Przez ostatnie lata to Finlandia i Szwecja uchodziły za wzór w dziedzinie bezpiecznego składowania zużytego paliwa jądrowego. Ich głębokie składowiska w stabilnej skale krystalicznej, takie jak fińskie Onkalo, zostały zaprojektowane do izolacji odpadów na co najmniej sto tysięcy lat. W piątek, 27 grudnia 2025 roku dowiedzieliśmy się, że do tego elitarnego klubu pretenduje kolejny gracz, bo Chiny, które na pustyni Gobi budują własny podziemny magazyn.
Chińska Narodowa Korporacja Nuklearna (CNNC) poinformowała o ukończeniu kluczowej części odpowiedzi na wyzwanie bezpiecznego składowania zużytego paliwa jądrowego, bo podziemnego laboratorium Beishan. Obiekt, ukryty głęboko pod piaskami Pustyni Gobi, ma przez najbliższe pół wieku testować, czy ta niegościnna pustynia może stać się bezpiecznym grobem dla wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych. Pytanie, na które wszyscy czekają odpowiedź, brzmi jednak inaczej – czy jakakolwiek technologia może zagwarantować bezpieczeństwo na okres liczony w setkach tysięcy lat?
Kamień milowy w Pustyni Gobi. Spiralna rampa prowadzi 560 metrów pod ziemię
Sercem nowego obiektu jest imponująca spiralna rampa dostępowa, stanowiąca nie lada wyczyn inżynieryjny. Tunel o średnicy przekraczającej siedem metrów i długości około siedmiu kilometrów opada pod stałym, dziesięcioprocentowym kątem, by zatrzymać się na głębokości 560 metrów pod powierzchnią. To jednak tylko jeden element większej całości. Cały kompleks laboratoryjny obejmuje również trzy pionowe szyby oraz dwie poziome galerie, tworząc sieć tuneli o łącznej długości 13,4 kilometra i objętości sięgającej 514200 metrów sześciennych. Sam obiekt znajduje się w pobliżu miasta Jiuquan w prowincji Gansu.
Chociaż formalna budowa ruszyła w czerwcu 2021 roku, a drążenie rampy rozpoczęło się w listopadzie 2022 roku, to historia tego miejsca jest znacznie dłuższa. Badania geologiczne w rejonie Beishan trwały blisko trzy dekady, bo zapoczątkowane zostały w 1996 roku. Przez ten czas naukowcy wykonali niemal sto odwiertów, by jak najdokładniej poznać strukturę podłoża. Inwestycja, której koszt szacuje się na ponad 2,72 miliarda juanów (ok. 1,4 mld zł), ma zostać w pełni ukończona około 2029 roku. Jeśli prowadzone przez pięćdziesiąt lat testy wypadną pomyślnie, to w pobliżu może powstać docelowe składowisko odpadów, które jest planowane na rok 2050.
Chiny nie są pierwsze. Beishan to kopia rozwiązań z innych części świata
Koncepcja głębokiego składowania geologicznego od lat uznawana jest przez większość organizacji międzynarodowych i środowisko naukowe za najpoważniejszego kandydata na “ostateczne rozwiązanie” problemu wysokoaktywnych odpadów jądrowych. Polega ona na umieszczeniu zużytego paliwa lub zeszkliwionych odpadów w specjalnych pojemnikach, które trafiają następnie do komór wydrążonych w stabilnej skale na głębokości setek metrów. Otacza je system barier (metalowych, ceramicznych i geologicznych) zaprojektowany tak, by nawet w przypadku stopniowego zawodzenia poszczególnych elementów, promieniowanie nie przedostało się do biosfery.
Czytaj też: Energetyka jądrowa ma szansę na nowy start. Największa bolączka reaktorów jądrowych ma swoje lekarstwo
Najdalej w realizacji tej wizji zaszła Finlandia. W Olkiluoto powstaje składowisko Onkalo, w którym miedziane kapsuły z paliwem jądrowym zostaną umieszczone w tunelach na głębokości około 400-450 metrów. Pierwsze testowe wkłady trafiły już do podziemnych komór, a regularna eksploatacja ma ruszyć w drugiej połowie dekady. Śladem Finów idą Szwedzi, którzy w Forsmark rozpoczęli budowę własnego magazynu i to również w litej skale krystalicznej.
Na tym tle chiński projekt wyróżnia się jednak skalą i ambicją badawczą. Spiralna rampa w Beishan ma prowadzić do dwóch platform testowych, na około 280 i 560 metrach głębokości, gdzie przez dziesięciolecia będą prowadzone eksperymenty z udziałem międzynarodowych zespołów. Chodzi nie tylko o sprawdzenie, czy granit w Gansu zachowuje stabilność mechaniczną i hydrogeologiczną, ale też o zbadanie, jak w długich skalach czasu zachowują się materiały inżynieryjne, bariery ochronne i same odpady w realnych warunkach geologicznych, a nie wyłącznie w modelach komputerowych.
Beishan wpisuje się też w szerszą dyskusję o odpowiedzialności za odpady jądrowe. W wielu krajach decyzje o lokalizacji składowisk zapadały po dekadach sporów, referendów i sporów politycznych. Finlandia i Szwecja lubią podkreślać, że ich projekty opierają się na względnie wysokiej akceptacji społecznej i długotrwałym dialogu z lokalnymi społecznościami. Chiny idą inną drogą, bazując na centralnie sterowanym modelu zarządzania i ogromnych zasobach państwowych. Z perspektywy reszty świata Beishan będzie więc nie tylko eksperymentem naukowym, ale również testem tego, czy autorytarny model państwa jest w stanie zbudować i utrzymać przez dziesięciolecia instalację wymagającą tak długotrwałego zaufania.
Innowacyjna technologia drążenia. Maszyna Beishan No. 1 pokonała ekstremalnie twardy granit
Kluczem do powstania rampy była specjalnie zaprojektowana maszyna drążąca Beishan No. 1. To olbrzymie urządzenie, mierzące około stu metrów długości, stworzono z myślą o ekstremalnie trudnych warunkach: pracy w niezwykle twardej skale przy jednoczesnym, stromym i spiralnym układzie tunelu. Konieczne było osiągnięcie bardzo ciasnych parametrów skrętu, z poziomym promieniem wynoszącym zaledwie 200 metrów i pionowym 380 metrów. Wyzwanie geologiczne było kolosalne, ponieważ otaczająca skała to liczący ponad 250 milionów lat granit, który jest zaliczany do najtwardszych formacji skalnych na naszej planecie.
Inżynierowie z Pekińskiego Instytutu Badań Geologii Uranu oraz China Railway Construction Heavy Industry Corporation musieli zmierzyć się z wieloma problemami. Strome nachylenie wymagało opracowania systemu zdolnego do efektywnego wspinania się i usuwania urobku, a duża głębokość wiązała się z dodatkowymi ryzykami dla bezpieczeństwa prac. Stosowanie tradycyjnych metod drążenia było niemożliwe, ponieważ mogłoby naruszyć stabilność otaczającej struktury geologicznej, a to miałoby katastrofalne konsekwencje dla przyszłego składowiska. Prace budowlane szły w parze z eksperymentami naukowymi, co zaowocowało postępem w dziedzinie efektywnego kruszenia skał, wysokowydajnego drążenia i precyzyjnej kontroli kierunkowej.
Rozwiązanie problemu wysokoaktywnych odpadów. Laboratorium będzie działać 50 lat
Głównym zadaniem laboratorium jest praktyczne przetestowanie koncepcji głębokiego składowania geologicznego. Chociaż energia jądrowa jest źródłem niskoemisyjnym, to generuje odpady, z którymi trzeba się zmierzyć. Około 99% tych odpadów to materiały nisko- lub średnioaktywne, które z czasem ulegają rozkładowi do nieszkodliwego poziomu. Prawdziwym wyzwaniem jest jednak pozostały jeden procent, który stanowi wysokoaktywne odpady wymagające izolacji przez czas przekraczający historię ludzkiej cywilizacji.
Czytaj też: Koniec z nocnymi przerwami w fotowoltaice. Startup zebrał miliony na pomysł, który wydaje się szalony
Proponowanym rozwiązaniem jest umieszczenie tych materiałów na głębokości od 500 do 1000 metrów w stabilnych formacjach skalnych. Beishan ma być poligonem doświadczalnym, gdzie przez pięćdziesiąt lat badać się będzie zachowanie izolatorów i samych odpadów w naturalnym środowisku. Projekt ma charakter międzynarodowy, angażując ponad czterdzieści instytutów badawczych z całego świata. Jak podkreśla Wang Ju, platforma ma służyć wymianie globalnych doświadczeń i najlepszych praktyk.