深いボアホールは私たちの核廃棄物問題を解決できますか?

ハワード・リー - 2023年2月27日午前11時45分（協定世界時）

計画されている使用済み核燃料の永久処分場には、共通点が 1 つあります。それは、それらがすべて地下鉱山であるということです。

他の鉱山と同様に、採掘された核廃棄物の保管場所はエンジニアリングの複雑な偉業です。 発破やボーリングマシンで掘削する必要があり、岩の支持体を使用してトンネルを安定に保ち、地下水を処理して人や機械の安全を確保するための換気、シール、ポンプを備えている必要があります。 しかし、鉱山とは異なり、処分場は放射性廃棄物のキャニスターを輸送して埋葬する必要があり、トンネルがキャニスターを何千年にもわたって安全に保つことができる厳格な基準に基づいて設計されている必要があります。

これらの欠点のほとんどを解消する別のアイデアがあります。それは、深いボーリング孔に廃棄することです。 しかし、それらは実現可能かつ安全であり得るでしょうか?

一見すると、深部ボーリング孔の処分は完全に実現可能に思えます。

米国エネルギー省は、このプロセスの経験を積むために4〜5キロメートル（2.5〜3マイル）の垂直ボーリング孔を掘削することを計画していましたが、プロジェクトは2017年に中止されました。このボーリング孔は採掘された埋蔵量よりも約10倍深かったでしょう。しかし、石油やガスのボーリング孔ではこのような深さは珍しいことではありません。

このアプローチに興味を持っているのは政府だけではない。 Deep Isolation は 2016 年に設立され、カリフォルニアに本社を置く会社で、世界中のどこでも商業サービスとして深いボーリング孔での核廃棄物処分を提供することを目指しています。 「地質に応じて、それに合わせてボーリング孔を設計できます」とディープ・アイソレーションの地質学者ジョン・ミジリー氏は言う。 同社の設計は、垂直の深いボーリング孔から、水平の廃棄セクションを備えた浅い J 字型のボーリング孔まで、あらゆるものに対応できます。 繰り返しになりますが、石油・ガス産業が最初にそこに到達し、米国だけで水平断面を持つ約 160,000 個のボーリング孔を掘削しました。

「あれほど深い石油井やガス井はたくさんあるので、問題は岩石がどれだけ硬いか、ドリルビットがどれくらいの頻度で磨耗するか、といったことになるだろうが、一般的には…[深さ]が存在するとは思えない」さらなる問題はありません」と核廃棄物と二酸化炭素の地層処分の専門家であるイリノイ大学のシェリリン・ウィリアムズ・ストラウド氏は述べた。

地表の一点から複数の廃棄穴を掘削して地下に広げることができるため、コストと環境への影響を最小限に抑えることができ、鉱山よりも除去して廃棄する岩石の量がはるかに少なくなります。 したがって、理論的には、すべての原子力発電所に独自の廃棄ボーリング孔を設けることができ、使用済み燃料を国中に輸送する必要がなくなる。

深いボーリング孔では、キャニスターが端から端まで配置され、周囲の岩石によって冷却されるため、採掘された処分場よりも高温の廃棄物を受け入れることができるはずです。 これは、使用済み燃料を発電所の冷却プールで現在ほど長く費やす必要がなくなることを意味する。 支持者らはまた、深いボーリング孔は占有スペースが少なく、はるかに深く、占有されないため、サイトの地質調査の必要性がはるかに少なく、はるかに簡単になり、さらに多くの時間と費用を節約できると主張しています。

ボーリング孔は廃棄物をより早く受け入れられるようにする必要もあります。 ディープ・アイソレーションの最高執行責任者、ロッド・バルツァー氏は「最初のボーリング孔は２カ月もかからずに完成できた」と述べた。 これは、マイニングされたリポジトリの開発に 10 ～ 20 年かかったのとは対照的です。 バルツァー氏はまた、ディープ・アイソレーションの当初の計算では、同社が「採掘された処分場のコストの半分以下」で核廃棄物を処分できることを示唆しているとも語った。

おまけに、この方法は一部の核兵器廃棄物の処理に特に魅力的です。 兵器級プルトニウムを4キロメートルのボーリング孔の底に置くことは、アクセス可能な採掘場や、セシウム137とストロンチウム90を含む非常に放射性が高く発熱する「ハンフォード・カプセル」に置くよりも本質的に安全である。石油業界標準の単一のボーリング孔ですべて処分できる。

しかし、深いボーリング孔を魅力的にしているのと同じ特性により、その実用性も制限されます。