Forskere skal undersøge, om metalkorroderende mikrober kan vokse i Canadas foreslåede atomaffaldsanlæg

Med Canada tættere på at flytte alt sit brugte nukleare brændsel til en enkelt facilitet og indkapsle hver brændstofbeholder i bentonit-ler, studerer forskere, om det ler kunne understøtte mikrobielt liv - som kunne tære på metalbeholderne.

"Jeg har fundet ud af, at mikrobielt liv altid overrasker os," siger Myrna Simpson, en af ​​forskerne og professor ved University of Toronto Scarboroughs afdeling for fysiske og miljømæssige videnskaber. "Mikrober vil vokse de mærkeligste steder."

Det foreslåede lageranlæg, kaldet et dybt geologisk depot (DGR), vil sidde 500 til 800 meter under jorden på et af to Ontario-steder. Hvert rum, der opbevarer atomaffald, vil blive pakket og forseglet med bentonit-ler, et kvældende materiale, der hjælper med at sprede varme og reducerer vandbevægelser, når det er tæt pakket.

Men leret er udvundet fra en naturlig forekomst i Wyoming og vil uundgåeligt ankomme indlejret med bittesmå stykker organisk materiale. Mikrober vil også være i leret og klippen, der omgiver anlægget, og i grundvand, der kan passere gennem det. Noget af det mikrobielle liv kan producere sulfid, en kemisk forbindelse, der kan føre til korrosion af metalbeholderne, der indeholder det brugte brændstof.

For at teste, om mikroberne kan vokse, samlede gruppebygningen Canadas DGR, Nuclear Waste Management Organization (NWMO), Simpson og professorerne Josh Neufeld og Greg Slater fra henholdsvis University of Waterloo og McMaster University.

"Mit laboratorium har evnen til at studere organisk stofkemi, men hvad betyder det i forhold til mikrobiologien?" siger Simpson. "Ved at kombinere kræfter med professorerne Neufeld og Slater kan vi sammensætte resultater på en holistisk måde."

Holdet vil studere prøver af grundvand og omgivende sten på de to foreslåede steder for DGR, nær Ignace i det nordlige Ontario og i det sydvestlige Ontarios South Bruce-område. Deres resultater vil føje til et datasæt, der vil hjælpe NWMO med at beslutte en placering sammen med andre aspekter af projektet.

"Hvis vi finder forhold, der fremmer mikrobiel vækst, så kan denne information inddrages i DGR's design for at minimere potentielle risici," siger Simpson.

Forskere til at replikere forhold dybt under jorden

Canada har omkring 3 millioner bundter af brugt nukleart brændsel, som indeholder det faste uran, der driver atomreaktorer. De opbevares i containere over jorden på syv faciliteter over hele landet, med 90.000 tilføjet hvert år. Beholderne holder kun omkring 50 til 100 år, men brugt nukleart brændsel skal opbevares i en million år, før dets strålingsniveauer vender tilbage til niveauet for naturligt forekommende uranmalm. For Canada – og næsten alle lande, der kommercielt producerer atomkraft – er løsningen en DGR.

En DGR er et netværk af tunneler, der forbinder rum med brugt nukleart brændsel. Canada planlægger at placere hvert brændstofbundt i en specialiseret metalbeholder, som derefter vil blive indkapslet i en kasse med stærkt komprimeret bentonit-ler. Kasser vil blive stablet en bred og to høje, så vil alle tomme rum i rummet blive pakket med ler og forseglet med en væg af det.

"Mikroberne kommer til at drive kemien," siger Simpson. "Hvis kemien ændrer sig, så har du et helt andet scenarie med hensyn til stabilitet. Det er noget, vi vil teste i fællesskab."

Forskerholdet ledes af Neufeld, som vil undersøge, hvordan bentonit-ler kan understøtte mikrobielt liv. Slater vil supplere sin forskning med indsigt i mikrober, der kan blive aktive. I mellemtiden vil Simpson undersøge, hvordan organisk stof fundet i leret og DGR kan reagere på mikrobielt liv.

Selvom deres forskning ikke fuldt ud kan simulere at være 500 meter under jorden, siger Simpson, at de fleste forhold i DGR kan replikeres i laboratoriet eller studeres i tilsvarende geologiske omgivelser. Holdet kan simulere, hvordan leret er pakket, tæthed, temperatur, saltindhold i grundvandet og andre forhold i anlægget.

"At arbejde med professorerne Neufeld og Slater vil give ny og integreret viden om, hvordan mikrober kan vokse og samarbejde under jorden, og hvilke forhold der forhindrer deres aktiviteter," siger Simpson. "Dette partnerskab har mange fordele, og jeg er glad for at være en del af dette team." + Udforsk yderligere

I 'århundredes projekt' søger schweizerne at begrave radioaktivt affald