Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 348

Kam s ním?

TRENDY V UKLÁDÁNÍ RADIOAKTIVNÍCH ODPADŮ Dnešní svět se už neobejde bez využívání zdrojů ionizujícího záření. Děje se tak v průmyslu, ve zdravotnictví, ve výzkumu, ale i v oblastech, kde bychom zářiče ani nečekali. Např. při těžbě mnohých nerostných surovin (uhlí, fosfáty, ropa, zemní plyn…). Při tom nutně vznikají radioaktivní odpady. Vyvstává nerudovská otázka.

Fotogalerie (2)
Ilustrační foto

Co jsou RAO Jsou to nevyužitelné materiály různého skupenství, které není dovoleno pro obsah radionuklidů nebo pro povrchovou kontaminaci uvádět do životního prostředí. Radioaktivní odpady všech tříd (vysoce aktivní, středně aktivní, nízko aktivní, dlouhodobé, krátkodobé…) a kategorií obvykle po úpravě končí v úložišti. Pouze tzv. přechodné RAO obsahující nuklidy s velmi krátkými poločasy rozpadu se skladují do jejich vymření – přeměny na neaktivní nuklidy. Materiály, které se znovu využívají nebo recyklují, přestávají být radioaktivními odpady. Za RAO se také nepovažují velmi nízko aktivní plynné a kapalné výpusti a nepatrně kontaminované odpady pevného skupenství, které je dovoleno uvolňovat do životního prostředí, protože jejich aktivita bývá pod hodnotou přírodního radiačního pozadí. Lepší než jedovaté Své radioaktivity se RAO zbavují přirozeným radioaktivním rozpadem (vymíráním). Snižování radioaktivity se dá přitom přesně vypočítat. Odpady se samy bez vnějšího přičinění stávají stále méně a méně nebezpečnými, až jejich radioaktivita zcela vymizí. Nezávisí to na běžných fyzikálních podmínkách v úložišti (tlak, teplota) ani na chemickém složení látky, v níž jsou radionuklidy obsaženy. Pouze některé transmutační technologie dokáží záměrně změnit prvek v jiný prvek nebo radionuklid v jiný radionuklid s výhodnějšími vlastnostmi. To se dnes skutečně masově provádí. „Spaluje“ se tak např. plutonium z nepotřebných jaderných zbraní a z recyklace vyhořelého jaderného paliva v novém směsném palivu, označovaném jako MOX. Podobně lze naopak transmutovat thorium, jehož velká ložiska jsou např. v Indii (nebo na Měsíci), na štěpný materiál k výrobě jaderné energie. Tradiční ukládání Nejznámějším typem úložišť je povrchové („near surface“) úložiště na nízko a středně aktivní odpady. V současné době se na světě provozuje více než 80 takovýchto řádně schválených úložišť. Zatím pouze jediné provozované hlubinné geologické úložiště je licencováno i pro ukládání transuranových RAO vysokých aktivit. Je jím tzv. „WIPP“ (Waste Isolation Pilot Plant v Novém Mexiku – USA, v provozu od r. 1999). Za 6 let provozu přijalo 3500 zásilek RAO (27 789 m3 RAO k 13. 4. 2005). Je umístěno ve 200 miliónů let starém stabilním solném ložisku v neobydlené poušti v hloubce více než 300 metrů. Slouží k ukládání transuranových odpadů z vojenského programu USA. V přípravě jsou další hlubinná geologická úložiště na vysoce aktivní odpady, která pojmou použité jaderné palivo z jaderných elektráren. Např. Yucca Mountain v Nevadě (USA), v Japonsku, ve Finsku, Švédsku... Mnoho zemí však zatím vůbec žádným úložištěm nedisponuje (Německo, Litva, Bulharsko…) a RAO se zde pouze dočasně skladují. Odpadů je totiž relativně tak málo, že není kam spěchat. Novinky a trendy Trendem je specializace – úložiště na aktivovaný grafit, na dlouhodobé radionuklidy, ale i na nejnižší aktivity. Nejznámějším typem nových úložišť jsou skládky velmi nízko aktivních RAO (VLLW – Very Low Level Waste). Jejich jednodušší konstrukce a zejména nižší nároky na konečnou úpravu RAO umožňují výrazné snížení nákladů na ukládání. Nakládání s velmi nízko aktivními RAO se tak zlevní na pouhých 10 %. Uvědomíme-li si, že se jedná o větší polovinu RAO vzniklých např. při vyřazování (bourání) starých jaderných zařízení, jde o miliardové úspory. Konstrukce skládek je v podstatě shodná s osvědčenými skládkami na nebezpečné odpady z průmyslu. Ve Francii není s ohledem na nízké limity aktivity takové úložiště ani pokládáno za jaderné zařízení. Dlouhodobé RAO obsahují radionuklidy s delším poločasem rozpadu než 30 let. Současným trendem je oddělené nakládání s dlouhodobými RAO s nízkou a střední aktivitou od vysoce aktivních RAO. Stavba geologického úložiště na nízko a středně aktivní dlouhodobé RAO je méně náročná po stránce technické, finanční i politické. Představitelem takovéhoto úložiště je „BOREHOLE“. Jde o svislý vrt (šachtu) v kvalitní hornině, která garantuje dlouhodobou stabilitu systému. Vzhledem k nižšímu riziku než je uvažováno u vysoce aktivních RAO, je nižší i hloubka BOREHOLE (pouhých 10–50  m). Úložiště na vysoce aktivní odpady z upraveného jaderného paliva se také dostávají na scénu. Lidé v mnoha zemích si uvědomují, že jde o propracovanou technologii, která umožní další využívání jaderné energie. Je logické, že se tak děje zejména v zemích s rozsáhlým jaderným programem. Např. v USA (104 energetických reaktorů) podporuje pokračování stavby úložiště na vyhořelé jaderné palivo v pohoří Yucca (Nevada) tři čtvrtiny obyvatel. Podobná úložiště se připravují i ve Finsku, Švédsku, Kanadě, Velké Británii, Japonsku, Číně, Maďarsku, Belgii… Většina menších zemí příliš nespěchá se stavbou hlubinného úložiště na vyhořelé jaderné palivo. Země, které zprovozní úložiště jako prvé, se stanou uznávanými „šampiony“, ale další státy postaví úložiště mnohem lépe a levněji. Příroda testuje za nás Hlavním argumentem odpůrců úložišť je zpochybňování dlouhodobé stability úložného systému. Argument, že žádné výpočty nemohou nahradit praktické testování modelů úložišť po dobu stovek nebo tisíců let, je však falešný. Máme totiž k dispozici mnoho srovnávacích testů, které nám umožňují ověření současných teorií. Víme, jak vypadá beton ve vojenských pevnostech z třicátých let. Víme, proč nezkorodovalo měděné dělo ani po staletích v agresivní mořské vodě. Proč nacházíme neuvěřitelně zachovalé skládky odpadků staré více než tisíc let. Jak vypadají původní stavby ze začátku našeho letopočtu. Jaký vliv mělo na konzervaci Pompejí a Herculanea zasypání popelem nebo lávou z Vesuvu. Proč stále stojí 4000 let staré pyramidy s pozoruhodně zachovalým obsahem. V jakém materiálu a v jakých podmínkách se konzervovaly karbonské přesličky a plavuně. Dokonce už víme proč, se téměř nešířil nezpracovaný vysoce radioaktivní odpad z přírodních jaderných reaktorů, které pracovaly v Oklo (Gabun) před 1,7 miliardami let. Bezpečnost ukládání RAO i těch nejvyšších aktivit se dá dnes prokázat i na lehce realizovatelných experimentech. Můžeme si např. ověřit, že vodný roztok neprojde stěnou lahve (staré víno) nebo keramického džbánu za dobu našeho života a delší. Proto můžeme předpokládat, že jedním metrem velmi kvalitní neporušené horniny (např. žula) neprojde rozpuštěný radionuklid dříve než za desítky tisíc let. (Ve shodě se zrychleným testem na odstředivce.) Pokud zabráníme rozpuštění nebo loužení radioaktivních odpadů zpracováním (keramický nebo skelný produkt) a úpravou v měděných či ještě lepších kontejnerech, bude bezpečnost ukládání ještě vyšší. Utěsníme-li úložiště materiálem, který se při nepravděpodobném styku s vodou stane sám nepropustnou horninou a umístíme-li je v kvalitní hornině desítky či stovky metrů od zdrojů vody nebo zemského povrchu, můžeme věřit v naprostou reálnost bezpečného ukládání jakýchkoliv RAO.

Jaroslav Kulovaný
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Československo – země radia

Letos si připomínáme 100 let od založení Státního ústavu radiologického a 70 let od vzniku Ústavu pro výzkum, výrobu a využití radioizotopů.

Centrální solenoid ITER

Který magnet tokamaku je nejdůležitější? Bez magnetů toroidálního pole vám plazma uteče na stěny komory, bez magnetů pole poloidálního nedosáhnete potřebného tvaru plazmového provazce, bez magnetů centrálního solenoidu nebude žádné plazma…Stop!

Dolivo - Dobrovolskij a počátky přenosu elektrické energie

Před sto lety zemřel dnes již málo známý ruský fyzik, elektrotechnik a vynálezce M. O. Dolivo-Dobrovolskij. Jako jeden z prvních fyziků a techniků teoreticky i prakticky odhalil možnosti využití trojfázového střídavého proudu.

Výletů do vesmíru se nebojíme, ale auto si raději budeme řídit sami

Mladí by chtěli profitovat z vědeckého pokroku okamžitě, starší generace se dívá spíše na jeho pozitivní vliv do budoucna, vyplývá z průzkumu 3M o postojích veřejnosti k vědě (State of Science Index).

Výroba vakuové nádoby ITER

Práce na staveništi tokamaku ITER pokročily a množí se zprávy o dokončených komponentách vlastního reaktoru tokamaku ITER, o jejich transportu z výrobních závodů na staveniště a jejich instalaci.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail