Mechanika kontejnerů na odpad: Principy a výzvy

Česká republika je jedna z asi 50 zemí, které musí problematiku radioaktivních odpadů (RAO) a vyhořelého jaderného paliva (VJP) řešit. V prosinci 2015 proběhla v České republice první fáze zjišťovacího řízení posuzování vlivů Aktualizace Koncepce nakládání s radioaktivními odpady a vyhořelým jaderným palivem na životní prostředí (SEA). Zpracována byla pouze v jedné variantě - hlubinné úložiště v ČR.

Globální pohled na nakládání s radioaktivním odpadem

Jak se dozvídáme v úvodu česky otitulkovaného švýcarského filmu Die Reise zum sichersten Ort der Erde (2013): „Více než 350 000 tun vysoce radioaktivního odpadu a vyhořelých palivových tyčí je uloženo v dočasných skladech v areálech jaderných elektráren a v meziskladech po celém světě.

V příloze 2 „Možnosti skladování a ukládání“ kapitoly o nakládání s radioaktivními odpady na webovém portálu Světové jaderné asociace se dozvíte mnoho komplexních informací o tom, jak se svět plánuje vypořádat s touto problematikou (World Nuclear Association, 2016). Vyplývá z ní, že prozatím nikde na světě se nezačalo budovat konečné hlubinné úložiště pro VJP. Nejdále se zatím dostalo Finsko, které již získalo stavební povolení v roce 2015, po něm má následovat Švédsko a Francie.

Dočasnému centrálnímu skladování dává přednost Jižní Korea od roku 2024, Nizozemí od roku 2003 (na dobu 50-100 let) a taktéž Velká Británie, Španělsko (na 60 let) a Spojené státy americké (po změně strategie v roce 2012). S konečným hlubinným úložištěm pro NSRAO mají zkušenost zatím jen Jižní Korea, Německo a Spojené státy americké. V Německu řeší problémy s kontaminací v bývalém solném dole Asse II (od roku 1988 do dolu vtéká solný roztok kvůli přetížení stěn v důsledku ukládání kontejnerů s odpadem).

Přehled nakládání s RAO/VJP ve vybraných zemích

Tabulka 1: Přehled nakládání s RAO/VJP ve vybraných zemích

Čtěte také: Jak získat profesní osvědčení mechanika měření emisí?

Zdroj: Olga Kališová podle World Nuclear, OECD/NEA, UN, IAEA, Nuclear Heritage, Science Direct a webů organizací.

Hlubinné úložiště: Izolace a bezpečnost

Vznik trvalého hlubinného úložiště je obvykle zdůvodňován kupříkladu jeho schopností izolovat radionuklidy skryté v superkontejnerech od biosféry a také zamezit teroristickému útoku či snah zmocnit se třeba plutonia. Jenže ani přes miliardové investice (hlubinné úložiště v ČR má stát 111 miliard korun) neexistuje garance funkčnosti úložiště jako izolátoru radionuklidů v hloubce pět set metrů na statisíce let dopředu.

V rozhovoru v Hospodářských novinách s vědcem Josefem Stemberkem z Ústavu struktury a mechaniky hornin Akademie Věd ČR, který zkoumá dlouhodobé mikropohyby v žulovém masivu v laboratoři Grimsel ve Švýcarských Alpách, zaznělo, že se masiv v roce 2013 pohnul o téměř 0,1 centimetru, což z hlediska umístění úložiště představuje zásadní problém.

V bývalém solném dole Asse II v Německu mají problémy s kontaminací povrchové vody cesiem a tritiem z NSRAO, neboť puklinami v solné hornině proniká do komor s odpadem voda už několik let. Trvalo 8 let, než Spolkový úřad pro ochranu před radioaktivním zářením (BfS) rozhodl, že se NSRAO přemístí, a bude trvat dalších minimálně 20 let, než se tomu tak stane, neboť se musí nejdříve postavit nová šachta.

Přes tyto problémy a navzdory čtyřicetiletým protestům organizovaným například iniciativou Umweltschutz, někteří politici a energetické koncerny v Německu stále uvažují o hlubinném úložišti v Gorlebenu (v dalším bývalém solném dole). Překážkou v jejich úsilí je také majitel pozemků v sousedství bývalého dolu Gorleben, hrabě Andreas von Bernstorff, který je podle dolnosaského práva vlastníkem nerostů skrytých pod svými pozemky a uplatňuje své nároky sůl vytěžit.

Čtěte také: Přehled velikostí kontejnerů na odpad

V České republice chce SÚRAO vsadit na stabilnost hydrogeologických podmínek žulového masivu a odolnost obalů kontejnerů z uhlíkové oceli po více než 100 tisíc let, a chce razit asi 250 ukládacích vrtů do (pohyblivé) skály pro asi 6 tisíc superkontejnerů obsahujících kolem 9 tisíc tun VJP, ačkoli toto číslo nejspíš není konečné vzhledem k uvažovaným plánům na nové reaktory v jaderných elektrárnách Temelín a Dukovany (SÚRAO/RAWRA, 2012). Podle Přílohy 1 Metodiky použití kritérií (podkapitola 4.2) je aktuální číslo pro VJP 10 tisíc tun a pro RAO 5 tisíc metrů krychlových.

Plány na umístění HÚ v žule jsou v protikladu s tím, že mezi lety 2017 až 2025 se mají v PVP Bukov prověřovat vlastnosti přeměněných hornin. V závislosti na tom, v jaké míře a kvalitě nám informace o úložišti budou úřady a bezpečnostní orgány poskytovat, se po pár generacích dá snadno zapomenout na VJP a RAO skryté v hloubce půl kilometru.

Od roku 2010 se problematice předávání informací dalším generacím věnuje šestiletý projekt Výboru pro nakládání s radioaktivními odpady (NEA RWMC) s názvem „Uchovávání záznamů, znalostí a paměti (RK&M) napříč generacemi“ (OECD, 2016). První fáze (2011-2014) byla zakončena konferencí ve francouzském Verdunu, které se zúčastnilo téměř 200 zástupců ze 17 zemí. Nejčastěji zkoumanou formou odkazu informací generacím byly viditelné a srozumitelné objekty umístěné v blízkosti lokality pro umístění RAO/VJP (např. střednědobé sémiotické totemy nebo světelné ukazatele na solární pohon).

Dlouhodobý úspěch uchovávání RK&M má záležet na tom, jak se bude dařit udržovat povědomí o zodpovědnosti vůči dalším generacím v myslích aktuálních regulátorů, provozovatelů úložiště a zainteresovaných stran typu místních a regionálních úřadů a veřejnosti.

Vratnost a opětovné vyjmutí

Vratnost („reversibility“) znamená dát možnost budoucím generacím rozhodnout o modifikacích nebo přeorientování úložného procesu, popřípadě vyjmout odpady v souvislosti s novým způsobem zneškodňování nebo přepracování. Následující seznam znázorňuje výhody a nevýhody vratnosti a opětovného vyjmutí, tak jak je shrnula NEA na základě názorů institucí a odborníků ve Finsku, Švýcarsku, Německu, Spojených státech amerických, Belgii, Švédsku, Japonsku, Francii a Velké Británii (Tabulka 3).

Čtěte také: Kde najít kontejnery na tříděný odpad?

Z publikace dále vyplývá, že jeden z ukázkových příkladů společnosti, který klade velký důraz na R&R, je Švýcarsko. Dle názoru Švýcarského federálního úřadu pro energii (SFOE, str. 31) je vratnost nutno brát v úvahu při plánování HÚ tak, aby další generace měly možnost využít nové poznatky v souvislosti s HÚ. Vratnost je také uplatněna i v procesu výběru lokality a dovoluje budoucím generacím přehodnotit rozhodnutí.

Od roku 2003 mají ve Švýcarsku v důsledku toho koncept zvaný monitorované dlouhodobé hlubinné skladování (v originále „monitored long-term geological storage“), který kombinuje izolaci radioaktivních odpadů pomocí technických a geologických bariér s možností opětovného vyjmutí na žádost společnosti. Opětovné vyjmutí je technicky proveditelné jak v monitorovacím období během provozu, tak po uzavření HÚ.

Podobně uvažují v Belgii (ONDRAF/NIRAS, str. 41) a ve Francii (ANDRA, str. 59), kde mají HÚ reverzibilního typu, aby budoucí generace mohly zvolit vlastní řešení, s přihlédnutím k budoucímu pokroku v oblasti vědy a techniky. V obou zemích má být také možnost opětovného vyjmutí zaručena na zhruba 100 let. Podle Spolkového ministerstva pro životní prostředí, ochranu přírody a jadernou bezpečnost (BMUB, str. 35) mají v Německu dokonce uvedeno v dokumentu Bezpečnostní požadavky (2010), že technická proveditelnost opětovného vyjmutí RAO/VJP musí být prokázána po dobu 500 let po uzavření HÚ.

Ve Spojených státech amerických jsou podle Jaderné regulační komise (NRC, str. 39) pojmy vratnost a opětovné vyjmutí uvedeny z důvodu bezpečnosti, ekonomiky a ochrany životního prostředí už v zákoně Nuclear Waste Policy Act z roku 1982.

Alternativní přístupy k ukládání RAO/VJP

Hlubinné úložiště (v originále „geological disposal“), u kterého se uplatňují koncepty vratnost a opětovné vyjmutí, se velice podobá principu prodlouženého dočasného skladování (v originále „extended interim storage), ovšem bez nutnosti nákladného budování podzemní části úložiště, jak ukazuje Obrázek 4 (ONDRAF/NIRAS, 2011).

Kanada je příkladem země, kde zvolili adaptabilní postupné nakládání (v originále „adaptive phased management“, APM), což je jakýsi kompromis mezi prodlouženým dočasným skladováním a hlubinným úložištěm co do umístění zařízení pro nakládání s RAO/VJP (NWMO, 2015). APM zahrnuje centralizovanou kontrolu a izolaci RAO/VJP v hlubinném úložišti, s možností zvolit dočasné podpovrchové skladovací zařízení (v originále „interim shallow-underground storage facility“), jenž by bylo umístěno v lokalitě, kde by žila informovaná komunita ochotná takové zařízení hostit.

Klíčovým prvkem APM přístupu je, že je dostatečně flexibilní, aby se přizpůsobil měnícímu se sociálnímu a technologickému vývoji. Na první pohled vyžaduje prodloužené dočasné skladování mnohem aktivnější přístup od původců RAO/VJP než hlubinné úložiště.

Takzvanou „zátěž“ v podobě finančních nákladů na provoz, bezpečnostní dohled a aplikování nového výzkumu a vývoje ve vědecko-technické oblasti na nakládání s RAO/VJP lze vnímat i jako možnost pro budoucí generace řešit problémy, které může hlubinné ukládání začít vykazovat po letech provozu či po jeho uzavření.

Metoda prodlouženého dočasného skladování je jakousi variantou metody předávané správcovství (v originále „rolling stewardship“), která byla poprvé představena ve Spojených státech výborem Národní rady pro výzkum (NRC, 1995) a poté v publikaci Národního institutu pro environmentální politiku (NEPI, 1999). Robert Del Tredici s Gordonem Edwardsem, prezidentem CCNR, vydali publikaci o příkladech předávaného správcovství a důvodech k němu (Edwards a Del Tredici, 2013). Vyjadřují se v ní, že předávané správcovství nemá být chápáno pouze jako dočasná opatrovnická činnost, ale jako aktivní a zcela angažované úsilí o nepřetržité vylepšování bezpečnosti skladování RAO/VJP a kontrolu nad ním.

Jde o průběžné sledování, pravidelné získávání a „přebalování“ superkontejnerů s RAO/VJP každých 50 až 100 let, přičemž každých 20 let (každou jednu generaci) by například mohlo docházet k tzv. Začlenění vědeckotechnického vývojeMožné kdykoliOmezeno provozní dobou (tj.

tags: #mechanika #kontejneru #na #odpad #princip

Oblíbené příspěvky:

• Ekologická úspora s látkovými plenami
• Průvodce výběrem košů na tříděný odpad
• Sankce za nesprávné nakládání s komunálním odpadem
• Klimatizace v Ostravě
• Nerezový koš 30l – recenze