Ketika rencana dibatalkan pada tahun 2009 untuk penyimpanan limbah nuklir Gunung Yucca, beberapa khawatir bahwa ekspansi tenaga nuklir Amerika mungkin akan membubarkannya. Tanpa tempat yang aman dan permanen untuk menyimpan 70.000 metrik ton limbah nuklir negara itu - yang saat ini disimpan di kolam sementara dan tong kering di 75 lokasi di seluruh negeri - tampaknya ekspansi tenaga nuklir yang kuat mungkin harus diletakkan di belakang burner .
Tetapi opsi yang mungkin ada di cakrawala; dalam sebuah artikel (pdf) yang diterbitkan minggu ini di Eos, surat kabar American Geophysical Union (AGU), ahli hidrologi Survei Geologi AS Christopher Neuzil menyarankan bahwa serpihan - batu mineral yang ditemukan berlimpah di Amerika Serikat - bisa menjadi kunci untuk sebuah masa depan pembuangan yang aman untuk limbah nuklir.
Shale dan formasi argilaceous lainnya (setiap media yang kaya tanah liat seperti mudrocks) memiliki kualitas unik tertentu yang akan membuat mereka kandidat utama untuk pembuangan limbah nuklir, Neuzil berpendapat. Formasi argillaceous memiliki permeabilitas yang sangat rendah, yang berarti bahwa risiko untuk limpasan beracun dari penyimpanan limbah akan sangat berkurang. Limpasan nuklir adalah salah satu kekhawatiran terbesar untuk penyimpanan limbah, yang berasal dari limbah yang larut dalam air tanah yang mengalir melalui area penyimpanan. Karena air mengalir melalui serpih pada tingkat yang sangat lambat, Neuzil mengatakan bahwa bahan tersebut akan bertindak sebagai penghalang yang berbeda antara limbah nuklir dan potensi limpasan. Bahkan, serpihan dapat bertindak seperti spons, menyerap air tanpa melepaskan apa pun; ini akan memungkinkan limbah nuklir disimpan dengan aman, menyimpan bahan limbah di dalam formasi.
Selain itu, Neuzil mengutip kelimpahan alami shale di Amerika Serikat sebagai keuntungan yang jelas. "Amerika Serikat berada dalam posisi yang patut ditiru sehubungan dengan skala dan keragaman semata dalam usia, sejarah, komposisi, dan ketebalan formasi argillaceous dalam perbatasannya, " tulis Neuzil. “Secara geologis dan geografis, banyak pilihan potensial untuk repositori.” Selain itu, lokasi formasi ini merupakan manfaat lain dari penyimpanan limbah; karena formasi sering ditemukan di daerah yang relatif tua dan stabil secara geologis, risiko gangguan tektonik akan sangat berkurang.
Permeabilitas serpihan yang rendah adalah sesuatu yang mulai dikenal oleh orang Amerika - inilah yang memungkinkan gas dan minyak serpih, yang terbentuk ketika komponen organik di dalam batu pecah, untuk mengumpulkan tanpa melarikan diri. Faktanya, fracking untuk mengekstraksi shale gas dilakukan untuk mengatasi sifat kedap shale. Tetapi alih-alih mencari untuk mengekstrak apa yang mungkin ada di dalam serpih untuk menghasilkan energi, para ilmuwan seperti Neuzil melihat serpih sebagai media untuk menampung produk sampingan energi yang telah diproduksi. Dan dengan energi nuklir yang bertanggung jawab atas hampir 20 persen dari produksi energi nasional, kebutuhan kita untuk secara permanen membuang bahan bakar nuklir bekas tumbuh setiap tahun.
Dapatkah serpihan, yang terlihat di atas, secara permanen menampung limbah nuklir di bebatuan jauh di bawah tanah? (Foto oleh pengguna Flickr Seldom Scene Photography) Amerika Serikat baru-baru ini mulai meneliti potensi pembuangan serpih, tetapi Neuzil mengutip beberapa penelitian yang telah dilakukan - atau sedang berlangsung - di Eropa dan sekitarnya, dari Inggris hingga Jepang. Perancis, Belgia dan Swiss telah bergerak melampaui proses penelitian, dan saat ini sedang menyusun rencana untuk menerapkan penyimpanan serpih limbah nuklir mereka (pdf). Meskipun ada kekhawatiran bahwa penempatan berpotensi mengganggu integritas serpih sebagai penghalang limbah, penelitian di Eropa menunjukkan bahwa formasi, bahkan dengan rongga yang dibuat untuk penyimpanan limbah, mempertahankan kemampuan mereka untuk menjaga air tanah dari membawa kontaminan dalam jarak yang dapat diukur.
Shale bukan tanpa peringatan, namun. Neuzil mencatat bahwa penelitian seputar potensi shale untuk penyimpanan nuklir sebagian besar harus diekstrapolasi dari mineral lain, karena laju aliran air shale yang rendah juga membuat mempelajari fenomena tersebut menjadi sulit. Alih-alih mempelajari permeabilitas serpih dalam jangka panjang, para ilmuwan menggunakan batu dengan laju aliran yang lebih cepat, yang lebih cepat dan lebih mudah dipelajari dalam jangka pendek, dan menerapkan sifat-sifat tersebut pada serpih. Ini bisa menjadi ancaman bagi keberhasilan penyimpanan shale jangka panjang, karena tidak ada data tentang kemampuannya yang sebenarnya untuk menghadapi situasi penyimpanan jangka panjang.
Jadi bagaimana Anda bisa benar-benar menghabiskan bahan bakar nuklir ke batu-batu tanah liat ini? Neuzil menyarankan bahwa limbah itu sebagian besar akan ditempatkan dalam bentuk padat. “Sebagian limbah mungkin dikosongkan, atau dicampur dengan gelas cair yang kemudian membeku. Ini dapat mempersulit limbah untuk mencemari air tanah apa pun yang menghubunginya, ”jelasnya dalam sebuah wawancara, menambahkan bahwa limbah apa pun juga akan ditempatkan dalam kaleng (baja tahan karat atau tembaga) untuk semakin menghambat kontaminasi lingkungan sekitar.
Pada bulan April tahun ini, Departemen Energi mengumumkan rencana untuk meluncurkan proyek penelitian dan pengembangan baru yang dipimpin oleh Lembaga Penelitian Tenaga Listrik (EPRI), investasi 15, 8 juta dolar yang akan berpusat pada desain dan implementasi penyimpanan tong kering untuk limbah nuklir . Initatif tidak menyebutkan apa-apa tentang memperluas penelitian ke opsi lain - geologis atau sebaliknya - meskipun juru bicara Departemen Energi mencatat bahwa mereka saat ini "menganalisis kemampuan berbagai media geologis, termasuk tanah liat, garam, batu kristal dan serpih, untuk pembuangan repositori di Amerika Serikat, ”serta memanfaatkan penelitian yang ada yang dilakukan oleh negara lain.
