Podstawy fizyczne

Składowanie odpadów promieniotwórczych

Przechowalnik
fot. Przechowalnik
Składowanie odpadów promieniotwórczych stanowi najbardziej palący problem w relacjach miedzy energetyką jądrową a opinią publiczną. Czemu problem ten jest tak ważny, że stał się główną przeszkodą w rozwoju energetyki jądrowej? Wśród wielu przyczyn można wymienić dwie:
  • Niechęć do składowania odpadów we własnym sąsiedztwie rozrosła się ponad wszystkie miary, obecnie nawet ważniejszą rolę odgrywa w odniesieniu do zwykłych odpadów komunalnych, które są przyczyną codziennych kontaktów społeczeństwa m.in. z toksycznymi odpadami, podczas gdy składowanie wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych znajduje się dopiero w fazie projektów,
  • Rozwiązaniem problemów odpadów jądrowych atomistyka zajęła się bez pośpiechu, głównie ze względu na brak potrzeby szybkich działań, ale społeczeństwo zinterpretowało tę uzasadnioną powolność jako dowód braku rozwiązań technicznych.
Odpady promieniotwórcze dzieli się według dwóch podstawowych kryteriów. Za względu na postać fizyczną:
  • stałe,
  • ciekłe,
  • gazowe.
Odpady radioaktywne można też podzielić ze względu na aktywność na trzy grupy:
  • nisko- lub słabo-aktywne. Odpady tej grupy w postaci stałej lub ciekłej są najpierw na drodze stężania, ściskania lub spalania redukowane do możliwie najmniejszej objętości. Następnie zostają zacementowane w beczkach.
  • średnio aktywne odpady, rozdrabnia i zacementowuje się także w beczkach.
  • wysoko aktywne. Są to z reguły produkty rozpadu rozpuszczone w kwasie azotowym, są źródłem 99% promieniowania wszystkich odpadów promieniotwórczych, stąd należy przy ich składowaniu zachować szczególną ostrożność. Opracowano dla nich specjalny proces zeszkliwienia. Na początku następuje proces zagęszczania i chemicznego przetwarzania. Następnie w temperaturze powyżej 1100°C stapia się je z proszkiem szklanym, tworząc z nich nierozłączny składnik szkliwa, którym wypełnia się grubościenne beczki ze stali nierdzewnej. W zakładzie przerobu przypada na każdą tonę uranu około 130 l wysoko aktywnego odpadu w postaci bloku szkliwa, 5 beczek po 400 l odpadu średnio aktywnego raz 15 beczek słabo aktywnego. Te odpady trzeba zmagazynować w sposób bezpieczny bez ograniczeń czasowych, gdyż nawet po wielu pokoleniach będą one nadal stanowić duże zagrożenie.

Przekrój przez skałdowisko odpadów promioniotwórczych
Przekrój przez skałdowisko odpadów promioniotwórczych

Na rysunku pokazano typowe miejsce przechowywania odpadów promieniotwórczych. Z reguły są to wyeksploatowane kopalnie soli. I tak najpłycej składuje się odpady słabo aktywne - są to poukładane beczki z odpadami. Na średnim poziomie kopalni przechowuje się odpady średnio aktywne, które w beczkach wrzuca się w procesie zautomatyzowanym do komory. Odpady wysoko aktywne zostają zabetonowane na najniższym poziomie kopalni (poniżej 1.000 m). Mogielniki umieszcza się w odwiertach i tam zostają zalane cementem.

Należy także pamiętać przy wyborze miejsca składowania odpadów radioaktywnych, aby miejsce ich składowania było rejonem wolnym od wstrząsów sejsmicznych i uskoków tektonicznych. Także aby miejsce składowania nie miało styczności z wodami gruntowymi.