11 najvećih problema i rješenja za odlaganje nuklearnog otpada

Pojava nuklearne energije nudi obećavajuće mogućnosti za jeftine i visoko učinkovite izvore energije. Međutim, pravilno zbrinjavanje nuklearnog otpada i dalje je veliki izazov.

Nuklearni otpad jedna je od vrsta otpada kojom je najteže upravljati jer je vrlo opasan. Stoga ćemo istražiti najveće probleme i rješenja odlaganja nuklearnog otpada.

Materijali iz nuklearnih procesa koji su ili prirodno radioaktivni ili su zaraženi drugim radioaktivnim elementima nazivaju se nuklearni otpad.

To je otpad koji se zrači tijekom procesa proizvodnje nuklearne energije. Mnogo se raspravlja o tome kako bi se ovaj otpad trebao zbrinuti, a to je osobito istinito u slučaju visokoradioaktivnog otpada (HLW).

Prema američkoj Agenciji za zaštitu okoliša (EPA), nuklearni otpad razvrstan je u šest općih kategorija. To uključuje:

• Istrošeno nuklearno gorivo iz nuklearnih reaktora
• Jalovina tvornice urana iz rudarenja i mljevenja uranove rude
• Visokoradioaktivni otpad od prerade istrošenog nuklearnog goriva
• Niskoaktivni otpad
• Transuranski otpad iz obrambenih programa.
• Radioaktivni materijali koji se pojavljuju u prirodi i proizvedeni u akceleratorima.

Zbrinjavanje nuklearnog otpada ili gospodarenje radioaktivnim otpadom važan je dio proizvodnje nuklearne energije i nuklearne elektrane i druge tvrtke moraju slijediti neke vrlo važne i stroge smjernice.

Ove smjernice osiguravaju da se sav nuklearni otpad zbrinjava sigurno, pažljivo i sa što je moguće manje štete životima (bilo životinjama ili biljkama). U nuklearnoj elektrani nastaje radioaktivni nuklearni otpad koji može uzrokovati ozbiljnu štetu zdravlju ljudi i okolišu

Treba izbjegavati doticaj s takvim radioaktivnim nuklearnim otpadom. Ne može se raspravljati o nuklearnoj energiji u nekim zemljama, a da se ne digne glava o takozvanom problemu 'nuklearnog otpada', dok u drugima to uopće nije problem.

10 najvećih problema i rješenja za odlaganje nuklearnog otpada

Istražit ćemo probleme i rješenja zbrinjavanja nuklearnog otpada, a to obećava biti intrigantno.

Problemi zbrinjavanja nuklearnog otpada

• Ne postoji dugoročno rješenje za pohranu
• Skupo za čišćenje
• Dugi poluživot
• Problem specifikacije
• istjerivanje gasova
• Ponovna obrada nuklearnog otpada je štetna

1. Ne postoji dugoročno rješenje za pohranu

Ne postoje sigurna dugotrajna odlagališta otpada, iako nuklearne elektrane opskrbljuju 11 posto svjetske električne energije iz 449 nuklearnih reaktora koji rade.

Naš primarni način postupanja s radioaktivnim otpadom u ovom trenutku je da ga jednostavno negdje pohranimo i pokušamo kasnije smisliti što ćemo s njim. Jedno često korišteno "skladište" desetljećima bila su naša mora i oceani zbog njihove velike sposobnosti razrjeđivanja zračenja.

Na primjer, britanska tvornica nuklearnih goriva u Sellafieldu odlaže nuklearni otpad u Irsko more od 1950-ih. Slične prakse zabilježene su na brojnim drugim lokacijama, poput odlaganja radioaktivnih reaktora iz sovjetskih podmornica i oružja u Arktički ocean ili bezbrojnih kontejnera ispunjenih nuklearnim otpadom duž obale San Francisca.

Međutim, ovakav način postupanja s tako opasnim materijalom nije siguran jer se radioaktivna kontaminacija širi našim morskim ekosustavom i time oštećuje vodeno tijelo i vrste u njemu.

2. Skupo čišćenje

Zbog inherentno opasne prirode nuklearnog otpada, njegovo je čišćenje vrlo skupo i može negativno utjecati na zdravlje onih koji su uključeni u čišćenje.

Na primjer, jedan neugodan scenarij dogodio se ispod prekrasnih šuma sjeverne Njemačke. Bivši rudnik soli Asse, koji je 126,000-ih korišten kao skladište nuklearnog otpada za 1970 kontejnera radioaktivnog otpada, pokazuje znakove urušavanja.

Iako su se ozbiljne pukotine u zidovima pojavile već 1988., vlada je tek nedavno odlučila da se nuklearni otpad mora premjestiti!” Njemačku košta 140 milijuna eura godišnje samo za pridržavanje sigurnosnih mjera za one koji su uključeni u istragu, a ne za stvarno premještanje otpada.

Također, sam transport nuklearnog otpada nosi značajan rizik. Ako se nesreća dogodi tijekom transporta do skladišta, kontaminacija okoliša koja nastane može biti razorna.

Trošak čišćenja svega i ponovnog ponovnog stvaranja sigurnog za ljude, životinje i biljke vrlo je visok. Nema jednostavnog ili lakog puta kada se pokušava očistiti proliveni radioaktivni materijal; umjesto toga, mogu proći godine da se osigura da je područje sigurno za život ili čak za ponovni posjet.

U slučaju vrlo ozbiljnih nesreća, može proći mnogo desetaka godina dok stvari ponovno ne počnu rasti ili živjeti normalno.

3. Dugi poluživot

Ako se pitate koliko je vrijeme poluraspada u radioaktivnim elementima, to je jednostavno vrijeme potrebno da se radioaktivne jezgre raspadnu od 50%.

Sada, proizvodi nuklearne fisije imaju duga vremena poluraspada. To znači da će oni još mnogo tisuća godina biti radioaktivni, tj. zračiti dugo vremena, te tako cijelo vrijeme ostati potencijalna prijetnja. Dakle, ne mogu se odlagati na otvorenom prostoru.

Nadalje, ako bi se bilo što dogodilo s otpadnim cilindrima u kojima se skladišti nuklearni otpad, ovaj bi materijal mogao biti vrlo hlapljiv i opasan dugi niz godina. Životni vijek proizvoda radioaktivnog nuklearnog otpada je vrlo dug.

4. Problem specifikacije

Glavni problem odlaganja radioaktivnog otpada je u tome što vlade inzistiraju na definiranju izdvojenog nuklearnog goriva zagušenog pepelom kao radioaktivnog otpada i nepošteno tvrdeći da razlog za njegovo držanje u skladištu nije taj što ondje nikada nije napravio nikakvu štetu i ima buduću vrijednost , ali da nije poznat način trajnog odbacivanja kao otpada

Još jedna vladina laž je da predstavlja značajnu opasnost kada se skladišti. Ako se vjeruje, ovo postavlja dilemu: riskirati da ga zakopaju ili riskirati da ga zadrže, ali ih štite od krivnje za zarađivanje novca na fosilnim gorivima, čiji otpad šteti ljudima.

5. istjerivanje gasova

Osobito loš problem u zemljama u razvoju je taj što ljudi često odlaze tražiti napušteni nuklearni otpad koji je još radioaktivan. U nekim zemljama postoji tržište za ovu vrstu otpadne robe, što znači da će se ljudi svojevoljno izložiti opasnim razinama zračenja kako bi zaradili novac.

Međutim, nažalost, radioaktivni materijali mogu biti vrlo hlapljivi i uzrokovati probleme. Obično će ljudi koji sakupljaju te vrste materijala završiti u bolnicama i čak mogu umrijeti od problema povezanih s radioaktivnim materijalima ili uzrokovanih njima.

Nažalost, nakon što je netko bio izložen nuklearnom otpadu, radioaktivnim materijalima može izložiti druge ljude koji nisu odlučili ići u potragu za nuklearnim otpadom.

6. Ponovna obrada nuklearnog otpada je štetna

Ponovna obrada nuklearnog otpada jako zagađuje okoliš i jedan je od najvećih izvora radioaktivnosti koju stvaraju ljudi na planetu.

Tijekom ovog procesa plutonij se odvaja nizom kemijskih reakcija iz istrošenog uranovog goriva. Plutonij se zatim koristi kao novo gorivo ili za izradu nuklearnog oružja.

Dok neki vjeruju da je ideja prerade istrošenog nuklearnog goriva naša velika prednost, još uvijek stoji da nuklearna prerada nije odgovor na problem otpada; nego je problem sam po sebi.

Količina otpada koja ostaje veća je. Kemijski procesi koji se koriste za otapanje istrošenih gorivnih šipki stvaraju značajnu količinu radioaktivnog tekućeg otpada, koji treba sigurno uskladištiti (problem skladištenja se opet ponavlja).

Plutonij se ubraja među najotrovnije tvari ikada poznate ljudima. Akumulira se u kostima i jetri i otežava procjenu njegovih učinaka na pojedince.

Nuklearna ponovna obrada je izuzetno prljav proces. Dio radioaktivnosti koju stvara najveće postrojenje za nuklearnu preradu La Hague u Francuskoj pronađeno je u Arktičkom krugu.

Rješenja problema zbrinjavanja nuklearnog otpada

• Gradite torijeve reaktore rastaljene soli
• Skladištenje rabljenog goriva
• Duboko geološko odlaganje
• Održavanje pozitivnog uma u suočavanju s problemima
• Smanjenje otpada na prvom mjestu

1. Izradite torijeve reaktore rastaljene soli

Jedan od načina da se riješi problem nuklearnog otpada bila bi izgradnja torijevih reaktora s rastaljenom soli. Ove vrste reaktora mogu se učiniti inherentno sigurnima, što znači da ne mogu eksplodirati kao Černobil i također se ne bi otopili kao Fukushima ako napajanje potpuno prestane.

Torijevi reaktori mogli bi se tijekom vremena puniti postojećim nuklearnim otpadom koji bi se "spalio" u nuklearnim reakcijama unutar reaktora. Također, reaktori bi proizvodili električnu energiju.

Da, reakcija torija također proizvodi nuklearni otpad, ali linija raspada torija proizvodi stabilne elemente mnogo brže. Nuklearni otpad potrebno je sigurno skladištiti samo nekoliko stotina godina umjesto stotina tisuća godina s reaktorima na bazi urana i plutonija.

Torijeva tehnologija može se osmisliti da 'spali' aktinoide (ostatak vodoravne obitelji na periodnom sustavu).

Izgradnja tvornice torija znatno je jeftinija. 'Otisak' za reaktor od 450 Mw mogao bi biti zakopan i vidjela bi se samo koliba za proizvodnju električne energije, priključak na mrežu i pristupna cesta. Solarni bi bio više od 1000 hektara i (trenutačno) korisni vijek od 20-30 godina.

Torij čini upravljanje energijom i otpadom svih vrsta mnogo jednostavnijim.

2. Skladištenje rabljenog goriva

Za iskorišteno gorivo označeno kao visokoradioaktivni otpad (HLW), prvi korak je skladištenje kako bi se omogućilo raspadanje radioaktivnosti i topline, čineći rukovanje mnogo sigurnijim.

Skladištenje korištenog goriva obično je pod vodom najmanje pet godina, a zatim često u suhom skladištu. Skladištenje korištenog goriva može biti u bazenima ili suhim bačvama, bilo na mjestima reaktora ili centralno.

Osim skladištenja, istražene su mnoge opcije kojima se nastoje pružiti javno prihvatljiva, sigurna i ekološki prihvatljiva rješenja za konačno upravljanje radioaktivnim otpadom. Najviše omiljeno rješenje je duboko geološko odlaganje.

3. Duboko geološko odlaganje

Radioaktivni otpad se skladišti kako bi se izbjegla bilo kakva mogućnost izlaganja ljudi zračenju ili bilo kakvo zagađenje. Radioaktivnost otpada opada s vremenom, što predstavlja snažan poticaj za skladištenje visokoradioaktivnog otpada oko 50 godina prije odlaganja. 

Duboko geološko odlaganje široko se slaže da je najbolje rješenje za konačno odlaganje najradioaktivnijeg proizvedenog otpada.

Većina niskoradioaktivnog otpada (LLW) obično se šalje na odlaganje na kopnu odmah nakon pakiranja radi dugoročnog upravljanja.

To znači da je za većinu (90% volumena) svih vrsta otpada proizvedenih nuklearnim tehnologijama razvijen zadovoljavajući način zbrinjavanja koji se primjenjuje diljem svijeta.

Fokus je na tome kako i gdje izgraditi takve objekte. Iskorišteno gorivo koje nije namijenjeno izravnom odlaganju može se umjesto toga ponovno preraditi kako bi se reciklirao uran i plutonij koji sadrži.

Nešto odvojene tekućine (HLW) nastaje tijekom ponovne obrade; ovo je ostakljeno u staklu i pohranjeno do konačnog zbrinjavanja. Srednje radioaktivni otpad (ILW) koji sadrži dugotrajne radioizotope također se pohranjuje do odlaganja u geološko odlagalište.

Nekoliko zemalja odlaže (ILW) koji sadrži kratkotrajne radioizotope u odlagalištima blizu površine, koja se koriste za (LLW) odlaganje.

Neke zemlje su u preliminarnoj fazi razmatranja odlaganja ILW i HLW, dok su druge, posebice Finska, dobro napredovale.

Većina zemalja istražila je duboko geološko odlaganje i službena je politika da se nuklearni otpad učinkovito odlaže.

4. Održavanje pozitivnog uma u suočavanju s problemima

Prvo, možemo prestati pretjerivati ​​i naglašavati opasnosti i poteškoće postupanja s radioaktivnim otpadom i nuklearnom energijom u svakoj mogućoj prilici.

Upravo sada u SAD-u postoje hrpe visokoradioaktivnog otpada iz fisijskih reaktora, iz medicinskih izvora koji se koriste za liječenje raka, kao i hrpe niskoradioaktivnog otpada diljem zemlje.

To ne stvara nikakvu opasnost po zdravlje. Ali onda, to nije dugoročno rješenje i nije najbolje što se može učiniti, ali nismo svi obavijeni oblacima radioaktivne prašine.

Možemo započeti racionalnom usporedbom s problemima odlaganja otpada i onečišćenja koji su povezani s drugim metodama proizvodnje električne energije.

Nakon što smo to učinili, tada možemo izgraditi reaktore za razmnožavanje brzog spektra za spaljivanje dugovječnih aktinoida u "toku otpada" iz lake vode, teške vode i termalnih reaktora s grafitom, od kojih su mnogi fisijski, od kojih većina su fisioni.

Alternativno, mogli bismo se naučiti nositi s rastom svjetske ljudske populacije. Kontrolirajte taj rast, a zatim smanjite populaciju na neku razumnu i stabilnu razinu, i problemi proizvodnje energije i odlaganja otpada odjednom će izgledati daleko lakše upravljivim, bez obzira na to koji se izvor energije u konačnici pokaže.

5. Smanjenje otpada na prvom mjestu

Ova se metoda posebno usredotočuje na skladištenje i zbrinjavanje otpadnih proizvoda iz nuklearnih reaktora. Međutim, bilo je i značajnih ulaganja u pronalaženje načina za smanjenje količine stvorenog otpada.

Trenutačno postoji 55 nuklearnih startupa s 1.6 milijardi dolara financiranja. Nuklearni sektor vrlo je restriktivan i predstavlja velike prepreke za nove igrače zbog povijesti NRC-a (Nuclear Regulatory Commission) kao entiteta čiji je cilj spriječiti širenje nuklearnog oružja, a ne subjekta koji je usredotočen na suradnju s inovativnim poduzetnicima.

Zaključak

Zaključno, iz ovog članka i trenutnog društvenog trenda,  pravilno zbrinjavanje nuklearnog otpada još uvijek je izazovno pitanje koje ograničava rast nuklearne energije.

Glavni problem leži u poluživotima koje proizvode radioizotopi, koji su vrlo dugi. Neki od njih stari su više od milijun godina. Dakle, ovo znatno otežava kontrolu i upravljanje nuklearnim otpadom.

Međutim, najčešće korištena metoda za odlaganje nuklearnog otpada je skladištenje, bilo korištenjem čeličnih cilindara kao radioaktivnih štitova ili korištenjem metoda dubokog geološkog odlaganja.

Međutim, zbrinjavanje nuklearnog otpada skladištenjem i dalje izaziva mnoge brige, budući da istjecanje nuklearnog otpada može uzrokovati velike ekološke katastrofe, kao i utjecati na ljudsko zdravlje.

Preporuke

• 7 Utjecaj rudarenja željezne rude na okoliš
  .
• 8 najboljih magistara programa gospodarenja otpadom
  .
• 14 Metode zbrinjavanja kemijskog otpada
  .
• 10 najvećih negativnih učinaka nepravilnog zbrinjavanja otpada na okoliš
  .
• Trošak rezanja uglova: Skrivene opasnosti nepravilnog zbrinjavanja poslovnog otpada