Nu Canada dichter bij het verplaatsen van al zijn verbruikte splijtstof naar een enkele faciliteit komt en elke brandstofcontainer in bentonietklei omhult, onderzoeken onderzoekers of die klei het microbiële leven zou kunnen ondersteunen - dat zou kunnen wegeten aan de metalen containers.

"Ik heb gemerkt dat het microbiële leven ons altijd verrast", zegt Myrna Simpson, een van de onderzoekers en een professor aan de afdeling natuur- en milieuwetenschappen van de Universiteit van Toronto Scarborough. "Microben groeien op de vreemdste plekken."

De voorgestelde opslagfaciliteit, een diepe geologische opslagplaats (DGR) genoemd, zou 500 tot 800 meter onder de grond zitten op een van de twee locaties in Ontario. Elke ruimte waar nucleair afval wordt opgeslagen, wordt verpakt en afgesloten met bentonietklei, een zwellend materiaal dat helpt bij het afvoeren van warmte en het verminderen van waterbeweging wanneer het stevig wordt verpakt.

Maar de klei wordt gewonnen uit een natuurlijke afzetting in Wyoming en zal onvermijdelijk aankomen ingebed met kleine stukjes organisch materiaal. Microben zullen zich ook in de klei en rots rond de faciliteit bevinden, en in het grondwater dat er doorheen kan gaan. Een deel van dat microbiële leven kan sulfide produceren, een chemische verbinding die kan leiden tot corrosie van de metalen containers die de gebruikte brandstof bevatten.

Om te testen of de microben kunnen groeien, bracht de groep die de Canadese DGR bouwt, de Nuclear Waste Management Organization (NWMO), Simpson en professoren Josh Neufeld en Greg Slater van respectievelijk de University of Waterloo en McMaster University samen.

"Mijn lab heeft de mogelijkheid om de chemie van de organische stof te bestuderen, maar wat betekent dat in termen van de microbiologie?" zegt Simpson. "Door onze krachten te bundelen met professoren Neufeld en Slater, kunnen we resultaten op een holistische manier samenstellen."

Het team zal monsters van grondwater en omringende rotsen bestuderen op de twee voorgestelde locaties voor de DGR, in de buurt van Ignace in het noorden van Ontario en in het South Bruce-gebied in het zuidwesten van Ontario. Hun resultaten zullen bijdragen aan een dataset die de NWMO helpt bij het bepalen van een locatie, samen met andere aspecten van het project.

"Als we omstandigheden vinden die microbiële groei bevorderen, kan deze informatie worden meegenomen in het ontwerp van de DGR om potentiële risico's te minimaliseren", zegt Simpson.

Onderzoekers om omstandigheden diep onder de grond te repliceren

Canada heeft ongeveer 3 miljoen bundels gebruikte splijtstof, die het vaste uranium bevatten dat kernreactoren aandrijft. Ze worden opgeslagen in bovengrondse containers op zeven locaties in het hele land, met 90.000 per jaar. De containers gaan maar zo'n 50 tot 100 jaar mee, maar gebruikte splijtstof moet een miljoen jaar worden opgeslagen voordat het stralingsniveau terugkeert naar dat van natuurlijk voorkomend uraniumerts. Voor Canada - en bijna elk land dat commercieel kernenergie produceert - is de oplossing een DGR.

Een DGR is een netwerk van tunnels die ruimtes met gebruikte splijtstof met elkaar verbinden. Canada is van plan om elke brandstofbundel in een gespecialiseerde metalen container te plaatsen, die vervolgens wordt ingepakt in een doos met zeer verdichte bentonietklei. Dozen worden één breed en twee hoog gestapeld, waarna alle lege ruimtes in de kamer worden ingepakt met klei en verzegeld met een muur ervan.

"De microben gaan de chemie aandrijven", zegt Simpson. "Als de chemie verandert, heb je een heel ander scenario qua stabiliteit. Dit gaan we samen testen."

Het onderzoeksteam wordt geleid door Neufeld, die zal bestuderen hoe bentonietklei het microbiële leven kan ondersteunen. Slater zal zijn onderzoek aanvullen met inzichten in microben die mogelijk actief worden. Ondertussen zal Simpson bestuderen hoe organisch materiaal in de klei en DGR kan reageren op microbieel leven.

Hoewel hun onderzoek niet volledig kan simuleren dat ze 500 meter onder de grond zijn, zegt Simpson dat de meeste omstandigheden van de DGR in het laboratorium kunnen worden gerepliceerd of in vergelijkbare geologische omgevingen kunnen worden bestudeerd. Het team kan simuleren hoe de klei is verpakt, dichtheid, temperatuur, zoutgehalte van het grondwater en andere omstandigheden van de faciliteit.

"Samenwerken met professoren Neufeld en Slater zal nieuwe en geïntegreerde kennis opleveren over hoe microben ondergronds kunnen groeien en samenwerken, en welke omstandigheden hun activiteiten verhinderen", zegt Simpson. "Deze samenwerking heeft veel voordelen en ik ben verheugd om deel uit te maken van dit team." + Verder verkennen

In 'project van de eeuw' proberen Zwitsers radioactief afval te begraven