Jak se zpracovává jaderný odpad

Jaderný odpad je odpadem vznikajícím v odvětvích, kde se zpracovávají radioaktivní látky. V ČR je evidováno několik set producentů jaderného odpadu, kteří podléhají kontrole ze strany Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB).

Vyhořelé jaderné palivo z elektráren tvoří pouze asi 1 % objemu všech jaderných odpadů na světě, ale obsahuje přes 90 % veškeré radioaktivity. Pro hodnocení nebezpečnosti radioaktivních odpadů jsou důležité dva parametry - poločas doby rozpadu a stupeň radioaktivity. Podle těchto parametrů je ve většině států EU tento RAO členěn na třídy A, B a C. Podle třídy se pak určuje typ kontejneru a povolená doba expozice v ŽP. Třída A může být trvale uložena na povrchu země.

Naopak - v okolí jaderných elektráren je úroveň záření sledována pečlivěji než kdekoliv jinde. Jaderné elektrárny, pokud nedojde k havárii s únikem radioaktivních látek, přispívají k ozáření naprosto bezvýznamně. Při hodnocení radiačního rizika jaderné energetiky je ovšem třeba brát v úvahu celý cyklus od výroby paliva, jeho dopravy, zpracování až po ukládání vyhořelého paliva.

Zpracování radioaktivních odpadů

Podobně jako v jiných průmyslových odvětvích vznikají i při výrobě jaderné energie a používání radioaktivních nuklidů odpady nejrůznějšího druhu. Jen malá část plynných a kapalných odpadních radioaktivních látek se vypouští do atmosféry, řek a oceánů. Většina radioaktivních odpadů se zpracovává a jistou dobu uchovává izolovaně od životního prostředí, aby nepředstavovaly pro lidstvo riziko ani v současnosti ani v budoucnosti.

Z praktických důvodů se radioaktivní odpady třídí na nízko (N), středně (S) a vysoce (V) aktivní odpad. Hlavním kritériem pro zařazení odpadu do těchto tříd je jeho měrná aktivita nebo teplo uvolňované v jeho hmotě při absorpci emitovaného záření.

Čtěte také: Jak se zpracovává odpad

Úprava a zpracování radioaktivního odpadu před jeho uložením závisí na typu a skupenství odpadu. Úprava N a S aktivních pevných odpadů spočívá pouze ve zmenšení jejich objemů lisováním do ocelových sudů nebo beden. Sudy se většinou umísťují do větších sudů a zalévají se betonovou směsí tak, aby mezi stěnami obou sudů vznikla betonová vrstva několik centimetrů silná.

Z vysoce aktivních odpadů se zpracovávají jenom kapalné odpady vznikající při přepracování vyhořelého paliva. Většina z nich se zatím uchovává v ocelových nádržích v přepracovatelských závodech. Zpracovaný radioaktivní odpad se ve vhodných kontejnerech ukládá na úložiště, kde se skladuje izolovaně od okolního prostředí. Konstrukce a vybavení úložiště závisí na aktivitě a charakteru odpadu.

U nízkoaktivních a středněaktivních odpadů dochází před samotným uložením ke zpracování (např. zahuštění a zpevnění kapalných odpadů, nebo lisování pevných odpadů). Zpracované odpady se naplní do sudů, které se zafixují cementem, či asfaltem a jsou vloženy do většího sudu (meziprostor je vyplněn betonem). Na správné uložení dohlíží SÚJB, který kontroluje a schvaluje například nepřekročení limitu aktivity pro daný radionuklid, hmotnost sudu, dávkový příkon na povrchu sudu a další. Zpracování odpadů zajišťují firmy specializující se na práci s jadernými odpady. U vysokoaktivních odpadů a vyhořelého jaderného paliva je situace složitější. Pro tyto odpady se plánuje do roku 2065 vybudovat hlubinné úložiště.

Vyhořelé jaderné palivo se do této doby nejprve dochlazuje ve speciálních bazénech poblíž reaktoru, odkud se poté na několik desetiletí uskladní do tzv. V těchto meziskladech je vyhořelé palivo skladováno ve speciálních kontejnerech CASTOR. 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. Dříve se rovněž uvažovalo o možnostech ukládání jaderného odpadu pod hladinu oceánů, nebo například o vypouštění jaderného odpadu do vesmíru.

Ve světě již existuje technologie na přepracování štěpných zbytků na výrobu nových článků. Je to sice dražší než vyrábět palivo z čerstvého uranu, ale až cena suroviny vzroste, může být ekonomicky zajímavá. Půjde o tzv. uzavřený palivový cyklus, kdy se odpad z tlakovodních reaktorů přepracovává na palivo pro rychlé reaktory. Tam vznikne jiný štěpný materiál, který se dá opět použít v tlakovodních reaktorech, což lze opakovat mnohonásobně.

Čtěte také: Jak recyklovat plasty

Pro výrobu energie se dnes často používá transmutační technologie typu ADTT (Accelerator Driven Transmutation Technologies), která zpracovává vysoce radioaktivní a toxický isotop plutonia 239Pu.

Úložiště radioaktivních odpadů

Radioaktivní odpady nízké a střední aktivity z průmyslu, výzkumu, nemocnic, … se obyčejně skladují v podzemních úložištích (např. bývalé solné doly, hlubiny skalních masívů, …). Rozlišujeme:

• jednoduchá podpovrchová úložiště - příkopy (nejlépe v jílovitém terénu) zahloubené několik metrů pod povrch země.
• úložiště s betonovými jímkami - jímky jsou obdélníkové prostory s podložní deskou, které jsou umístěny na povrchu terénu nebo zahloubeny pod jeho povrch. Ukládají se do nich sudy nebo bedny s odpadem.

Po přechodnou dobu je vysoce aktivní odpad uchováván na teritoriu jaderné elektrárny, a pokud není určen k dalšímu přepracování, je přemisťován do tzv. meziskladu. Tam je odpad uložen po dobu asi 40 let, než přestane produkovat příliš mnoho tepla a může být uložen v konečném hlubinném úložišti, kde bude uchováván mnoho tisíc let.

Povrchová úložiště v ČR

V ČR se využívají povrchová úložiště pro institucionální odpady. Část těchto odpadů je zpopelnitelná. Ukládaného odpadu se co nejvíce zmenšuje objem a uzavírá se do bezpečného obalu. Fixace je provedena “zacementováním“ do 500 litrových sudů. Během uložení v úložišti se musí počítat s vlivy vnějšího prostředí, patří koroze, tepelná pnutí atd. Po naplnění se úložiště uzavřou a po dobu řádově v desítkách let se monitorují. Po této době se předpokládá, že nebudou dále ohrožovat životní prostředí.

První úložiště bylo vybudováno v podzemního lomu Alkazar u Hostími v roce 1959. Toto úložiště je uzavřeno. Důvodem uzavření byla nedostatečná ochrana proti násilnému vniknutí. V roce 1997 zaplněním všech prostorů úložiště betonem. Další úložiště se nachází v dolu Richard II u Litoměřic. Toto úložiště je stále v provozu. Třetí úložiště pro institucionálního odpadu se nachází v důlním komplexu Bratrství u Jáchymova. Používá se výhradně k ukládání odpadů s přírodními radionuklidy.

Čtěte také: O zpracování lidského odpadu

Provozní odpady a jejich ukládání

Provozní odpady vznikají v provozech jaderných elektráren. Jsou to např. povlaky paliva, konstrukční materiály palivových souborů atd. Tyto odpady jsou lisovány a posléze fixovány tak, aby neznečišťovaly okolní prostředí. Provozní odpady se ukládají v areálu jaderné elektrárny Dukovany. Úložiště je tvořeno 112 jímkami ve 4 řadách. Úniku radioaktivních látek zabraňuje soustava inženýrských bariér s dlouhodobou životností. Například sudy jsou vyplňovány maltovou směsí.

Doba kontroly povrchového úložiště Dukovany se odhaduje na 300 let.

Přehled úložišť v ČR

Možnosti budoucího ukládání radioaktivních odpadů

Radioaktivní odpady je nutné nakonec nějakým způsobem uložit. Uvažuje se o podzemních a podmořských úložištích. Ukládání v geologických formacích pod mořským dnem. Další možností by také mohlo být čedičové podloží pod mořským dnem. Přestože má tato koncepce bezesporu mnoho výhod, např. nedotknutelnosti mezinárodních vod.

Hlubinné úložiště si lze představit jako systém bariér, které mají zabránit proniknutí radionuklidů do biosféry. Jednotlivé bariéry jsou navrhovány ve vztahu k funkci celého systému. Důležité je, že se nejedná o systém jedné bariéry a při selhání takovéto bariéry by se zhroutil celý systém.

Základem správného návrhu konstrukce hlubinného úložiště je dobrý průzkum. Při ražbě hlubinného úložiště, je možné použít jen omezený počet metod. Používají se geofyzikální a radiogeologické metody.

Vysoce radioaktivní odpad je ukládán při procesu zvaném vitrifikace do kontejneru. Pro výrobu kontejnerů se uvažují jednak hlediska bezpečnosti (různé nehody - např. pád letadla), jednak co největší životnost. Aby se zpomalila koroze kontejneru, používají se inženýrské bariéry, tzv. geotechnická bariéra. Jako materiál pro geotechnickou bariéru se používá bentonit, protože má ve srovnání s ostatními materiály nejstálejší reologické vlastnosti - tzn. že se chová stejně po dobu tisíců let.

Výběr lokalit pro hlubinné úložiště v ČR

V současnosti v ČR probíhá výběr lokalit vhodných pro budoucí úložiště. Umístění lokalit na mapě ČR. 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.

Během tří až čtyř měsíců pomocí měření na povrchu (při pochůzkách v terénu) budou odborníci odebírat vzorky, aby následně mohlo být určeno ideální místo pro hluboký vrt (700 - 1000 m), který ověří geologickou stavbu území v hloubce. 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.

tags: #jak #se #zpracovává #jaderný #odpad

Oblíbené příspěvky:

• Ekologické Oscary v ČR
• Recenze: Adam Mišík v Zázraky přírody
• Studium ekologie
• Praktické rady pro výcvik psa
• Proč zvolit lesní školku?