Vitrifikace radioaktivního odpadu nově

V listopadu 2015 uvedli ve Spojeném království do provozu demonstrační vitrifikační linku. Plnorozsahový GeoMelt In-Container Vitrifikátor (ICV) je výsledkem spolupráce Národní jaderné laboratoře ve Velké Británii (NNL) a specializované firmy Kurion z USA. Po dokončení všech zkoušek bude nasazen v Sellafieldu ve Velké Británii.

Velká Británie má k dispozici přes 300 000 tun středně aktivního a nízkoaktivního odpadu, který by mohlo vitrifikační zařízení GeoMelt zpracovat. Na rozdíl od konvenční technologie vitrifikace, která vyžaduje homogenní přívod odpadu, GeoMelt zpracovává várku po várce, může zpracovávat různé druhy odpadu současně, může dokonce zpracovávat kontaminované půdy a anorganické iontoměniče a dokonce také kontaminovaný azbest, materiál který se často vyskytuje na mnoha závodech podstupujících vyřazení z provozu. Technologii lze dokonce přizpůsobit pro vitrifikaci – zesklovatění materiálu „in-situ“, čili třeba pod zemí v geologickém úložišti jaderných odpadů.

GeoMelt ICV

Technologie byla původně vyvinuta v USA Pacific Northwest National Laboratory. Může se použít i pro zpracování nebezpečných neradioaktivních odpadů, jako jsou organické odpady a těžké kovy. Od roku 1990 se s její pomocí vyrobilo celkem 26 000 tun skla v různých projektech v Austrálii, Japonsku, Velké Británii a USA. (Pro představu: 26 000 tun je hmotnost odpovídající 58 Boeingům 747!) Systém vyhovuje jak pro malé zkušební tavby, tak pro velkoprovozy s nádobami o objemu tří kubických metrů. GeoMelt používá pro získání vysoké teploty elektrický proud. Během tavení se nebezpečné odpady vysokou teplotou rozloží, radioaktivní izotopy zůstanou zachyceny v pevné nevyluhovatelné matrici výsledného skla. Náklady na zpracování odpadů se sníží díky snížení objemu odpadu a jeho přeměně na stabilní formu, což znamená i lepší balení, skladování, manipulaci, přepravu a celkově nižší náklady na likvidaci.

Zakladatel firmy Kurion John Raymont touží upoutat pozornost těch, kdo rozhodují o likvidaci radioaktivních odpadů z Evropy, Japonska a USA. „Máme v úmyslu používat tento nový systém jako demonstrační platformu pro celosvětový jaderný trh,“ řekl.

Jak se vitrifikuje

K radioaktivnímu odpadu se přidají sklotvorné přísady (křemičité písky) a běžnou sklářskou technikou se při asi 1 200 °C vytaví křemičitanové nebo borokřemičitanové sklo. Zkoušejí se i fosfátosilikáty. Zeskelněné odpady mají vysokou odolnost vůči vyluhování vodou, dobrou tepelnou vodivost a mechanickou pevnost. Pro ještě lepší tepelnou vodivost se zkoušejí kapky skla obalovat kovem – roztaveným olovem nebo hliníkem. V roce 1978 uvedli do provozu první průmyslový závod na vitrifikaci odpadů v Marcoule ve Francii, v roce 1987 v Čeljabinsku v Sovětském svazu, v roce1989 druhý závod ve Francii v Cap de La Hague a v roce 1990 ve Windscale ve Velké Británii. Tyto závody dokážou pracovat všechny odpady, které při přepracování paliva vznikají. Od října 1985 do září 1991 byl v provozu vitrifikační provoz v Mol v Belgii. Ve fázi projektů mají vlastní vitrifikační závody i další země. Čína chce převzít belgickou technologii, Japonsko zkouší zařízení s americkou a francouzskou technologií. Proces vitrifikace radioaktivních odpadů byl zvládnut i v Ústavu jaderného výzkumu v Řeži.