Přírodní analog Ruprechtov

V přírodě existuje řada systémů, ve kterých proběhly nebo probíhají procesy, které jsou velmi podobné procesům, které očekáváme v budoucnu v hlubinném úložišti. Tyto systémy jsou označované jako přírodní analogy a mezi nejznámější příklady ve světě patří ložisko uranové rudy Lake Cigar, jezero na severu kanadské provincie Saskačevan, a nebo přírodní jaderné reaktory v Oklo v africkém Gabunu. Hlavní výhodou přírodních analogů je, že nám umožní studovat výsledek procesů, které probíhaly miliony, někdy jen stovky let. V každém případě ale po dobu mnohonásobně delší, než po jakou můžeme provádět experiment, týkající se bezpečnosti hlubinného úložiště. Nevýhodou je, že dobře popsatelný je jen současný stav přírodního analogu. Neznáme výchozí stavy procesů, ani podmínky, za kterých probíhaly. Závěry o budoucím chování hlubinného úložného systému proto můžeme činit pouze na základě kombinace všech dostupných poznatků – experimentů v laboratoři, v terénu a přírodních analogů.

V ČR byly dosud studovány 2 analogy – skla, vyrobená v 18. století, která byla často barvena uranovými barvami. Rozbor složení těchto skel napověděl mnohé o dlouhodobém chování zeskelněných odpadů z přepracování vyhořelého paliva. Pro vývoj hlubinného úložiště v ČR je důležitější přírodní analog Ruprechtov. Tato lokalita byla v minulosti předmětem zájmu geologů z hlediska výskytu uranové rudy a kaolinu pro místní porcelánky, proto byla dobře geologicky zmapována. Pro hroznětínskou pánev, k níž lokalita Ruprechtov náleží, jsou charakteristické výskyty uranové mineralizace ve vrstvách třetihorních sedimentů. Koncentrace uranu v rudních polohách značně kolísají, místy však dosahují hodnot až ve stovkách mg/kg. Tyto uranové akumulace tak představují zdroj radioaktivity uložený v přírodním horninovém systému Jílové sedimenty hroznětínské pánve jsou bohaté na montmorillonit, hlavní účinnou součást bentonitu, s jehož použitím se počítá v hlubinném úložišti v ČR, proto výzkum dlouhodobého chování a procesů migrace uranu v těchto jílech přispívá i k pochopení migrace uranu bentonitovou bariérou. Navíc mají jílové sedimenty geologické a geochemické vlastnosti do značné míry odpovídající sedimentárním horninám zastoupeným v některých hostitelských strukturách, a proto je výzkum mobility uranu v těchto sedimentech možné využít jako analogu pro transport radionuklidů ve vzdáleném poli úložiště.

Zastoupení zjílovělých sedimentů lze očekávat hlavně v pokryvných útvarech horninových struktur v oblastech potencionálně vhodných pro realizaci úložiště RAO, a to nejen v ČR, tak i v zahraničí. Proto nepřekvapí, že studium přírodního analogu Ruprechtov vyvolalo i zájem v zahraničí. Práce, které byly od roku 1996 realizovány, byly provedeny ve spolupráci Ústavu jaderného výzkumu Řež (s finanční podporou SÚRAO) a Společností pro bezpečnost radiačních zařízení se sídlem v Braunschweigu (SRN). První 2 vrty do hloubky cca 40 m byly provedeny v roce 1996 a celkem bylo na lokalitě vyvrtáno kolem 15 vrtů o celkové délce překračující 500 m. Studium procesů probíhajících v přírodní struktuře hroznětínské pánve poskytlo cenné informace a poznatky. Za nejvýznamnější charakteristiku této lokality je možné považovat dlouhodobou stabilitu přírodních uranových akumulací uzavřených ve struktuře jílových hornin, pro něž nebyly zjištěny jakékoli ukazatele uvolňování uranu do podzemních vod ani jeho dalšího transportu do povrchových vod a dále do životního prostředí. Tato zjištění podporují závěr, že za podobných podmínek jsou inženýrské či přírodní jílové bariéry dostatečně účinné v izolování uranu uloženého pod povrchem uvnitř geologické struktury.

Lokalita neztratila pro výzkumníky svoji atraktivitu dodnes, v současnosti je studován především vliv organické hmoty na pohyb uranových částic.