Yr Her
Mae rhwng 250 a 300 ciloton o wastraff niwclear lefel uchel yn cael ei storio mewn cyfleusterau storio dros dro ledled y byd. Ers amser hir mae llywodraethau amlwladol ac awdurdodau niwclear rhyngwladol, megis yr Asiantaeth Ryngwladol Ynni Atomig (IAEA), wedi cydnabod yr angen am ateb sy’n gwaredu’r gwastraff mewn ffordd barhaol.
Yr ateb a ffefrir yw gwaredu daearegol dwfn sy’n nacáu’r posibilrwydd y bydd cenedlaethau’r dyfodol yn etifeddu hanes gwastraff niwclear, a hynny drwy ddileu’r angen am oruchwylio neu gynnal a chadw cyson a lleihau’r peryglon ynghlwm wrth storio’r gwastraff ar lefel y ddaear.
Fodd bynnag, er bod hyn yn ddamcaniaethol briodol, ceir cymhlethdodau technegol o ran cyflawni hyn a sicrhau na fydd unrhyw wastraff niwclear yn cyrraedd arwyneb y ddaear gan y gallai hyn arwain at fygythiadau enbyd ym maes iechyd a’r amgylchedd.
Mae’r Athro Hywel Thomas yn ymchwilio i “Brosesau mewn Parau” yn ogystal â llif dŵr, nwy, gwres a chemegau o dan y ddaear. Mae ei ymchwil yn canolbwyntio’n benodol ar gladdu gwastraff niwclear.
Ac yntau’n gweithio fel rhan o’r Ganolfan Ymchwil Geoamgylcheddol, mae Hywel yn ymchwilio i ymddygiad pridd clai mewn perthynas ag ystorfeydd gwastraff niwclear.
Cyfarwyddwr y Ganolfan Ymchwil Geoamgylcheddol, cymrawd Y Gymdeithas Frenhinol a Llywydd Cymdeithas Ddysgedig Cymru, FREng a CBE yw Hywel Thomas.
Mae ei ymchwil wedi canolbwyntio ar 4 prif faes:
- Ymddygiad Thermo/Hydro/Fecanyddol (THM) sy’n canolbwyntio ar yr effaith thermo/hydrolig ar anffurfiad y pridd - gwnaed yr ymchwil hon ar y cyd â Phrifysgol UPC Barcelona, fel rhan o ymchwil sylweddol a ariennir gan y Comisiwn Ewropeaidd, yn unol â rhaglen EURATOM.
- Ymddygiad micro/macro cleiau sy’n canolbwyntio ar ymddygiad ail-ddirlenwi rhwystrau clai - gwnaed yr ymchwil hon ar y cyd â chwmni Atomic Energy of Canada.
- Modelu adweithio cemegol sy’n astudio amryw o agweddau ar ymddygiad cemegol pan fydd y byffer pridd yn cael ei wresu a’i hydradu.
- Modelu cyfrifiannol a all efelychu ymddygiad ystorfa gwastraff niwclear dros gyfnod o lawer flynyddoedd defnyddio rhaglen o'r enw COMPASS - gwnaed yr ymchwil hon ar y cyd â’r cwmni Swedish Nuclear Fuel and Waste Management a’i hariannu gan y Comisiwn Ewropeaidd yn unol â rhaglen EURATOM.
Yr Effaith
Mae ymchwil Hywel wedi bod yn allweddol er mwyn goresgyn rhwystrau mawr sy’n gysylltiedig â gwaredu gwastraff niwclear lefel uchel a gellir ei defnyddio mewn sawl agwedd ar asesu perfformiad ystorfeydd daearegol.
Mae’r model cyfrifiadurol a ddatblygwyd gan Hywel a’i dîm yn y Ganolfan Ymchwil Geoamgylcheddol yn rhagweld, a hynny mewn ffyrdd arloesol, ymddygiad a gwydnwch hirdymor rhwystrau clai wedi’u peiriannu o dan amgylchiadau ystorfa penodol ac fe’i defnyddir i helpu gyda’r gwaith o ddylunio ystorfeydd gwastraff niwclear yn gyffredinol.
Mae ei ganfyddiadau ymchwil wedi cynyddu hyder llywodraethau rhyngwladol yn y gallu i fodelu a rhagweld yn fanwl-gywir ymddygiad rhwystrau clai wedi’u peiriannu. Yn dilyn hyn, mae Awdurdodau Gwaredu Gwastraff yn y DU, Sweden, y Ffindir, Sbaen, Canada a’r Almaen wedi defnyddio’i waith ac mae nifer o wledydd wedi cyhoeddi trwyddedau gan ddechrau’r broses o adeiladu ystorfeydd gwastraff niwclear. Er enghraifft, mae Hywel wedi gweithio gydag SKG, Cwmni Rheoli Gwastraff Tanwydd a Gwastraff Sweden, er mwyn helpu i ddod o hyd i safle ar gyfer ystorfa gwastraff niwclear, a hynny wedi i ymchwilwyr chwilio am safle am 20 mlynedd.
Rhoddodd canlyniadau’r ymchwil gipolwg newydd ar ymddygiad y byffer bentonit o dan ystod o gyflyrau ac roedd yn fodd i benderfynu ar addasrwydd y graig ym mhob safle yn Forsmark. Y disgwyl yw y bydd yr ystorfa yn Forsmark yn Sweden yn cael ei llenwi ac yn gwbl weithredol erbyn 2025. Fel y gellir ei ddeall yn sgîl maint y buddsoddi, mae’r gweithgareddau sy’n deillio o’r ymchwil yn gam mawr ymlaen tuag at sicrhau ateb hirdymor i’r gwaith o waredu gwastraff niwclear lefel uchel.
Yn ogystal â hynny, mae’r IAEA wedi dynodi’r Ganolfan Ymchwil Geoamgylcheddol yn “Ganolfan Ragoriaeth/Arbenigedd”. Mae’r Ganolfan yn un o aelodau cychwynnol Rhwydwaith Cyfleusterau Ymchwil dan Ddaear (URF) sy’n canolbwyntio’n benodol ar “feithrin hyder yn y gwaith daearegol o waredu gwastraff niwclear lefel uchel”.
