Składowanie odpadów radioaktywnych

Składowanie odpadów
radioaktywnych
I. ZAGROŻENIE PROMIENIOWANIEM
•
Człowiek oraz wszystkie żyjące na Ziemi organizmy są stale narażone na
wpływ promieniowania jonizującego, ponieważ związki promieniotwórcze
znajdują się w skorupie ziemskiej. Poddawani jesteśmy również
promieniowaniu kosmicznemu.
•
Inne zagrożenia stwarza energia atomowa. W 1942 roku w Stanach
Zjednoczonych powstał pierwszy reaktor jądrowy. Okazało się, że z
niewielkiej ilości paliwa jądrowego można uzyskać dużą ilość energii. Skłoniło
to wiele państw świata do budowania wielkich elektrowni atomowych.
Rozpoczęto wykorzystywanie pierwiastków promieniotwórczych dla celów
przemysłowych, medycznych, naukowych i militarnych.
•
Uważa się, że reaktor jądrowy już od chwili uruchomienia jest niebezpieczny
dla środowiska. Pomimo tego, że posiada trzy, cztery osłony, w pobliżu
elektrowni istnieje promieniowanie wyższe od promieniowania naturalnego
środowiska. Ponadto może nastąpić jego awaria, która grozi uwolnieniem do
atmosfery substancji radioaktywnych.
II. ARGUMENTY PRZECIWKO
STOSOWANIU ENERGII JĄDROWEJ:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Niekorzystny wpływ promieniowania jonizującego na środowisko
naturalne, zarówno w trakcie wydobycia rud, przy ich przeróbce,
transporcie i składowaniu,
Zachorowalność ludności na obszarach, na których występuje
wzmożone promieniowanie, np. wskutek przeprowadzania
próbnych wybuchów jądrowych,
Szybkie zużycie samych elektrowni atomowych (przestają być
sprawne już po upływie 50-60 lat),
Brak skutecznych środków do zabezpieczenia i utylizacji odpadów
promieniotwórczych,
Długi okres rozpadu połowicznego substancji promieniotwórczych,
(np.: dla Uranu-238 wynosi 4,5 miliona lat),
Awarie elektrowni jądrowych, mające wpływ na skażenie
powietrza, gleb i wód.
Niebezpieczeństwo wypadków (np.: przy transporcie) lub zajęcie
przez terrorystów głowic atomowych.
III. KORZYŚCI Z ZASTOSOWANIA
REAKTORA ATOMOWEGO:
•
Nie emituje pyłów oraz szkodliwych gazów jak elektrownie
tradycyjne, przez co mniej degraduje środowisko.
•
Eliminuje problemy usuwania i składowania lotnych popiołów.
•
Wielokrotnie zmniejsza się ilość odpadów.
•
Ogranicza się eksploatację paliw kopalnych.
Jak widać, elektrownia jądrowa ma zarówno dużo zalet, jak i wad.
Jednak, świat znajduje się w sytuacji bez wyjścia, ponieważ niebawem
skończą się zapasy wszystkich paliw kopalnych i prawdopodobnie nie
będzie innej alternatywy jak elektrownie atomowe.
IV. SPOSOBY OCHRONY PRZED
PROMIENIOWANIEM
• Zaostrzenie przepisów bezpieczeństwa w elektrowniach
jądrowych.
• Zaniechanie prób nuklearnych z bronią jądrową
• Budowanie elektrowni jądrowych z wykorzystaniem
najnowocześniejszych technologii światowych
• Zakaz wprowadzania do materiałów budowlanych odpadów
radioaktywnych
• Zagospodarowanie (przetwórstwo) odpadów powstałych z
reaktorów jądrowych
• Formowanie odpadów radioaktywnych w bloki szklane lub
ceramiczne oraz składowanie ich w izolowanych pojemnikach, a
następnie w mogilnikach eliminujących emisję do środowiska.
V. RODZAJE ODPADÓW
RADIOAKTYWNYCH
•
Duża elektrownia jądrowa o mocy około 1300MW zużywa rocznie około 30 ton
paliwa jądrowego. Z jednej tony uranu powstaje 130 litrów wysokoaktywnych
odpadów, 5 beczek po 400 litrów średnioaktywnych i 15 beczek słabo aktywnych
odpadów.
•
W ustawie „Prawo Atomowe” z 2000 r. określono sposoby postępowania z
powyższymi odpadami oraz wymogi jakie muszą spełniać obiekty i pomieszczenia
(przechowalniki, mogielniki), w których są składowane. Określono również jak
powinny być opakowane odpady do składowania oraz jak mogą one być
transportowane.
•
Odpady promieniotwórcze powstałe w przemyśle wydobywczym, w medycynie (z
urządzeń diagnostycznych), przy konserwacji żywności, w laboratoriach naukowych,
etc), podobnie jak wypalone paliwo jądrowe, muszą byś składowane odpowiednio do
zagrożenia jakie stwarzają.
•
W ustawie odpady promieniotwórcze zostały podzielone na kategorie: odpadów
niskoaktywnych, średnioaktywnych i wysokoaktywnych.
VI. INNE ODPADY
• Żadna elektrownia nie jest wieczna. Po jej demontażu trzeba coś zrobić
z elementami napromieniowanych osłon betonowych reaktorów.
• Emitują one wciąż znaczne ilości promieniowania gamma. Na
składowiskach zajmują duży obszar. Nikt nie zna sposobu na skuteczne
zabezpieczenie tych osłon.
• W akcjach ratowniczych, podczas katastrof atomowych używa się
sprzętu takiego, jak helikoptery czy samochody. Również te pojazdy
ulegają napromieniowaniu i przechowywane są na odosobnionych
terenach. Także w zakresie dekontaminacji tych terenów nie nastąpił
większy postęp. Dekontaminacją nazywamy usuwanie zanieczyszczeń i
przywracanie skażonym terenom dotychczasowych warunków
środowiskowych.
• Podobnie narasta problem, jak składować i utylizować stare, często
dużych rozmiarów, ale jakże niebezpieczne bomby atomowe i ich osłony.
VII. PRZETWARZANIE ODPADÓW
PROMIENIOTWÓRCZYCH
•
•
•
•
•
Po wyjęciu z reaktora paliwo jest bardzo silnie promieniotwórcze, więc
wkłada się je do specjalnych basenów przy elektrowniach. Woda bardzo
dobrze absorbuje promieniowanie i ciepło.
Po około roku "leżenia” pod wodą, odpady są transportowane w specjalnych
pojemnikach na składowisko pośrednie.
Po jakimś czasie trafiają do zakładu przeróbki. Odpady z elektrowni
jądrowych, oprócz bezużytecznych produktów rozpadu, zawierają również
Uran-235 i Pluton-239, które można odzyskać, chroniąc przy tym
środowisko, jak również zwiększając opłacalności takich elektrowni.
Proces przeróbki polega na tym, że pręty paliwowe są rozdrabniane a
następnie rozpuszczane w kwasie azotowym. Kolejnym krokiem jest
przeróbka chemiczna, która ma na celu oddzielenie Uranu i Plutonu (mogą
one być ponownie wykorzystane) od niebezpiecznych radioizotopów.
Następnie Uran i Pluton są przetransportowywane do fabryki produkującej
pręty paliwowe, natomiast odpady radioaktywne są pakowane i składowane
w mogilniku.
Proces przeróbki musi być całkowicie zautomatyzowany, ponieważ odpady
są nadal silnie promieniotwórcze. Pracownicy są oddzieleni od
radioaktywnych materiałów przez grube, betonowe mury, lub szyby
ołowiane.
VIII. SKŁADOWANIE ODPADÓW
RADIOAKTYWNYCH
•
Miejsca gdzie składuje się odpady radioaktywne to mogilniki. Jednak zanim
odpad trawi do mogilnika, czeka go jeszcze długa droga.
miejsce przechowywania odpadów promieniotwórczych.
Dla poszczególnych grup odpadów przewidziano różne sposoby składowania:
•
odpady słabo aktywne, w stanie ciekłym lub stałym, poddaje się zagęszczaniu
poprzez stężanie, ściskanie lub spalanie. Następnie zacementowywuje się je w
specjalnych beczkach, transportuje, po czym umieszcza się w komorach
wydrążonych w pokładach soli kamiennej i przekłada warstwami soli. Po
wypełnieniu komory, zostaje ona uszczelniona betonem. Odpady słabo aktywne to
np.: skażona odzież ochronna, sprzęt laboratoryjny i wszystko to co się zetknęło z
substancją promieniotwórczą.
•
średnio aktywne odpady również zabetonowuje się w beczkach, są jednak
składowane głębiej (w specjalnej komorze) w pokładzie soli; jest ona niedostępna
dla ludzi i monitorowana kamerami telewizyjnymi. Są to rozdrobnione koszulki
prętów paliwowych, fragmenty urządzeń i konstrukcji jądrowych.
•
w przypadku wysokoaktywnych odpadów potrzebna jest jeszcze większa
ostrożność, ponieważ to z nich pochodzi 99% promieniowania. Te odpady należy
zmagazynować w sposób bezpieczny na miliony lat, gdyż nawet po wielu
pokoleniach będą one nadal stanowić duże zagrożenie. Tu zalicza się wypalone
paliwo jądrowe i pozostałości po przerobie. Na początku odpady te są
zagęszczane i chemicznie przetwarzane, następnie stapiane w temperaturze
11500C z proszkiem szklanym, tworząc w ten sposób nierozłączny składnik
szkliwa. Następnie wypełnia się nimi grubościenne beczki ze stali nierdzewnej.
Dla nich jest również przewidziany inny sposób składowania; umieszcza się je na
głębokości 1000m w otworach wiertniczych, które następnie są czopowane.
•
Przy wyborze miejsca składowania odpadów radioaktywnych, należy
pamiętać, aby było ono wolne od wstrząsów sejsmicznych i uskoków
tektonicznych. Miejsce składowania nie może mieć styczności z wodami
gruntowymi.
•
Pokłady soli kamiennej nadają się szczególnie dobrze jako mogilniki. Sól w
pokładach jest absolutnie szczelna, więc żadne zanieczyszczenie
promieniotwórcze nie przedostanie się do środowiska. Zbadano pokład
solny w okolicach Gorleben w Niemczech, który ma długość 15 km,
szerokość 4 km i leży od 3000 m do 300 m pod powierzchnią ziemi. Przez
100 milionów lat pokład ten praktycznie są nie zmienił, można więc mieć
nadzieję, że i w przyszłości pozostanie stabilny.
•
Warto również wspomnieć o nielegalnych składowiskach. Bogatsze
państwa często chcąc się pozbyć odpadów promieniotwórczych płacą
przedsiębiorcom z krajów biedniejszych, za udostępnienie terenu na ich
składowanie. Kilka lat temu mówiono w telewizji o odkryciu takiego
nielegalnego śmietnika radioaktywnego w Polsce w województwie opolskim.
Były tam zwożone odpady z Niemiec. Sprawa ucichła. W 1992 została
podpisana
Konwencja Bazylejska zabraniająca wywozu szkodliwych
odpadów za granicę.
Podziemne składowisko odpadów radioaktywnych
IX. INNE SPOSOBY SKŁADOWANIA
ODPADÓW RADIOAKTYWNYCH
•
Zagrzebanie w mulistych obszarach dna morskiego. Specjalny statek
wyposażony w sprzęt wiertniczy wierci otwór w dnie morskim. Następnie
spuszczane są do niego pojemniki z odpadami i otwór jest zasypywany.
•
Wyrzucenie niepotrzebnych substancji promieniotwórczych bezpośrednio
do głębokich wód oceanów. Mogłyby one (na przykład jako sole)
rozpuszczać się w wodzie. Zwolennicy tej metody uważają, że wody
oceanicznej jest tyle, że rozpuszczone odpady nie zwiększą zauważalnie
aktywności wody. Niestety, zanim substancje te zostaną rozprowadzone w
wodzie oceanicznej, mogą lokalnie powstawać ich duże koncentracje. W
końcu okaże się, że nie można jeść i w ogóle łowić jakichś ryb z powodu
promieniotwórczości.
•
Wydobycie stałych drobin radioaktywnych, które osiadły na dnie wód.
Można je stamtąd wydobyć, obniżając skażenie terenu. Tak też robiono po
awarii w Czarnobylu w 1986 r., gdy okazało się, że wiele izotopów dostało
się do rzeki (Prypeci).
•
Wysłanie odpadów promieniotwórczych w przestrzeń kosmiczną (i być
może wrzucenie do Słońca). Jednak sposób ten jest bardzo drogi i
niebezpieczny.
X. SKŁADOWISKA ODPADÓW
RADIOAKTYWNYCH
Szczególnie dużo nuklearnych śmietników znajduje się na terenie Francji, Niemiec, USA
oraz państw powstałych po rozpadzie ZSRR. Na nuklearnych śmietnikach składowane są
odpady wszelkiego typu:
 zużyte paliwo jądrowe,
 pojemniki po paliwie,
 osłony reaktorów,
 napromieniowany sprzęt,
 ubrania robocze,
 odpady ciekłe,
 inne odpady np. ze szpitali, laboratoriów.
Składowiska odpadów promieniotwórczych w odróżnieniu od zwykłych mogilników zajmują
zwykle duże obszary i są zagrożeniem zarówno dla atmosfery, gleby, jak i wód. Klasycznym
przykładem śmietnika nuklearnego jest Hanford w USA. Obszar, na którym przechowuje się
tam bezużyteczne materiały promieniotwórcze, zajmuje aż 1450 km2.
XI. ODPADY PROMIENIOTWÓRCZE W
POLSCE
•
W Polsce za problemy energetyki jądrowej odpowiada Państwowa Agencja Atomistyki podległa
Ministrowi Środowiska. W Polsce po katastrofie w Czarnobylu zrezygnowano z budowy
elektrowni atomowych. (Żarnowiec i Klempicz). Żarnowiec budowano w latach 1982-1990.
Budowę zaprzestano po protestach.
•
Energia atomowa wykorzystywana jest w Polsce także w medycynie zarówno w diagnostyce,
jak i do walki z rakiem (bomba kobaltowa). Pewne ilości związków promieniotwórczych są
wykorzystywane np. w wojskowości lub w czujnikach dymu.
•
W miejscowości Świerk k. Otwocka znajduje się reaktor badawczy MARIA, obecnie jedyny
czynny reaktor jądrowy w Polsce (Instytut Energii Atomowej).
•
Głównym miejscem składowania powstających w Polsce odpadów promieniotwórczych jest
Krajowe Składowisko Odpadów Promieniotwórczych (KSOP). Składowisko w Różanie istnieje
od 1961 r. i jest jedynym tego typu obiektem w naszym kraju. Znajdują się tu betonowe bunkry i
fosy zalewane warstwą betonu i asfaltu. Prowadzone są stałe pomiary napromieniowania gleby,
wód, trawy i powietrza.
•
Roczne ilości odpadów promieniotwórczych przekazywanych na to składowisko można ocenić
na ok. 1200 źródeł zamkniętych (nie licząc ok. 25000 izotopowych czujek dymu) oraz ok. 50 m 3
przetworzonych innych odpadów stałych, o łącznej aktywności ok. 1250 GBq.
•
Odbiorem, transportem, przetwarzaniem i składowaniem odpadów powstających u wszystkich
użytkowników materiałów promieniotwórczych w kraju, zajmuje się Zakład Unieszkodliwiania
Odpadów Promieniotwórczych (ZUOP) zlokalizowany w Świerku. W Świerku na terenie ZUOP
przechowywanych jest ponadto ok. 100 m3 odpadów ciekłych.
XII. PROTESTY EKOLOGÓW
• Z działaniem elektrowni jądrowych wiąże się wiele problemów
związanych z ochroną środowiska. Wykorzystanie materiałów
rozszczepialnych do pozyskiwania energii napotyka liczne
sprzeciwy ekologów.
• Według działaczy
Greendeace
nie istnieje metoda
składowania odpadów promieniotwórczych, która byłaby do
zaakceptowania z punktu widzenia ochrony środowiska.
Dotychczasowe sposoby składowania odpadów radioaktywnych
pozwalają jedynie na jakiś czas zapomnieć o problemie.
• Większość tych odpadów będzie szkodliwa jeszcze przez setki
tysięcy lat, stając się trującym dziedzictwem dla przyszłych
pokoleń.
• W 2000 roku składowano na świecie 220.000 ton zużytego paliwa,
ilość ta wzrasta o około 10.000 ton rocznie. Ekolodzy uważają, że
przemysł jądrowy do dziś nie znalazł rozwiązania tego problemu.
XIII. Z A KOŃCZENIE
•
Problem ze składowaniem odpadów, chyba najpoważniejszy problem związany
z energetyką jądrową, być może wkrótce znajdzie rozwiązanie - pracuje nad
nim wiele krajów posiadających reaktory energetyczne i badawcze.
•
Opracowuje się coraz wytrzymalsze pojemniki, które mogłyby wytrzymać nawet
do miliona lat.
•
Tworzy się symulacje komputerowe rozprzestrzeniania się odpadów w ciągu
setek tysięcy lat od czasu ich składowania.
•
Miejmy nadzieje, że świat znajdzie szybko rozwiązanie, bo coraz bardziej
potrzebuje tej energii.
•
W Polsce myśli się nad ponownym uruchomieniem po 2020 roku r. elektrowni w
Żarnowcu. Poszukiwane są inne miejsca lokalizacji elektrowni, jak i składowisk
odpadów radioaktywnych.
Bibliografia
• Tomasz Umiński „Ekologia, środowisko, przyroda” WSiP,
W-wa, 1995r.
• „Ziemia. Atlas zarządzania planetą.” Norman Myers, wyd.
„bis”, 1997r.
• www.paa.gov.pl
• Portal www.nuclear.pl
• www.greenpeace.org
• „Ekologia w obrazkach” L.Gonick i A.Outwater, wyd.
Prószyński i S-ka, W-wa 2000r.
• R.Borkowski „Czarnobyl - dekada strachu”, „Aura” nr 9, 1996r .
• Loïc Chauveau „Mały Atlas Zagrożeń Ekologicznych”, wyd.
Larousse 2004r.
Wykonały:
Anna Paczkowska
i
Katarzyna Woźniak