11 suurinta ydinjätteen käsittelyyn liittyvää ongelmaa ja ratkaisuja

Ydinenergian syntyminen tarjoaa lupaavia mahdollisuuksia edullisille ja erittäin tehokkaille energialähteille. Ydinjätteen asianmukainen loppusijoitus on kuitenkin edelleen erittäin haastavaa.

Ydinjäte on yksi vaikeimmista jätelajeista, koska se on erittäin vaarallista. Siksi aiomme tutkia suurimpia ydinjätteen loppusijoitusongelmia ja -ratkaisuja.

Ydinprosesseista peräisin olevia materiaaleja, jotka ovat joko luonnostaan ​​radioaktiivisia tai muiden radioaktiivisten alkuaineiden saastuttamia, kutsutaan nimellä ydinjäte.

Se on ydinenergian tuotantoprosessin aikana säteilevää jätettä. On paljon keskustelua siitä, kuinka tämä jäte tulisi hävittää, ja tämä pätee erityisesti korkea-aktiivisen jätteen (HLW) tapauksessa.

Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston (EPA) mukaan ydinjätteet lajitellaan kuuteen yleiseen luokkaan. Nämä sisältävät:

• Käytetty ydinpolttoaine ydinreaktoreista
• Uraanimyllyjäte uraanimalmin louhinnasta ja jauhamisesta
• Käytetyn ydinpolttoaineen jälleenkäsittelystä peräisin oleva korkea-aktiivinen jäte
• Matala-aktiivinen jäte
• Transuraanijätteet puolustusohjelmista.
• Luonnossa esiintyvät ja kiihdyttimellä tuotetut radioaktiiviset materiaalit.

Ydinjätteen loppusijoitus tai radioaktiivisen jätteen käsittely on tärkeä osa ydinvoiman tuotantoa ja ydinvoimalaitosten ja muiden yritysten on noudatettava joitakin erittäin tärkeitä ja tiukkoja ohjeita.

Näillä ohjeilla varmistetaan, että kaikki ydinjätteet loppusijoitetaan turvallisesti, huolellisesti ja mahdollisimman vähän ihmishenkiä (eli eläimiä tai kasveja) vahingoittaen. Ydinvoimala tuottaa radioaktiivista ydinjätettä, joka voi aiheuttaa vakavia vahinkoja ihmisten terveydelle ja ympäristölle

Kosketusta tällaisen radioaktiivisen ydinjätteen kanssa on vältettävä. Ydinenergiasta ei joissain maissa voida keskustella ilman niin sanottua "ydinjätteen" ongelmaa, mutta toisissa se ei ole ollenkaan ongelma.

10 suurinta ydinjätteen käsittelyyn liittyvää ongelmaa ja ratkaisuja

Aiomme tutkia ydinjätteen loppusijoituksen ongelmia ja ratkaisuja, ja se lupaa olla kiehtovaa.

Ydinjätteen loppusijoituksen ongelmat

• Pitkäaikaista säilytysratkaisua ei ole
• Kallista siivoukseen
• Pitkä puoliintumisaika
• Määrittelyongelma
• puhdistusjärjestelmä
• Ydinjätteen uudelleenkäsittely on haitallista

1. Pitkäaikaista säilytysratkaisua ei ole

Turvallisia pitkäaikaisia ​​jätteiden varastointipaikkoja ei ole, vaikka ydinvoimalat tuottavat 11 prosenttia maailman sähköstä 449 toimivasta ydinreaktorista.

Ensisijainen tapamme käsitellä radioaktiivista jätettä tällä hetkellä on yksinkertaisesti varastoida se jonnekin ja yrittää selvittää, mitä tehdä sille myöhemmin. Yksi yleisesti käytetty ”varastopaikka” vuosikymmeniä on ollut meremme ja valtameremme niiden suuren kyvyn vuoksi laimentaa säteilyä.

Esimerkiksi British Nuclear Fuels -laitos Sellafieldissä on sijoittanut ydinjätettä Irlanninmereen 1950-luvulta lähtien. Samanlaisia ​​käytäntöjä havaittiin monissa muissakin paikoissa, kuten Neuvostoliiton sukellusveneiden radioaktiivisten reaktorien ja aseiden upottaminen Jäämerelle tai lukemattomia ydinjätteellä täytettyjä säiliöitä San Franciscon rannikolla.

Tällainen vaarallisen materiaalin käsittelytapa ei kuitenkaan ole turvallinen, sillä radioaktiivinen saastuminen leviää meriekosysteemimme läpi ja vahingoittaa siten vesistöä ja siinä olevia lajeja.

2. Kallista puhdistaa

Ydinjätteen luonteeltaan vaarallisen luonteen vuoksi sen puhdistaminen on erittäin kallista ja voi vaikuttaa kielteisesti puhdistamiseen osallistuvien terveyteen.

Esimerkiksi yksi epämiellyttävä skenaario tapahtui Pohjois-Saksan kauniiden metsien alla. Entisessä suolakaivoksessa, Assessa, jota käytettiin 126,000 1970 radioaktiivisen jätteen säiliön ydinjätteen loppusijoitustilana XNUMX-luvulla, näkyy romahtamisen merkkejä.

Vaikka seiniin ilmestyi vakavia halkeamia jo vuonna 1988, hallitus päätti vasta äskettäin, että ydinjäte on siirrettävä! Saksalle maksaa 140 miljoonaa euroa vuodessa vain tutkinnassa mukana olevien turvatoimien noudattaminen, ei jätteiden varsinaista siirtoa.

Myös yksin ydinjätteen kuljettamiseen liittyy merkittävä riski. Jos onnettomuus tapahtuu kuljetuksen aikana varastoon, seurauksena oleva ympäristön saastuminen voi olla tuhoisaa.

Kaiken siivoaminen ja turvallisuuden tekeminen jälleen ihmisille, eläimille ja kasveille maksavat erittäin korkeat. Ei ole yksinkertaista tai helppoa reittiä, kun yritetään siivota vuotanut radioaktiivinen aine. Sen sijaan voi kestää vuosia varmistaakseen, että alueella on turvallista asua tai jopa käydä uudelleen.

Erittäin vakavissa onnettomuuksissa voi kestää useita kymmeniä vuosia, ennen kuin asiat alkavat taas kasvaa tai elää normaalisti.

3. Pitkä puoliintumisaika

Jos mietit, mikä puoliintumisaika on radioaktiivisissa elementeissä, se on yksinkertaisesti aika, joka tarvitaan radioaktiivisten ytimien 50-prosenttiseen hajoamiseen.

Nyt ydinfissiotuotteilla on pitkät puoliintumisajat. Tämä tarkoittaa, että ne pysyvät radioaktiivisina useita tuhansia vuosia eli säteilevät pitkään ja pysyvät siten mahdollisena uhkana koko ajan. Niitä ei siis saa hävittää avoimeen paikkaan.

Lisäksi, jos ydinjätettä varastoiville jätesylintereille tapahtuisi jotain, tämä materiaali voi olla erittäin haihtuvaa ja vaarallista useiden vuosien ajan. Radioaktiivisen ydinjätetuotteen käyttöikä on erittäin pitkä.

4. Määrittelyongelma

Suurin radioaktiivisen jätteen loppusijoitusongelma on se, että hallitukset vaativat kesannoidun tuhkan rikastetun ydinpolttoaineen määrittämistä radioaktiiviseksi jätteeksi ja väittävät epärehellisesti, että syy sen säilyttämiseen varastossa ei ole se, että se ei ole koskaan tehnyt siellä mitään vahinkoa ja sillä on tulevaisuuden arvoa. , mutta ei tunneta tapaa hävittää sitä pysyvästi jätteenä

Toinen hallituksen valhe on, että se on merkittävä vaara säilytettynä. Jos uskotaan, tämä asettaa dilemman: riski haudata se tai riski pitää se mutta suojella heitä syyllisyydestä rahan ansaitsemiseen fossiilisilla polttoaineilla, joiden jätteet vahingoittavat ihmisiä.

5. puhdistusjärjestelmä

Erityisen paha ongelma kehitysmaissa on se, että ihmiset etsivät usein hylättyä ydinjätettä, joka on edelleen radioaktiivista. Joissakin maissa on markkinat tällaisille sytytetyille tavaroille, mikä tarkoittaa, että ihmiset altistavat itsensä mielellään vaaralliselle säteilylle ansaitakseen rahaa.

Valitettavasti radioaktiiviset materiaalit voivat kuitenkin olla erittäin haihtuvia ja aiheuttaa ongelmia. Yleensä ihmiset, jotka huuhtelevat tällaisia ​​​​materiaaleja, päätyvät sairaaloihin ja voivat jopa kuolla radioaktiivisiin materiaaleihin liittyviin tai niistä aiheutuviin ongelmiin.

Valitettavasti, kun joku on joutunut alttiina ydinjätteelle, hän voi altistaa radioaktiivisille aineille muut ihmiset, jotka eivät ole valinneet ydinjätteen etsimistä.

6. Ydinjätteen uudelleenkäsittely on haitallista

Ydinjätteen jälleenkäsittely on erittäin saastuttavaa ja yksi suurimmista ihmisen tuottaman radioaktiivisuuden lähteistä planeetalla.

Tämän prosessin aikana plutonium erotetaan käytetystä uraanipolttoaineesta useiden kemiallisten reaktioiden kautta. Plutoniumia käytetään sitten uutena polttoaineena tai ydinaseiden rakentamiseen.

Vaikka jotkut uskovat, että ajatus käytetyn ydinpolttoaineen jälleenkäsittelystä on meille suuri etu, on edelleen olemassa se, että ydinjälleenkäsittely ei ole vastaus jäteongelmaan. pikemminkin se on ongelma sinänsä.

Jätteen määrä on suurempi. Käytettyjen polttoainesauvojen liuottamiseen käytetyt kemialliset prosessit tuottavat merkittävän määrän radioaktiivista nestemäistä jätettä, joka on varastoitava turvallisesti (varastointiongelma toistuu jälleen).

Plutonium on yksi myrkyllisimmistä ihmisille koskaan tunnetuista aineista. Se kerääntyy luihin ja maksaan ja tekee vaikeaksi arvioida sen vaikutuksia yksilöihin.

Ydinjälleenkäsittely on erittäin likainen prosessi. Osa Ranskan suurimman ydinjälleenkäsittelylaitoksen La Haguen tuottamasta radioaktiivisuudesta on löydetty napapiiriltä.

Ratkaisuja ydinjätehuoltoongelmiin

• Rakenna sula-suolan toriumreaktoreita
• Käytetyn polttoaineen varastointi
• Syvä geologinen loppusijoitus
• Säilytä positiivinen mieli ongelmien käsittelyssä
• Jätteen vähentäminen ennen kaikkea

1. Rakenna sula-suola-toriumireaktoreita

Yksi tapa ratkaista ydinjäteongelma olisi rakentaa sulan suolan toriumreaktoreita. Tämäntyyppiset reaktorit voidaan tehdä luonnostaan ​​turvallisiksi, mikä tarkoittaa, että ne eivät voi mennä "buumiin" kuten Tšernobyl, eivätkä myöskään sulaisi kuten Fukushima, jos sähkö katkeaa kokonaan.

Toriumreaktoreihin voitaisiin syöttää olemassa olevaa ydinjätettä ajan myötä, jotta se "polttaisi" reaktorin sisällä tapahtuvissa ydinreaktioissa. Lisäksi reaktorit tuottaisivat sähköä.

Kyllä, toriumreaktio tuottaa myös ydinjätettä, mutta toriumin hajoamislinja tuottaa stabiileja alkuaineita paljon nopeammin. Ydinjätettä tarvitsee varastoida turvallisesti vain muutama sata vuotta satojen tuhansien vuosien sijaan uraani- ja plutoniumpohjaisissa reaktoreissa.

Toriumteknologia voidaan suunnitella "polttamaan" aktinideja (loput vaakaperheet jaksollisessa taulukossa).

Toriumlaitoksen rakentaminen on huomattavasti halvempaa. 450 MW:n reaktorin "jalanjälki" voitaisiin haudata ja vain sähköä tuottava hökkeli, yhteys verkkoon ja sisääntulotie näyttäisi. Aurinkoenergia olisi yli 1000 hehtaaria ja (tällä hetkellä) käyttöikä 20–30 vuotta.

Torium tekee energian ja kaikenlaisten jätteiden hallinnasta paljon yksinkertaisempaa.

2. Käytetyn polttoaineen varastointi

Korkea-aktiiviseksi radioaktiiviseksi jätteeksi (HLW) luokitellun käytetyn polttoaineen ensimmäinen vaihe on varastointi radioaktiivisuuden ja lämmön hajoamisen mahdollistamiseksi, mikä tekee käsittelystä paljon turvallisempaa.

Käytetyn polttoaineen varastointi on normaalisti veden alla vähintään viisi vuotta ja sen jälkeen usein kuivavarastoissa. Käytetyn polttoaineen varastointi voi tapahtua altaissa tai kuivatynnyreissä joko reaktoripaikoilla tai keskitetysti.

Varastoinnin lisäksi on tutkittu monia vaihtoehtoja, joilla pyritään tarjoamaan julkisesti hyväksyttäviä, turvallisia ja ympäristöystävällisiä ratkaisuja radioaktiivisen jätteen loppukäsittelyyn. Suosituin ratkaisu on syvä geologinen loppusijoitus.

3. Geologinen loppusijoitus syvälle

Radioaktiiviset jätteet varastoidaan siten, että vältetään ihmisten altistuminen säteilylle tai saastumiselle. Jätteiden radioaktiivisuus heikkenee ajan myötä, mikä tarjoaa vahvan kannustimen korkea-aktiivisen jätteen varastointiin noin 50 vuoden ajan ennen loppusijoitusta. 

Syvägeologinen loppusijoitus on laajalti sovittu parhaana ratkaisuna syntyneen radioaktiivisimman jätteen loppusijoitukseen.

Suurin osa matala-aktiivisista radioaktiivisista jätteistä (LLW) lähetetään tyypillisesti maalle loppusijoitukseen välittömästi pakkauksensa jälkeen pitkäaikaista huoltoa varten.

Tämä tarkoittaa, että suurimmalle osalle (90 % tilavuudesta) kaikista ydinteknologioilla syntyvistä jätetyypeistä on kehitetty ja otettu käyttöön tyydyttävä loppusijoitusmenetelmä ympäri maailmaa.

Painopiste on siinä, miten ja minne tällaiset tilat rakennetaan. Käytetty polttoaine, jota ei ole tarkoitettu suoraan hävitettäväksi, voidaan sen sijaan käsitellä uudelleen sen sisältämän uraanin ja plutoniumin kierrättämiseksi.

Erotettua nestettä (HLW) syntyy uudelleenkäsittelyn aikana; tämä lasitetaan lasiin ja varastoidaan loppusijoitukseen asti. Pitkäikäisiä radioisotooppeja sisältävää keskiaktiivista radioaktiivista jätettä (ILW) varastoidaan myös loppusijoitusta varten geologiseen loppusijoitustilaan.

Useat maat hävittävät (ILW) sisältäviä lyhytikäisiä radioisotooppeja lähellä pintaa olevia loppusijoituslaitoksia, kuten käytetään (LLW) loppusijoitukseen.

Jotkut maat ovat alustavassa vaiheessa harkitessaan ILW:n ja HLW:n hävittämistä, kun taas toiset, erityisesti Suomi, ovat edistyneet hyvin.

Useimmat maat ovat tutkineet geologista loppusijoitusta syvälle, ja virallinen politiikka on olla tehokas keino ydinjätteen loppusijoittamiseen.

4. Positiivisen mielen ylläpitäminen ongelmien käsittelyssä

Ensinnäkin voimme lakata liioittelemasta ja korostamasta radioaktiivisen jätteen ja ydinvoiman käsittelyyn liittyviä vaaroja ja vaikeuksia aina kun mahdollista.

Juuri nyt Yhdysvalloissa on kasoja korkea-aktiivista jätettä fissioreaktoreista, syövän hoitoon käytetyistä lääkelähteistä sekä kasoja matala-aktiivista jätettä kaikkialla maassa.

Tämä ei aiheuta terveysriskiä ollenkaan. Mutta sitten se ei ole pitkän aikavälin ratkaisu, eikä se ole paras mahdollinen, mutta emme kaikki ole radioaktiivisen pölyn pilvien peittämiä.

Voidaan aloittaa tekemällä rationaalinen vertailu muihin sähköntuotantomenetelmiin liittyviin jätehuolto- ja saasteongelmiin.

Kun tämä on tehty, voimme rakentaa nopean spektrin jalostusreaktoreita polttamaan pitkäikäiset aktinidit "jätevirrassa" kevyestä vedestä, raskaasta vedestä ja grafiittihidastetuista lämpöreaktoreista, joista monet ovat halkeavia. ovat halkeavia.

Vaihtoehtoisesti voisimme oppia käsittelemään maailman väestönkasvua. Hallitse sitä kasvua, vähennä sitten väestömäärää jollekin järkevälle ja vakaalle tasolle, niin energian tuotannon ja jätteiden hävittämisen ongelmat näyttävät yhtäkkiä paljon hallittavammilta riippumatta siitä, mikä energian lähde lopulta osoittautuu olevan.

5. Jätteen vähentäminen ennen kaikkea

Tämä menetelmä keskittyy erityisesti ydinreaktoreiden jätetuotteiden varastointiin ja loppusijoitukseen. Merkittäviä investointeja on kuitenkin tehty myös keinojen löytämiseen, joilla syntyvän jätteen määrää voidaan vähentää.

Tällä hetkellä 55 ydinvoimalaitosta on rahoitettu 1.6 miljardilla dollarilla. Ydinala on erittäin rajoittava ja asettaa suuria esteitä uusille toimijoille NRC:n (Nuclear Regulatory Commission) historian vuoksi yksikkönä, jonka tarkoituksena on estää ydinaseiden leviäminen, eikä sellaisena, joka keskittyy innovatiivisten yrittäjien kanssakäymiseen.

Yhteenveto

Yhteenvetona voidaan todeta, että tämän artikkelin ja tämänhetkisen yhteiskunnallisen trendin perusteella ydinjätteen asianmukainen loppusijoitus on edelleen haastava kysymys, joka rajoittaa ydinvoiman kasvua.

Suurin ongelma on radioisotooppien tuottamissa puoliintumisajoissa, jotka ovat hyvin pitkiä. Jotkut heistä ovat yli miljoona vuotta vanhoja. Tämä tekee ydinjätteen valvonnasta ja huollosta paljon vaikeampaa.

Yleisin ydinjätteen loppusijoitusmenetelmä on kuitenkin varastointi joko käyttämällä terässylintereitä radioaktiivisina suovina tai käyttämällä syvägeologisia loppusijoitusmenetelmiä.

Mutta sitten ydinjätteen loppusijoitus varastoimalla aiheuttaa edelleen monia huolenaiheita, koska ydinjätteen vuotaminen voi aiheuttaa valtavia ympäristökatastrofeja sekä vaikuttaa ihmisten terveyteen.

Suositukset

• 7 Rautamalmin louhinnan ympäristövaikutukset
  .
• 8 parasta maisteria jätehuolto-ohjelmassa
  .
• 14 Kemiallisten jätteiden hävitysmenetelmät
  .
• Epäasianmukaisen jätteenkäsittelyn 10 kielteistä ympäristövaikutusta
  .
• Kulmien leikkaamisen kustannukset: virheellisen yritysjätteen hävittämisen piilotetut vaarat