Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 551

8. července 2013

Nakládání s radioaktivními odpady I

Nakládání s jadernými odpady zahrnuje jejich zpracování, úpravu, skladování, ukládání a další činnosti podle Atomového zákona a podle předpisů Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB). Své slovo má i úřad Správa úložišť radioaktivních odpadů (SÚRAO). Budeme se mu věnovat ve třech článcích – od historie radioaktivních odpadů až po jejich zpracování a ukládání. V prvním dílu minisérie se stručně zastavíme u historie a současnosti radioaktivních odpadů.

První kontakt s horníky

S radioaktivními látkami se lidé setkali poprvé v hornictví. Již při těžbě různých rud se dostali do styku s látkami obsahujícími zejména uran, thorium a jejich dceřiné produkty rádium a radon. V té době si ale ještě nebyli vědomi, jak na ně a na životní prostředí působí. Ke změně došlo v 19. století po objevu radioaktivity, ale i poté lidé otázku vlivu radioaktivních odpadů na prostředí nijak neřešili. Do druhé světové války byly radioaktivní materiály využívány jinak (uranové barvy, legování oceli) a jejich radioaktivita sloužila především k ozařování v lékařství.

Vojáci

Zlom přišel až s vojenským využitím radioaktivních látek a s ním spojeným vznikem většího množství radioaktivního odpadu. Hlavním producentem radioaktivního odpadu byla výroba plutonia v prvních jednoduchých jaderných reaktorech. Během štěpných reakcí vznikalo plutonium, transurany a jiné štěpné produkty. Poslední dvě jmenované látky byly právě podstatou prvních radioaktivních odpadů.

Výroba plutonia

Z dnešního pohledu je pozoruhodné, jak vypadala výroba plutonia ve svých počátcích. Na okamžik se přeneseme do závodu poblíž amerického města Hanford ležícího na řece Columbia. Součástí tohoto zařízení bylo několik reaktorů na výrobu plutonia, které byly průtokově chlazeny upravenou vodou z řeky Columbia. Použitá voda byla zadržována po dobu tří dní v retenčních nádržích (umělá jezera s přirozeným odpařováním), v nichž se rozpadly radioizotopy s krátkým poločasem rozpadu, které představovaly většinu kontaminace vody. I tak ale do řeky unikalo množství radioaktivních látek, které mělo nezanedbatelný vliv na životní prostředí. Přišlo se na to dlouhodobým studiem povodí řeky Columbia a zjištění vedla k zavádění reaktorů s uzavřeným chladicím systémem.

Přepracování

Většina radioaktivního odpadu ale vznikala až při přepracování vyhořelého paliva. V Hanfordu a na dalších tehdejších přepracovatelských závodech ve Spojených státech a Sovětském svazu třídili podobně jako dnes provozovatelé radioaktivní odpady do tří skupin: na vysokoaktivní, středně aktivní a nízkoaktivní. Přístup k jednotlivým skupinám se však podstatně lišil. Nízkoaktivní odpady byly vypouštěny do vodních toků s tím, že zředění je dostačujícím faktorem pro pokles radioaktivity. Toto počínání mělo negativní důsledky na okolní životní prostředí. Středně aktivní odpady, za něž byly považovány odpady ohrožující zaměstnance a životní prostředí, byly likvidovány řízeným vsakováním do zeminy Radionuklidy se přitom zachytávaly na jílových částicích půdy díky adsorpci a iontové výměně.

Odpady, které radioaktivním rozpadem produkovaly teplo, se považovaly za vysokoaktivní a nesměly vůbec přijít do styku s životním prostředím. Ke skladování se používaly betonové nádrže s nerezovou vystýlkou o objemu kolem 3 500 m³ a se životností 35 let až 50 let. Tyto nádrže bylo nutné chladit a vznikající třaskavou směs plynů odvádět. Tento způsob ukládání vysokoaktivních odpadů se používal ve všech zemích až do 70. let minulého století.

Současné nakládání s radioaktivními odpady

Dnes nakládáme s radioaktivními odpady dost odlišně. Kapalné odpady se například převádějí do pevného stavu, který je méně rizikový pro skladování a ukládání odpadů. Normy pro vypouštění nízkoaktivních látek jsou velmi přísné. Do životního prostředí je možné vypouštět pouze látky, jejichž vypočtená dávka pro cílovou skupinu obyvatel představuje zlomek průměrné dávky z přírodního pozadí (číselně to vychází do 0,25 mSv/rok oproti pozadí 2,4 mSv/rok). Navíc ty nejaktivnější látky budeme ukládat do hlubinných úložišť s životností v řádu stovek let a ne jen do povrchových nádrží s životností desítek let.

(Příště o rozdělení a zdrojích radioaktivních odpadů)