Institucionální radioaktivní odpady: typy a likvidace

Jedním z nejdiskutovanějších druhů průmyslového odpadu je nebezpečný odpad z jaderných elektráren. Radioaktivita v lidech přirozeně budí obavy s ohledem na havárie posledních desetiletí na Ukrajině a v Japonsku. Na rozdíl od mnoha chemických katastrof, kterých jistě každý čtenář dokáže z hlavy vyjmenovat hned několik, dochází k nebezpečným situacím při manipulaci s jadernými materiály v moderní době minimálně.

Legislativa a Bezpečnost

Nakládání s radioaktivním odpadem v České republice se řídí atomovým zákonem č. 263/2016 Sb. a dalšími prováděcími předpisy. Dne 1. 1. 2017 vstoupil v účinnost nový atomový zákon č. 263/2016 Sb. a jeho prováděcí předpisy, které přinesly v oblasti radiační ochrany nové změny týkající se regulace ozáření fyzických osob z přírodních zdrojů záření. Atomový zákon transponuje novou evropskou legislativu - tedy směrnici 2013/59/Euratom. Státní úřad pro jadernou bezpečnost stanoví požadavky na dokumentaci, postupy a bezpečnostní opatření pro všechny fáze nakládání s radioaktivním odpadem, včetně vyřazování jaderných zařízení z provozu.

Mezi klíčové aspekty patří:

• Úprava radioaktivního odpadu musí zajistit bezpečnou přepravu, skladování a uložení.
• Technologické postupy pro úpravu musí zahrnovat podmínky pro účinnou a bezpečnou úpravu.
• Sklady radioaktivního odpadu musí odpovídat druhu, formě, aktivitě a množství skladovaného radioaktivního odpadu.
• Provozní záznamy o nakládání s radioaktivním odpadem musí být vedeny a uchovávány po dobu stanovenou v dokumentaci systému řízení.
• Průvodní list radioaktivního odpadu musí provázet radioaktivní odpad při jeho každém fyzickém předání.

Jaderný průmysl po celém světě už navrhl, vyvinul a zavedl do praxe většinu jednotlivých technologií, jež jsou nutné pro likvidaci nebo bezpečné uskladnění veškerého odpadu, který produkuje. Otázkou je však přijetí veřejnosti a nikoli technologická proveditelnost. V Česku se například řeší už od 90. let, ale neustále naráží na odpor a strach místních obyvatel a samospráv.

Celosvětově je každý rok přepraveno asi 15 milionů kontejnerů radioaktivního materiálu ať už po silnicích, železnicích nebo loďmi. Kontejnery a další ochranné obaly, ve kterých se odpad přepravuje, jsou navrženy tak, aby odolaly i při závažné nehodě a nic neuniklo ven. Podle Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) se musí například nízko nebo středně aktivní odpad převážet v robustních 125tunových kontejnerech. S veškerým toxickým odpadem je třeba nakládat bezpečně, nejen s radioaktivním odpadem.

Čtěte také: Informace o sekretariátu

Radioaktivita jaderného odpadu se však přirozeně rozpadá a má omezenou radiotoxickou životnost. Jeho nebezpečí pak více závisí na tom, jak je koncentrovaný.

Dělení radioaktivního odpadu

Radioaktivní odpad se dělí na plynný, kapalný nebo pevný.

Podle aktivity se odpady dělí na:

• Nízkoaktivní odpady
• Středně aktivní odpady
• Vysokoaktivní odpady

Většina vyprodukovaného jaderného odpadu je kvůli své radioaktivitě silně nebezpečná několik desítek let a běžně se ukládá do zařízení v blízkosti zemského povrchu. Podle dat Světové jaderné asociace je 97 % celosvětově vyprodukovaných odpadů klasifikováno jako nízko nebo středně aktivní odpad.

Geologická úložiště pro radioaktivní odpad jsou navržena tak, aby zajistila, že škodlivé záření nedosáhne povrchu ani v případě silných zemětřesení nebo v průběhu času. Odpad je zapouzdřen ve speciálně technicky upravených sudech ve stabilní, vitrifikované formě a je umístěn v hloubkách hluboko pod biosférou. Taková dlouhodobá geologická úložiště jsou navržena tak, aby zabránila jakémukoli pohybu radioaktivity po tisíce let.

Čtěte také: Moldavsko: Institucionální rámec pro ekologické zemědělství

Způsoby nakládání s radioaktivním odpadem

Vzniklé radioaktivní odpady je třeba roztřídit a zpracovat tak, aby je bylo možné bezpečně uložit. Tedy bezpečně oddělit od životního prostředí na dostatečně dlouhou dobu, dokud se v důsledku samovolných procesů radioaktivní látky nepromění na látky jiné, stabilní. Podle typu odpadu je zvolen i způsob ztužení. Odpady z provozu jaderných elektráren jsou většinou zpevněny jejich zamícháním do bitumenu a v sudu uloženy v dukovanském úložišti. Institucionální odpady jsou obvykle zabetonovány do sudu o objemu 100 litrů, který je vložen do 216 litrového sudu. Prostor mezi oběma nádobami je vyplněn betonem, sud je uzavřen víkem, natřen protikorozním nátěrem a putuje do úložiště Richard nebo Bratrství.

Za nejbezpečnější způsob zneškodnění radioaktivních odpadů nepřijatelných do přípovrchových úložišť se celosvětově považuje uložení do hlubinného úložiště. Na základě dlouhodobého vývoje byl navržen multibariérový koncept. Jeho základní bariérou je ukládací obalový soubor, další bariérou jsou nepropustné materiály s těsnící a tlumící funkcí (buffer) a třetí bariéru tvoří stabilní horninové prostředí cca 500 metrů pod povrchem země.

Úložiště radioaktivního odpadu v ČR

V České republice se nachází několik úložišť radioaktivního odpadu:

• Podzemní lom Alkazar u Hostími (okr. Beroun) - uzavřeno v roce 1997
• Důl Richard II u Litoměřic - stále v provozu
• Důlní komplex Bratrství u Jáchymova - výhradně k ukládání odpadů s přírodními radionuklidy
• Úložiště v areálu jaderné elektrárny Dukovany

Provozní odpady vznikají v provozech jaderných elektráren. Povlaky paliva, konstrukční materiály palivových souborů atd. jsou lisovány a posléze fixovány tak, aby neznečišťovaly okolní prostředí.

Úložiště v areálu jaderné elektrárny Dukovany je tvořeno 112 jímkami ve 4 řadách. Soustava inženýrských bariér s dlouhodobou životností zabraňuje rozptýlení radioaktivních látek do životního prostředí.

Čtěte také: Nakládání s radioaktivním odpadem

Budoucí hlubinné úložiště

Jedním z hlavních úkolů v oblasti nakládání s radioaktivními odpady je vybudování konečného hlubinného úložiště. V současnosti v ČR probíhá výběr lokalit vhodných pro budoucí úložiště. Na těchto lokalitách by proto v současnosti měla proběhnout tzv. první fáze výběru, tedy povrchový geofyzikální průzkum, který se skládá z odběru vzorků půdy v hloubkách od jednoho do pěti metrů.

Vrtání do takové hloubky by pak mělo zabrat zhruba 4 měsíce. V budoucnosti bude o úložišti radioaktivních odpadů v ČR ještě zajisté hodně slyšet, protože rozhodnutí o finálním umístění, stejně jako následná stavba a uvádění do provozu je otázkou následujících desítek let.

V úvahu přicházejí solné formace, krystalické horniny a jíly. Důležitou roli hraje konstrukce úložiště. Nejdříve se buduje podzemní laboratoř. Cílem je zkoumání vlastností hornin, plynoucích z uložení kontejneru s vysoce aktivním odpadem. Jsou prováděny testy in situ ke zjištění dalších vlastností potencionální hostitelské horniny.

Financování

O použité jaderné palivo se podle tzv. atomového zákona přijatého Parlamentem ČR v roce 1997 musí postarat provozovatel jaderného zařízení, který toto palivo používá, v ČR energetická společnost ČEZ. Ta nese veškeré náklady spojené s manipulací s radioaktivními odpady od vzniku přes jejich uložení až po zabezpečení úložišť. Záruky za bezpečné uložení včetně použitého jaderného paliva nese stát, který proto založil Správu úložišť radioaktivních odpadů (SÚRAO).

Činnosti, které zajišťuje SÚRAO, jsou financovány z tzv. jaderného účtu, který je zřízen u České národní banky a je spravován Ministerstvem financí ČR. Pro zajištění ukládání všech vzniklých i budoucích radioaktivních odpadů na něj provozovatel pravidelně odvádí finanční prostředky. Konkrétně jde o cca 50 Kč z každé MWh elektřiny vyrobené v jaderné elektrárně.

Alternativní metody likvidace

Často se v souvislosti s vyhořelým odpadem z elektráren hovoří o možnosti jeho přepracování, nebo zpracování v reaktorech 4. generace. Nová generace reaktorů, které by měly přijít do komerčního provozu ještě v první polovině tohoto století, se ukazuje jako výhodnější z hlediska radioaktivních odpadů.

Institucionální odpady - Odpady, které vzniknou v průmyslu, výzkumu, zemědělství nebo zdravotnictví se nazývají institucionální. Mohou to být např. staré měřicí přístroje a radioaktivní zářiče, znečistěné pracovní oděvy, látky, papír či injekční stříkačky. Je podstatné, zda obsahují přírodní (např. uran, radium) nebo uměle vytvořené radionuklidy (např. americium, plutonium, cesium). Na základě toho je potom ukládáme.

Provozní odpady z jaderných elektráren - Významnějším původcem radioaktivních odpadů jsou jaderné elektrárny. Jedná se o nejrůznější kontaminované kapaliny a ochranné pomůcky, které přišly při provozu jaderné elektrárny do kontaktu s radionuklidy. K ukládání takového odpadu slouží úložiště Dukovany v areálu stejnojmenné jaderné elektrárny. Vyhořelé jaderné palivo je v současné době skladováno v meziskladech areálů jaderných elektráren.

Ačkoli s tím Státní energetická koncepce ČR zatím nepočítá, neboť se jedná o technicky i ekonomicky náročný proces, lze vyhořelé jaderné palivo přepracovat a znovu využít. Přepracovávat jej ale nelze donekonečna. Tak jako tak nakonec vzniknou vysokoaktivní odpady, které bude třeba uložit. Za radioaktivní odpady je vyhořelé jaderné palivo považováno až tehdy, kdy ho vlastník (tedy ČEZ) nebo Státní úřad pro jadernou bezpečnost za odpady prohlásí.

Přechodně aktivní odpady - Po maximálně 5 letech skladování v tzv. vymíracích komorách je jejich aktivita srovnatelná s aktivitou okolního prostředí, takže s nimi může být nakládáno jako s komunálním odpadem. Patří sem odpady z nemocnic, které vznikají při aplikaci radiofarmak nebo při použití radiodiagnostických metod (např.

Nízkoaktivní odpady - Obsahují omezené množství radionuklidů.

Středněaktivní odpady - Obsahují významné množství dlouhodobých radionuklidů, a proto je třeba oddělit je od okolního prostředí s vyšším stupněm izolace než nízkoaktivní odpady.

Vysokoaktivní odpady - Obsahují velké množství radionuklidů, které generují zbytkové teplo.

Nízko a středněaktivní odpady tvoří většinu radioaktivních odpadů, které v České republice vznikají. Radionuklidy v nich obsažené mají poločas rozpadu v řádech desítek až stovek let (např. izotop vodíku 3H s poločasem rozpadu 12 let). Tyto odpady ukládáme v úložištích Bratrství a Richard.

Krátkodobé odpady - Odpady s radionuklidy s nižším poločasem rozpadu (např.

Dlouhodobé odpady - Odpady s radionuklidy s dlouhým poločasem rozpadu (např.

Jako ostatní látky, i radioaktivní odpady dělíme na kapalné, plynné a pevné. Kapalné odpady musí být před uložením fixovány do matrice (např. cement nebo bitumen). Plynné odpady (vzdušiny z místností kontrolovaného pásma) jsou zachyceny na speciálních filtrech a uloženy jako pevný odpad.

Všude, kde se pracuje s radioaktivními látkami, vznikají radioaktivní odpady (RaO). Tyto odpady se dělí do dvou hlavních skupin:

• Odpady vznikající v jaderné energetice.
• Institucionální odpady, které vznikají ve zdravotnictví, průmyslu, zemědělství či výzkumu.

V České republice je několik set původců institucionálních radioaktivních odpadů.

RaO se obvykle dělí podle aktivity (a z ní vyplývající míry nebezpečnosti) na:

• Přechodné
• Nízko a středně aktivní
• Vysokoaktivní odpady

U nízko a středně aktivních odpadů je doba nutné izolace obvykle tři sta až pět set let. Tyto odpady je možné ukládat v povrchových nebo přípovrchových úložištích.

Vyhořelé jaderné palivo nebo jiné vysoce aktivní odpady je však třeba izolovat řádově desetitisíce let.

Nakládání s Vysoce Aktivními Odpady

Vyhořelé jaderné palivo je v současné době bezpečně skladováno v tzv. meziskladech (v ČR je to mezisklad v jaderné elektrárně Dukovany). Ta doporučuje jako nejvhodnější variantu pro zneškodnění vysoce aktivních odpadů hlubinné úložiště, zároveň ale doporučuje sledovat i nové technologie.

Obsahuje i časový harmonogram přípravy hlubinného úložiště:

• Výběr dvou vhodných lokalit pro hlubinné úložiště do roku 2015
• Výběr finální lokality do roku 2025
• Výstavba podzemní laboratoře v lokalitě do roku 2030
• Zahájení provozu hlubinného úložiště v roce 2065

Příprava byla zahájena již v roce 1990. Na základě hodnocení archivních geologických informací bylo doporučeno 6 lokalit. Až do konce letošního roku je v nich ale kvůli nesouhlasu obcí další průzkum pozastaven.

Umístění radioaktivních odpadů v dočasném úložišti - v meziskladu - má několik výhod. V meziskladu se vyhořelé palivo postupně hromadí a do hlubinného úložiště se pak uloží najednou, což je levnější než dlouhodobé udržování provozu hlubinného úložiště a jeho zaplňování po etapách. Vyhořelé palivo se do meziskladů ukládá na dobu 40 až 50 let.

Mokrý způsob: Vyhořelé palivo se skladuje vodních bazénech buď přímo u reaktoru, nebo mimo něj. Voda zajišťuje spolehlivý odvod tepla i ochranu obsluhy elektrárny před zářením. Snadná je i vizuální kontrola vyhořelého paliva. Nevýhodou je potřeba stálého chlazení a čištění vody, přičemž vznikají kapalné radioaktivní odpady.

Suché skladování: Používá se v řadě jaderných elektráren, včetně jaderných elektráren na území ČR. Tomuto způsobu skladování se dává přednost při delších intervalech skladování. Suché skladování má nižší provozní náklady, žádné nebo malé množství korozních produktů a umožňuje snadnou manipulaci a rozšíření skladu.

Kontejnery pro Přepravu a Skladování

K transportu i skladování vyhořelého paliva se v českých jaderných elektrárnách používají speciální dvouúčelové kontejnery. Způsob skladování vyhořelého paliva v kontejnerech umožňuje nejen uložit radioaktivní materiál nevratně v trvalém úložišti, ale také ho eventuálně dále využít pomocí nově vyvinutých technologií.

Vyrobeny jsou z tlustostěnné uhlíkaté nebo nerezavějící oceli, z mědi nebo z kombinace mědi a oceli. Existují i projekty kontejnerů z titanu. Podle projektových výpočtů budou kontejnery hermetické po statisíce let. Vyhovět musejí i těm nejtěžším mechanickým, tepelným a vodotěsným testům.

Úložiště Radioaktivních Odpadů v ČR

Všechna provozovaná úložiště RaO u nás, tj. Richard, Bratrství a Dukovany, splňují přísné bezpečnostní standardy.

• Úložiště Richard: Nachází se nedaleko Litoměřic, v komplexu bývalého vápencového dolu Richard II. Od roku 1964 se v úložišti ukládají institucionální odpady. V současné době je zde uloženo více než 24 tis. obalových jednotek. SÚRAO bude do úložiště Richard vozit radioaktivní odpad nejméně do roku 2070.
• Úložiště Bratrství - Jáchymov: Je určeno výhradně k umísťování odpadů s přírodními radionuklidy. Je vybudováno v části opuštěných podzemních prostor bývalého uranového dolu Bratrství. Bylo zkolaudováno a uvedeno do provozu v roce 1974.
• Úložiště Dukovany: Bylo vybudováno pro zneškodnění nízko a středně aktivních radioaktivních odpadů, které vznikají v jaderné energetice. Je to největší a nejmodernější úložiště RaO u nás a svou konstrukcí i bezpečností odpovídá standardům platným v západoevropských zemích. V provozu je od roku 1995.
• Úložiště Hostim - Beroun: Podle provedených bezpečnostních studií je radiační riziko pocházející z odpadů v tomto uzavřeném úložišti zanedbatelné.

Technologie Zpracování a Úpravy Radioaktivních Odpadů

Nízkoaktivní a středněaktivní radioaktivní odpad z JE Dukovany a JE Temelín jsou předávány k uložení ve zpevněné formě nebo ve schválených obalech. Technologie bitumenace, použitá na úpravu kapalných radioaktivních odpadů, zaručuje dlouhodobou stabilní ochranu proti účinkům radiace a poskytuje 2,5násobnou redukci objemu.

Pevné radioaktivní odpady z kontrolovaného pásma jsou tříděny a před konečnou úpravou se lisují do sudů o objemu 200 l. Vysokoaktivní odpady (vyhořelé palivo) se skladují ve speciálních kontejnerech uložených v meziskladech dříve, než budou uloženy definitivně do hlubinného úložiště. Ročně se do meziskladu ukládají 4 kontejnery s vysokoaktivními odpady.

Bariéry Oddělující Radioaktivní Odpad od Biosféry

Při ukládání jaderného odpadu do země platí přísné podmínky. K oddělení radioaktivního odpadu od biosféry se využívají umělé (inženýrské) i přírodní bariéry.

• Inženýrské bariéry: Tvořeny vlastní konstrukcí úložiště, způsobem ukládání odpadů do úložiště a dále např. obalem nebo matricí.
• Přírodní bariéry: Jsou geologické vlastnosti prostředí. Úložiště nemůže být umístěno např. v zátopové nebo krasové oblasti, v oblastech, kde by jeho přítomnost mohla mít znehodnocující vliv na zásoby podzemních či minerálních vod apod.

Přednost před úpravou starších důlních děl se dává zbudování hlubinného úložiště nového, a to v neporušeném geologickém prostředí, v oblasti, kde nehrozí vulkanická činnost, zemětřesení, zaplavení mořem nebo zalednění. Dlouhodobým uložením se míní časový úsek srovnatelný s geologickými časovými obdobími v měřítku delším než 10 tis. let, spíše však 40 až 100 tis. let.

Vyřazování Jaderných Zařízení z Provozu

Vyřazování z provozu jaderného zařízení nebo pracoviště III. kategorie nebo pracoviště IV. může probíhat postupně nebo jednorázově. Jednotlivé etapy vyřazování z provozu musí být ukončeny zajištěním ochranných bariér dosud nevyřazených systémů, konstrukcí a komponent jaderného zařízení nebo pracoviště III. kategorie nebo pracoviště IV.

tags: #institucionalni #radioaktivni #odpady #typy #a #likvidace

Oblíbené příspěvky:

• Příčiny znečištění ovzduší
• Humidní typ klimatu
• PTÁČEK-Velkoobchod KG trubky
• Obal na svačinu z igelitek
• Více o klasifikaci nebezpečných odpadů