特許 6985747 有害物質貯蔵バンク、貯蔵方法、使用済み核燃料貯蔵システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6985747

(24)【登録日】2021年11月30日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】有害物質貯蔵バンク、貯蔵方法、使用済み核燃料貯蔵システム

(51)【国際特許分類】

   G21C 19/06 20060101AFI20211213BHJP

   E21F 15/00 20060101ALI20211213BHJP

   G21F 5/008 20060101ALI20211213BHJP

   G21F 9/36 20060101ALI20211213BHJP

   G21C 19/32 20060101ALI20211213BHJP

   G21F 9/00 20060101ALI20211213BHJP

   G01M 3/20 20060101ALN20211213BHJP

【ＦＩ】

   G21C19/06 200

   E21F15/00

   G21F5/008

   G21F9/36 541D

   G21C19/32 060

   G21F9/00 Z

   !G01M3/20 Q

【請求項の数】24

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2018-552636(P2018-552636)

(86)(22)【出願日】2016年12月14日

(65)【公表番号】特表2019-508709(P2019-508709A)

(43)【公表日】2019年3月28日

(86)【国際出願番号】US2016066539

(87)【国際公開番号】WO2017112479

(87)【国際公開日】20170629

【審査請求日】2019年12月13日

(31)【優先権主張番号】14/998,232

(32)【優先日】2015年12月24日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】518222642

【氏名又は名称】ディープ アイソレーション， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】ミュラー， リチャード エー．

(72)【発明者】

【氏名】ミュラー， エリザベス エー．

【審査官】 藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２４５４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５１３３６２４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０９１０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１０５９７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭５８−０４２９４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｃ １９／０６

Ｇ２１Ｃ １９／３２

Ｇ２１Ｆ ９／３６

Ｇ２１Ｆ ９／００

Ｇ２１Ｆ ５／００８

Ｅ２１Ｆ １５／００

Ｇ０１Ｍ ３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有害物質貯蔵バンクであって、
地球の中に延在し、地球表面に形成された入口を備える坑井であって、前記坑井は、垂直部分と、遷移部分と、水平部分とを備える、坑井と、
前記坑井の前記水平部分に結合される貯蔵エリアであって、前記貯蔵エリアは、不浸透性シェール累層内に形成され、前記貯蔵エリアは、前記不浸透性シェール累層の少なくとも一部によって、可動水を備える地下区域から垂直に分離され、前記不浸透性シェール累層は、粘土の１つまたは複数の交互する層を備える、貯蔵エリアと、
前記貯蔵エリア内に位置付けられる貯蔵容器であって、前記貯蔵容器は、前記坑井の前記入口から、前記坑井の前記垂直部分、前記遷移部分、および前記水平部分を通して、前記貯蔵エリアの中に嵌合するように定寸され、前記貯蔵容器は、有害物質を封入するように定寸される内側空洞を備える、貯蔵容器と、
前記坑井内に位置付けられるシールであって、前記シールは、前記坑井の前記貯蔵エリアを前記坑井の前記入口から分離する、シールと
を備える、有害物質貯蔵バンク。

【請求項2】

前記不浸透性シェール累層は、０．００１ミリダルシ（０．９８７ｎｍ^２）を下回る浸透率を備える、請求項１に記載の有害物質貯蔵バンク。

【請求項3】

前記不浸透性シェール累層は、１０ＭＰａを下回る脆性を備え、脆性は、前記不浸透性シェール累層の圧縮応力対前記不浸透性シェール累層の引張強度の比率を含む、請求項１に記載の有害物質貯蔵バンク。

【請求項4】

前記貯蔵エリアは、１５メートル（５０フィート）〜３０メートル（１００フィート）の前記不浸透性シェール累層によって囲繞される、請求項１に記載の有害物質貯蔵バンク。

【請求項5】

前記貯蔵エリアは、前記有害物質の半減期に基づく時間量にわたって前記不浸透性シェール累層を通して前記貯蔵容器から逃散する前記有害物質の拡散を阻止するように、前記不浸透性シェール累層によって可動水の源から分離される、請求項１に記載の有害物質貯蔵バンク。

【請求項6】

前記不浸透性シェール累層は、２０〜３０％重量／体積比の粘土または有機物を備える、請求項１に記載の有害物質貯蔵バンク。

【請求項7】

前記有害物質は、使用済み核燃料を備える、請求項１に記載の有害物質貯蔵バンク。

【請求項8】

前記地球表面から前記坑井を通して前記貯蔵エリアの中に延在する少なくとも１つのケーシングアセンブリをさらに備える、請求項１に記載の有害物質貯蔵バンク。

【請求項9】

前記貯蔵容器は、ダウンホールツールストリングまたは別の貯蔵容器のうちの少なくとも１つに結合するように構成される接続部分を備える、請求項１に記載の有害物質貯蔵バンク。

【請求項10】

有害物質を貯蔵するための方法であって、
地球表面の中に延在する坑井の入口を通して貯蔵容器を移動させることであって、前記入口は、前記地球表面に形成され、前記貯蔵容器は、有害物質を封入するように定寸される内側空洞を備える、ことと、
垂直部分と、遷移部分と、水平部分とを備える前記坑井を通して前記貯蔵容器を移動させることであって、前記貯蔵容器は、前記坑井の前記入口から、前記坑井の前記垂直部分、前記遷移部分、および前記水平部分を通して嵌合するように定寸される、ことと、
前記坑井の前記水平部分に結合される貯蔵エリアの中に前記貯蔵容器を移動させることであって、前記貯蔵エリアは、不浸透性シェール累層内に位置し、前記不浸透性シェール累層の少なくとも一部によって、可動水の源から垂直に分離され、前記不浸透性シェール累層は、粘土の１つまたは複数の交互する層を備える、ことと、
前記坑井内に、前記坑井の前記貯蔵エリアを前記坑井の前記入口から分離するシールを形成することと
を含む、方法。

【請求項11】

前記不浸透性シェール累層は、
０．００１ミリダルシ（０．９８７ｎｍ^２）を下回る浸透率、
１０ＭＰａを下回る脆性であって、脆性は、前記不浸透性シェール累層の圧縮応力対前記不浸透性シェール累層の引張強度の比率を含む、脆性、
前記貯蔵エリアを囲繞する１５メートル（５０フィート）〜３０メートル（１００フィート）の前記不浸透性シェール累層、または、
２０〜３０％重量／体積比の有機物質もしくは粘土、
のうちの２つまたはそれを上回るものを備える地質的性質を備える、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記有害物質は、使用済み核燃料を備える、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記坑井はさらに、前記地球表面から前記坑井を通して前記貯蔵エリアの中に延在する少なくとも１つのケーシングを備える、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記地球表面の中に延在する前記坑井の前記入口を通して前記貯蔵容器を移動させることに先立って、前記地球表面から前記不浸透性シェール累層に前記坑井を形成することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記坑井内にケーシングを設置することをさらに含み、前記ケーシングは、前記地球表面から前記坑井を通して前記貯蔵エリアの中に延在する、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記ケーシングを前記坑井に固結することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記坑井を形成することに続けて、前記不浸透性シェール累層から、前記坑井を通して、前記地球表面に炭化水素流体を生産することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項18】

前記坑井から前記シールを除去することと、
前記貯蔵エリアから前記地球表面に前記貯蔵容器を回収することと
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項19】

前記坑井に位置付けられるセンサから、前記貯蔵容器と関連付けられる少なくとも１つの変数を監視することと、
前記地球表面において前記監視される変数を記録することと
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項20】

前記監視される変数は、放射線レベル、温度、圧力、酸素の存在、水蒸気の存在、液体水の存在、酸性度、または地震活動のうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

ある閾値を超える前記監視される変数に基づいて、
前記坑井から前記シールを除去することと、
前記貯蔵エリアから前記地球表面に前記貯蔵容器を回収することと
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項22】

使用済み核燃料貯蔵システムであって、
地球表面から第１の地下層を通して前記第１の地下層よりも深い第２の地下層の中に形成される指向性坑井であって、前記第１の地下層は、可動水の源を含む岩石累層を備え、前記第２の地下層は、不浸透性シェール累層を備え、前記不浸透性シェール累層は、前記不浸透性シェール累層内に形成される前記指向性坑井の一部を前記可動水の源から流体的に分離し、前記不浸透性シェール累層は、粘土の１つまたは複数の交互する層を備える、指向性坑井と、
前記指向性坑井を通して前記不浸透性シェール累層内に形成される前記指向性坑井の前記一部の中に移動されるように構成される容器であって、前記容器は、複数の使用済み核燃料ペレットを貯蔵するように構成される筐体によって封入されるある容積を備える、容器と、
前記指向性坑井内で、前記不浸透性シェール累層内に形成される前記指向性坑井の前記一部と前記地球表面との間に設けられる、プラグと
を備える、使用済み核燃料貯蔵システム。

【請求項23】

前記指向性坑井に位置付けられる１つまたはそれを上回るシステムに通信可能に結合される監視制御システムを備える監視システムをさらに備える、請求項２２に記載の使用済み核燃料貯蔵システム。

【請求項24】

前記指向性坑井内に構築され、前記指向性坑井の壁に対してシールされる、管状ライナをさらに備える、請求項２２に記載の使用済み核燃料貯蔵システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（優先権主張）
本願は、２０１５年１２月２４日に出願された米国特許出願第１４／９９８，２３２号に対する優先権を主張するものであり、該米国特許出願の全体の内容は、参照により本明細書中に援用される。

【0002】

本開示は、地下累層内に有害物質を貯蔵することに関し、より具体的には、地下累層内に使用済み核燃料を貯蔵することに関する。

【背景技術】

【0003】

有害廃棄物は、多くの場合、貯蔵される廃棄物の近くに住む住民間の健康問題を防止するように、長期、恒久的、または半恒久的貯蔵状態に置かれる。そのような有害廃棄物貯蔵は、多くの場合、例えば、貯蔵場所識別および封じ込めの保証の観点から困難である。例えば、核廃棄物（例えば、商業的動力炉、試験炉、またはさらには軍事廃棄物からかにかかわらず、使用済み核燃料）の安全な貯蔵は、エネルギー技術の顕著な課題のうちの１つと見なされている。長寿命放射性廃棄物の安全な貯蔵は、米国および世界中における原子力の採用への大きな障害である。従来の廃棄物貯蔵方法は、トンネルの使用を強調しており、Ｙｕｃｃａ Ｍｏｕｎｔａｉｎ貯蔵施設の設計によって例示される。他の技法は、結晶基盤岩の中に削孔される、垂直ボーリング孔を含むボーリング孔を含む。他の従来の技法は、人間のアクセスを可能にするために、浅い累層内のトンネルの壁から発するボーリング孔を伴うトンネルを形成することを含む。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

一般的実装では、有害物質貯蔵バンクが、地球の中に延在し、少なくとも地球表面の近位に入口を含む、坑井であって、略垂直部分と、遷移部分と、略水平部分とを含む、坑井と、坑井の略水平部分に結合される、貯蔵エリアであって、貯蔵エリアは、シェール累層内またはその下方にあり、シェール累層によって、可動水を含む地下区域から垂直に分離される、貯蔵エリアと、貯蔵エリア内に位置付けられる、貯蔵容器であって、貯蔵容器は、坑井入口から、坑井の略垂直部分、遷移部分、および略水平部分を通して、貯蔵エリアの中に嵌合するように定寸され、有害物質を封入するように定寸される内側空洞を含む、貯蔵容器と、坑井内に位置付けられる、シールであって、坑井の貯蔵部分を坑井の入口から分離する、シールとを含む。

【0005】

一般的実装と組み合わせ可能なある側面では、貯蔵エリアは、シェール累層の下方に形成され、シェール累層によって、可動水を含む地下区域から垂直に分離される。

【0006】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、貯蔵エリアは、シェール累層内に形成され、シェール累層の少なくとも一部によって、可動水を含む地下区域から垂直に分離される。

【0007】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、シェール累層は、約０．００１ミリダルシ（０．９８７ｎｍ^２）を下回る浸透率を含む。

【0008】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、シェール累層は、約１０ＭＰａを下回る脆性を含み、脆性は、シェール累層の圧縮応力対シェール累層の引張強度の比率を含む。

【0009】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、シェール累層は、少なくとも約１００フィート（３０メートル）の厚さを貯蔵エリアの近位に含む。

【0010】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、シェール累層は、有害物質の半減期に基づく時間量にわたって、シェール累層を通して貯蔵容器から逃散する有害物質の拡散を阻止する厚さを貯蔵エリアの近位に含む。

【0011】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、シェール累層は、約２０〜３０％重量／体積比の粘土または有機物を含む。

【0012】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、有害物質は、使用済み核燃料を含む。

【0013】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面はさらに、地球表面またはその近位から、坑井を通して、貯蔵エリアの中に延在する、少なくとも１つのケーシングアセンブリを含む。

【0014】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、貯蔵容器は、ダウンホールツールストリングまたは別の貯蔵容器のうちの少なくとも１つに結合するように構成される、接続部分を含む。

【0015】

別の一般的実装では、有害物質を貯蔵するための方法が、貯蔵容器を、地球表面の中に延在する坑井の入口を通して移動させるステップであって、入口は、少なくとも地球表面の近位にあり、貯蔵容器は、有害物質を封入するように定寸される内側空洞を含む、ステップと、貯蔵容器を、略垂直部分と、遷移部分と、略水平部分とを含む坑井を通して移動させるステップであって、貯蔵容器は、坑井入口から、坑井の略垂直部分、遷移部分、および略水平部分を通して嵌合するように定寸される、ステップと、貯蔵容器を、坑井の略水平部分に結合される貯蔵エリアの中に移動させるステップであって、貯蔵エリアは、シェール累層内またはその下方に位置し、シェール累層によって、可動水を含む地下区域から垂直に分離される、ステップと、坑井内に、坑井の貯蔵部分を坑井の入口から分離するシールを形成するステップとを含む。

【0016】

一般的実装と組み合わせ可能なある側面では、貯蔵エリアは、シェール累層の下方に形成され、シェール累層によって、可動水を含む地下区域から垂直に分離される。

【0017】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、貯蔵エリアは、シェール累層内に形成される。

【0018】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、シェール累層は、シェール累層と可動水を含む地下区域との間に形成される、不浸透性累層の下方に地質的に形成される。

【0019】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、シェール累層は、約０．００１ミリダルシ（０．９８７ｎｍ^２）を下回る浸透率、約１０ＭＰａを下回る脆性であって、シェール累層の圧縮応力対シェール累層の引張強度の比率を含む、脆性、貯蔵エリアの近位の少なくとも約１００フィート（３０メートル）の厚さ、または約２０〜３０％重量／体積比の有機物質もしく粘土のうちの２つまたはそれを上回るものを含む地質的性質を含む。

【0020】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、有害物質は、使用済み核燃料を含む。

【0021】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、坑井はさらに、地球表面またはその近位から、坑井を通して、貯蔵エリアの中に延在する、少なくとも１つのケーシングを含む。

【0022】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面はさらに、貯蔵容器を、地球表面の中に延在する坑井の入口を通して移動させるステップに先立って、地球表面からシェール累層に坑井を形成するステップを含む。

【0023】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面はさらに、坑井内に、地球表面またはその近位から、坑井を通して、貯蔵エリアの中に延在するケーシングを設置するステップを含む。

【0024】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面はさらに、ケーシングを坑井に固結するステップを含む。

【0025】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面はさらに、坑井を形成するステップに続けて、シェール累層から、坑井を通して、地球表面に炭化水素流体を生産するステップを含む。

【0026】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面はさらに、坑井からシールを除去するステップと、貯蔵エリアから地球表面に貯蔵容器を回収するステップとを含む。

【0027】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面はさらに、貯蔵エリアの近位に位置付けられるセンサから、貯蔵容器と関連付けられる少なくとも１つの変数を監視するステップと、地球表面において監視される変数を記録するステップとを含む。

【0028】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、監視される変数は、放射線レベル、温度、圧力、酸素の存在、水蒸気の存在、液体水の存在、酸性度、または地震活動のうちの少なくとも１つを含む。

【0029】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面はさらに、ある閾値を超える監視される変数に基づいて、坑井からシールを除去するステップと、貯蔵エリアから地球表面に貯蔵容器を回収するステップとを含む。

【0030】

別の一般的実装では、使用済み核燃料貯蔵システムが、地球表面から、第１の地下層を通して、第１の地下層よりも深い第２の地下層の中に形成される、指向性坑井であって、第１の地下層は、可動水の源を含む岩石累層を含み、第２の地下層は、シェール累層内に形成される指向性坑井の一部を第１の地下層から流体的に分離するシェール累層を含む、指向性坑井と、指向性坑井を通して、シェール累層内に形成される指向性坑井の一部の中に移動されるように構成される、容器であって、複数の使用済み核燃料ペレットを貯蔵するように構成される筐体によって封入されるある容積を含む、容器と、指向性坑井内で、シェール累層内に形成される指向性坑井の一部と地球表面との間に設けられる、プラグとを含む。

【0031】

一般的実装と組み合わせ可能なある側面では、指向性坑井は、第１および第２の地下層間の第３の地下層を通して形成され、第３の地下層は、略不浸透性岩石累層を含む。

【0032】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、不浸透性岩石累層は、シェール累層よりも脆性である。

【0033】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面では、不浸透性岩石累層は、シェール累層よりも浸透性が低い。

【0034】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面はさらに、容器の近位に位置付けられる１つまたはそれを上回るシステムに通信可能に結合される監視制御システムを含む、監視システムを含む。

【0035】

先の側面のいずれかと組み合わせ可能な別の側面はさらに、指向性坑井内に構築され、指向性坑井の壁に対してシールされる、管状ライナを含む。

【0036】

本開示はまた、有害物質貯蔵バンクの付加的実装を説明する。例えば、有害物質を貯蔵するためのシステムおよび方法の実装は、地球表面からシェールを含む地下区域に形成される、坑井であって、略垂直部分と、半径部分と、略非垂直部分とを含む、坑井と、坑井の略非垂直部分内に位置付けられ、シェール内の貯蔵容器の近接に基づいて、可動水の源から分離される、有害物質をカプセル化するように定寸される容積を含む、貯蔵容器と、坑井内で、貯蔵容器と地球表面における坑井の入口との間に位置付けられる、シールであって、略非垂直部分の少なくとも一部を略垂直部分の少なくとも一部から流体的に分離するように構成される、シールとを含む。

【0037】

別の実施例として、有害物質を貯蔵するためのシステムおよび方法の実装は、地球表面から地下区域に形成される、坑井であって、略垂直部分と、半径部分と、略非垂直部分とを含み、地下区域は、以下の特性、すなわち、約０．００１ミリダルシ（０．９８７ｎｍ^２）を下回る浸透率、約１０ＭＰａを下回る脆性であって、シェール累層の圧縮応力対シェール累層の引張強度の比率を含む、脆性、典型的には、約１００フィート（３０メートル）の厚さ、および約２０〜３０％重量／体積比の有機物質もしくは粘土のうちの２つまたはそれを上回るものによって定義される地質的累層を含む、坑井と、坑井の略非垂直部分内に位置付けられ、有害物質をカプセル化するように定寸される容積を含む、貯蔵容器と、坑井内で、貯蔵容器と地球表面における坑井の入口との間に位置付けられる、シールとを含む。

【0038】

別の実施例として、使用済み核燃料物質等の有害物質を堆積するためのシステムおよび方法の実装は、地球表面からシェールを含む地下区域に坑井を形成するステップであって、坑井は、略垂直部分と、半径部分と、略非垂直部分とを含む、ステップと、硬化性スラリーを坑井の略非垂直部分の中に圧送するステップであって、硬化性スラリーは、硬化性材料（例えば、セメント、樹脂、ポリマー、コンクリート、グラウト）および使用済み核燃料物質の混合物を含む、ステップとを含む。

【0039】

本開示による有害物質貯蔵バンクの実装は、以下の特徴のうちの１つまたはそれを上回るものを含み得る。例えば、本開示による有害物質貯蔵バンクは、いずれの近傍の可動水からも分離される、数千フィート（数百〜数千メートル）の地下に位置する貯蔵バンク内の有害物質の複数のレベルの封じ込めを可能にし得る。本開示による有害物質貯蔵バンクはまた、数百万年にわたってその中に流体的にシールされた炭化水素を有することが証明された地下区域内に、有害物質のための貯蔵エリアを作成または形成するために、証明された技法（例えば、削孔）を使用し得る。別の実施例として、本開示による有害物質貯蔵バンクは、とりわけ、低浸透性、厚さ、および延性を含む、そのような貯蔵のために好適な地質的性質を有するシェール累層内で、有害物質（例えば、放射性廃棄物）のための長期（例えば、数千年）貯蔵を提供し得る。加えて、従来の貯蔵技法と比較して、多くの場合、長さが１マイルを超える長い水平ボーリング孔を促進する指向性削孔技法に部分的に起因して、より多くの体積の有害物質が、低コストで貯蔵され得る。加えて、そのような貯蔵のために好適な地質的性質を有する岩石累層が、有害物質が見出される、または生成され得る地点に近接近して見出され、それによって、そのような有害物質を輸送することと関連付けられる危険を低減させ得る。

【0040】

本開示による有害物質貯蔵バンクの実装はまた、以下の特徴のうちの１つまたはそれを上回るものを含み得る。大きい貯蔵容積は、順に、有害物質の貯蔵が、異なる形態または容器への濃縮または移送等の複雑な事前処理の必要性なく設置されることを可能にする。さらなる実施例として、例えば、原子炉からの核廃棄物物質の場合では、廃棄物は、その元々のペレット内に保たれる、修正されないままである、またはその元々の燃料棒内に保たれる、もしくは数十の燃料棒を含有するその元々の燃料アセンブリ内に保たれることができる。別の側面では、有害物質は、元々のホルダ内に保たれ得るが、セメントまたは他の材料が、ホルダの中に注入され、有害物質と構造との間の間隙を充填する。例えば、有害物質が、燃料棒内に貯蔵され、これが、順に、燃料アセンブリ内に貯蔵される場合、棒間の空間（典型的には、原子炉の内側にあるとき、水を用いて充填される）は、セメントまたは他の材料を用いて充填され、さらに付加的な外界からの分離層を提供し得る。またさらなる実施例として、有害物質の確実かつ低コストの貯蔵は、状況によって貯蔵された物質を回収することが有利であると見なされる場合、そのような物質の回収を依然として可能にしながら促進される。

【0041】

本開示に説明される主題の１つまたはそれを上回る実装の詳細が、付随の図面および以下の説明に記載される。本主題の他の特徴、側面、および利点が、説明、図面、ならびに請求項から明白となるであろう。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
有害物質貯蔵バンクであって、
地球の中に延在し、少なくとも地球表面の近位に入口を備える坑井であって、前記坑井は、略垂直部分と、遷移部分と、略水平部分とを備える、坑井と、
前記坑井の略水平部分に結合される貯蔵エリアであって、前記貯蔵エリアは、シェール累層内またはその下方にあり、前記貯蔵エリアは、前記シェール累層によって、可動水を備える地下区域から垂直に分離される、貯蔵エリアと、
前記貯蔵エリア内に位置付けられる貯蔵容器であって、前記貯蔵容器は、前記坑井入口から、前記坑井の略垂直部分、遷移部分、および略水平部分を通して、前記貯蔵エリアの中に嵌合するように定寸され、前記貯蔵容器は、有害物質を封入するように定寸される内側空洞を備える、貯蔵容器と、
前記坑井内に位置付けられるシールであって、前記シールは、前記坑井の貯蔵部分を前記坑井の入口から分離する、シールと、
を備える、有害物質貯蔵バンク。
（項目２）
前記貯蔵エリアは、前記シェール累層の下方に形成され、前記シェール累層によって、可動水を備える前記地下区域から垂直に分離される、項目１に記載の有害物質貯蔵バンク。
（項目３）
前記貯蔵エリアは、前記シェール累層内に形成され、前記シェール累層の少なくとも一部によって、可動水を備える前記地下区域から垂直に分離される、項目１に記載の有害物質貯蔵バンク。
（項目４）
前記シェール累層は、約０．００１ミリダルシ（０．９８７ｎｍ^２）を下回る浸透率を備える、項目１に記載の有害物質貯蔵バンク。
（項目５）
前記シェール累層は、約１０ＭＰａを下回る脆性を備え、脆性は、前記シェール累層の圧縮応力対前記シェール累層の引張強度の比率から成る、項目１に記載の有害物質貯蔵バンク。
（項目６）
前記シェール累層は、少なくとも約１００フィート（３０メートル）の厚さを前記貯蔵エリアの近位に備える、項目１に記載の有害物質貯蔵バンク。
（項目７）
前記シェール累層は、前記有害物質の半減期に基づく時間量にわたって前記シェール累層を通して前記貯蔵容器から逃散する前記有害物質の拡散を阻止する厚さを前記貯蔵エリアの近位に備える、項目１に記載の有害物質貯蔵バンク。
（項目８）
前記シェール累層は、約２０〜３０％重量／体積比の粘土または有機物を備える、項目１に記載の有害物質貯蔵バンク。
（項目９）
前記有害物質は、使用済み核燃料を備える、項目１に記載の有害物質貯蔵バンク。
（項目１０）
前記地球表面またはその近位から前記坑井を通して前記貯蔵エリアの中に延在する少なくとも１つのケーシングアセンブリをさらに備える、項目１に記載の有害物質貯蔵バンク。
（項目１１）
前記貯蔵容器は、ダウンホールツールストリングまたは別の貯蔵容器のうちの少なくとも１つに結合するように構成される接続部分を備える、項目１に記載の有害物質貯蔵バンク。
（項目１２）
有害物質を貯蔵するための方法であって、
地球表面の中に延在する坑井の入口を通して貯蔵容器を移動させるステップであって、前記入口は、少なくとも前記地球表面の近位にあり、前記貯蔵容器は、有害物質を封入するように定寸される内側空洞を備える、ステップと、
略垂直部分と、遷移部分と、略水平部分とを備える前記坑井を通して前記貯蔵容器を移動させるステップであって、前記貯蔵容器は、前記坑井入口から、前記坑井の略垂直部分、遷移部分、および略水平部分を通して嵌合するように定寸される、ステップと、
前記坑井の略水平部分に結合される貯蔵エリアの中に前記貯蔵容器を移動させるステップであって、前記貯蔵エリアは、シェール累層内またはその下方に位置し、前記シェール累層によって、可動水を備える地下区域から垂直に分離される、ステップと、
前記坑井内に、前記坑井の貯蔵部分を前記坑井の入口から分離するシールを形成するステップと、
を含む、方法。
（項目１３）
前記貯蔵エリアは、前記シェール累層の下方に形成され、前記シェール累層によって、前記可動水を備える地下区域から垂直に分離される、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記貯蔵エリアは、前記シェール累層内に形成され、前記シェール累層の少なくとも一部によって、前記可動水を備える地下区域から垂直に分離される、項目１２に記載の方法。
（項目１５）
前記シェール累層は、
約０．００１ミリダルシ（０．９８７ｎｍ^２）を下回る浸透率、
約１０ＭＰａを下回る脆性であって、脆性は、前記シェール累層の圧縮応力対前記シェール累層の引張強度の比率から成る、脆性、
前記貯蔵エリアの近位の少なくとも約１００フィート（３０メートル）の厚さ、または、
約２０〜３０％重量／体積比の有機物質もしくは粘土、
のうちの２つまたはそれを上回るものを備える地質的性質を備える、項目１２に記載の方法。
（項目１６）
前記有害物質は、使用済み核燃料を備える、項目１２に記載の方法。
（項目１７）
前記坑井はさらに、前記地球表面またはその近位から前記坑井を通して前記貯蔵エリアの中に延在する少なくとも１つのケーシングを備える、項目１２に記載の方法。
（項目１８）
前記地球表面の中に延在する前記坑井の入口を通して前記貯蔵容器を移動させるステップに先立って、前記地球表面から前記シェール累層に前記坑井を形成するステップをさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１９）
前記坑井内にケーシングを設置するステップをさらに含み、前記ケーシングは、前記地球表面またはその近位から前記坑井を通して前記貯蔵エリアの中に延在する、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記ケーシングを前記坑井に固結するステップをさらに含む、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
前記坑井を形成するステップに続けて、前記シェール累層から、前記坑井を通して、前記地球表面に炭化水素流体を生産するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２２）
前記坑井から前記シールを除去するステップと、
前記貯蔵エリアから前記地球表面に前記貯蔵容器を回収するステップと、
をさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目２３）
前記貯蔵エリアの近位に位置付けられるセンサから、前記貯蔵容器と関連付けられる少なくとも１つの変数を監視するステップと、
前記地球表面において前記監視される変数を記録するステップと、
をさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目２４）
前記監視される変数は、放射線レベル、温度、圧力、酸素の存在、水蒸気の存在、液体水の存在、酸性度、または地震活動のうちの少なくとも１つを含む、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
ある閾値を超える前記監視される変数に基づいて、
前記坑井から前記シールを除去するステップと、
前記貯蔵エリアから前記地球表面に前記貯蔵容器を回収するステップと、
をさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目２６）
使用済み核燃料貯蔵システムであって、
地球表面から第１の地下層を通して前記第１の地下層よりも深い第２の地下層の中に形成される指向性坑井であって、前記第１の地下層は、可動水の源を含む岩石累層を備え、前記第２の地下層は、シェール累層内に形成される前記指向性坑井の一部を前記第１の地下層から流体的に分離する前記シェール累層を備える、指向性坑井と、
前記指向性坑井を通して前記シェール累層内に形成される指向性坑井の一部の中に移動されるように構成される容器であって、前記容器は、複数の使用済み核燃料ペレットを貯蔵するように構成される筐体によって封入されるある容積を備える、容器と、
前記指向性坑井内で、前記シェール累層内に形成される指向性坑井の一部と前記地球表面との間に設けられる、プラグと、
を備える、使用済み核燃料貯蔵システム。
（項目２７）
前記容器の近位に位置付けられる１つまたはそれを上回るシステムに通信可能に結合される監視制御システムを備える監視システムをさらに備える、項目２６に記載の使用済み核燃料貯蔵システム。
（項目２８）
前記指向性坑井内に構築され、前記指向性坑井の壁に対してシールされる、管状ライナをさらに備える、項目２６に記載の使用済み核燃料貯蔵システム。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1A】図１Ａ−１Ｃは、本開示による、堆積または回収動作中の有害物質貯蔵バンクシステムの例示的実装の概略図示である。

【図1B】図１Ａ−１Ｃは、本開示による、堆積または回収動作中の有害物質貯蔵バンクシステムの例示的実装の概略図示である。

【図1C】図１Ａ−１Ｃは、本開示による、堆積または回収動作中の有害物質貯蔵バンクシステムの例示的実装の概略図示である。

【図2A】図２Ａ−２Ｅは、本開示による、貯蔵および監視動作中の有害物質貯蔵バンクシステムの例示的実装の概略図示である。

【図2B】図２Ａ−２Ｅは、本開示による、貯蔵および監視動作中の有害物質貯蔵バンクシステムの例示的実装の概略図示である。

【図2C】図２Ａ−２Ｅは、本開示による、貯蔵および監視動作中の有害物質貯蔵バンクシステムの例示的実装の概略図示である。

【図2D】図２Ａ−２Ｅは、本開示による、貯蔵および監視動作中の有害物質貯蔵バンクシステムの例示的実装の概略図示である。

【図2E】図２Ａ−２Ｅは、本開示による、貯蔵および監視動作中の有害物質貯蔵バンクシステムの例示的実装の概略図示である。

【図3】図３Ａ−３Ｂは、本開示による、有害物質貯蔵バンクシステムの他の例示的実装の概略図示である。

【図4】図４Ａ−４Ｃは、本開示による、有害物質容器のある例示的実装の概略図示である。

【図5】図５は、本開示による、有害物質貯蔵バンクシステムの別の例示的実装の概略図示である。

【図6A】図６Ａ−６Ｃは、本開示による、有害物質を貯蔵するステップと関連付けられる例示的方法を図示するフローチャートである。

【図6B】図６Ａ−６Ｃは、本開示による、有害物質を貯蔵するステップと関連付けられる例示的方法を図示するフローチャートである。

【図6C】図６Ａ−６Ｃは、本開示による、有害物質を貯蔵するステップと関連付けられる例示的方法を図示するフローチャートである。

【図7】図７は、本開示による、有害物質貯蔵バンクシステムを監視するためのコントローラまたは制御システムの概略図示である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

本開示は、有害物質貯蔵バンクシステムを説明し、これは、地下区域の中に形成される１つまたはそれを上回る坑井を含み、１つまたはそれを上回る地下貯蔵容積貯蔵容器内で、有害物質（例えば、生物学的、化学的、核、またはその他）の長期（例えば、数十年、数百年、またはさらには数千年）貯蔵を提供する。地下区域は、異なる地質的累層および性質を有する、複数の地下層を含む。貯蔵容器は、低浸透性、十分な厚さ、低脆性、および他の性質等、その層の１つまたはそれを上回る地質的性質に基づいて、特定の地下層内に堆積され得る。いくつかの側面では、特定の地下層は、シェール累層から成り、これは、貯蔵コンテナと可動水を備える別の地下層との間に分離可能シールを形成する。

【0044】

図１Ａ−１Ｃは、本開示による、堆積または回収動作中の有害物質貯蔵バンクシステムの例示的実装の概略図示、例えば、有害物質の長期（例えば、数十年、数百年、または数千年、もしくはそれを上回るもの）であるが、回収可能な安全かつ確実な貯蔵のための地下場所である。例えば、図１Ａに目を向けると、本図は、堆積（または以下に説明されるような回収）プロセス中、例えば、地下累層内での有害物質の１つまたはそれを上回る容器の展開中のある例示的有害物質貯蔵バンクシステム１００を図示する。図示されるように、有害物質貯蔵バンクシステム１００は、地球表面１０２から、複数の地下層１１２、１１４、１１６、および１１８を通して形成される（例えば、削孔される、またはその他）坑井１０４を含む。地球表面１０２は、地面として図示されているが、地球表面１０２は、湖または海底もしくは水塊の下の他の表面等、海中または他の水中表面であり得る、したがって、本開示は、坑井１０４が水塊の下で、水塊に面する、またはその近位の削孔場所から形成され得ることを想定する。

【0045】

図示される坑井１０４は、有害物質貯蔵バンクシステム１００の本実施例における指向性坑井である。例えば、坑井１０４は、アールが付けられた、すなわち、湾曲した部分１０８に結合される略垂直部分１０６を含み、アールが付けられた、すなわち、湾曲した部分１０８は、順に、略水平部分１１０に結合される。本開示で使用されるように、坑井配向の文脈における「略」は、厳密に垂直（例えば、地球表面１０２に厳密に垂直）または厳密に水平（例えば、地球表面１０２に厳密に平行）ではない場合がある坑井を指す。言い換えると、ドリル技術における当業者は、垂直坑井が、多くの場合、真の垂直方向からのオフセットを波立たせ、それらが真の垂直から逸脱する角度において削孔され得、水平坑井が、多くの場合、真の水平方向からのオフセットを波立たせることを認識するであろう。さらに、略水平部分１１０は、いくつかの側面では、厳密に垂直と厳密に水平との間で配向される、傾斜坑井または他の指向性坑井であり得る。さらに、略水平部分１１０は、いくつかの側面では、累層の傾斜に従うように配向される、傾斜坑井または他の指向性坑井であり得る。本実施例に図示されるように、坑井１０４の３つの部分、すなわち、垂直部分１０６、アールが付けられた部分１０８、および水平部分１１０は、地球の中に延在する連続的坑井１０４を形成する。

【0046】

図示される坑井１０４は、地球表面１０２から地球内の特定の深さまで、坑井１０４の周囲に位置付けられ、設けられる表面ケーシング１２０を有する。例えば、表面ケーシング１２０は、浅い累層内で坑井１０４の周囲に設けられる（例えば、固結される）比較的に大直径の管状部材（または一続きの部材）であり得る。本明細書で使用されるように、「管状」は、円形断面、楕円形断面、または他の形状の断面を有する部材を指し得る。例えば、有害物質貯蔵バンクシステム１００の本実装では、表面ケーシング１２０は、地球表面から表面層１１２を通して延在する。表面層１１２は、本実施例では、１つまたはそれを上回る層の岩石累層から成る地質的層である。いくつかの側面では、本実施例における表面層１１２は、淡水帯水層、塩水もしくは鹹水源、または可動水（例えば、地質的累層を通して移動する水）の他の源を含み得る、または含まない場合がある。いくつかの側面では、表面ケーシング１１２は、坑井１０４をそのような可動水から分離し得、また、他のケーシングストリングが坑井１０４内に設置されるための懸下場所を提供し得る。さらに、示されないが、コンダクタケーシングが、表面ケーシング１１２の上方（例えば、表面ケーシング１１２と表面１０２との間かつ表面層１１２内）に設けられ、削孔流体が表面層１１２の中に逃散することを防止し得る。

【0047】

図示されるように、生産ケーシング１２２が、表面ケーシング１２０の下方の孔内の坑井１０４内に位置付けられ、設けられる。「生産」ケーシングと称されるが、本実施例では、ケーシング１２２は、炭化水素生産動作を受けていた場合がある、または受けていない場合がある。したがって、ケーシング１２２は、表面ケーシング１２０の下方に向かう孔内で坑井１０４内に設けられる（例えば、固結される）任意の形態の管状部材を指し、それを含む。有害物質貯蔵バンクシステム１００のいくつかの実施例では、生産ケーシング１２２は、アールが付けられた部分１０８の端部において始まり、略水平部分１１０全体を通して延在し得る。ケーシング１２２はまた、アールが付けられた部分１０８および垂直部分１０６に延在し得る。

【0048】

示されるように、セメント１３０が、ケーシング１２０および１２２と坑井１０４との間の環において、ケーシング１２０および１２２の周囲に位置付けられる（例えば、圧送される）。セメント１３０は、例えば、地球表面１０２の下の地下層を通してケーシング１２０および１２２（および坑井１０４の任意の他のケーシングまたはライナ）を固着させ得る。いくつかの側面では、セメント１３０は、ケーシング（例えば、ケーシング１２０および１２２、ならびに任意の他のケーシング）の全長に沿って設置され得る、またはセメント１３０は、特定の坑井１０２に関して適正である場合、ケーシングのある部分に沿って使用され得る。セメント１３０はまた、容器１２６内の有害物質のための付加的な閉じ込め層を提供することができる。

【0049】

坑井１０４ならびに関連付けられるケーシング１２０および１２２は、種々の例示的寸法を用いて、かつ種々の例示的深さ（例えば、真の垂直深さまたはＴＶＤ）において形成され得る。例えば、コンダクタケーシング（図示せず）が、約１２０フィート（３７メートル）ＴＶＤまで下に延在し、約２８インチ〜６０インチの直径を伴い得る。表面ケーシング１２０は、約２，５００フィート（７６０メートル）ＴＶＤまで下に延在し、約２２インチ〜４８インチの直径を伴い得る。表面ケーシング１２０と生産ケーシング１２２との間の中間ケーシング（図示せず）が、約８，０００フィート（２４００メートル）ＴＶＤまで下に延在し、約１６インチ〜３６インチの直径を伴い得る。生産ケーシング１２２は、略水平に（例えば、略水平部分１１０をケーシングするように）延在し、約１１インチ〜２２インチの直径を伴い得る。前述の寸法は、単に、実施例として提供され、他の寸法（例えば、直径、ＴＶＤ、長さ）も、本開示によって想定される。例えば、直径およびＴＶＤは、複数の地下層（１１２−１１８）のうちの１つまたはそれを上回るものの特定の地質的組成、特定の削孔技法、ならびに有害物質貯蔵バンクシステム１００内に堆積されるべき有害物質を含有する有害物質容器１２６のサイズ、形状、または設計に依存し得る。いくつかの代替実施例では、生産ケーシング１２２（または坑井１０４内の他のケーシング）は、断面において円形、断面において楕円形、またはある他の形状であり得る。

【0050】

図示されるように、坑井１０４は、地下層１１２、１１４、および１１６を通して延在し、地下層１１８内に着地する。上記に議論されるように、表面層１１２は、可動水を含み得る、または含まない場合がある。本実施例では、表面層１１２の下方にある地下層１１４は、可動水層１１４である。例えば、可動水層１１４は、淡水帯水層、塩水もしくは鹹水、または可動水の他の源等、可動水の１つまたはそれを上回る源を含み得る。有害物質貯蔵バンクシステム１００の本実施例では、可動水は、地下層の全てまたは一部を横断する圧力差に基づいて、地下層を通して移動する水であり得る。例えば、可動水層１１４は、水が層１１４内を（例えば、圧力差またはその他に起因して）自由に移動する、浸透性地質的累層であり得る。いくつかの側面では、可動水層１１４は、特定の地理的エリアにおける人間が消費可能な水の一次供給源であり得る。可動水層１１４が成り得る岩石累層の実施例は、他の累層の中でもとりわけ、多孔性砂岩および石灰岩を含む。

【0051】

有害物質貯蔵バンクシステム１００の本例示的実装では、可動水層１１４の下方は、不浸透性層１１６である。本実施例では、不浸透性層１１６は、可動水が通過することを可能にし得ない。したがって、可動水層１１４と比較して、不浸透性層１１６は、低浸透率、例えば、約ナノダルシ（１０^−４ｎｍ^２）の浸透率を有し得る。加えて、本実施例では、不浸透性層１１６は、比較的に非延性（すなわち、脆性）地質的累層であり得る。非延性の１つの測度は、脆性であり、これは、圧縮応力対引張強度の比率である。いくつかの実施例では、不浸透性層１１６の脆性は、約２０ＭＰａ〜４０ＭＰａであり得る。

【0052】

本実施例に示されるように、不浸透性層１１６は、貯蔵層１１９よりも浅い（例えば、地球表面１０２により近接する）。本実施例では、不浸透性１１６が成り得る岩石累層は、例えば、上記に説明されるような浸透率および脆性性質を呈する、ある種類の砂岩、泥岩、粘土、ならびに粘板岩を含む。代替実施例では、不浸透性層１１６は、貯蔵層１１９よりも深くあり得る（例えば、地球表面１０２からより遠い）。そのような代替実施例では、不浸透性層１１６は、花崗岩等の火成岩から成り得る。

【0053】

不浸透性層１１６の下方は、貯蔵層１１８である。本実施例では、貯蔵層１１８は、いくつかの理由から、有害物質を貯蔵する略水平部分１１０のための着地点として選定され得る。不浸透性１１６または他の層と比較して、貯蔵層１１８は、厚く、例えば、約１００〜２００フィート（３０〜６０メートル）の合計垂直厚さであり得る。貯蔵層１１８の厚さは、より容易な着地および指向性削孔を可能にし、それによって、略水平部分１１０が、構築（例えば、削孔）中に貯蔵層１１８内に容易に設置されることを可能にし得る。貯蔵層１１８のおおよその水平中心を通して形成される場合、略水平部分１１０は、貯蔵層１１８を備える約５０〜１００フィート（１５〜３０メートル）の地質的累層によって囲繞され得る。さらに、貯蔵層１１８はまた、例えば、層１１８の非常に低い浸透率（例えば、約ミリまたはナノダルシ（１０^２ｎｍ^２または１０^−４ｎｍ^２））に起因して、いかなる可動水も有していない場合がある。加えて、貯蔵層１１８は、十分な延性を有し得、したがって、層１１８を備える岩石累層の脆性は、約３ＭＰａ〜１０ＭＰａである。貯蔵層１１８が成り得る岩石累層の実施例は、シェールおよび硬石膏を含む。さらに、いくつかの側面では、貯蔵層が、浸透性層を可動水層１１４から分離するために十分な地質的性質である場合、有害物質は、砂岩または石灰岩等の浸透性累層内であっても、貯蔵層の下方に貯蔵され得る。

【0054】

有害物質貯蔵バンクシステム１００のいくつかの例示的実装では、貯蔵層１１８は、シェールから成る。いくつかの実施例では、シェールは、貯蔵層１１８に関して上記に説明されるものに該当する性質を有し得る。例えば、シェール累層は、（例えば、有害物質容器１２６内での）有害物質の長期の閉じ込めならびに可動水層１１４（例えば、帯水層）および地球表面１０２からのその分離のために好適であり得る。シェール累層は、地球内の比較的に深く、典型的には、３，０００フィート（９１０メートル）またはそれを上回って見出され、任意の淡水帯水層の下方に分離して置かれ得る。

【0055】

シェール累層は、例えば、物質の長期（例えば、数千年）分離を強化する地質的性質を含み得る。そのような性質は、例えば、炭化水素流体（例えば、ガス、液体、混合相流体）の囲繞層（例えば、可動水層１１４）の中への逃散を伴わない、そのような流体の長期貯蔵（例えば、数千万年）を通して例証されている。実際に、シェールは、数百万年またはそれを上回って天然ガスを保持することが示されており、有害物質の長期貯蔵に関する能力を保証している。例示的シェール累層（例えば、Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ、Ｅａｇｌｅ Ｆｏｒｄ、Ｂａｒｎｅｔｔ、およびその他）は、数百万年にわたって水、油、およびガスの移動を防止する際に効果的である多くの冗長シール層を含有し、可動水が欠如し、堆積後に数千年にわたって有害物質（例えば、流体または固体）をシールすることが（例えば、地質的考慮事項に基づいて）予期され得る層理を有する。

【0056】

シェール累層はまた、好適な深さ、例えば、３，０００〜１２，０００フィート（９１０〜３７００メートル）ＴＶＤにあり得る。そのような深さは、典型的には、地下水帯水層（例えば、表面層１１２および／または可動水層１１４）の下方である。さらに、塩を含むシェール内の可溶性要素の存在ならびに帯水層内のこれらの同一の要素の不在は、シェールと帯水層との間の流体分離を実証する。

【0057】

有利なこととして、有害物質貯蔵に役立ち得るシェールの別の特定の品質は、その粘土含有量であり、これは、いくつかの側面では、他の不浸透性岩石累層（例えば、不浸透性層１１６）に見出されるものを上回る一定の延性を提供する。例えば、シェールは、層状であり、粘土（例えば、体積比約２０〜３０％の粘土）および他の鉱物の薄く交互する層から構成され得る。そのような組成は、不浸透性層内の岩石累層（例えば、花崗岩またはその他）と比較して、シェールの脆性をより低くし、したがって、シェールを（例えば、自然に、または別様に）より破砕しにくくし得る。例えば、不浸透性層１１６内の岩石累層は、有害物質の長期貯蔵のために好適な浸透率を有し得るが、過剰に脆性であり、一般的に破砕される。したがって、そのような累層は、有害物質の長期貯蔵のために（その地質的性質を通して証明されるような）十分なシール品質を有していない場合がある。

【0058】

本開示は、例証される地下層１１２、１１４、１１６、および１１８の間または中に多くの他の層が存在し得ることを想定する。例えば、可動水層１１４、不浸透性層１１６、および貯蔵層１１８のうちの１つまたはそれを上回るものの（例えば、垂直に）繰り返すパターンが存在し得る。さらに、いくつかの事例では、貯蔵層１１８は、可動水層１１４に（例えば、垂直に）直接隣接する、すなわち、介在する不浸透性層１１６を伴わない場合がある。

【0059】

図１Ａは、坑井１０４の略水平部分１１０内の有害物質の堆積動作のある実施例を図示する。例えば、示されるように、作業ストリング１２４（例えば、管類、コイル状管類、ワイヤライン、またはその他）が、ケーシングされた坑井１０４の中に延在され、１つまたはそれを上回る（３つが示されるが、より多い、またはより少ないものが存在し得る）有害物質容器１２６を、部分１１０における、長期であるが、いくつかの側面では、回収可能な貯蔵状態に置き得る。例えば、図１Ａに示される実装では、作業ストリング１２４は、容器１２６に結合するダウンホールツール１２８を含み得、坑井１０４の中への各進行で、ダウンホールツール１２８は、略水平部分１１０内に特定の有害物質容器１２６を堆積し得る。

【0060】

ダウンホールツール１２８は、いくつかの側面では、ねじ山付き接続によって容器１２６に結合し得る。代替側面では、ダウンホールツール１２８は、相互係止ラッチを用いて容器１２６に結合し得、したがって、ダウンホールツール１２８の回転は、容器１２６にラッチし得る（またはそれからラッチ解除する）。代替側面では、ダウンホールツール１２４は、容器１２６に引きつけられるように結合する、１つまたはそれを上回る磁石（例えば、希土類磁石、電磁石、それらの組み合わせ、またはその他）を含み得る。いくつかの実施例では、容器１２６はまた、ダウンホールツール１２４上の磁石と反対の極性の１つまたはそれを上回る磁石（例えば、希土類磁石、電磁石、それらの組み合わせ、またはその他）を含み得る。いくつかの実施例では、容器１２６は、ダウンホールツール１２４の磁石に引きつけ可能な鉄または他の材料から作製される、もしくはそれを含み得る。

【0061】

別の実施例として、各容器１２６は、坑井１０４内に（例えば、ワイヤラインまたはその他の上の）坑井トラクタによって位置付けられ得、これは、モータ式（例えば、電気）運動を通して略水平部分１１０の中に容器を押動または引動し得る。また別の実施例として、各容器１２６は、ローラ（例えば、車輪）を含む、またはそれに搭載され得、したがって、ダウンホールツール１２４は、ケーシングされた坑井１０４の中に容器１２６を押動し得る。

【0062】

いくつかの例示的実装では、容器１２６、坑井ケーシング１２０および１２２のうちの１つもしくはそれを上回るもの、またはその両方は、堆積動作に先立って、摩擦低減コーティングを用いてコーティングされ得る。例えば、コーティング（例えば、石油ベースの製品、樹脂、セラミック、またはその他）を容器１２６および／または坑井ケーシングに適用することによって、容器１２６は、ケーシングされた坑井１０４を通して略水平部分１００の中により容易に移動され得る。いくつかの側面では、坑井ケーシングの一部のみが、コーティングされ得る。例えば、いくつかの側面では、略垂直部分１０６は、コーティングされない場合があるが、アールが付けられた部分１０８または略水平部分１１０、もしくはその両方は、容器１２６のより容易な堆積および回収を促進するためにコーティングされ得る。

【0063】

図１Ａはまた、坑井１０４の略水平部分１１０内の有害物質の回収動作のある実施例を図示する。回収動作は、堆積動作の反対であり得、したがって、ダウンホールツール１２４（例えば、フィッシングツール）は、坑井１０４の中に延設され、最後に堆積された容器１２６に（例えば、螺合して、ラッチして、磁石によって、または別様に）結合され、容器１２６を地球表面１０２に引動し得る。複数の回収進行が、坑井１０４の略水平部分１１０から複数の容器を回収するために、ダウンホールツール１２４によって成され得る。

【0064】

各容器１２６は、有害物質を封入し得る。そのような有害物質は、いくつかの実施例では、生物学的もしくは化学的廃棄物、または他の生物学的もしくは化学的有害物質であり得る。いくつかの実施例では、有害物質は、原子炉（例えば、商業的動力炉または試験炉）または軍事核物質から回収された使用済み核燃料等の核物質を含み得る。例えば、ギガワットの原子力発電所は、毎年３０トンの使用済み核燃料を生産し得る。その燃料の密度は、典型的には、１０（１０ｇｍ／ｃｍ^３＝１０ｋｇ／リットル）に近く、したがって、核廃棄物の１年間の体積は、約３ｍ^３になる。核燃料ペレットの形態における使用済み核燃料が、原子炉から取り出され、修正されない場合がある。核燃料ペレットは、固体であり、短寿命トリチウム（１３年の半減期）以外のガスを殆ど放出しない。

【0065】

いくつかの側面では、貯蔵層１１８は、任意の放射性生産物（例えば、ガス）が容器１２６から逃散する場合であっても、層１１８内にそのような生産物を含有することが可能なはずである。例えば、貯蔵層１１８は、層１１８を通した放射性生産物の拡散時間に基づいて選択され得る。例えば、貯蔵層１１８から逃散する放射性生産物の最小拡散時間は、例えば、核燃料ペレットの任意の特定の成分に関する半減期の５０倍に設定され得る。最小拡散時間としての５０回の半減期は、放射性生産物の量を１×１０^−１５倍に低減させるであろう。別の実施例として、最小拡散時間を３０回の半減期に設定することは、放射性生産物の量を１０億分の１に低減させるであろう。

【0066】

例えば、プルトニウム２３９は、多くの場合、２４，１００年のその長い半減期のため、使用済み核燃料における危険な廃棄生産物と見なされる。本同位体に関して、５０回の半減期は、１２０万年になるであろう。プルトニウム２３９は、水中で低い可溶性を有し、揮発性ではなく、固体として、例証される貯蔵層１１８（例えば、シェールまたは他の累層）を備える岩石累層の母岩を通した拡散が可能ではない。例えば、シェールから成る貯蔵層１１８は、数百万年にわたってガス状炭化水素（例えば、メタンおよびその他）を含有する地質的歴史によって示されるように、そのような分離時間（例えば、数百万年）を有する能力を提供し得る。対照的に、従来の核物質貯蔵方法では、一部のプルトニウムが、閉じ込め逃散に応じて、可動地下水から成る層内に溶解し得る危険が存在していた。

【0067】

図１Ｂに目を向けると、代替堆積動作が、図示される。本例示的堆積動作では、流体１３２（例えば、液体またはガス）が、坑井１０４を通して循環され、容器１２６を略水平坑井部分１１０の中に流体的に押動し得る。いくつかの実施例では、各容器１２６は、別個に流体的に押動され得る。代替側面では、２つまたはそれを上回る容器１２６が、略水平部分１１０の中への堆積のために、坑井１０４を通して、同時に流体的に押動され得る。流体１３２は、いくつかの場合では、水であり得る。他の実施例は、削孔泥水または削孔フォームを含む。いくつかの実施例では、空気、アルゴン、または窒素等のガスが、容器１２６を坑井の中に押動するために使用され得る。

【0068】

いくつかの側面では、流体１３２の選定は、少なくとも部分的に、流体１３２の粘度に依存し得る。例えば、流体１３２は、略垂直部分１０６の中への容器１２６の落下を妨げるために十分な粘度を伴うものが選定され得る。本抵抗またはインピーダンスは、容器１２６の突然の落下に対する安全係数を提供し得る。流体１３２はまた、容器１２６とケーシング１２０および１２２との間の摺動摩擦を低減させるために、潤滑を提供し得る。容器１２６は、制御された粘度、密度、および潤滑品質の液体を用いて充填されるケーシング内で運搬されることができる。ケーシング１２０および１２２の内径と運搬される容器１２６の外径との間の流体充填環は、任意の高速の容器運動を減衰するように設計される開口部を表し、運搬される容器１２６の可能性が低い結合解除において自動的受動的保護を提供する。

【0069】

いくつかの側面では、他の技法も、略水平部分１１０の中への容器１２６の堆積を促進するために採用され得る。例えば、設置されたケーシング（例えば、ケーシング１２０および１２２）のうちの１つまたはそれを上回るものは、坑井１０２の中に貯蔵容器１２６を誘導する一方、ケーシングと容器１２６との間の摩擦を低減させるためのレールを有し得る。貯蔵容器１２６およびケーシング（またはレール）は、相互に対して容易に摺動する材料から作製され得る。ケーシングは、貯蔵容器１２６の重量を受けるとき、容易に潤滑される表面または自己潤滑性であるものを有し得る。

【0070】

流体１３２はまた、容器１２６の回収のために使用され得る。例えば、ある例示的回収動作では、ケーシング１２０および１２２内の容積は、圧縮ガス（例えば、空気、窒素、アルゴン、またはその他）を用いて充填され得る。圧力が略水平部分１１０の端部において増加するにつれて、容器１２６は、アールが付けられた部分１０８に向かって、続けて、略垂直部分１０６を通して、地球表面に押動され得る。

【0071】

図１Ｃに目を向けると、別の代替堆積動作が、図示される。本例示的堆積動作では、流体１３２（例えば、液体またはガス）は、管状流体制御ケーシング１３４を通して循環され、容器１２６を略水平坑井部分１１０の中に流体的に押動し得る。流体１３２は、流体制御ケーシング１３４内で略水平部分１１０の端部を通して循環し、流体制御ケーシング１３４とケーシング１２２および１２０との間の環内で地球表面１０２に戻るように再循環し得る。いくつかの実施例では、各容器１２６は、別個に流体的に押動され得る。流体制御ケーシング１３４とケーシング１２０および１２２との間の環は、流体１３２の流動を逆転させるために、例えば、容器１２６を地球表面１０２に向かって戻すように押動するために、流体または圧縮ガスを用いて充填され得る。代替側面では、２つまたはそれを上回る容器１２６が、略水平部分１１０の中への堆積のために、坑井１０４を通して、同時に流体的に押動され得る。流体制御ケーシング１３４は、生産ケーシング１２２と類似する、または同じであり得る。その場合に関して、別個の管状部材が、坑井１０２内または生産ケーシング１２２内に封入され、流体１３２のための戻り経路を提供し得る。

【0072】

いくつかの側面では、坑井１０４は、有害物質の長期貯蔵を主要目的として形成され得る。代替側面では、坑井１０４は、炭化水素生産（例えば、油、ガス）を主要目的として以前に形成されていた場合がある。例えば、貯蔵層１１８は、それから炭化水素が坑井１０４の中に、および地球表面１０２に生産された、炭化水素産出累層であり得る。いくつかの側面では、貯蔵層１１８は、炭化水素生産に先立って、油圧式で破砕されていた場合がある。さらに、いくつかの側面では、生産ケーシング１２２は、油圧破砕に先立って、穿孔されていた場合がある。そのような側面では、生産ケーシング１２２は、有害物質の堆積動作に先立って、穿孔プロセスから作製された任意の孔を修復するために、塞がれ得る（例えば、固結される）。加えて、ケーシングとドリル孔との間のセメントにおける任意の亀裂または開口部もまた、その時点で充填されることができる。

【0073】

例えば、有害物質としての使用済み核燃料の場合では、その場所もまたシェール累層等の適切な貯蔵層１１８を含むことを考慮して、坑井は、新しい坑井として特定の場所に、例えば、原子力発電所に近接して形成され得る。代替として、すでにシェールガスを生産している既存の坑井または「枯渇した」として放棄された（例えば、有機物が十分に少なく、定位置におけるガスが商業的開発のために少なすぎる）ものが、坑井１０４として選択され得る。いくつかの側面では、坑井１０４を通した貯蔵層１１８の事前油圧破砕は、坑井１０４の有害物質貯蔵能力において殆ど差異を殆どもたらし得ない。しかし、そのような事前活動はまた、数百万にわたってガスおよび他の流体を貯蔵する貯蔵層１１８の能力を確認し得る。したがって、有害物質または有害物質の生産物（例えば、放射性ガスまたはその他）が、容器１２６から逃散し、貯蔵層１１８の破砕された累層に進入した場合、そのような割れ目は、その物質が、サイズにおいて割れ目のものに匹敵する距離にわたって比較的に急速に拡散することを可能にし得る。いくつかの側面では、坑井１０２は、炭化水素の生産のために削孔されたが、そのような炭化水素の生産が、例えば、貯蔵層１１８が、過剰に延性であり、生産のために破砕することが困難である岩石累層（例えば、シェールまたはその他）から成るため、失敗したが、有利なこととして、有害物質の長期貯蔵のための延性であった場合がある。

【0074】

図２Ａ−２Ｅは、本開示による、貯蔵および監視動作中の有害物質貯蔵バンクシステムの例示的実装の概略図示である。例えば、図２Ａは、長期貯蔵動作における有害物質貯蔵バンクシステム１００を図示する。１つまたはそれを上回る有害物質容器１２６が、坑井１０４の略水平部分１１０内に位置付けられる。シール１３４が、坑井１０４内で、略水平部分１１０内の容器１２６の場所と、地球表面１０２（例えば、坑井ヘッド）における略垂直部分１０６の開口部との間に配置される。本実施例では、シール１３４は、略垂直部分１０８の上方に向かう孔内の端部に配置される。代替として、シール１３４は、略垂直部分１０６内の別の場所、アールが付けられた部分１０８内、またはさらには容器１２６の上方に向かう孔内で略水平部分１１０内に位置付けられ得る。いくつかの側面では、シール１３４は、坑井１０４内で、少なくとも可動水層１１４等の可動水の任意の源よりも深くに配置され得る。いくつかの側面では、シール１３４は、実質的に、略垂直部分１０６の全長に沿って形成され得る。

【0075】

図示されるように、シール１３４は、容器１２６を貯蔵する略水平部分１１０の容積を、地球表面１０２における略垂直部分１０６の開口部から流体的に分離する。したがって、容器１２６から逃散しようとするいずれの有害物質（例えば、放射性物質）も、シールされ得、（例えば、したがって、液体、ガス、または固体有害物質は）、坑井１０４から逃散しない。シール１３４は、いくつかの側面では、坑井１０４内に位置付けられる、または形成されるセメントプラグもしくは他のプラグであり得る。別の実施例として、シール１３４は、坑井１０４内に位置付けられる、１つまたはそれを上回る膨張可能もしくは別様に拡張可能な詰め物から形成され得る。

【0076】

（例えば、図１Ａ−１Ｂを参照して議論されるような）回収動作に先立って、シール１３４は、除去され得る。例えば、セメントまたは他の恒久的に設けられるシール１３４の場合では、シール１３４は、それを通して削孔される、または別様に離れるようにミリングされ得る。詰め物等の半恒久的または可撤性シールの場合では、シール１３４は、公知であるような従来のプロセスを通して坑井１０４から除去され得る。

【0077】

図２Ｂは、容器１２６の長期貯蔵中のある例示的監視動作を図示する。例えば、いくつかの側面では、容器１２６内での有害物質の長期貯蔵中に、１つまたはそれを上回る変数を監視することが、有利である、もしくは要求され得る。図２Ｂの本実施例では、監視システムは、坑井１０４内（例えば、略水平部分１１０内）に配置され、ケーブル１３６（例えば、電気、光学、油圧、またはその他）を通して監視制御システム１４６に通信可能に結合される、１つまたはそれを上回るセンサ１３８を含む。坑井１０２内（例えば、ケーシングの内側）にあるように図示されているが、センサ１３８は、ケーシングの外側に配置される、またはさらにはケーシングが坑井１０２内に設置される前にケーシングに内蔵され得る。センサ１３８はまた、ケーシング（例えば、ケーシング１２０および／または１２２）の外側または流体制御ケーシング１３４の外側に配置され得る。

【0078】

示されるように、センサ１３８は、例えば、放射線レベル、温度、圧力、酸素の存在、水蒸気の存在、液体水の存在、酸性度、地震活動、またはそれらの組み合わせ等の１つもしくはそれを上回る変数を監視し得る。そのような変数に関連するデータ値は、ケーブル１３６に沿って監視制御システム１４６に伝送され得る。監視制御システム１４６は、順に、データを記録し、データにおける傾向（例えば、温度の上昇、放射性レベルの上昇）を判定し、データを国家安全保障または環境センター場所等の他の監視場所に送信し得、さらに、そのようなデータまたは傾向に基づいて、措置（例えば、容器１２６の回収）を自動的に推奨し得る。例えば、特定の閾値レベルを上回る坑井１０４内の温度または放射性レベルの上昇が、例えば、容器１２６が放射性物質を漏出していないことを確実にするために、回収推奨をトリガし得る。いくつかの側面では、センサ１３８と容器１２６との１対１の比が存在し得る。代替側面では、容器１２６あたり複数のセンサ１３８が存在し得る、またはより少ないものが存在し得る。

【0079】

図２Ｃは、容器１２６の長期貯蔵中の別の例示的監視動作を示す。本実施例では、センサ１３８は、略垂直部分１０６とは別個に形成される、二次水平坑井１４０内に位置付けられる。二次水平坑井１４０は、ケーシングされない坑井であり得、それを通して、ケーブル１３６が、監視制御システム１４６とセンサ１３８との間に延在し得る。本実施例では、二次水平坑井１４０は、略水平部分１１０の上方であるが、貯蔵層１１８内に形成される。したがって、センサ１３８は、貯蔵層１１８のデータ（例えば、放射線レベル、温度、酸性度、地震活動）を記録し得る。代替側面では、二次水平坑井１４０は、貯蔵層１１８の下方に、不浸透性層１１６内で貯蔵層の上方に、または他の層内に形成され得る。さらに、図２Ｃは、略水平部分１１０と同一の略垂直部分１０６から形成される二次水平坑井１４０を示しているが、二次水平坑井１４０は、別個の垂直坑井およびアールが付けられた坑井から形成され得る。

【0080】

図２Ｄは、容器１２６の長期貯蔵中の別の例示的監視動作を示す。本実施例では、センサ１３８は、坑井１０４とは別個に形成される、二次垂直坑井１４２内に位置付けられる。二次垂直坑井１４２は、ケーシングされる、またはケーシングされない坑井であり得、それを通して、ケーブル１３６が、監視制御システム１４６とセンサ１３８８との間に延在し得る。本実施例では、二次垂直坑井１４２は、略水平部分１１０の上方であるが、貯蔵層１１８内に底が到達する。したがって、センサ１３８８は、貯蔵層１１８のデータ（例えば、放射線レベル、温度、酸性度、地震活動）を記録し得る。代替側面では、二次垂直坑井１４０は、貯蔵層１１８の下方に、不浸透性層１１６内で貯蔵層の上方に、または他の層内に底が到達し得る。さらに、二次垂直坑井１４２内に、貯蔵層１１８に隣接するレベルにおいて配置されるように示されているが、センサ１３８は、二次垂直坑井１４２内の任意の場所に配置され得る。代替として、二次垂直坑井１４２は、いくつかの側面では、坑井１０２に先立って構築され、それによって、坑井１０２の構築中に設置されたセンサ１３８による監視を可能にし得る。また、監視ボーリング孔１４２は、ボーリング孔１４２の中に漏出する物質が、地球表面１０２への経路を有するであろう可能性を防止するために、シールされ得る。

【0081】

図２Ｅは、容器１２６の長期貯蔵中の別の例示的監視動作を示す。本実施例では、センサ１３８は、坑井１０４とは別個に形成される、二次指向性坑井１４４内に位置付けられる。二次指向性坑井１４４は、ケーシングされない坑井であり得、それを通して、ケーブル１３６が、監視制御システム１４６とセンサ１３８との間に延在し得る。本実施例では、二次指向性坑井１４４は、略水平部分１１０に隣接して、貯蔵層１１８内に着地する。したがって、センサ１３８は、貯蔵層１１８のデータ（例えば、放射線レベル、温度、酸性度、地震活動）を記録し得る。代替側面では、二次指向性坑井１４４は、貯蔵層１１８の下方に、不浸透性層１１６内で貯蔵層の上方に、または他の層内に着地し得る。さらに、二次指向性坑井１４４内に、貯蔵層１１８に隣接するレベルにおいて配置されるように示されているが、センサ１３８は、二次指向性坑井１４４内の任意の場所に配置され得る。いくつかの側面では、二次指向性坑井１４４は、例えば、坑井１０４がアクセス不可能である場合に、容器１２６の回収のために使用され得る。

【0082】

図３Ａは、本開示による、有害物質貯蔵バンクシステムの別の例示的実装の概略図示である。図３Ａは、使用済み核燃料、生物学的物質、または化学的物質等の有害物質を貯蔵するために形成もしくは使用され得る坑井の例示的構成を図示する、有害物質貯蔵バンクシステム３００の頭上概略図を図示する。有害物質貯蔵バンクシステム３００は、（ここでは上方から視認される）垂直坑井３０２を含み、複数の水平坑井３０４が、それから延在する。本実施例では、４つの水平坑井３０４が、単一の垂直坑井３０２から形成され得る。

【0083】

例示的有害物質貯蔵バンクシステム３００は、例えば、有害物質貯蔵バンクシステム１００を上回る体積の有害物質のための長期（例えば、数百万年）貯蔵を提供し得る貯蔵バンクを示す。例えば、各水平坑井３０４は、有害物質の１つまたはそれを上回る容器１２６を貯蔵し得る、図２Ａに示される略水平部分１１０と実質的に類似し得る。各水平坑井３０４は、１つまたはそれを上回る容器からの漏出の場合に、有害生産物の拡散に対して十分なシールを提供するために、貯蔵層１１８内または貯蔵層１１８の下方に形成され得る。したがって、有害物質貯蔵バンクシステム３００の実施例では、単一の垂直坑井３０２のみが、複数の水平坑井３０４を考慮するために形成される必要があるため、有害物質は、より効率的に貯蔵され得る。

【0084】

図３Ｂは、本開示による、有害物質貯蔵バンクシステムの別の例示的実装の別の概略図示である。図３Ｂは、使用済み核燃料、生物学的物質、または化学的物質等の有害物質を貯蔵するために形成もしくは使用され得る坑井の例示的構成を図示する、有害物質貯蔵バンクシステム３５０の頭上概略図を図示する。本実施例では、システム３５０は、垂直坑井３５２を含み、複数の側方坑井３５４が、垂直坑井３５２から形成される。本実施例では、側方坑井３５４は、「ピッチフォーク」パターン（または「Ｆ」パターン、クローフットパターン、もしくはその他等の他のパターン）において、相互に略平行である。各側方坑井３５４は、１つまたはそれを上回る容器からの漏出の場合に、有害生産物の拡散に対して十分なシールを提供するために、貯蔵層１１８内または貯蔵層１１８の下方に形成され得る。加えて、各側方坑井３５４は、容器１２６のための貯蔵エリアである、またはそれを含み得る。

【0085】

図４Ａ−４Ｃは、本開示による、有害物質容器のある例示的実装の概略図示である。図４Ａ−４Ｃは、それぞれ、有害物質容器４００の等角図、垂直断面図、および水平断面図を図示する。いくつかの側面では、有害物質容器４００は、図示される容器１２６と類似し、本開示による、有害物質貯蔵バンクシステム１００、有害物質貯蔵バンクシステム４００、または他の有害物質貯蔵バンクシステムにおいて使用可能であり得る。有害物質容器４００は、化学的有害物質、生物学的有害物質、核有害物質、またはその他を貯蔵するために使用され得る。例えば、図示される実装では、有害物質容器４００は、使用済み核燃料棒４０６の形態における使用済み核燃料を貯蔵する。

【0086】

図示されるように、有害物質容器４００は、有害物質を貯蔵するために、容積４０４を封入する筐体４０２（例えば、粉砕防止または粉砕抵抗筐体）を含む。本実施例では、使用済み核燃料棒４０６は、有害物質容器４００のシールに先立って、筐体４０２内に位置付けられる。各使用済み核燃料棒４０６は、複数の使用済み核燃料ペレット４０８を備える。例えば、使用済み核燃料ペレット４０８は、原子炉から除去された使用済み核燃料の放射性同位体（トリチウムを含む）の大部分を含有する。使用済み核燃料棒４０６を形成するために、燃料ペレット４０８は、ちょうど原子炉のように、ジルコニウム管によって囲繞される。これらの管は、付加的レベルの封じ込めを提供する。管は、元々の燃料アセンブリ内に搭載される、または使用済み核燃料棒４０６に対するより緊密な包装のためにそれらのアセンブリから除去されることができる。管は、シールされたカプセル内に配置され、典型的には、１５フィート（４．６メートル）長であり、相当な数の燃料ペレット４０８を貯蔵するために十分に大きいが、筐体４０２における配置を可能にするために十分に小さい直径を伴う棒４０６を形成する。

【0087】

いくつかの側面では、筐体４０２（および有害物質容器４００の他の構成要素）は、例えば、腐食または放射能への非常に高い抵抗を有する金属もしくはセラミック（例えば、ジルコニウムもしくはそのジルカロイ合金、ステンレス鋼、チタン、または他の低腐食材料）から形成され得る。加えて、いくつかの側面では、容器４００が配置される貯蔵エリアは、筐体４０２および容器４００の他の構成要素への腐食の危険を低減させる、窒素、アルゴン、またはある他のガスを用いて充填される、もしくは部分的に充填され得る。

【0088】

さらに、筐体４０２（および、概して、有害物質容器４００）の寸法は、坑井１０４等の坑井内に嵌合するように設計され得る。筐体４０２の例示的寸法は、１２〜１５フィート（３．７〜４．６メートル）の長さＬと、略正方形筐体４０２の場合では、５〜９インチの側幅Ｗとを含み得る。代替側面では、筐体４０２は、約７〜１３インチの略円形水平断面直径を有し得る。いくつかの実施例では、有害物質容器４００（および容器１２６）は、坑井１０４の中への、およびそれからの効率的な堆積ならびに回収のために定寸（例えば、長さおよび幅／直径）され得る。例えば、長さＬは、例えば、アールが付けられた部分１０８の半径寸法に基づいて判定され、有害物質容器４００が、アールが付けられた部分１０８を通して、略水平部分１１０の中に移動され得ることを確実にし得る。別の実施例として、幅Ｗは、表面ケーシング１２０および生産ケーシング１２２等、坑井１０４内のケーシングのうちの１つまたはそれを上回るものの直径に基づいて判定され得る。

【0089】

図示される有害物質容器４００はまた、コネクタ部分４１０を含み、これは、筐体４０２の一方の端部上に示されるが、両方の端部上に同様に形成され得る。いくつかの側面では、コネクタ部分４１０は、有害物質容器４００のダウンホールツール（例えば、ダウンホールツール１２８）への結合を促進し、有害物質容器４００の堆積および坑井内の貯蔵からの回収を可能にし得る。さらに、コネクタ部分４１０は、１つの有害物質容器４００の別の有害物質容器４００への結合を促進し得る。コネクタ部分４１０は、いくつかの側面では、ねじ山付き接続であり得る。例えば、筐体４０２の一方の端部上のコネクタ部分４１０は、オス型ねじ山付き接続であり得る一方、筐体４０２の対向する端部上のコネクタ部分４１０は、メス型ねじ山付き接続であり得る。代替側面では、コネクタ部分４１０は、相互係止ラッチであり得、したがって、回転（例えば、３６０度またはそれを下回るもの）が、筐体４０２をダウンホールツールまたは他の有害物質容器４００にラッチ（またはラッチ解除）し得る。代替側面では、コネクタ部分４１０は、例えば、ダウンホールツールまたは別の有害物質容器４００に引きつけられるように結合する、１つまたはそれを上回る磁石（例えば、希土類磁石、電磁石、それらの組み合わせ、またはその他）を含み得る。

【0090】

概して、図１Ａ−１Ｂ、２Ａ−２Ｅ、４Ａ−４Ｃを参照すると、例示的有害物質貯蔵バンクシステム（例えば、１００、３００、およびその他）は、有害物質（例えば、生物学的、化学的、核）が適切な地下層内で密封貯蔵されることを確実にするために、複数の封じ込め層を提供し得る。いくつかの例示的実装では、少なくとも１２の封じ込め層が存在し得る。代替実装では、より少ない、またはより多い数の封じ込め層が、採用され得る。

【0091】

第１に、例示的有害物質として使用済み核燃料を使用して、燃料ペレットが、原子炉から取り出され、修正されない。それらは、焼結された二酸化ウラン（ＵＯ_２）、セラミックから作製され得、固体のままであり、短寿命トリチウム以外のガスを殆ど放出し得ない。ペレットが極端に腐食条件または複数の封じ込め層を損傷させる他の効果に暴露されない限り、放射性同位体（トリチウムを含む）の大部分は、ペレット内に含有されるであろう。

【0092】

第２に、燃料ペレットは、ちょうど原子炉のように、燃料棒のジルカロイ管によって囲繞される。説明されるように、管は、元々の燃料アセンブリ内に搭載される、またはより緊密な包装のためにそれらのアセンブリから除去され得る。

【0093】

第３に、管は、有害物質容器のシールされた筐体内に配置される。筐体は、統一構造またはマルチパネル構造であり、複数のパネル（例えば、側、上部、底部）が、機械的に締結され得る（例えば、ねじ、リベット、溶接、およびその他）。

【0094】

第４に、材料（例えば、固体または流体）が、有害物質容器を充填し、物質と容器の外部との間にさらなる緩衝物を提供し得る。

【0095】

第５に、有害物質容器は、いくつかの実施例では、坑井全体（例えば、略垂直部分、アールが付けられた部分、および略水平部分）を通して延在する、鋼または他のシールケーシングを用いて裏打ちされる坑井内に（上記に説明されるように）位置付けられる。ケーシングは、定位置に固結され、有害物質容器がそれを通して移動されるための（例えば、坑井壁と比較して）比較的に平滑な表面を提供し、それによって、堆積または回収中の漏出もしくは破壊の可能性を低減させる。

【0096】

第６に、定位置にケーシングを保持する、または保持することに役立つセメントもまた、有害物質が容器から逃散した場合にこれを含有するためのシール層を提供し得る。

【0097】

第７に、有害物質容器は、貯蔵層を備える岩石累層の厚い（例えば、１００〜２００フィート（３０〜６０メートル））層内に位置付けられる坑井の一部（例えば、略水平部分）内に貯蔵される。貯蔵層は、少なくとも部分的に、岩石累層の地質的性質（例えば、可動水がない、低浸透率、厚い、適切な延性、または非脆性）に起因して選定され得る。例えば、貯蔵層の岩石累層としてのシェールの場合では、本タイプの岩石は、シェールが数百万年にわたって炭化水素ガスのためのシールであることが公知であるため、あるレベルの封じ込めを提供し得る。シェールは、鹹水を含有し得るが、その鹹水は、明白に不動であり、表面淡水と連通しない。

【0098】

第８に、いくつかの側面では、貯蔵層の岩石累層は、別のレベルの封じ込めを提供する他の一意の地質的性質を有し得る。例えば、シェール岩石は、多くの場合、有害物質（例えば、使用済み核燃料およびその放射性生産物）が、そのような生産物の拡散速度をなおもさらに低減させるように、反応することなく貯蔵層を通して移動し得る可能性を低減させる、硫化鉄等の反応性成分を含有する。さらに、貯蔵層は、典型的には、極端に低い拡散率を有する、粘土および有機物等の成分を含み得る。例えば、シェールは、層状であり、粘土および他の鉱物の薄く交互する層から成り得る。シェール等、貯蔵層内の岩石累層のそのような層理は、本付加的封じ込め層を提供し得る。

【0099】

第９に、貯蔵層は、貯蔵層を可動水層から（例えば、垂直に）分離する、不浸透性層よりも深く、かつその下に位置し得る。

【0100】

第１０に、貯蔵層は、地下層内のそのような層の深さ（例えば、３，０００〜１２，０００フィート（９１０〜３７００メートル））に基づいて選択され得る。そのような深さは、典型的には、可動水を含有するいずれかの層のはるか下方にあり、したがって、貯蔵層の深さだけによって、付加的封じ込め層を提供する。

【0101】

第１１に、本開示の有害物質貯蔵バンクシステムの例示的実装が、貯蔵される有害物質の監視を促進する。例えば、監視されるデータが、有害物質の漏出もしくはその他（例えば、温度、放射能、またはその他の変化）またはさらには容器の不正開封もしくは侵入を示す場合、有害物質容器は、修復または点検のために回収され得る。

【0102】

第１２に、１つまたはそれを上回る有害物質容器は、必要に応じて（例えば、監視の有無を問わず）周期的点検、調整、または修理のために回収可能であり得る。したがって、容器に関する任意の問題が、衰えない容器から、有害物質が漏出または逃散することを可能にすることなく対処され得る。

【0103】

図５は、本開示による、有害物質貯蔵バンクシステムの別の例示的実装の概略図示である。図５は、有害物質貯蔵バンクシステム５００のある例示的実装を図示し、これは、地球表面５０２から、複数の地下層５１２、５１４、５１６、および５１８を通して形成される（例えば、削孔される、またはその他）坑井５０４を含む、有害物質貯蔵バンクシステム５００を含む。図示される坑井５０４は、有害物質貯蔵バンクシステム５００の本実施例における指向性坑井である。例えば、坑井５０４は、アールが付けられた、すなわち、湾曲した部分５０８に結合される略垂直部分５０６を含み、アールが付けられた、すなわち、湾曲した部分１０８は、順に、略水平部分５１０に結合される。

【0104】

概して、有害物質貯蔵バンクシステム５００のそのような構成要素は、有害物質貯蔵バンクシステム１００の同様の名称の構成要素と実質的に同一である。例えば、図示される坑井５０４は、地球表面５０２から地球内の特定の深さまで、坑井５０４の周囲に位置付けられ、設けられる表面ケーシング５２０を有する。例えば、表面ケーシング５２０は、浅い累層内で坑井５０４の周囲に設けられる（例えば、固結される）比較的に大直径の管状部材（または一続きの部材）であり得る。例えば、有害物質貯蔵バンクシステム５００の本実装では、表面ケーシング５２０は、地球表面から表面層５１２を通して延在する。表面層５１２は、本実施例では、１つまたはそれを上回る層の岩石累層から成る地質的層である。いくつかの側面では、本実施例における表面層５１２は、淡水帯水層、塩水もしくは鹹水源、または可動水（例えば、地質的累層を通して移動する水）の他の源を含み得る、または含まない場合がある。いくつかの側面では、表面ケーシング５２０は、坑井５０４をそのような可動水から分離し得、また、他のケーシングストリングが坑井５０４内に設置されるための懸下場所を提供し得る。さらに、示されないが、コンダクタケーシングが、表面ケーシング５２０の上方（例えば、表面ケーシング５２０と表面５０２との間かつ表面層５１２内）に設けられ、削孔流体が表面層５１２の中に逃散することを防止し得る。

【0105】

図示されるように、生産ケーシング５２２が、表面ケーシング５２０の下方の孔内で坑井５０４の周囲に位置付けられ、設けられる。「生産」ケーシングと称されるが、本実施例では、ケーシング５２２は、炭化水素生産動作を受けていた場合がある、または受けていない場合がある。したがって、ケーシング５２２は、表面ケーシング５２０の下方に向かう孔内で坑井５０４内に設けられる（例えば、固結される）任意の形態の管状部材を指し、それを含む。有害物質貯蔵バンクシステム５００のいくつかの実施例では、生産ケーシング５２２は、アールが付けられた部分５０８の端部において始まり、略水平部分５１０全体を通して延在し得る。

【0106】

示されるように、セメント５３０が、ケーシング５２０および５２２と坑井５０４との間の環において、ケーシング５２０および５２２の周囲に位置付けられる（例えば、圧送される）。セメント５３０は、例えば、地球表面５０２の下の地下層を通してケーシング５２０および５２２（および坑井５０４の任意の他のケーシングまたはライナ）を固着させ得る。

【0107】

図示されるように、坑井５０４は、地下層５１２、５１４、および５１６を通して延在し、貯蔵層５１８に着地する。上記に議論されるように、表面層５１２は、可動水を含み得る、または含まない場合がある。本実施例では、表面層５１２の下方にある地下層５１４は、可動水層５１４である。有害物質貯蔵バンクシステム５００の本例示的実装では、可動水層５１４の下方は、不浸透性層５１６である。本実施例では、不浸透性層５１６は、可動水をそれを通して通過させ得ない。したがって、可動水層５１４と比較して、不浸透性層５１６は、低浸透率、例えば、約ナノダルシ（１０^−４ｎｍ^２）の浸透率を有し得る。加えて、本実施例では、不浸透性層５１６は、比較的に非延性（すなわち、脆性）地質的累層であり得る。不浸透性層５１６の下方は、貯蔵層５１８である。本実施例では、貯蔵層５１８は、いくつかの理由から、有害物質を貯蔵する略水平部分５１０のための着地点として選定され得る。不浸透性５１６または他の層と比較して、貯蔵層５１８は、厚く、例えば、約１００〜２００フィート（３０〜６０メートル）のＴＶＤであり得る。貯蔵層５１８の厚さは、より容易な着地および指向性削孔を可能にし、それによって、略水平部分５１０が、形成（例えば、削孔）中に貯蔵層５１８内に留まることを可能にし得る。貯蔵層５１８のおおよその水平中心を通して形成される場合、略水平部分５１０は、貯蔵層５１８を備える約５０〜１００フィート（１５〜３０メートル）の地質的累層によって囲繞され得る。さらに、貯蔵層５１８はまた、例えば、層５１８の非常に低い浸透率（例えば、約ミリまたはナノダルシ（１０^２ｎｍ^２または１０^−４ｎｍ^２））に起因して、いかなる可動水も有していない場合がある。加えて、貯蔵層５１８は、十分な延性を有し得、したがって、層５１８を備える岩石累層の脆性は、約３ＭＰａ〜１０ＭＰａである。貯蔵層５１８が成り得る岩石累層の実施例は、シェールおよび硬石膏を含む。

【0108】

有害物質貯蔵バンクシステム５００のいくつかの例示的実装では、貯蔵層５１８は、シェールから成る。いくつかの実施例では、シェールは、貯蔵層５１８に関して上記に説明されるものに該当する性質を有し得る。例えば、シェール累層は、有害物質の長期の閉じ込めならびに可動水層５１４（例えば、帯水層）および地球表面５０２からのその分離のために好適であり得る。シェール累層は、地球内の比較的に深く、典型的には、３，０００フィート（９１０メートル）またはそれを上回って見出され、任意の淡水帯水層の下方に分離して置かれ得る。

【0109】

有害物質貯蔵バンクシステム５００はまた、坑井５０４の一部（例えば、略水平部分５１０）の中に有害スラリー５２６を堆積（例えば、圧送）するために、坑井５０４を通して延在可能である作業ストリング５２４（例えば、管類、コイル状管類、ワイヤライン、またはその他）を含む。有害物質スラリー５２６は、硬化性材料５２８および有害物質５３２の混合物から成る。例えば、硬化性材料５２８は、セメント、セメント混合材料、樹脂、コンクリート、接着剤、グラウト、または（例えば、公知の時間周期にわたる）他の硬化性物であり得る。有害物質５３２は、例えば、生物学的物質、化学的物質、または使用済み核燃料ペレット等の核物質であり得る。

【0110】

動作時、作業ストリング５２４は、坑井５０４の略水平部分５１０内に有害物質スラリー４２６を（例えば、圧送を通して）堆積し得る。経時的に、スラリー５２６中の硬化性材料５２８は、硬化し、それによって、硬化されたスラリー内および坑井５０４内に有害物質５３２を実質的に閉じ込め、シールし得る。有害物質５３２は、したがって、硬化された材料５２８内、坑井５０４内、および貯蔵層５１８内にシールされ、有害物質５３２からの任意の生産物の複数の封じ込め層を提供し得る。硬化時間は、短いように設定されることができる、またはこれは、最初の数年間中のより容易な回収が有利であろうことが判定される場合、早期の回収を促進するために、より長い周期（数年または数十年）に設定され得る。

【0111】

示されないが、いったん堆積動作が完了すると、シール（例えば、シール１３４）が、硬化されたスラリーの上方に向かう孔内で坑井５０４内に配置され得る。さらに、いったんシールされると、（例えば、図２Ｂ−２Ｅのうちの１つまたはそれを上回るものを参照して示され、説明されるような）監視システムが、有害物質５３２と関連付けられる１つまたはそれを上回る変数（例えば、温度、放射能、水蒸気、酸素、地震活動、不正開封、またはその他）を監視するために、システム５００内に設置され得る。

【0112】

図６Ａ−６Ｃは、有害物質を貯蔵するステップと関連付けられる、それぞれ、例示的方法６００、６４０、および６７０を図示するフローチャートである。方法６００に目を向けると、有害物質を貯蔵するための本例示的方法は、例えば、図１Ａ−１Ｂおよび２Ａ−２Ｅを参照して説明されるような有害物質貯蔵バンクシステム１００を用いて、またはそれによって実施され得る。代替として、方法６００は、本開示による、別の有害物質貯蔵バンクシステムによって実施され得る。

【0113】

方法６００は、ステップ６０２において開始され得、これは、貯蔵容器を、地球表面の中に延在する坑井の入口を通して移動させるステップを含む。貯蔵容器は、化学的、生物学的、または核廃棄物等の有害物質もしくは別の有害物質を封入する。いくつかの側面では、貯蔵容器は、有害物質を坑井の地点に運ぶ、輸送方法（例えば、トラック、列車、レール、またはその他）から直接入口内に位置付けられ得る。いくつかの側面では、輸送中の有害物質の包装は、入口の中への貯蔵容器の移動のために、除去されない。いくつかの側面では、そのような輸送包装は、貯蔵容器が坑井に完全に進入したときにのみ除去される。

【0114】

方法６００は、ステップ６０４に進み得、これは、貯蔵容器を、略垂直部分と、遷移部分と、略水平部分とを含む坑井を通して移動させるステップを含む。いくつかの側面では、坑井は、指向性または傾斜坑井である。貯蔵容器は、種々の様式で坑井を通して移動され得る。例えば、ツールストリング（例えば、管状作業ストリング）またはワイヤラインが、貯蔵容器に結合し、貯蔵容器を入口から坑井の水平部分に移動させる（例えば、押動する）ダウンホールツールを含み得る。別の実施例として、貯蔵容器は、坑井、例えば、ケーシングされた坑井内に設置されるレール上に乗設され得る。また別の実施例として、貯蔵容器は、坑井トラクタ（例えば、モータ式または電動トラクタ）を用いて坑井を通して移動され得る。別の実施例では、トラクタは、貯蔵容器の一部として構築され得る。またさらなる実施例として、貯蔵容器は、坑井を通して循環される流体（例えば、ガスまたは液体）を用いて坑井を通して移動され得る。

【0115】

方法６００は、ステップ６０６に進み得、これは、貯蔵容器を、シェール累層内またはその下方に位置する貯蔵エリアの中に移動させるステップを含む。例えば、坑井の水平部分は、貯蔵エリアを含む、またはそれに結合され得、地下区域内のシェール層を通して形成され得る。いくつかの側面では、シェールは、（例えば、垂直に、または水平に）シェール累層を越える任意の有害物質の逃散に対する流体シール（例えば、ガスおよび液体）を提供する、１つまたはそれを上回る地質的品質を含み得る。代替側面では、貯蔵エリアは、シェールではないが、シェールと特定の地質的特性を共有する岩石累層（例えば、硬石膏および他の累層）内の坑井の水平部分内に形成され得る。例えば、貯蔵エリアの岩石累層は、比較的に不浸透性であり、０．００１ミリダルシ（０．９８７ｎｍ^２）を下回る（さらにはナノダルシ（１０^−４ｎｍ^２）に至る）浸透率値を伴い得る。別の実施例として、岩石累層は、延性であり、それを通して有害物質が漏出することを可能にし得る割れ目を防止する、または防止することに役立つように、約１０ＭＰａを下回る脆性を有し得る。例示的実装では、本明細書で使用されるような脆性は、岩石累層の圧縮応力対岩石累層の引張強度の比率である。別の実施例として、岩石累層は、比較的に厚く、約１００〜２００フィート（３０〜６０メートル）の厚さを貯蔵エリアの近位に伴い得る（但し、より薄いおよびより厚い累層もまた、本開示によって想定される）。別の実施例として、岩石累層は、例えば、約２０〜３０％重量／体積比の粘土または他の有機物質から成り、延性を促進し得る。

【0116】

方法６００は、ステップ６０８に進み得、これは、坑井内に、坑井の貯蔵部分を坑井の入口から分離するシールを形成するステップを含む。例えば、いったん貯蔵容器が貯蔵エリアの中に移動されると（または全ての貯蔵容器が貯蔵エリアの中に移動された後）、シールが、坑井内に形成され得る。シールは、セメントプラグ、膨張可能シール（例えば、詰め物）、または他のシール、もしくはそのようなシールの組み合わせであり得る。いくつかの側面では、シールは、貯蔵容器の後続回収動作を促進するように、可撤性である。

【0117】

方法６００は、ステップ６１０に進み得、これは、貯蔵エリアの近位に位置付けられるセンサから、貯蔵容器と関連付けられる少なくとも１つの変数を監視するステップを含む。変数は、温度、放射能、地震活動、酸素、水蒸気、酸性度、または（例えば、坑井内、貯蔵容器の外側、岩石累層内、またはその他の）有害物質の存在を示す他の変数のうちの１つもしくはそれを上回るものを含み得る。いくつかの側面では、１つまたはそれを上回るセンサが、坑井内に位置付けられる、または貯蔵容器に、坑井内に設置されるケーシング内に、もしくは坑井の近位の岩石累層内に取り付けられ得る。いくつかの側面では、センサはまた、貯蔵エリアから離れた別個の坑井（例えば、別の水平または垂直坑井）内に設置され得る。

【0118】

方法６００は、ステップ６１２に進み得、これは、地球表面において監視される変数を記録するステップを含む。例えば、１つまたはそれを上回るセンサにおいて受信された変数データは、地球表面における監視システム（例えば、制御システム１４６）に（例えば、コンダクタ上で、または無線で）伝送され得る。監視システムは、種々の動作を実施し得る。例えば、監視システムは、監視される変数のうちの１つまたはそれを上回るものの履歴を記録し得る。監視システムは、記録された変数データにおける傾向分析を提供し得る。別の実施例として、監視システムは、監視される変数毎に１つまたはそれを上回る閾値限界を含み、そのような閾値限界を超えると、インジケーションを提供し得る。

【0119】

方法６００は、ステップ６１４に進み得、これは、監視される変数がある閾値を超えているかどうかを判定するステップを含む。例えば、１つまたはそれを上回るセンサは、坑井内の放射能、例えば、アルファもしくはベータ粒子、ガンマ線、ｘ線、または中性子のいずれかを問わず、有害物質によって放出される放射線の量を監視し得る。例えば、センサは、キュリー（Ｃｉ）および／またはベクレル（Ｂｑ）、ラド、グレイ（Ｇｙ）の測定単位、もしくは他の放射線単位において、放射能の量を判定し得る。放射能の量が、例えば、貯蔵容器からの有害核物質の大量の漏出を示すであろう閾値を超えていない場合、方法６００は、ステップ６１０に戻り得る。

【0120】

判定が「はい」である場合、方法６００は、ステップ６１６に進み得、これは、シールを坑井から除去するステップを含む。例えば、いくつかの側面では、いったんある閾値（または複数の閾値）を超えると、回収動作が、シールを除去することによって開始され得る。代替側面では、ある閾値を超えることは、回収動作または坑井シールの除去を自動的にトリガしない場合がある。いくつかの側面では、複数の監視される変数が存在し得、全ての監視される変数が、その個別の閾値を超える場合のみ、「はい」判定が、成される。代替として、少なくとも１つの監視される変数が、その個別の閾値を超える場合、「はい」判定が、成され得る。

【0121】

方法６００は、ステップ６１８に進み得、これは、貯蔵エリアから地球表面に貯蔵容器を回収するステップを含む。例えば、いったんシールが除去される（例えば、それを通して削孔される、または地球表面に除去される）と、作業ストリングが、点検、修理、またはその他のために貯蔵容器（または複数の容器）を除去するために、坑井の中に進行され得る。いくつかの側面では、貯蔵容器を回収するために坑井からシールを除去するのではなく、他の復旧措置が、講じられ得る。例えば、ステップ６１４において判定が「はい」である場合、有害物質を回収するのではなく、シールを改良する決定が、成され得る。これは、例えば、セメントまたは他のシーラントをボーリング孔の中に注入し、以前にガスを用いて充填された空間を充填することによって行われ得る。

【0122】

方法６４０に目を向けると、有害物質を貯蔵するための本例示的方法は、例えば、方法６００に先立って実施され得る。例えば、いくつかの側面では、方法４００において貯蔵容器が移動される坑井は、主として、有害物質の貯蔵のために形成される。代替として、坑井は、方法６００の実行に先立って、いくつかの側面では、方法６００の実行に数年または数十年先立って形成されていた場合がある。例えば、坑井は、最初に、炭化水素生産を主要目的として形成されていた場合がある。

【0123】

方法６４０は、ステップ６４２において開始され得、これは、地球表面から岩石累層に坑井を形成する（例えば、削孔する）ステップを含む。いくつかの側面では、岩石累層は、有害物質貯蔵のために好適な地質的特性を含む、シェールまたは他の岩石累層である。

【0124】

方法６４０は、ステップ６４４に進み得、これは、坑井内に、地球表面またはその近位から、坑井の少なくとも一部を通して延在するケーシングを設置するステップを含む。いくつかの側面では、ケーシングは、坑井の全長に（例えば、坑井の垂直部分、遷移部分、および水平または傾斜部分を通して）設置され得る。

【0125】

方法６４０は、ステップ６４６に進み得、これは、ケーシングを坑井に固結するステップを含む。いくつかの側面では、セメントが、坑井の全長全体を通して設置され得る。代替として、ケーシングの一部のみが、坑井内で固結され得る。

【0126】

方法６４０は、ステップ６４８に進み得、これは、岩石累層から、坑井を通して、地球表面に炭化水素流体を生産するステップを含む。いくつかの側面では、坑井およびケーシングは、炭化水素流体の生産に先立って、最初に完成される、例えば、穿孔および油圧式で破砕され得る。いくつかの側面では、坑井を完成させることに先立って、またはそれに続けて、経済的生産のために、岩石累層内に不十分な炭化水素しか存在しないことが、判定され得る。

【0127】

方法６４０は、ステップ６５０に進み得、これは、坑井内を遮断するステップを含む。いくつかの側面では、坑井内を遮断するステップは、その全長の少なくとも一部を通して坑井を固結するステップを含み得る。したがって、そのような側面では、方法６００のステップ６０２に先立って、坑井は、固結物または他のシールを除去するために、再形成（開放するように削孔）され得る。いくつかの側面では、ステップ６４８における炭化水素の生産が完了した直後に、方法６００からのステップ６０２が開始され得るため、ステップ６５０は、実施されない場合がある。

【0128】

方法６７０に目を向けると、有害物質を貯蔵するための本例示的方法は、例えば、図５を参照して説明されるような有害物質貯蔵バンクシステム５００を用いて、またはそれによって実施され得る。代替として、方法６７０は、本開示による、別の有害物質貯蔵バンクシステムによって実施され得る。

【0129】

方法６７０は、ステップ６７２において開始され得、これは、地球表面から地下区域の中に坑井の垂直部分を形成するステップを含む。方法６７０は、ステップ６７４に進み得、これは、垂直部分から、地下区域を通して坑井の遷移部分を形成するステップを含む。方法６７０は、ステップ６７６に進み得、これは、遷移部分から、岩石累層の中に、またはその真下に坑井の水平部分を形成するステップを含む。岩石累層は、岩石累層と可動水を含む地下層との間の流体シールを証明する適切な地質的特性（例えば、浸透率、延性、厚さ、および／または粘土もしくは有機物質組成）を伴うシェールまたは他の岩石累層から成り得る。しかしながら、いくつかの代替側面では、形成される坑井は、いかなる遷移または水平部分も伴わない略垂直坑井であり得る。

【0130】

方法６７０は、ステップ６７８に進み得、これは、硬化性材料および使用済み核燃料物質の混合物を含む硬化性スラリーを、坑井の水平部分（またはいかなる水平部分もない場合、垂直部分）の中に圧送するステップを含む。硬化性材料は、例えば、セメント混合材料、硬化性樹脂もしくはエポキシ、コンクリート、グラウト、または定義された時間周期にわたって固体に硬化する他の流動性材料を含み得る。使用済み核燃料、例えば、核燃料ペレットは、硬化性材料の中に混合され得、したがって、硬化性材料が硬化すると、使用済み核燃料ペレットは、硬化されたスラリー中に堅く含有される。

【0131】

図７は、オンボード燃料分離システムのための例示的コントローラ７００（または制御システム）の概略図示である。例えば、コントローラ７００は、例えば、監視制御システム１４６として、またはその一部として、先に説明される動作のために使用されることができる。例えば、コントローラ７００は、本明細書に説明されるような有害物質貯蔵バンクと、またはその一部として通信可能に結合され得る。

【0132】

コントローラ７００は、プリント回路基板（ＰＣＢ）、プロセッサ、デジタル回路、または車両の一部としてのその他等、種々の形態のデジタルコンピュータを含むことが意図される。加えて、本システムは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュドライブ等のポータブル記憶媒体を含むことができる。例えば、ＵＳＢフラッシュドライブは、オペレーティングシステムおよび他のアプリケーションを記憶し得る。ＵＳＢフラッシュドライブは、無線送信機または別のコンピューティングデバイスのＵＳＢポートの中に挿入され得るＵＳＢコネクタ等の入力／出力コンポーネントを含むことができる。

【0133】

コントローラ７００は、プロセッサ７１０と、メモリ７２０と、記憶デバイス７３０と、入力／出力デバイス７４０とを含む。コンポーネント７１０、７２０、７３０、および７４０はそれぞれ、システムバス７５０を使用して相互接続される。プロセッサ７１０は、コントローラ７００内で実行のための命令を処理することが可能である。プロセッサは、いくつかのアーキテクチャのいずれかを使用して設計され得る。例えば、プロセッサ７１０は、ＣＩＳＣ（複合命令セットコンピュータ）プロセッサ、ＲＩＳＣ（縮小命令セットコンピュータ）プロセッサ、またはＭＩＳＣ（最小命令セットコンピュータ）プロセッサであり得る。

【0134】

一実装では、プロセッサ７１０は、シングルスレッドプロセッサである。別の実装では、プロセッサ７１０は、マルチスレッドプロセッサである。プロセッサ７１０は、入力／出力デバイス７４０上でユーザインターフェースに関するグラフィカル情報を表示するために、メモリ７２０内または記憶デバイス７３０上に記憶される命令を処理することが可能である。

【0135】

メモリ７２０は、コントローラ７００内に情報を記憶する。一実装では、メモリ７２０は、コンピュータ可読媒体である。一実装では、メモリ７２０は、揮発性メモリユニットである。別の実装では、メモリ７２０は、不揮発性メモリユニットである。

【0136】

記憶デバイス７３０は、コントローラ７００のために大容量記憶を提供することが可能である。一実装では、記憶デバイス７３０は、コンピュータ可読媒体である。種々の異なる実装では、記憶デバイス７３０は、フロッピー（登録商標）ディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光学ディスクデバイス、テープデバイス、フラッシュメモリ、ソリッドステートデバイス（ＳＳＤ）、またはそれらの組み合わせであり得る。

【0137】

入力／出力デバイス７４０は、コントローラ７００のために入力／出力動作を提供する。一実装では、入力／出力デバイス７４０は、キーボードおよび／またはポインティングデバイスを含む。別の実装では、入力／出力デバイス７４０は、グラフィカルユーザインターフェースを表示するためのディスプレイユニットを含む。

【0138】

説明される特徴は、デジタル電子回路において、またはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアにおいて、もしくはそれらの組み合わせにおいて実装されることができる。本装置は、プログラマブルプロセッサによる実行のために、情報担体内に、例えば、機械可読記憶デバイス内に有形に具現化されるコンピュータプログラム製品において実装されることができ、方法ステップは、入力データ上で動作し、出力を生成することによって、説明される実装の機能を実施するための命令のプログラムを実行する、プログラマブルプロセッサによって実施されることができる。説明される特徴は、有利なこととして、データ記憶システムからデータおよび命令を受信し、それにデータおよび命令を伝送するように結合される少なくとも１つのプログラマブルプロセッサと、少なくとも１つの入力デバイスと、少なくとも１つの出力デバイスとを含む、プログラマブルシステム上で実行可能である１つまたはそれを上回るコンピュータプログラムにおいて実装されることができる。コンピュータプログラムは、あるアクティビティを実施する、またはある結果を引き起こすために、コンピュータにおいて直接または間接的に使用され得る命令のセットである。コンピュータプログラムは、コンパイルまたは解釈される言語を含む、任意の形態のプログラミング言語において書き込まれることができ、これは、スタンドアロンプログラムとして、またはモジュール、コンポーネント、サブルーチン、もしくはコンピューティング環境において使用するために好適な他のユニットとしてを含む、任意の形態において展開されることができる。

【0139】

命令のプログラムの実行のために好適なプロセッサは、実施例として、汎用および専用両方のマイクロプロセッサ、ならびに任意の種類のコンピュータの唯一のプロセッサまたは複数のプロセッサのうちの１つを含む。概して、プロセッサは、読取専用メモリまたはランダムアクセスメモリもしくはその両方から、命令およびデータを受信するであろう。コンピュータの不可欠な要素は、命令を実行するためのプロセッサならびに命令およびデータを記憶するための１つまたはそれを上回るメモリである。概して、コンピュータはまた、データファイルを記憶するための１つまたはそれを上回る大容量記憶デバイスを含む、もしくはそれと通信するように動作可能に結合され、そのようなデバイスは、内部ハードディスクおよび可撤性ディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、ならびに光学ディスクを含むであろう。コンピュータプログラム命令およびデータを有形に具現化するために好適な記憶デバイスは、実施例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、およびフラッシュメモリデバイス等の半導体メモリデバイス、内部ハードディスクおよび可撤性ディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、ならびにＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む、あらゆる形態の不揮発性メモリを含む。プロセッサおよびメモリは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補完される、またはその中に組み込まれることができる。

【0140】

ユーザとの相互作用を提供するために、特徴は、情報をユーザに表示するためのＣＲＴ（ブラウン管）またはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）もしくはＬＥＤ（発光ダイオード）モニタ等のディスプレイデバイスと、それによってユーザが入力をコンピュータに提供し得る、マウスまたはトラックボール等のキーボードおよびポインティングデバイスとを有するコンピュータ上で実装されることができる。加えて、そのようなアクティビティは、タッチスクリーンフラットパネルディスプレイおよび他の適切な機構を介して実装されることができる。

【0141】

特徴は、データサーバ等のバックエンドコンポーネントを含む、またはアプリケーションサーバもしくはインターネットサーバ等のミドルウェアコンポーネントを含む、またはグラフィカルユーザインターフェースもしくはインターネットブラウザを有するクライアントコンピュータ等のフロントエンドコンポーネントを含む、もしくはそれらの任意の組み合わせを含む制御システムにおいて実装されることができる。本システムのコンポーネントは、通信ネットワーク等の任意の形態または媒体のデジタルデータ通信によって接続されることができる。通信ネットワークの実施例は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、ピアツーピアネットワーク（アドホックまたは静的メンバを有する）、グリッドコンピューティングインフラストラクチャ、およびインターネットを含む。

【0142】

本明細書は、多くの具体的実装詳細を含有するが、これらは、任意の発明または請求され得るものの範囲に対する限定としてではなく、むしろ、特定の発明の特定の実装に特有な特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実装の文脈において本明細書に説明されるある特徴はまた、単一の実装における組み合わせにおいて実装されることができる。逆に、単一の実装の文脈において説明される種々の特徴はまた、複数の実装において、別個に、または任意の好適な副次的組み合わせにおいて実装されることができる。さらに、特徴は、ある組み合わせにおいて作用するように上記に説明され、さらには、最初にそのように請求され得るが、請求される組み合わせからの１つまたはそれを上回る特徴は、いくつかの場合では、組み合わせから除外されることができ、請求される組み合わせは、副次的組み合わせまたは副次的組み合わせの変形例も対象とし得る。

【0143】

同様に、動作は、特定の順序で図面に描写されるが、これは、そのような動作が、示される特定の順序において、または連続的順序において実施されること、または全ての例証される動作が望ましい結果を達成するために実施されることを要求するものとして理解されるべきではない。ある状況では、マルチタスクおよび並列処理が、有利であり得る。さらに、上記に説明される実装における種々のシステムコンポーネントの分離は、全ての実装においてそのような分離を要求するものとして理解されるべきではなく、説明されるプログラムコンポーネントおよびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品においてともに統合される、または複数のソフトウェア製品の中にパッケージ化され得ることを理解されたい。

【0144】

いくつかの実装が、説明された。それにもかかわらず、種々の修正が、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、成され得ることを理解されたい。例えば、本明細書に説明される例示的動作、方法、またはプロセスは、説明されるものよりも多いステップまたは少ないステップを含み得る。さらに、そのような例示的動作、方法、またはプロセスにおけるステップは、説明される、または図に図示されるものと異なる並びにおいて実施され得る。故に、他の実装も、以下の請求項の範囲内である。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】