Nuklearni otpad
Nuklearni ili radioaktivni otpad je otpad koji sadrži radioaktivne hemijske elemente koji nemaju praktičnu primenu. Otpad može biti produkt nuklearnih reakcija, kao što je fisiona reakcije. Ipak, i druge industrije, koje nisu direktno povezane sa nuklearnom industrijom, mogu da proizvode velike količine radiaktivnog otpada (npr. proizvodnja ulja). Većina radioaktivnog otpada spada u nisko radioaktivne otpade, što znači da ima nizak nivo radioaktivnosti na jedinicu mase tj. zapremine. U ovu vrstu radioaktivnog otpada spada na primer kontaminirana odeća.
Danas, u svetu postoje milioni litara radioaktivnog otpada i hiljade tona sagorelog uranijuma. Najveći problem sa kojim se nuklearna industrija trenutno bori je upravo rukovođenje, skladištenje i konačno uništavanje radioaktivnog otpada širom sveta.
Podela[uredi | uredi izvor]
Kod ove vrste otpada razlikujemo tri agregatna stanja. Radioaktivni otpad delimo prema poreklu, aktivnosti i prema periodu poluraspada.
Prema poreklu razlikujemo:
- nenuklearni (bolnice, istraživačke laboratorije, radiofarmaceutksa industrija)
- nuklearni (rudnici, nuklearni reaktori, zatvorene nuklearne centrale)
Prema aktivnosti radioaktivni otpad može biti:
- niskog nivoa od 5*106 do 5*109 Bq
- srednjeg nivoa od 5*109 do 5*1014 Bq
- visokog nivoa > 5*1014 Bq
Radioaktivni otpad niskog nivoa (Low-Level Waste - LLW) sadrži malu količinu izotopa koji imaju kratako vreme polutaspada. LLW čini 90% zapremine celokupnog radioaktivnog otpada dok je udeo u radioaktivnosti 1%. Ovaj otpad čine delovi opreme, filteri, odeća, rukavice itd.
Radioaktivni otpad srednjeg nivoa (Intermediate Level Waste - ILW) sadrži veću količinu radioaktivnosti, i može zahtevati dodatnu zaštitu. ILW sadrži smolu iz jonozimenjivačkih filtera, hemijske taloge i kontaminirane materijale nastale dekomisijom. ILW čini 7% ukupne zapremine radioaktivnog otpada i ima udeo od 4% u radioaktivnosti.
Radioaktivni otpad visokog nivoa (High Level Waste - HLW) nastaje kada se iz istrošenog goriva izdvoje. Čak i bez reprocesiranja istoršeno gorivo se smatra kao HLW. Ovaj otpad zauzima 3% ukupne zapremine radioaktivnog otpada ali i 95% radioaktivnosti.
Deponovanje radioaktivnog otpada[uredi | uredi izvor]
Uklanjanje nuklearnog otpada nastalog prilikom korišćenja nuklearne energije predstavlja krupan ekološki, tehnološki i zravstveni problem.
Skladištenje otpada se vrši prema nivou aktivnosti tog radioaktivnog otpada. Upravljanje LLW nije komplikovano. Odlaganje LLW-a je površinskog tipa. Posude sa nisko radioaktivnim otpadom zatvaraju se u betonske kontejnere. Kontejneri se stavljaju u betonski bazen koji se zatvara betonskom pločom i pokriva zemljom.
ILW skladišti se na osnovu agregatnog stanja. Gasoviti otpad se skuplja u rezervoare. Obrada tečnog radioaktivnog otpada uključuje filtraciju, demineralizaciju i isparavanja. Čvrsti otpad se prvo sakuplja, vrši se segregacija, dekontaminacija otpada tj. čišćenje otpada i sečenje radi lakšeg pakovanja nakon toga se može početi sa obradom čvrstog ILW-a. Mesto sa odlaganje ovakvog otpada napravljeno je tako da se na odabranoj lokaciji izbuše tuneli slični rudarskim. Čvrsti ILW se stavlja u metalne bačve i zaliva se betonom za imobilizaciju. Tako pripremljene bačve stavljaju se u betonski kontejner paralelepipednog oblika. Kontejneri se još jednom zalivaju betonom i stavljaju u tunele koji se pune vodonepropusnim materijalom.
HLW nastaje u tečnom stanju i kao takav potrebno je da se pretvori u čvrsto agregatno stanje. To se radi procesom vitrifikacije čime se smanjuje njegova zapremina za 70%. Tečnost se pretvara u staklo i izliva se u staklene blokove koji se deponuju u posebno pripremljene bušotine u rudnicima. Način na koji će te bušotine biti pripremljene zavisi od vrste stena u kojim se nalaze. Kod tufita potrebni su rezervoari od nerđajućeg čelika dodatno obloženi 2 cm lekurom na bazi nikla. Ovi rezervoari su zaštićeni od vode sa tavanice prekrivačem od titanijuma debljine 1.5 cm (Yucca Mountain SAD). Rezervoari koji se smeštaju u granit prave se od gvožđa i bakra. Betonit predstavlja dodatnu tehnološku barijeru (Olkiluoto, Finska). Postoji takođe mokro odlaganje HLW-a i ono se vrši odlaganjem otpada u posebne bazene za istrošeno gorivo, ali ono je privremeno. Brider reaktori služe stvaranju i korišćenju nuklearnog goriva. Fisijom stvaraju plutonijumove i torijumove izotope i stabilne forme urana. Početni materijal je istrošeni reciklirani uran iz konvencionalnih reaktora. Ovi reaktori bi mogli da rade potpuno nezavisno. Ovakvi reaktori imaju problem sa velikim temperaturama i za skidanje tih temperatura koristi se nečni natrijum koji je jako korozivan, lako zapaljiv i eksplozivan u kontaktu sa vodom.
Do 1970. godine razvijene zemlje (Velika Britanija, Francuska, Japan, SAD) odlagale su radioaktivan otpad na dno okeana. Sav ovaj radioaktivini otpad je trajno je zagadio Atlantski okean. Ugovorom iz 1971. uvedena je zabrana odlaganja ovakvog otpada na okeansko dno. Radioaktivni otpad se više ne odlaže na okeansko dno jer je dokazano da deluje pogubno na okeansku floru i faunu. Uticaj radionuklida dovodi do pojave mutageneza, i radioktivne čestice ulaze u lanac ishrane i kao takve vrlo lako se mogu naći u ishrani kod čoveka. Kao jedne od opcija bile su i te da se sav radioaktivan otpad odlaže na polove i u svemir. Odlaganje radioaktivnog otpada u svemir trenutno postoji samo kao teorija. Smatra se da bi takav otpad mogao da se izbacuje u orbite oko Sunca ali čak i izvan Sunčevog sistema. Realizacija ovakvog projekta je izuzetno opasna ali i veoma skupa, i kao takva teško da će u bliskoj budućnosti biti realizovana. Deponovanje radioaktivnog otpada na polove izričito je zabranjeno Antarkitičkim ugovorom i Madridskim protokolom. Glavni problemi su visoki troškovi prevoza takvog otpada ali i samog rukovanja i nesigurnost u odnosu na klimu tih regija u velikom vremenskom periodu koji se meri desetinama hiljada godina.
Rizik od radijacije svakako postoji, još uvek nije pronađen idealan način za skladištenje radiaktivnog otpada. U bliskoj budućnosti naučnici se nadaju da će biti pronađen i time sprečene bilo kakve štetne posledice po okolinu, ali i samog čoveka.
Literatura[uredi | uredi izvor]
- Savić I. Terzija V. (2000). Ekologija i zaštita životne sredine, 9. izdanje. Beograd
