Ta strona używa plików cookies, aby zapewnić najlepszą jakość korzystania z naszego serwisu oraz do celów analitycznych. Klikając "Akceptuję", wyrażasz zgodę na używanie wszystkich plików cookies. Możesz również odrzucić zgodę, co spowoduje zablokowanie plików cookies analitycznych. Więcej informacji znajdziesz w naszej Polityce Prywatności.
Fińskie Onkalo ma przechowywać odpady jądrowe przez 100 tysięcy lat
Onkalo powstaje ponad 400 metrów pod ziemią na wyspie Olkiluoto w Finlandii.
Pierwsze dostawy odpadów jądrowych mają rozpocząć się w najbliższych miesiącach.
System KBS-3 wykorzystuje pojemniki z żeliwa i miedzi, bentonit oraz stabilne podłoże skalne.
Projekt ma ograniczyć ryzyko kontaktu odpadów z wodą i środowiskiem przez co najmniej 100 tysięcy lat.
Sponsorowane
Odkryj rewolucyjną metodę nauki języków
Sprawdź jak w 30 dni opanować podstawy dowolnego języka obcego bez wychodzenia z domu.
W Finlandii zbliża się uruchomienie obiektu, który ma rozwiązać jeden z najtrudniejszych problemów energetyki jądrowej. Onkalo, podziemne składowisko budowane na wyspie Olkiluoto, znajduje się ponad 400 metrów pod powierzchnią. W najbliższych miesiącach ma przyjąć pierwsze transporty zużytego paliwa jądrowego. Założenie jest wyjątkowo wymagające: odpady mają pozostać odizolowane od ludzi i środowiska przez co najmniej 100 tysięcy lat, a według części ekspertów tego rodzaju obiekty powinny zachować integralność nawet przez milion lat.
Problem liczony nie w dekadach, lecz w epokach geologicznych
Długoterminowe przechowywanie odpadów promieniotwórczych jest wyzwaniem innym niż większość zadań współczesnej inżynierii. Konstrukcję mostu, tunelu czy zbiornika można projektować z myślą o dziesięcioleciach albo stuleciach. W przypadku najbardziej aktywnych odpadów trzeba jednak brać pod uwagę okresy, w których mogą zmienić się cywilizacje, granice państw, języki, klimat, a nawet układ lądolodów. Dla porównania, Wielka Piramida w Gizie ma około 4500 lat, czyli mniej niż jedna dwudziesta czasu, przez jaki niektóre składowiska powinny chronić swoją zawartość.
Nie wszystkie odpady powstające w przemyśle jądrowym są równie problematyczne. Część materiałów ma stosunkowo niski poziom promieniotwórczości i może być obsługiwana przy użyciu mniej złożonych procedur. Zużyte paliwo oraz elementy wykorzystywane do budowy i osłony reaktora zawierają jednak izotopy, które pozostają aktywne przez bardzo długi czas. Przykładem jest jod 129, którego okres półtrwania
Słownik artykułu
Pojęcia, które warto znać
Krótkie objaśnienia terminów występujących w tekście. Każde hasło prowadzi do szerszej definicji i przykładów użycia.
wynosi niemal 16 milionów lat. Nie oznacza to, że przez cały ten czas promieniowanie będzie miało identyczne natężenie, lecz pokazuje skalę problemu, z jaką musi mierzyć się projektant składowiska.
Najbardziej aktywne odpady wymagają izolacji znacznie dłuższej niż typowy okres eksploatacji budynków i instalacji.
Zużyte paliwo nadal zawiera materiały, które w przyszłości mogą być częściowo wykorzystane ponownie.
Podstawową alternatywą dla składowania głębinowego nie jest wysłanie odpadów w kosmos, lecz dalsze przechowywanie, przetwarzanie albo odzysk części materiałów.
Bezpieczeństwo Onkalo ma wynikać z połączenia kilku niezależnych barier, a nie z jednej konstrukcji.
Dlaczego odpady nie trafią w kosmos
Przez lata rozważano różne sposoby postępowania z najbardziej niebezpiecznymi materiałami. Jednym z najbardziej efektownych, ale zarazem ryzykownych pomysłów było umieszczanie ich na orbitach lub wysyłanie poza Ziemię. Problem polega na tym, że każda rakieta może ulec awarii podczas startu albo lotu. W przypadku ładunku zawierającego substancje promieniotwórcze katastrofa oznaczałaby ryzyko rozproszenia materiału w atmosferze i zwiększenia narażenia ludzi. Dlatego za najbardziej realistyczne rozwiązanie uznano ostatecznie umieszczenie odpadów głęboko pod ziemią, w odpowiednio dobranej skale i za wieloma barierami ochronnymi.
Samo wykopanie tuneli nie gwarantuje jednak bezpieczeństwa. Pokazał to przypadek niemieckiej kopalni soli Asse II. W 1967 roku rozpoczęto tam przechowywanie odpadów promieniotwórczych, głównie nisko- i średnioaktywnych. W kolejnych dekadach w podziemnych komorach umieszczono ponad 125 tysięcy beczek. Sól wydawała się dobrym materiałem, ponieważ słabo przepuszcza wodę i powoli odkształca się pod naciskiem, potencjalnie samoczynnie zamykając niewielkie pęknięcia.
Założenia dotyczące Asse II okazały się niewystarczające. Do 1988 roku operatorzy stwierdzili, że do kopalni dostaje się słona woda. Według opisu przywołanego w materiale problem wynikał między innymi z prowadzenia prac zbyt blisko krawędzi złoża soli oraz z niewystarczającego wypełnienia części komór po zakończeniu wydobycia. Osłabiło to podziemną strukturę, zwiększyło ryzyko zawaleń i doprowadziło do pękania soli szybciej, niż mogła ona się samoczynnie uszczelniać. Ostrzeżenie o możliwości takich problemów miało pojawić się już w 1979 roku, ale nie zostało uwzględnione. Informacja o skali zagrożenia stała się publiczna dopiero w 2008 roku, a niemieckie władze muszą obecnie odzyskać około 47 tysięcy metrów sześciennych odpadów.
Odwracalność jako zabezpieczenie
Przypadek Asse II pokazuje, że największym problemem nie jest samo umieszczenie odpadów pod ziemią, lecz przewidzenie zachowania całego systemu w bardzo długim czasie. Materiał, który wygląda stabilnie po stu latach, może po tysiącu lat ulec korozji, pęknięciu albo przemieszczeniu. Po dziesięciu czy stu tysiącach lat rośnie niepewność dotycząca zarówno konstrukcji, jak i otaczającej ją skały. Z tego powodu część projektów zachowuje możliwość odzyskania odpadów, zamiast zakładać natychmiastowe i całkowite odcięcie dostępu.
Takie podejście przyjęto między innymi we Francji, gdzie planowane jest składowisko Cigéo w północno-wschodniej części kraju. Obiekt ma powstać w warstwie osadowej skały ilastej, która ogranicza przepływ wód gruntowych. Na miejscu ma działać kolej linowo-terenowa, dzięki której odpady będzie można w przyszłości przetransportować z powrotem na powierzchnię. Według materiału uruchomienie Cigéo planowane jest na lata 50. XXI wieku. Możliwość wycofania pojemników ma być zarówno odpowiedzią na ewentualne problemy techniczne, jak i zabezpieczeniem na wypadek, gdyby przyszłe pokolenia opracowały skuteczniejszy sposób wykorzystania lub unieszkodliwiania materiałów.
Jak ostrzec ludzi, którzy mogą zapomnieć o składowisku
Inny problem dotyczy nie samej konstrukcji, lecz pamięci. Za kilka tysięcy lat ludzie mogą nie wiedzieć, że w danym miejscu znajduje się podziemne składowisko. Gdyby rozpoczęli wiercenia albo wydobycie, mogliby przypadkowo naruszyć jego bariery. Trudno zakładać, że współczesne języki, symbole i instytucje przetrwają w niezmienionej formie przez dziesiątki tysięcy lat. Dlatego projektanci zastanawiali się, czy ostrzeżenie powinno być zapisane, przedstawione w formie krajobrazu, czy przekazywane przez kulturę i edukację.
W przypadku amerykańskiego Waste Isolation Pilot Plant w Nowym Meksyku rozważano budowę ogromnych ziemnych form i monumentów, między innymi krajobrazu przypominającego wielkie kolce, który miał zniechęcać do kopania. Pomysł nie został zrealizowany. Jednym z argumentów przeciwko takim konstrukcjom było ryzyko, że tajemnicze ruiny zamiast odstraszać, przyciągną poszukiwaczy skarbów. Francuscy inżynierowie analizują mniej widowiskowe rozwiązanie. Testowane są szafirowe dyski o średnicy 20 centymetrów, na których można zapisać do 40 tysięcy zminiaturyzowanych stron tekstu i obrazów. Materiał ma być odporny na wysoką temperaturę, zarysowania i działanie substancji chemicznych.
Szwecja opracowała z kolei 42-stronicowy cyfrowy dokument opisujący składowisko budowane głęboko pod ziemią w Forsmark, około 130 kilometrów na północ od Sztokholmu. Plan zakłada aktualizowanie dokumentu, tłumaczenie go i przekazywanie kolejnym pokoleniom. Szwedzki regulator jądrowy wskazywał też, że trwalsze od pojedynczych dokumentów może być włączenie wiedzy o składowiskach do edukacji i kultury. W materiale przywołano obserwacje antropologów dotyczące opowieści australijskich społeczności rdzennych. Według tych badań informacje o podnoszeniu się poziomu morza sprzed co najmniej 7000 lat mogły przetrwać dzięki przekazywaniu ich między pokoleniami oraz wzajemnemu korygowaniu błędów.
Finlandia przyjęła inną strategię. Podczas wyboru lokalizacji szukano miejsca, które nie tylko zapewniałoby stabilne podłoże, ale również nie zawierało atrakcyjnych zasobów, takich jak ropa. Chodziło o zmniejszenie prawdopodobieństwa, że w przyszłości ktoś będzie miał powód, aby prowadzić tam odwierty lub wydobycie. Zamiast polegać wyłącznie na znakach ostrzegawczych, projekt zakłada, że składowisko zostanie umieszczone w obszarze, który nie będzie interesujący z punktu widzenia przyszłych poszukiwań surowców.
Takie miejsce znaleziono na wyspie Olkiluoto w południowo-zachodniej Finlandii. Prace nad Onkalo trwają od 2004 roku. Na powierzchni obiekt przypomina współczesny zakład przemysłowy, ale wraz ze zjazdem w dół krajobraz stopniowo się zmienia. Tunele znajdują się ponad 400 metrów pod ziemią, a ich otoczeniem jest głównie gnejs, bardzo gęsta i słabo przepuszczalna skała metamorficzna. Fińscy badacze uznali to podłoże za szczególnie odpowiednie do długoterminowego składowania, choć sama skała nie ma być jedynym zabezpieczeniem.
System wielu barier
W Onkalo stosowany jest system KBS-3, opracowany przez szwedzką firmę zajmującą się odpadami jądrowymi. Jego podstawą jest kilka warstw ochronnych, które mają działać niezależnie od siebie. Najpierw zużyte paliwo zostaje umieszczone w pojemniku z żeliwa, zapewniającym wytrzymałość mechaniczną. Następnie pojemnik jest zamykany w miedzianym naczyniu o ściankach grubości 5 centymetrów. Badania przywołane w materiale wskazują, że miedź w czystej postaci pozostaje niemal niezmieniona w warunkach promieniotwórczych i pod wysokim ciśnieniem, dlatego może pełnić funkcję długotrwałej osłony.
Gotowy pojemnik ma zostać opuszczony do otworu wywierconego w podłożu jednego z tuneli. Wokół niego umieszcza się bentonit, czyli glinę, która po zetknięciu z wodą pęcznieje i tworzy gęstą, niemal nieprzepuszczalną barierę. Jeśli woda kiedykolwiek przedostanie się do tuneli, bentonit ma ograniczyć jej kontakt z pojemnikiem i utrzymać odpady w suchym otoczeniu. Warstwa gliny ma również amortyzować niewielkie ruchy skały. Ostatnią barierą pozostaje sam gnejs, wcześniej szczegółowo zmapowany, aby unikać stref z dużymi pęknięciami i mniejszymi osłabieniami strukturalnymi, przez które w przyszłości mogłaby przemieszczać się woda.
Inżynierowie przedstawiają ten układ jako rozwiązanie zbliżone do systemu odpornego na pojedynczą awarię. Jeżeli któryś z elementów ochronnych z czasem nie zadziała zgodnie z założeniami, pozostałe bariery nadal mają ograniczać ryzyko kontaktu odpadów ze środowiskiem. Geolog Clare Bond z University of Aberdeen, niezwiązana operacyjnie z projektem, oceniła, że bariera wykonana przez człowieka powinna zapewnić ochronę, a w razie problemu dodatkowe znaczenie będzie miała odpowiednio dobrana geologia. Jest to jednak ocena założeń projektu, a nie wynik wielotysięcznego testu, którego przeprowadzenie jest oczywiście niemożliwe.
W październiku 2026roku fiński rząd przyznał formalną licencję na działanie Onkalo. W najbliższych miesiącach mają rozpocząć się pierwsze dostawy odpadów jądrowych. Po całkowitym zapełnieniu obiektu wszystkie tunele i szyby mają zostać wypełnione dodatkowym bentonitem. Najważniejsza idea projektu nie polega więc na znalezieniu jednego materiału, który przetrwa każdą możliwą zmianę, lecz na połączeniu pojemników, miedzi, gliny i stabilnej skały. Onkalo ma być próbą zaprojektowania infrastruktury dla czasu, który wykracza poza normalne doświadczenie inżynierii i historii. O tym, czy założenia rzeczywiście sprawdzą się przez dziesiątki tysięcy lat, zdecydują procesy geologiczne i chemiczne, których nie da się dziś obserwować w pełnej skali.
