Khám phá hầm chứa chất thải hạt nhân đầu tiên trên thế giới

Là một trong những quốc gia đi đầu trong việc sử dụng điện hạt nhân, Phần Lan đang nhanh chóng xây dựng hầm chứa chất thải hạt nhân đầu tiên trên thế giới mang tên Onkalo. Căn hầm này được xây dựng ở độ sâu khoảng 400m, chạy dọc theo những cánh rừng của vùng Olkiluoto, sẽ đi vào hoạt động từ năm 2024.

Theo chuyên gia địa chất Sanna Mustonen, hệ thống hang ngầm này được hình thành từ cách đây 2 tỷ năm, và giữ nguyên vẹn trạng thái cho tới tận ngày nay.

Theo tính toán sơ bộ, hầm Onkalo sẽ bị lấp đầy bởi 3.250 ống đồng trong thời gian 100 năm. Sau khi được lấp kín, căn hầm này sẽ bị niêm phong, cơ sở hạ tầng trên mặt đất sẽ được tháo dỡ, xóa bỏ hoàn toàn sự tồn tại của Onkalo.

Mỗi lỗ chôn có thể chứa từ 30-40 ống đồng như vậy, sau đó được lấp đầy bằng bentonite (một loại đất sét hút nước). Cuối cùng, lỗ chôn được niêm phong hoàn toàn bằng bê tông, giữ cho các chất thải an toàn trong 10.000 năm.

Theo Sarah Hirschorn, giám đốc khoa học địa chất ở Tổ chức quản lý chất thải hạt nhân Canada (NWMO), cách duy nhất để các vật thể di chuyển từ nơi lưu giữ tới mặt đất và ảnh hưởng tới con người là cuốn theo dòng nước.

Điều đó có nghĩa hầm chứa dưới lòng đất nên nằm trong lớp đất sét, muối hoặc đá tinh thể cứng, bởi chúng có lỗ rỗng nhỏ không thông với nhau nên nước rất khó ngấm qua. Ở Onkalo, lớp đá nền gần 2 tỷ năm tuổi chủ yếu là gneiss, một loại đá cứng hình thành dưới nhiệt độ và áp suất cao.

Dù không có kết cấu rỗng, lớp đá vẫn có thể chứa vết nứt và Posiva phải lập bản đồ để tránh những chỗ đó khi công nhân đào sâu hơn. Chính vết nứt điều khiển chuyển động của nước, nhà địa chất học Neil Chapman, cố vấn cho Cơ quan an toàn hạt nhân và phóng xạ (STUK) của Phần Lan cho biết.

Nếu phát hiện bất kỳ vết nứt lớn nào khi khoan, hố đó sẽ không được sử dụng. Nếu ngấm vào hầm bằng cách nào đó, nước phải ngấm qua bentonite và đồng để tới chỗ nhiên liệu hạt nhân đã sử dụng.

Sau khi tới Onkalo, nhiên liệu đã sử dụng sẽ được xử lý ở nhà máy đóng gói. Trong phòng bằng thép không gỉ bao quanh bởi tường bê tông dày 1,3 m, robot sẽ hút kiệt nước còn sót lại trên thanh nhiên liệu từ hồ lưu trữ, bịt kín bên trong hộp gang đặt trong thùng chứa bằng đồng.

Khí argon sẽ được bơm vào giữa hộp và thùng chứa để cung cấp môi trường khí trơ, sau đó thùng đồng được hàn chặt. Đồng có tốc độ xói mòn chậm. Khi nước ngầm ngấm tới độ sâu của Onkalo, phản ứng hóa học hoặc vi khuẩn sẽ tiêu thụ tất cả oxy.

Ngoài thùng đồng, vật liệu bentonite ở xung quanh cũng ngăn rò rỉ phóng xạ. Khoáng chất này không chỉ chống thấm nước mà còn ngăn vi sinh vật tiếp cận bề mặt thùng đồng. Vi sinh vật có thể trở thành mối đe dọa bởi chúng chuyển hóa sulfate trong nước ngầm và biến thành sulfide, khiến đồng bị ăn mòn chậm rãi.

Nếu tất cả biện pháp an toàn trên thất bại, chất thải rò rỉ vẫn phải vượt qua rào cản cuối cùng. Sau khi trải qua hàng thập kỷ để lên tới mặt đất, nồng độ phóng xạ sẽ giảm xuống.

Xem thêm video: Giao tranh tại nhà máy điện hạt nhân Zaporizhzhia (Nguồn: VTV24).

Thiên Trang (th)