Уплотнённый бентонит подавлял бактерии в 8,5-летнем опыте в лаборатории Mont Terri
Исследователи EPFL и Nagra обнаружили, что в более плотном бентоните бактерий меньше; по мнению авторов, для хранилищ отработавшего топлива глины может требоваться меньше.
Исследователи Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) и швейцарской организации по обращению с радиоактивными отходами Nagra сообщили, что уплотнённый бентонит, природная глинистая порода, подавляет рост бактерий, способных ускорять коррозию контейнеров с радиоактивными отходами, пишет Nauka w Polsce. Эксперимент провели в подземной скальной лаборатории Mont Terri в кантоне Юра, результаты опубликованы в журнале Applied Clay Science. В работе участвовала польский исследователь доктор Наталия Якус из EPFL. naukawpolsce.pl
Nauka w Polscenaukawpolsce.plОткрыть источник ↗
Бентонит как барьер в глубоких хранилищах
Глубокие геологические хранилища рассчитаны на размещение стальных контейнеров с высокоактивными отходами на глубине нескольких сотен метров, в окружении слоёв изолирующих материалов. Один из таких материалов — бентонит: при контакте с водой он набухает, заполняет свободное пространство вокруг контейнеров и образует плотный барьер. По словам Якус, он может также удерживать радиоактивные вещества, если они когда-либо высвободятся, например при повреждении контейнера.
Сульфатредуцирующие бактерии, живущие глубоко под землёй, при определённых условиях могут ускорять коррозию стали, образуя соединения, разрушающие металл. Якус отметила, что в хранилищах вклад микроорганизмов относительно невелик по сравнению с небиологическими процессами, но его нужно учитывать, поскольку хранилища должны оставаться безопасными сотни тысяч лет.
Что показал эксперимент
Стальные цилиндры с бентонитом трёх разных степеней уплотнения поместили в исследовательскую скважину в Mont Terri. Пробы брали через 1,5 года и через 5,5 года, а материал анализировали через 8,5 года. Исследователи изучали ДНК микроорганизмов, чтобы определить их численность и видовой состав, а также выращивали их в лаборатории, чтобы проверить, сохранилась ли жизнеспособность. naukawpolsce.pl
Nauka w Polscenaukawpolsce.plОткрыть источник ↗
Численность бактерий в целом снижалась со временем, и чем плотнее был бентонит, тем меньше их находили. Даже при самом низком уплотнении устойчивого роста числа микроорганизмов не наблюдали. По словам Якус, это означает, что для эффективного биологического барьера может хватить меньшего количества бентонита, чем считалось ранее, что могло бы облегчить проектирование хранилищ и оптимизацию затрат.
Тем не менее часть бактерий осталась жизнеспособной: в лаборатории при подходящих условиях и питательных средах они снова размножались, хотя в самом бентоните их рост был подавлен. Авторы объясняют это тем, что набухающая глина ограничивает пространство для микроорганизмов и затрудняет им доступ к воде и питательным веществам. Якус предупредила, что если трещины в породе откроют больше места, спящие бактерии могут снова стать активными; способность бентонита самоуплотнять трещины может ограничивать последствия таких разрывов.
