Depozitarea în formațiuni geologice adânci , numit uneori groapa de gunoi , este planificată pentru gestionarea deșeurilor nucleare , în plus față de zona de depozitare în multe țări, în special pentru înaltă și deșeuri de mediu trăit mult timp . Acesta constă în condiționarea acestor deșeuri și apoi plasarea lor într-o formațiune geologică stabilă prin interpunerea barierelor naturale și artificiale între deșeuri și mediu. Această metodă de gestionare se bazează pe presupunerea că reținerea deșeurilor poate atinge o durată suficientă pentru a asigura degradarea sa radioactivă.
Depozitarea deșeurilor nucleare în profunzime este un subiect de controversă în întreaga lume și multe mișcări și organizații ecologice luptă împotriva acestei soluții pe care o consideră nesigură, costisitoare și inutilă.
Din deșeurile radioactive au fost și sunt produse în diferite țări. Gestionarea acestor diferite tipuri de deșeuri se bazează pe caracteristicile lor specifice: nivelul de activitate și perioada de declin. Obiectivul este de a izola deșeurile din biosferă până când radioactivitatea reziduală este inofensivă. Diferite tipuri de gestionare (depozitarea, depozitarea, eliminarea profundă etc.) sunt utilizate sau avute în vedere în funcție de diferitele tipuri de deșeuri.
Deșeurilor la nivel înalt și a trăit lung (HLW) și de nivel intermediar , durata lunga de viata (IL-LL) EMIT în timpul vieții vechi de secole a durat mai multe milenii sau radiații ionizante.
În ansamblu (toate tipurile de stocare combinate), un sit de stocare recâștigă nivelul de radioactivitate medie în scoarța terestră după un milion de ani: dincolo de un milion de ani, nu este posibil să fie afirmativ în ceea ce privește soarta geologică a sitului ( mișcări geologice pe scara plăcii continentale), dar acest lucru nu ar trebui să pună o problemă, deoarece situl nu va mai fi radioactiv. În plus, un pachet tipic va fi fiabil peste aproximativ 10.000 de ani; Prin urmare, trebuie să se preocupe de ori între 10 4 și 10 6 ani. Prin urmare, metoda de gestionare a acestor deșeuri trebuie să permită izolarea acestora din biosferă pentru timpul necesar reducerii acestora.
Dincolo de un milion de ani, vor rămâne totuși metale grele, care constituie deșeuri toxice. Deșeurile nucleare și metalele grele sunt luate în considerare la Poluarea chimică și eliberarea de entități noi ( „Poluarea chimică și respingerea noilor entități” ) în cadrul limitelor planetare recunoscute de Franța.
Trebuie făcută o distincție între argumentele dezvoltate pentru sau împotriva energiei nucleare și cele dezvoltate pentru sau împotriva centrelor de stocare subterane. Astfel, un susținător al energiei nucleare se poate opune instalației de (de) depozitare Gorleben , în timp ce este foarte posibil ca un oponent al utilizării energiei nucleare să fie în favoarea acestuia.
Una dintre metodele de management propuse (sau chiar reținute) în unele țări este eliminarea geologică profundă.
Eliminarea geologică este concepută pentru a întârzia eliberarea și migrarea elementelor radio pe o scară de timp compatibilă cu perioada lor de degradare. Se bazează pe un design multi-barieră, al cărui cel mai înalt nivel este chiar formațiunea geologică. Celelalte bariere puse în aplicare sunt pachetul de deșeuri în sine (pe care un studiu al naturii îl invită să evalueze mai bine), pachetul de eliminare, precum și posibilele dispozitive de izolare, cum ar fi o barieră de bentonită proiectată . Ca atare, arheologia și, în special , arheometalurgia , sunt surse valoroase de informații pentru înțelegerea îmbătrânirii materialelor de-a lungul mai multor secole sau milenii.
În lume sunt în prezent studiate sau utilizate diferite formațiuni gazdă: tuf vulcanic , granit , sare , argilă etc. Comportamentul acestor diferite materiale în ceea ce privește constrângerile de depozitare (în special temperatura și prezența apei) determină natura barierelor puse în aplicare.
Apa este a priori principalul factor de deteriorare / coroziune a pachetelor de deșeuri radioactive pe de o parte, și vectorul principal al elementelor , eventual radioactive eliberate în bariera geologică pe de altă parte. Modelarea mișcărilor apei în subsol este o problemă complexă. Folosește legea lui Darcy referitoare la fluxurile de apă în medii mai mult sau mai puțin poroase . În acest tip de curgere, este un diferențial de presiune care determină mișcarea apei, acesta din urmă aducând, în totalitate sau parțial, anumite elemente.
Cu toate acestea, chiar și acolo unde apa nu se poate mișca, în special în formă ionică, elementele pot migra cu ușurință dacă se stabilește o concentrație sau o diferență de presiune (sub efectul temperaturii, de exemplu) sau în contextul fenomenelor de microcapilaritate sau nanocapilaritate (acest lucru se numește molecular difuzie ). Ultimul fenomen va fi, de exemplu, predominant în mare parte în cazul eliminării geologice în lut. În ecuațiile de difuzie , cum ar fi cele stabilite de Fick va lua în considerare , de asemenea , alte fenomene ale căror anion de excludere care pot modifica în mod semnificativ transferul de anioni medii poroase (anioni de accelerare a fluxului , în unele sisteme microporos și prevenirea accesului acestora la pori în cazul în care acestea ar putea altfel să se atașeze în contextul a fenomenelor de retenție chimică ). Se atribuie unei repulsii electrostatice indusă de sarcina negativă a suprafețelor solide; este, de asemenea, descris de o teorie cunoscută sub numele de „teoria difuzivă cu dublu strat ”. Modelele de difuzie în argile profunde trebuie, de asemenea, să integreze procesele de reactivitate chimică a argilelor.
Considerațiile de mai sus presupun, întâmplător, că toți atomii radioactivi depozitați sunt sub formă de compuși solubili în apă. Cu toate acestea, reactorul natural din Oklo (Africa), care a funcționat sute de mii de ani timp de aproape două miliarde de ani, arată că plutoniul a migrat doar cu câțiva decimetri înainte de a fi complet transmutat în uraniu , care trebuie să fi luat aproximativ 100.000 de ani sau asa de. Studiul mineralelor naturale arată, de asemenea, că cristalele precum zirconul trec prin epoci geologice întregi și cicluri orogene de durată comparabilă, rămânând nealterate. Cu toate acestea, pot conține uraniu, parțial transformat în plumb. Cesiul, despre care se credea că migrează ușor, este imobilizat în minerale precum rodizitul. Este astfel clar că chimia geologică oferă garanții de izolare pentru durate de ordinul unui miliard de ani, știind că doar câteva mii de ani sunt suficiente pentru tratarea deșeurilor artificiale finale.
Un sit de eliminare a deșeurilor radioactive poate implica mai multe tipuri de riscuri, necesitând răspunsuri de diferite tipuri:
Calculele de siguranță ale depozitelor utilizează concepte probabilistice. Ca și în cazul oricărui risc, doi parametri sunt determinați pentru a evalua consecințele probabile ale unui eveniment (intruziunea umană, fluxul de apă mai mare decât era de așteptat, cutremur, glaciație etc.):
Din nou, studiul activității de-a lungul mai multor secole sau chiar milenii ( arheoseismologie ) este important. Dimensionarea depozitului îndeplinește apoi constrângerea unui impact asupra biosferei mai mic decât standardele în vigoare. Hidrometria galeriilor condiționează oxidarea materialelor, care influențează producția de gaze (hidrogen, metan etc.)
Conceptul de eliminare geologică în straturi profunde este prezentat ca o metodă de gestionare care nu constrânge generațiile viitoare pe baza deșeurilor produse în prezent. În funcție de țară, stocarea planificată sau operațională este reversibilă sau ireversibilă.
Pe termen mai lung, această eliminare geologică ar face posibilă, de asemenea, potrivit promotorilor săi, să anticipeze posibilele răsturnări în societate: ar rămâne în siguranță chiar dacă site-ul ar fi uitat și supravegherea va fi oprită. Este un concept pasiv a cărui siguranță nu depinde de acțiunea generațiilor viitoare .
Pentru oponenții săi (în special organizațiile de mediu la nivel european), exemplul minei Asse, care a fost supusă infiltrării ducând la contaminarea nucleară a mediului înconjurător, dovedește că depozitarea deșeurilor prin înmormântare prezintă riscuri semnificative.
Indiferent dacă sunt depozitate la suprafață sau în profunzime, aceste deșeuri vor fi supuse capriciilor istoriei și posibilelor dezastre naturale care, prin definiție, nu sunt foarte previzibile (pe termen lung în special). Timpul mediu de înjumătățire radioactivă al acestor deșeuri este de aproximativ 250.000 de ani, adică timpul care ne separă de sfârșitul glaciației Mindel și Homo steinheimensis în mijlocul preistoriei neandertaline . Aceasta implică „găsirea unei modalități de a comunica pericolul acestor depozite de deșeuri generațiilor viitoare, pe un orizont de timp dincolo de comparație și chiar cu istoria civilizațiilor umane” .
Mina Asse a fost utilizată în anii 1970 pentru depozitarea deșeurilor radioactive scăzute și medii, apoi ca laborator subteran de cercetare . Din 1995, site-ul este în curs de a fi demontat. Astăzi primește deșeuri nucleare. Apa intră într-o mină de sare dacă bariera de sare care este lăsată pe loc în jurul minei este deteriorată - fie pentru că această barieră a fost perforată accidental, fie pentru că deformarea arhitecturii.sarea provoacă lacrimi în ea. Mina Asse este amenințată în special de apă, deoarece bariera de sare este uneori la doar câțiva metri.
Situl Gorleben a fost ales inițial ca depozit geologic pentru deșeuri de lungă durată de nivel înalt și mediu. Au fost construite facilități. Proiectul este totuși contestat și este blocat de un moratoriu.
Statul Australia de Sud plănuia să construiască un depozit de deșeuri pentru deșeuri foarte radioactive din întreaga lume. După organizarea unei comisii regale de anchetă, favorabilă proiectului dinMai 2016, Cetățenii australieni aleși la întâmplare votează covârșitor împotriva acestui proiect de către noiembrie 2016.
În Belgia, din 1974, depozitarea deșeurilor radioactive a fost studiată în laboratorul HADES al Centrului pentru Studiul Energiei Nucleare (SCK • CEN) din Mol . Acest laborator este situat la 225 de metri adâncime în stratul de lut al lui Boom .
Guvernul chinez a decis ca deșeurile radioactive de lungă durată să fie depozitate la mare adâncime. Un site a fost ales în Gansu , la nord-vest de orașul Jiayuguan , pentru a efectua cercetări într-un laborator subteran care va fi săpat în granit. Scufundarea va începe în 2020.
Construit după 20 de ani de studii, uzina pilot de izolare a deșeurilor din Carlsbad (New Mexico) primește deșeuri transuranice din 1999, dar a fost închisă înfebruarie 2014în urma unui accident. S-a redeschis în 2016, pentru activitate limitată. În 2016, mai multe alunecări de teren au întârziat în continuare revenirea în serviciu, care a fost autorizată de administrația Obama pe8 decembrie 2016. Expedierile de deșeuri au fost reluate10 aprilie 2017.
Situl Muntelui Yucca (Nevada) a fost studiat din 1978 și este propus ca un loc de eliminare a deșeurilor provenite din generarea de energie nucleară. Programul provizoriu al Departamentului Energiei al Statelor Unite a solicitat punerea în funcțiune în 2017, dar a fost suspendat în 2008. În 2018, în Camera Reprezentanților a fost adoptată în mare măsură o lege care hotărăște relansarea proiectului.
În Franța, după 15 ani de cercetare organizate în 1991 prin Legea Bataille , soluția de referință pentru gestionarea deșeurilor radioactive de activitate înaltă și activitate intermediară a trăit lung este adânc depozitarea geologică. Această soluție rămâne dezbătută din punct de vedere tehnic (siguranța conceptului în raport cu un depozit în special) și politică (procesul de luare a deciziilor, alegerea locului pentru depozitul posibil). Studiile sunt efectuate de Agenția Națională pentru Gestionarea Deșeurilor Radioactive, care operează laboratorul subteran de cercetare de la Bure . Construit la o adâncime de 500 de metri din 2000, acest laborator situat la granița dintre departamentele Meuse și Haute-Marne permite efectuarea de măsurători și experimente științifice și tehnice pentru depozitarea acestor deșeuri radioactive. Legea28 iunie 2006prevede ca proiectul Cigéo să fie prezentat Parlamentului în 2015 și, sub rezerva acceptării acestuia, deschiderea centrului de depozitare va avea loc în 2025. Cu toate acestea, în urma dezbaterii publice din 2013 și apoi a adoptării în 2016 a unei noi legi, termenele au fost amânate cu câțiva ani, întotdeauna cu rezervarea acceptării sale. Dosarul de opțiuni de siguranță (DOS), examinat din 2016 de ASN cu sprijinul IRSN și al experților autorităților străine de siguranță, a fost considerat foarte bun de către ASN, în rezerva împotriva riscului de incendiu prezentat de ambalajul, format din bitum, a anumitor pachete de deșeuri. Cererea de declarare a utilității publice a fost depusă în 2020.
Agenția Japoneză pentru Energie Atomică construiește două laboratoare subterane:
Scufundarea arborelui a început în 2004 în Mizunami și în 2005 în Honorobe.
Operatorul național pentru gestionarea deșeurilor radioactive (NoRAO), care operează deja un centru de depozitare a deșeurilor de scurtă durată, de nivel mediu și scăzut, în Novoouralsk , va construi până în 2024 în regiunea Krasnoiarsk un laborator subteran de cercetare destinat studiului fezabilitatea unui depozit geologic profund într-un masiv de granit.
În urma votului federal al21 mai 2017, Elveția a programat eliminarea treptată a energiei nucleare prin decizia de a nu construi noi reactoare nucleare. Deșeurile radioactive sunt depozitate și răcite temporar în bazine uriașe pe amplasamentele centralei și în centrul de depozitare temporară a deșeurilor nucleare de nivel scăzut din Zwilag (administrat de compania Zwischenlager Würenlingen AG ), în Würenlingen din cantonul Argovia .
Două laboratoare au fost construite de Nagra pentru a studia fezabilitatea eliminării în profunzime. Mont-Terri laboratorul subteran , în Jura , studiază proprietățile lut. Cel din Grimsel , în cantonul Berna , este folosit pentru cercetări similare asupra granitului.
Legea privind energia nucleară prevede că deșeurile trebuie să rămână pe teritoriul elvețian și să fie îngropate în depozite în straturi geologice adânci. Au fost selectate trei locații: Consiliul Federal propune studierea zonelor de pe versantul nordic al Lägern (AG / ZH), Jura-est (AG) și în regiunea viticolă Weinland din Zurich.
Unii oameni de știință, precum fizicianul Jean-Pierre Petit sau agronomul Bertrand Thuillier, critică soluția eliminării profunde, în special din cauza riscului de explozie și incendiu datorat eliberării de hidrogen din deșeuri. Bernard Laponche și asociația Global Chance recomandă eliminarea superficială (aproximativ cincizeci de metri) în mod temporar până când progresele cercetării au făcut posibilă dezvoltarea unui proces care să permită scăderea radioactivității deșeurilor HAVL, dar acest lucru nu este acceptat în nicio țară din lume de către autoritățile de reglementare din sectorul nuclear și stârnește un scepticism puternic în rândul multor ecologiști. Un raport IRSN a arătat, de asemenea, că țările străine care au studiat această soluție, fie au abandonat-o definitiv, fie au implementat-o temporar, ca o condiție prealabilă pentru crearea unui depozit definitiv la mare adâncime.
Potrivit senatorului Daniel Goulet , Claude Allègre , fost președinte al BRGM ar fi declarat: „Avem dreptate să ne mobilizăm împotriva metodelor de depozitare; din punct de vedere geologic, subsolul este cel mai prost loc pentru depozitarea deșeurilor din cauza apei care circulă acolo și pătrunde peste tot ” . Cu toate acestea, potrivit lui Olivier Méplan, de la Institutul Orsay de Fizică Nucleară , dacă situl este ales corect, apa care înmoaie subsolul „circulă” doar la viteze foarte mici; timpul pentru ca apa să ajungă la o ieșire, adică câteva mii de ani, principalii ioni radioactivi solubili au dispărut din cauza decăderii radioactive.