Một quốc gia niêm phong các thùng chứa ở lớp đá 1,9 tỷ năm tuổi: Hy vọng chúng sẽ ở đó hàng thiên niên kỷ

Kho chứa ngầm vĩnh viễn đầu tiên trên thế giới dành cho nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng sắp đi vào hoạt động tại Phần Lan. Cột mốc này đánh dấu một bước tiến lớn trong việc giải quyết một trong những vấn đề khó khăn nhất của năng lượng hạt nhân.

Chất thải hạt nhân từ lâu đã là một thách thức đối với ngành năng lượng. Mặc dù điện hạt nhân tạo ra lượng khí thải carbon thấp, nhưng nhiên liệu đã qua sử dụng vẫn còn phóng xạ nguy hiểm trong hàng thiên niên kỷ, đòi hỏi phải cách ly khỏi con người và môi trường.

Theo Associated Press, công trình được xây dựng sâu bên trong lớp đá gốc có niên đại 1,9 tỷ năm. Đây là kho chứa chất thải hạt nhân Onkalo, được thiết kế để lưu trữ chất thải có độ phóng xạ cao trong tối đa 100.000 năm và dự kiến sẽ nhận được sự phê duyệt cuối cùng trong vòng vài tháng tới.

Khi đi vào hoạt động, đây sẽ trở thành cơ sở đầu tiên thuộc loại này vượt ra khỏi phạm vi lưu trữ tạm thời và cung cấp giải pháp xử lý chất thải dài hạn.

Tại Onkalo, giải pháp nằm sâu hàng trăm mét dưới lòng đất. Chất thải sẽ được niêm phong trong các thùng chứa bằng đồng và chôn trong các đường hầm được khoét vào nền đá vững chắc, nơi nhiều lớp bảo vệ được thiết kế để ngăn ngừa rò rỉ.

Công trình này đang được phát triển bởi Posiva, ước tính có thể chứa tới 6.500 tấn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng. Sau khi được lấp đầy, các đường hầm sẽ được niêm phong vĩnh viễn, giữ cho chất thải bị cô lập trong hàng chục nghìn năm.

Được chôn cất an toàn trong hàng thiên niên kỷ

Kho chứa chất thải hạt nhân nằm sâu hơn 400 mét dưới lòng đất, trong các tầng đá cổ được lựa chọn vì độ ổn định của chúng. Các kỹ sư đã chọn địa điểm này vì hoạt động địa chấn thấp và khả năng giữ bức xạ trong thời gian cực kỳ dài.

"Điều quan trọng là hầm chứa có thể tách biệt với môi trường và con người trên bề mặt," nhà địa chất Tuomas Pere nói khi giải thích lý do tại sao địa điểm hẻo lánh này được chọn. “Chúng ta có thể xử lý chất thải một cách an toàn hơn so với việc lưu trữ chúng trong các cơ sở đặt trên mặt đất.”

Quy trình bao gồm niêm phong nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng bên trong các thùng chứa bằng đồng chống ăn mòn, sau đó chúng được đặt trong các đường hầm dưới lòng đất.

Căn hầm được nhồi đầy đất sét bentonit, một loại vật liệu nở ra khi ướt, tạo ra một lớp chắn bổ sung chống lại sự di chuyển của nước và sự phát tán phóng xạ.

Mặc dù có thiết kế tiên tiến, phương pháp này vẫn còn nhiều lo ngại. Các chuyên gia cho rằng vẫn còn những điều chưa chắc chắn về cách các vật liệu sẽ hoạt động trong khoảng thời gian cực kỳ dài.

Vẫn còn những nghi ngại

“Quan điểm của tôi về việc xử lý chất thải hạt nhân là không có lựa chọn nào tốt cả, nhưng điều quan trọng là phải tìm ra lựa chọn ít gây hại nhất”, Edwin Lyman thuộc Liên minh các nhà khoa học quan tâm (Union of Concerned Scientists) chia sẻ với truyền thông.

Ông nói thêm rằng chôn lấp chất thải phóng xạ trong lòng đất có lẽ là "lựa chọn ít tệ nhất trong số nhiều lựa chọn tồi tệ khác."

Một mối lo ngại là độ bền lâu dài của các bình chứa bằng đồng, chúng có thể bị ăn mòn theo thời gian. Mặc dù các kỹ sư dự đoán điều này sẽ mất hàng nghìn năm, nhưng thời gian chính xác vẫn chưa được xác định.

“Tôi hy vọng đó là một quá trình diễn ra chậm đến mức hầu hết các chất phóng xạ sẽ phân rã hết vào thời điểm đó. Nhưng một lần nữa, vẫn còn những điều không chắc chắn,” Lyman nói.

Tuy nhiên, việc chôn lấp chất thải dưới lòng đất vẫn được xem là an toàn hơn so với việc để chúng trên mặt đất, nơi chúng có thể tiếp xúc với các rủi ro về môi trường hoặc các mối đe dọa khác.

Ngoài khía cạnh kỹ thuật, dự án này còn đặt ra một thách thức độc đáo: làm thế nào để cảnh báo các thế hệ tương lai về mối nguy hiểm tiềm ẩn bên dưới.

Các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu các phương pháp giao tiếp dài hạn, bao gồm các dấu hiệu và biểu tượng bền vững có thể được hiểu sau hàng nghìn năm nữa.

Trên toàn cầu, phần lớn chất thải hạt nhân vẫn được lưu trữ trong các cơ sở tạm thời. Việc dự án Onkalo sắp hoàn thành báo hiệu một sự chuyển dịch sang các giải pháp lâu dài, khi các quốc gia tìm kiếm những cách thức an toàn hơn để quản lý vật liệu phóng xạ trong dài hạn.