[发明专利]核废料和其他类型的有害废料的深埋

说明书

本发明提供了核废料和其他类型的有害废料的深埋。还提供了一种处理核废料和其他有害废料的系统和方法，包括用于使废料流与液体以及可选地固体材料混合以产生稠密流体的装置和步骤，该废料流包括放射性废料或有害废料(或二者)；以及将稠密流体泵送到注入孔的管柱中的装置和步骤。然后，稠密流体离开注入孔的壳体中的穿孔，并进入岩石地层中的裂缝，其中，其继续向下蔓延，直到其到达固定点。该稠密流体可以是由金属和交联聚合物凝胶或水合粘土浆料形成的浆料。该金属可以是具有的熔化温度低于注入孔底部的温度的金属。该固体材料也可以是其他核废料或放射性核素。

本申请是申请日为2012年6月29日，申请号为201280032717.3，发明名称为“核废料和其他类型的有害废料的深埋”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及核废料和其他类型的有害废料的深埋方法及系统。

背景技术

在美国，核反应堆产生19％的电力，并且，此过程产生氧化铀或混合氧化物燃料的形式的高等级放射性废料。每年，从美国的商业反应堆产生约1000m³(6200bbl)的高等级废料，并且，军事行动产生额外的材料。欧洲在核动力方面也投入大量资金(例如，大于法国电力的3/4由核反应堆产生)，并且，世界上的其他国家也已开始积极地推行核能以激励他们的经济发展。

因此，目前核废料产生的速度是约10000m³/年，并且，全世界产生的放射性废料的量预计将明显地增长。但是，并没有安全、可靠的原地，即，在废料产生的源处处理核废料的方式。此废料包括，但不限于，来自核反应堆的废核燃料、来自废核燃料的再处理的高等级废料、主要来自防御计划的铀后废料、以及来自铀矿石的开采和加工的铀加工尾料。目前，将高等级核废料储存在其所产生的反应堆处。对于处理来说，唯一认真考虑的选项是，将废料放置在低透过性地质层组，例如，密实的岩石或粘土中。目前的用于处理放射性废料的方法并不是没有问题。国会已经发布命令，要求隔离10,000年期间，但是，难以确保目前储存地的浅深度处的废料将保持与生物圈隔离，或与人的干预隔离，甚至是对于这段时间的一部分来说也是如此。

雅卡山，拉斯维加斯附近的300m深的设施，是美国唯一用于高等级废料处理的选择。此设施已经检查了20年，甚至在花费了$50B之后，其最早将在2017年开放。国会在政治上大量反对，内华达州和其他州可能甚至进一步延迟开放。例如，国会并未对2011年联邦预算中的场地开发提供任何资金支持。关于废料放在300m深度处，保持与生物圈隔离10,000年的可行性，存在明显的不确定性，并且，此不确定性是对雅卡山的大部分反对意见的基础。即使雅卡山开放，已经分配所有其容量，并考虑了对额外容量的选择。

就寻找永久处理位置中所包括的政治策略而言，最好地说，是困难的，最差地说，是难以处理的。因为废料在非常长的时间内保持放射性，没有人希望此废料穿过其“后院”到达永久处理位置，或处于作为处理位置的其“后院”中。当政客和公众继续争论该问题时，废料以有争辩的比任何提出的永久处理解决方案的安全性差得多的方式，保持暂时储存在原地。例如，核反应堆暂时将废料储存在水池中的原地。日本东北部的破坏了东京电力公司福岛核电站的电源和冷却系统的毁灭性的地震和海啸证明，此储存实践实际上是如何的脆弱和可能具有危险性。

因此，存在对一种安全、可靠的原地处理核废料的方法的需求，以及对一种可实现国会要求且其他国家寻求的10,000年隔离周期的方法的需求。

发明内容