrien er eksploderet i Carlsbad i løbet af de sidste tre eller fire år, næsten fordoblet befolkningen. Hurtig vækst har belastet ressourcerne i den søvnige, landlige by, og RV-lejre – som lokalbefolkningen omtaler som mandslejre – er blevet oprettet for oliearbejdere og deres familier. Men disse energiindustrier er særligt modtagelige for boom-og-bust-cyklusser: I dag er der en afmatning forårsaget af covid-19, da nedlukninger reducerede mængden af olie, der kræves til transport. Heaton siger, at nuklear oplagring kunne give mere end 200 job, der ville være stabile og sikre på meget lang sigt.
På trods af de økonomiske fordele har nogle lovgivere i staten New Mexico forsøgt at blokere lagerfaciliteten med henvisning til bekymringer om, at det ville bringe den offentlige sikkerhed og andre industrier i fare. Også de lokale er forståeligt nok bekymrede.
Der er det ukendte ved atomkraft, siger Nick King, der er bosiddende i Carlsbad og prædikant ved Carlsbad Mennonite Church. Vi leger med ting, vi ikke forstår.
Forsvarere siger, at Holtec-anlægget ikke vil være et permanent depot, kun et hvilested, indtil Yucca Mountain eller dets erstatning er i drift. Men striden om Yucca har allerede taget en generation, og landmænd, der har modstået at blive skubbet ud af olie- og gasboomet, er bekymrede for, hvor længe affaldet vil sidde der. Jeg vil gerne vide, hvad tidslængde 'midlertidig' betyder, siger Teresa Ogden, en tredjegenerationslandmand, der bor i Loving, en by lige syd for Carlsbad. Vi kender ikke langtidseffekterne. Jeg føler, at vi er forsøgskaniner herude.
Jordkontrol: SONGS holder sit affald begravet på stedet, hvilket betyder, at det er potentielt sårbart over for det næste store jordskælv.
SYDCALIFORNIEN EDISONDet er ikke kun lokale. Tom Isaacs, en rådgiver for atomindustrien, som hjælper San Onofre med at finde ud af, hvad de skal gøre med dets atomaffald, bekymrer sig om, at de midlertidige steder vil blive reelt permanente - at folk ville opgive det momentum, der er nødvendigt for at bygge det endelige. repository og lagerstedet vil være der for evigt.
Folk er også arrede af New Mexicos egen historie med atomindustrien. Staten var hjemsted for testen af den første atombombe i 1945, som menes at have forårsaget mange kræftformer og andre sundhedsproblemer i hele det bassinområde, der var medvind fra teststedet.
New Mexico har betalt sit kontingent, siger Gene Harbaugh, der har boet i Carlsbad i de sidste 30 år. Vi skylder ikke atomindustrien noget.
Hvad hvis vi ikke behøvede at oprette nye depoter? Hvad hvis i stedet steder, der allerede er udpeget til nukleart materiale, kunne opbevare det mere sikkert? Det var et af de spørgsmål, som miljøforkæmperen Elizabeth Muller begyndte at tænke på i 2015. Men da hun spurgte eksperter, hvad der kunne gøres med atomaffald, fik hun øjeblikkeligt tilbageslag: Folk i branchen sagde: 'Der er ingen appetit på nye ideer inden for atomaffald . Der sker aldrig noget i denne industri.’ Men, tilføjer hun, bare fordi der aldrig er sket noget i atomaffald, betyder det ikke, at du skal affeje det som ’Der kommer aldrig til at ske noget’.
Som relative nybegyndere på området hørte Muller og hendes far – fysikeren og den reformerede klimaændringsskeptiker Richard A. Muller – politiske rådgivere og ingeniører fortælle om, hvordan boringer, boret dybt i jorden af olie- og gasindustrien, også kunne bruges til opbevaring. I 2016 grundlagde familien Mullers Deep Isolation, et privat firma baseret i Berkeley, Californien, for at udforske at bruge dem til nukleart materiale.
Virksomhedens topprioritet er at få affaldet under jorden; ulykker over jorden kan medføre katastrofe. Men Mullers indså, at et omstridt spørgsmål, der plager Yucca Mountain og WIPP, var transporten af atomaffald på tværs af statsgrænser.
Folk vil ikke have atomaffald, der kommer gennem deres baghave, forklarer Elizabeth Muller. Deep Isolation planlægger at omgå det fuldstændigt ved at begrave affald, hvor det er, uanset om det er omkring et eksisterende kraftværk eller i nærheden af et andet Department of Energy-anlæg. (Langtidsbegravelse på ethvert ikke-udpeget anlæg vil kræve samfundets samtykke.)
Folk ønsker virkelig en løsning på klimaforandringerne. Der er ingen skorsten på et atomkraftværk, men ... hvis vi skal bruge mere atomenergi, er dette affaldsspørgsmål et stort.
Deres metode går ud på at bore huller på 18 tommer i diameter og mellem 1.000 og 3.000 meter dybe, og derefter bore sidelæns for at skabe et sted at begrave specialdesignede, korrosionsbestandige cylindre, der opbevarer brugte brændselselementer. Hver beholder er lidt større end en atombrændselsstang - mere som en handske omkring det brugte brændsel end de store tønder i San Onofre - og de bliver slynget ned i hullet i en kæde på to eller tre.
En fordel ved denne metode, siger Muller, er, at den samme teknik kan tjene til både midlertidig og permanent opbevaring. I januar 2019 beviste Deep Isolation, at beholdere ikke kun kunne sendes under jorden, men også hentes, hvis DOE på et senere tidspunkt skulle lykkes med at skabe et permanent depot et andet sted og ønsker at overføre materiale dertil.
Deres metode virker dog ikke alle steder. SONGS er for eksempel placeret på land, som i sidste ende skal returneres til sin ejer, den amerikanske flåde.
På trods af virksomhedens proof-of-principle-eksperiment er andre skeptiske over, at Deep Isolations metode nødvendigvis vil være sikker.
Lindsay Krall, en geokemiker, der forsker i begravelse af atomaffald ved Stanford University, bekymrer sig om, at virksomhedens dåser ikke vil blive begravet dybt nok til at forhindre affald i at lække ind i biosfæren. Desuden kan de smalle boringer kun rumme tynde dunke, hvilket kan være utilstrækkeligt for langsigtet sikkerhed.
Der er ingen grund til at forvente, at bortskaffelse af brugt brændsel vil give omkostningsbesparelser, siger Krall. Snarere repræsenterer [det] en teknologisk risiko med en betydelig mulighed for fejl, der ville resultere i øgede bortskaffelsesomkostninger og nedsat offentlig sikkerhed.
Men John Grimsich, Deep Isolations direktør for anvendt videnskab, siger, at gravsteder, de vælger, vil have ideel geologi til langtidsopbevaring, langt væk fra kilder til grundvand. De højeste strålingsdoser, som Muller og hendes kolleger har beregnet på de ideelle steder, er en faktor 10.000 lavere end den gennemsnitlige eksponering, en person årligt modtager fra planetens baggrundsstråling.
I betragtning af mængden af affald, der allerede er derude, mener nogle, at det ville være mere ansvarligt simpelthen at skabe mindre af det. Men kan det gøres uden at opgive atomkraft, en af de bedste kulstoffrie muligheder for at generere energi?
En mulighed er at genbruge affaldet. I Frankrig er atomaffald blevet oparbejdet siden industriens begyndelse i 1940'erne. Siden 1976 har atomkraft- og vedvarende energi-koncernen Orano behandlet mere end 36.000 tons brugt brændsel, som er ansvarlig for at generere 10% af Frankrigs nukleare elektricitet. Oranos anlæg genbruger omkring 1.100 tons om året.
Jordens salt: Mænd arbejder på at forsegle en salttunnel i Carlsbad Waste Isolation Pilot Plant.
BRIAN VANDER BRUG/LOS ANGELES TIMES VIA GETTYProcessen med at genbruge nukleart brændsel tager år. Brugte brændselsstave tages fra atomreaktorer og placeres i et lagerbassin til afkøling i to år. Når de når omkring 570 °F, pakkes brændstofstavene i stålbeholdere og bringes til Orano-fabrikken i det nordvestligste punkt i Frankrig, i byen La Hague. Efter at stængerne er afkølet under 80 °F, skæres de i mindre stykker, før de lægges i salpetersyre og opløses. Derefter bliver det genanvendelige materiale - en blanding af uran og plutonium - adskilt fra andre fissionsprodukter i det brugte brændsel og renset. Til sidst remixes det for at producere nyt brændstof.
USA har udviklet sin egen godkendte teknologi til oparbejdning, men i 2007 dekreterede Nuclear Regulatory Commission, at det ville være for dyrt at forfølge uden en investering fra DOE - hvilket ikke er blevet til noget.
Relateret historie
De nye, sikrere atomreaktorer, der kan hjælpe med at stoppe klimaforandringerne Fra natriumkølet fission til avanceret fusion håber en ny generation af projekter at genoplive tilliden til kerneenergi.
I stedet er der stigende interesse for at udvikle nye former for atomreaktorer, der producerer mindre affald.
De fleste nuværende anlæg bruger generation II eller III reaktorer, som bruger vand til at køle brændstoffet ned, når dets atomer er splittet. Generation IV-reaktorer bruger tungere kølemidler som natrium eller smeltet salt, hvilket er teknisk udfordrende, men kan producere højere niveauer af elproduktion med en lavere risiko for nedsmeltning. En af de virksomheder, der bygger natriumkølede systemer, Terrapower, laver reaktorer, der også kan køre på brugt eller forarmet uran.
Oparbejdning af uran kan reducere spild markant, siger Terrapowers administrerende direktør, Chris Levesque. Men det forhindrer ikke affald i at blive produceret helt. Levesque og andre frygter, at atomaffald kan blive opsnappet og brugt til at hjælpe med spredning og udvikling af atomvåben.
I Levesques lange karriere i atomindustrien har håndtering af affald været lige så meget et problem for at få folk til at acceptere atomenergi som sikkerheden for reaktorerne selv. Folk ønsker virkelig en løsning på klimaforandringerne. Der er ingen skorsten på et atomkraftværk, siger han. Men de vil gerne høre om en løsning på spild. Hvis vi skal bruge mere atomenergi, er dette affaldsspørgsmål et stort spørgsmål at besvare til folks tilfredshed.
Nukleart affalds fremtid strækker sig over tusinder af år, men anlæg er ved at blive nedlagt lige nu. Indtil et endeligt hvilested kan besluttes, er midlertidige depoter - som Holtec-anlægget eller Deep Isolations foreslåede boringer - tiltalende muligheder for at inddæmme affaldet. Alternativet er at lade det sidde over jorden, hvor en ulykke kan få meget mere umiddelbare konsekvenser.
Alligevel hævder Dan Hirsch, at gåden er et grundlæggende etisk spørgsmål. Det er ikke passende at dumpe affaldet på et minoritetssamfund i Texas eller New Mexico, siger han. Hvad mere er, at flytte affald med jernbane til Perm kan kræve transport gennem Navajo Nation, som forbød det i 2012 Radioactive Materials Transportation Act.
Denne generation byggede atomkraftværker, siger Tom Isaacs. Vi har haft stor fordel af elektricitet uden kulstofemissioner. Vi har et ansvar for at løse problemet. Det kræver et lager.