چگونه یک انبار هسته ای زیرزمینی بسازیم که هزاران سال ایمن باقی بماند؟

ساخت انبارهای زیرزمینی هسته ای که بتوانند هزاران سال زباله های پرتوزا را به طور ایمن دفن کنند، یکی از چالش های بزرگ مهندسی و علمی است. این سوال که چگونه می توان سازه هایی را طراحی کرد که نه تنها در طول دهه ها، بلکه حتی در دوره های هزار ساله پایداری و ایمنی داشته باشند، در قلب تحقیقات و برنامه ریزی های صنعتی بسیاری از کشورها قرار دارد.

محیط زیرزمینی: مکانی ایده آل برای دفن زباله های هسته ای

در اوایل تابستان، من به همراه تیمی از دانشمندان وارد آزمایشگاه زیرزمینی فرانسه در منطقه شامپاین شدم. این آزمایشگاه در عمق 450 متری زمین قرار دارد و دما در اینجا با وجود هوای سرد بیرون، بسیار گرم تر است. ما به این مکان آمدیم تا سیستم های ذخیره سازی زمین شناسی را بررسی کنیم؛ سیستمی که به عنوان یکی از امن ترین روش های دفن زباله های هسته ای شناخته می شود.

خطرات موجود در انبارهای زیرزمینی

با وجود طراحی های ایمنی پیچیده، خطرات جدی همچنان در این مکان ها وجود دارند. ماسک های تنفسی اضطراری که ما همراه خود داشتیم، به ما یادآوری می کردند که هر لحظه ممکن است با نشت مواد رادیواکتیو یا دیگر خطرات زیرزمینی مواجه شویم. با این حال، تیم های مهندسی در تلاش اند تا این خطرات را به حداقل برسانند.

آزمایشگاه زیرزمینی: ترکیب علم و تکنولوژی برای ایمنی بیشتر

این آزمایشگاه های زیرزمینی که آژانس ملی پسماندهای رادیواکتیو فرانسه (آندرا) مدیریت آن ها را بر عهده دارد، مکانی برای انجام آزمایش های علمی و نوآوری های تکنولوژیکی است. هدف از این آزمایش ها این است که روش هایی برای دفن زباله های هسته ای توسعه یابد که بتوانند برای ده ها هزار سال بدون هیچ گونه خطری این زباله ها را در خود نگه دارند.

ساخت تأسیسات دفن زباله هسته ای: چالشی جهانی

در حال حاضر، چندین کشور جهان مانند بریتانیا، سوئد، فنلاند و فرانسه به دنبال ساخت تأسیسات دفن زمین شناسی (GDF) هستند. این تأسیسات باید به گونه ای طراحی شوند که بتوانند بالاترین سطوح رادیواکتیو را در خود جای دهند و برای هزاران سال ایمن باقی بمانند.

پروژه های مشابه در جهان: از فنلاند تا سوئد

فنلاند اولین کشوری بود که توانست یک انبار زمین شناسی عمیق برای سوخت مصرف شده بسازد و هم اکنون در حال انجام آزمایش های اولیه دفع زباله است. در سوئد نیز ساخت GDF در منطقه فورسمارک آغاز شده و انتظار می رود پروژه مشابهی در فرانسه به زودی شروع شود. در بریتانیا هنوز مکان نهایی برای این پروژه مشخص نشده است.

GDFها: سازه های پیچیده و بحث برانگیز

GDFها از جمله بزرگترین سازه های زیرزمینی هستند که بشر تاکنون ساخته است. این انبارها به دلیل هزینه بالا و پیچیدگی های مهندسی که دارند، همواره مورد بحث و چالش قرار گرفته اند. زباله هایی که در این تأسیسات نگهداری می شوند شامل سوخت مصرف شده هسته ای، اجزای راکتورهای هسته ای و دیگر مواد رادیواکتیو هستند که در صنعت هسته ای تولید می شوند.

طراحی GDFها: نقشه ای برای هزاران سال آینده

طرح GDFها در صفحه کامپیوتر مانند یک پناهگاه هسته ای چند سطحی به نظر می رسد. اما فرآیند طراحی و ساخت این سازه ها بسیار پیچیده تر است. مهندسانی که روی این پروژه ها کار می کنند، اغلب هرگز کار خود را به پایان نمی رسانند، زیرا این پروژه ها در یک مقیاس زمانی طولانی مدت برنامه ریزی شده اند.

مجوزهای طولانی مدت برای ساخت انبارهای هسته ای

به گفته ژاک دیلی، یکی از دانشمندان مرکز آزمایشگاهی فرانسه، مجوز برای ساخت یکی از این انبارهای سطح بالا ممکن است بیش از 20 تا 30 سال طول بکشد. این عملیات حتی پس از ساخت نیز تا 100 سال طول خواهد کشید تا به طور کامل مهر و موم شود و پس از آن نیز صدها سال نظارت بر آن ادامه خواهد داشت.

چالش های مکان یابی GDFها

یکی از بزرگترین چالش ها در ساخت GDF، یافتن یک سایت مناسب است. به گفته ایمی شلتون، مدیر خدمات زباله هسته ای بریتانیا، کلید موفقیت در این پروژه، پیدا کردن یک جامعه میزبان و زمین شناسی مناسب است. این فرآیند ممکن است سال ها به طول انجامد تا یک مکان کاملاً ایمن و پذیرفته شده توسط جامعه پیدا شود.

فنلاند: پیشرو در دفع زباله های هسته ای

فنلاند یکی از کشورهایی است که پیشرفت قابل توجهی در این زمینه داشته است. این کشور با ساخت اولین انبار زمین شناسی عمیق جهان برای سوخت هسته ای مصرف شده، به عنوان یک نمونه موفق در این صنعت شناخته می شود. این پروژه در حال حاضر در مراحل آزمایشی خود قرار دارد و نتایج اولیه نشان دهنده موفقیت بالای این روش در دفن زباله های هسته ای است.

سوئد: دومین کشور پیشرو در ساخت انبارهای زیرزمینی

سوئد نیز یکی دیگر از کشورهایی است که در حال ساخت یک انبار زمین شناسی عمیق است. پروژه فورسمارک در نزدیکی استکهلم به زودی به یکی از مهم ترین تأسیسات دفن زباله های هسته ای در اروپا تبدیل خواهد شد و انتظار می رود که این تأسیسات نقش مهمی در مدیریت زباله های هسته ای این کشور ایفا کنند.

ایمنی تأسیسات دفن زباله های هسته ای

یکی از مهم ترین اهداف در ساخت GDFها، ایمنی طولانی مدت است. مواد رادیواکتیو که در این تأسیسات دفن می شوند باید به گونه ای ذخیره شوند که حتی در صورت بروز زلزله یا دیگر فاجعه های طبیعی، هیچ گونه نشت یا خطری برای محیط زیست و انسان ها ایجاد نکنند.

نظارت بلندمدت بر انبارهای هسته ای

پس از ساخت و مهر و موم کردن انبارهای هسته ای، این تأسیسات باید برای صدها سال تحت نظارت دقیق قرار گیرند. این نظارت شامل بررسی های منظم بر وضعیت زباله ها و همچنین ارزیابی خطرات احتمالی است که ممکن است در طول زمان بروز کنند.

آینده انبارهای هسته ای: چالشی برای قرن ها

با توجه به نیاز روزافزون جهان به انرژی هسته ای و تولید زباله های رادیواکتیو، ساخت انبارهای زیرزمینی ایمن به یکی از بزرگترین چالش های مهندسی قرن 21 تبدیل شده است. GDFها تنها راه حل پایدار برای دفن مواد خطرناک هسته ای در مقیاس زمانی طولانی مدت هستند.