Odkrycie z udziałem Polki. Może zmienić sposób składowania odpadów jądrowych

• Eksperyment prowadzono przez 8,5 roku w podziemnym laboratorium Mont Terri w Szwajcarii.
• Im mocniej zagęszczony był bentonit, tym mniej bakterii wykrywali naukowcy.
• Część mikroorganizmów przetrwała, ale w samym bentonicie ich rozwój pozostawał zahamowany.

Głębokie składowiska geologiczne mają chronić otoczenie przed odpadami wysokoaktywnymi przez setki tysięcy lat, a w niektórych założeniach nawet milion lat. Stalowe pojemniki umieszcza się kilkaset metrów pod ziemią i otacza materiałami izolacyjnymi. Jak podaje PAP, jednym z nich może być bentonit, naturalna skała ilasta stosowana jako dodatkowa warstwa ochronna.

Po kontakcie z wodą bentonit pęcznieje, wypełnia wolne przestrzenie wokół pojemników i tworzy szczelną barierę ochronną.

Jest trochę podobny do kociego żwirku. Kiedy wchodzi w kontakt z wodą, zaczyna pęcznieć i wypełnia wolne przestrzenie wokół pojemników. Dzięki temu stabilizuje składowisko i tworzy szczelną barierę – wyjaśniła w rozmowie z PAP dr Natalia Jakus z Politechniki Federalnej w Lozannie (EPFL).

Materiał może także wiązać część substancji promieniotwórczych, gdyby doszło do uszkodzenia pojemników.

Badanie przeprowadzili naukowcy z EPFL oraz eksperci szwajcarskiej organizacji Nagra. W podziemnym laboratorium skalnym Mont Terri umieścili stalowe cylindry wypełnione bentonitem o trzech różnych stopniach zagęszczenia. Próbki badano po 1,5 roku, po 5,5 roku oraz po 8,5 roku. Naukowcy analizowali DNA mikroorganizmów i sprawdzali, czy bakterie nadal były zdolne do życia i rozmnażania.

Szczególne znaczenie mają bakterie redukujące siarczany, które wytwarzają związki przyspieszające korozję metalu. – Korozja powodowana przez bakterie jest znanym zjawiskiem. Występuje między innymi w rurociągach i na statkach – powiedziała dr Jakus. Jak wyjaśniła, w składowiskach odpadów radioaktywnych bakterie mają mniejszy wpływ na korozję pojemników niż procesy niebiologiczne. Nie można jednak pomijać ich działania, ponieważ składowiska muszą pozostać bezpieczne przez setki tysięcy lat.

Z czasem liczba bakterii na ogół malała. Najmniej mikroorganizmów wykrywano w próbkach z najbardziej zagęszczonym bentonitem. Nawet przy najniższym zastosowanym zagęszczeniu badacze nie zaobserwowali trwałego wzrostu ich liczby. Według dr Jakus może to oznaczać, że do stworzenia skutecznej bariery biologicznej wystarczy mniej bentonitu, niż wcześniej zakładano.

Eksperyment pokazał jednak, że część bakterii przetrwała. – Kiedy pobraliśmy próbki i zapewniliśmy bakteriom odpowiednie warunki oraz pożywki, mogliśmy ponownie je namnażać. To oznacza, że nawet po 8,5 roku pod ziemią niektóre gatunki przetrwały, choć w samym bentonicie ich rozwój był zahamowany – powiedziała dr Jakus. Pęczniejący bentonit ogranicza przestrzeń dostępną dla mikroorganizmów, a także utrudnia im dostęp do wody i składników odżywczych.

Gdyby w skale pojawiły się pęknięcia, bakterie mogłyby zyskać więcej przestrzeni i dostęp do nowych składników odżywczych, a następnie ponownie się uaktywnić. Bentonit może jednak samoczynnie uszczelniać szczeliny, ograniczając skutki takich uszkodzeń. Wyniki badań opublikowane w czasopiśmie "Applied Clay Science" mogą mieć znaczenie także dla Polski, która przygotowuje się do budowy pierwszej elektrowni jądrowej.