Składowanie, transmutacja, witryfikacja - sposoby na nuklearne odpady

Składowanie, transmutacja, witryfikacja - sposoby na nuklearne odpady
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022

Może okazać się, że odpady z elektrowni atomowej będą w przyszłości stanowiły w Polsce mały procent całości wytwarzanych, jeśli zwiększy się zapotrzebowanie medycyny na izotopy, co jest bardzo prawdopodobne - mówi Jerzy Mietelski, kierownik Zakładu Fizykochemii Jądrowej Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie.

Czy składowanie odpadów nuklearnych jest bezpieczne?

Składowanie jest bezpieczne pod warunkiem, że jest zgodne z normami, czyli opakowania są odporne w długim okresie czasu na korozję i wybrane jest odpowiednie miejsce, by do śmieci nie dobrały się zwierzęta lub nawet terroryści i wyprodukowali z nich tzw. brudną bombę, czyli zbudowaną z konwencjonalnego ładunku wybuchowego i materiału napromieniowanego, który ma zanieczyścić teren w wyniku wybuchu. Gdy składowany jest materiał zawierający czysty pluton w znaczących ilościach można wyprodukować nawet prawdziwą bombę atomową.

Dlaczego częściej przechowuje się odpady niż przetwarza?

Jimmy Carter, prezydent USA w latach 1977-81 i inżynier jądrowy z wykształcenia, o czym mało kto wie, gdy rządził, zakazał w Stanach Zjednoczonych przetwarzania paliwa jądrowego. Tłumaczył to tym, że takie paliwo zawiera dużo czystego plutonu i nie ma dobrego pomysłu, co potem z nim robić. Dziś pluton można dodawać do zubożonego uranu. W ten sposób powstaje paliwo MOX, którego można użyć ponownie w elektrowni, jednak po zużyciu takiego paliwa znów zostaje dużo czystego plutonu w odpadach i kółko się zamyka. Warto dodać, że zużyte paliwo jądrowe jest znacznie bardziej promieniotwórcze niż świeże, właśnie ze względu na dużą zawartość produktów rozszczepienia uranu, oraz pierwiastków ciężkich, w tym czystego plutonu.

Ale można przekształcić izotop o długim czasie połowicznego rozpadu na izotop szybciej rozpadający się?

Tak, i z punktu widzenia fizyki transmutacja, bo tak nazywa się ta technika jest już opanowana. Jest to jednak sposób dość drogi bo wymaga użycia akceleratorów, których praca jest kosztowna, dlatego jeszcze nie istnieją instalacje przetwarzające w taki sposób odpady nuklearne na skalę przemysłową. W procesie transmutacji izotopy pierwiastków takich jak neptun, ameryk, kiur przetwarza się na izotopy o krótszym czasie połowicznego rozpadu. Część z nich można użyć od razu ponownie, część jest składowana

Czy są opracowywane jeszcze inne metody utylizacji?

Tak. Na przykład stront-90 i cez-137 teraz miesza się ze zmielonym szkłem, topi i zamyka w stalowych pojemnikach. Pierwiastki te rozpadają się połowicznie po około 30 latach. Wytrzymałość takich pojemników szacuje się na 10.000 lat. Metodę tą nazywamy witryfikacją.

Woda chłodząca reaktor elektrowni zostaje napromieniowana, jest w pewnym sensie odpadem?

Nie do końca, woda jest napromieniowana, ale właściwie tylko ta w samym płaszczu reaktora, pracuje ona jednak w obiegu zamkniętym i nie przedostaje się do środowiska z wyjątkiem sytuacji awaryjnych. Woda oddawana do środowiska znajduje się w innym obiegu i energia cieplna do niej oddawana jest przez wymienniki ciepła. Dostają się do niej śladowe ilości trytu, który jest izotopem wodoru a wodór jest bardzo łatwo penetrującym pierwiastkiem, są to jednak dalej małe ilości choć pierwiastka jest kilkaset razy więcej niż w warunkach naturalnych. Dawniej Rosjanie chłodzili jeden z reaktorów wodą bezpośrednio pobieraną z rzeki Jenisej i napromieniowana wracała do jej koryta, ale są to sprawy już historyczne.

Zdarzają się jednak awarie.

W latach 70. i 80 Anglicy wypuścili celowo ponad 180 kg plutonu do Morza Irlandzkiego. Dzięki temu łatwiej dziś badać prądy morskie bo woda została oznaczona izotopem. Nie stwierdzono jednoznacznie żadnego szkodliwego wpływu na człowieka, ale Anglicy badają ten obszar ciągle dość intensywnie.

A jak wygląda sytuacja po katastrofie w Czarnobylu?

Strefa, w której administracyjnie zabroniono mieszkać nie pokrywa się do końca z terenami, na których występuje najwyższe skażenie. Na terenie strefy znajdują się miejsca, gdzie można się osiedlić a poza nią miejsca o dużym napromieniowaniu, które są groźne dla życia.

Najwięcej promieniotwórczych izotopów po katastrofie jest w grzybach. Ale ostatnio na Białorusi pojawiła się zachęta do zbierania i jedzenia grzybów. Ja osobiście nie polecam. W Polsce najbardziej została skażona Opolszczyzna z powodu opadów deszczu tuż po katastrofie.

Czy gdy powstanie w Polsce elektrownia atomowa składowanie odpadów będzie problemem?

Składowisko w Różanie wyczerpuje się. Rozwój medycyny nuklearnej wymusza budowę nowego. Ze względu na zapotrzebowanie rośnie produkcja izotopów dla medycyny. W Polsce powstaje rocznie kilka ton odpadów jądrowych. Podobne ilości produkuje rocznie elektrownia. Może okazać się, że odpady z elektrowni atomowej będą w przyszłości stanowiły w Polsce mały procent całości wytwarzanych, jeśli zwiększy się zapotrzebowanie medycyny na izotopy, co jest bardzo prawdopodobne.

W październiku do Gdyni odjechał transport 450 kilogramów odpadów z Instytutu Energii Atomowej w Świerku. Czy transport tego typu odpadów jest bezpieczny?

Bezpieczeństwo jest niemal stuprocentowe. Jednak takie transporty są poufne ze względu na napięcia społeczne, jakie mogą się przy ich okazji pojawić, szczególnie protesty organizacji ekologicznych. Transporty takie to jednak rutyna, odbywają się ciągle. Proszę zwrócić uwagę na masę odpadów, które pochodzą prawdopodobnie z kilkunastu ostatnich lat. Jest stosunkowo niewielka. Zaletą energetyki atomowej jest bowiem stosunkowo mała ilość odpadów.

Dlaczego pana zdaniem zdecydowano się na wywiezienie odpadów z Polski?

Wynika to z międzynarodowej umowy o nierozpowszechnianiu broni jądrowej. Według zasady w niej zawartej paliwo jądrowe ma obowiązek przyjąć kraj producenta. Jeśli Rosjanie oddzielą od odpadów uran, mają obowiązek go zatrzymać, reszta odpadów może wrócić natomiast do Polski. Jednak dziś za składowanie ich w Rosji płacą Amerykanie, którym zależy na zabezpieczeniu odpadów przed terrorystami i we współpracy z Rosją gromadzą je w jednym miejscu.

Rozmawiał: Marcin Matuzik
×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

SŁOWA KLUCZOWE I ALERTY

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Składowanie, transmutacja, witryfikacja - sposoby na nuklearne odpady

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!