Odpady radioaktywne to szereg substancji szkodliwych dla środowiska naturalnego i dla zdrowia człowieka. Powstają w wyniku pozyskiwania i przetwarzania substancji promieniotwórczych. Poznaj sposoby ich wytwarzania, przechowywania i neutralizacji!
Rozszczepianie pierwiastków metali ciężkich jest najbardziej efektywnym ze znanych sposobów pozyskiwania energii. Z takich procesów korzysta energetyka atomowa, medycyna, a także przemysł zbrojeniowy. Ich produktem ubocznym są odpady radioaktywne, czyli substancje silnie napromieniowane. Czy mogą stać się zagrożeniem dla ludzi i środowiska naturalnego? W jaki sposób z nimi postępować? Przeczytaj w naszym tekście!
Odpady radioaktywne – skąd się biorą?
Materiały promieniotwórcze występują naturalnie w powietrzu, wodzie czy skorupie ziemskiej, a promieniowanie wydzielają także wszystkie organizmy żywe. Jednak w przemyśle wykorzystywane są głównie materiały silnie radioaktywne w postaci stałej. Są pozyskiwane z naturalnych złóż i wzbogacane w procesach laboratoryjnych. Do najpopularniejszych należą uran i rad, a także uzyskiwany sztucznie pluton. Zdolność do rozszczepialności sprawia, że używa się ich do:
- wytwarzania energii w reaktorach atomowych;
- produkcji broni nuklearnej.
Składowanie odpadów radioaktywnych a bezpieczeństwo
Analizując możliwości wykorzystania tych materiałów, można łatwo przewidzieć, skąd biorą się radioaktywne odpady. Najwięcej szkodliwych substancji powstaje już na etapie wydobycia i jest to prawie 80 procent wszystkich promieniotwórczych odpadów. Są one jednak pod kontrolą i często łatwo można je zneutralizować, dlatego nie stanowią wielkiego zagrożenia. Znacznie większy kłopot jest ze zużytym paliwem z energetyki jądrowej i materiałami jądrowymi, które powstały po neutralizacji broni.
Ilość odpadów powstałych w reaktorach energetycznych
Energia powstała z rozszczepiania atomów stanowi ponad 10 procent całkowitej energii pozyskiwanej przez przemysł. Wiele państw w znacznym stopniu opiera swoje bezpieczeństwo energetyczne na reaktorach. To może powodować spore problemy z przechowywaniem odpadów promieniotwórczych. Choć energetyka opierająca się na rozszczepianiu atomów generuje stosunkowo niewiele pozostałości poprodukcyjnych, nie da się ich uniknąć całkowicie. Szacuje się, że każdego roku przeciętny blok energetyczny zużywa około 30 ton uranu i produkuje tyle samo śmieci. Zajmuje to około 2 metrów sześciennych odpadów, czyli mieści się w kilku pojemnikach.
Rodzaje odpadów wysokoaktywnych
Mówiąc o odpadach jądrowych, specjaliści mają na myśli wszystkie rodzaje substancji, które są szkodliwe dla środowiska i całego ekosystemu. W zależności od procesu produkcyjnego i sposobów wykorzystywania substancji można wyróżnić kilka typów takich produktów ubocznych. Dla ułatwienia podzieliliśmy je na kilka grup.
Podział z uwagi na stan skupienia
Pozostałości poprodukcyjne powstałe w czasie prac z materiałami aktywnymi radiologicznie mogą przybierać wszystkie stany skupienia. Najczęściej są w stanie stałym, dlatego okazują się stosunkowo łatwe do przechowywania i składowania. Odrzuty w postaci płynnej powstają z reguły w wyniku prac górniczych. W przypadku nieprawidłowego przechowywania istnieje zagrożenie dla wód gruntowych. Najpoważniejsze skutki dla środowiska może mieć nieprawidłowe zabezpieczenie promieniotwórczej chmury, która powstaje w wyniku rozszczelnienia instalacji lub uszkodzenia bloku energetycznego.
Podział z uwagi na aktywność odpadów nuklearnych
Nie wszystkie pozostałości przemysłowe są równie szkodliwe dla środowiska. Dla określenia radioaktywności materiałów w układzie SI wprowadzono właściwą jednostkę, czyli bekerel (Bq). Określa ona liczbę rozkładów na sekundę i najczęściej podawana jest jako kBq. Zależnie od aktywności materiałów i sposobów ich zabezpieczania można podzielić je na kilka grup:
- odpady niskoaktywne – są to najczęściej narzędzia wykorzystywane do prac z materiałami promieniotwórczymi. To także kombinezony ochronne, filtry i materiały, które mogły mieć kontakt z promieniowaniem. Do ich neutralizacji wystarczają standardowe procesy spalania;
- odpady średnioaktywne – bardziej napromieniowane materiały, które powstają w czasie produkcji i wydobycia, a także podczas rozbiórki reaktorów tworzących energię atomową. Składowanie i transport odpadów musi odbywać się w odpowiednich pojemnikach zabezpieczonych warstwą asfaltu lub betonu;
- wysokoaktywne odpady – największą zawartość izotopów promieniotwórczych mają pozostałości po produkcji energii w elektrowniach, czyli pochodzące ze zużytego paliwa jądrowego. Podobnym zagrożeniem są odpady powstałe przy rozbiórce broni. Dla takich substancji należy stworzyć specjalne składowisko odpadów promieniotwórczych i zabezpieczyć je podczas transportu.
Na czym polega zagrożenie odpadami promieniotwórczymi?
Niewłaściwie przechowywane i składowane substancje promieniotwórcze mogą mieć fatalne skutki dla środowiska naturalnego, a także wszystkich organizmów żywych. Objawy narażenia człowieka na silne promieniowanie często określa się jako chorobę popromienną. Przy wystawieniu na silne promieniowanie osłabienie układu odpornościowego i łańcuchów komórkowych jest tak duże, że prowadzi do śmierci w ciągu kilkunastu godzin. Istnieje jednak szereg przewlekłych schorzeń popromiennych, powstałych przy niewielkim lub krótkotrwałym napromieniowaniu. To chociażby:
- przyspieszenie procesów starzenia;
- zmiany rakowe;
- problemy z odpornością.
Bardzo często taka choroba porównywana jest do skutków chemioterapii, w której także dochodzi do niszczenia łańcuchów komórkowych.
Zasady postępowania z pozostałościami poprodukcyjnymi w elektrowni atomowej
Znając zagrożenia, jakie niesie za sobą szereg substancji radioaktywnych, warto pamiętać o przestrzeganiu wszystkich zasad bezpieczeństwa. Wdrożono wiele procedur dotyczących składowania odpadów, szczególnie w obiektach generujących je na skalę przemysłową. Ponadto, prawo atomowe reguluje możliwości ich transportowania, a nawet dalsze postępowanie z nimi.
Składowisko odpadów w elektrowniach
We wszystkich obiektach energetycznych są wydzielone miejsca do przechowywania zużytego paliwa. Najczęściej magazynowane jest ono w środowisku wodnym, gdzie stopniowo chłodzi się i ulega częściowemu rozkładowi. Pręty i gniazda reaktora po osiągnięciu odpowiedniej temperatury pakowane są do specjalnych beczek i przygotowywane do transportu.
Transport wypalonego paliwa jądrowego
Przewożenie pojemników to największe wyzwanie logistyczne. Konieczne jest odpowiednie zabezpieczenie transportu, ponieważ w trakcie przewożenia najczęściej dochodzi do niekontrolowanych wycieków. Może to mieć ogromny wpływ na środowisko naturalne i jego zanieczyszczenie. W czasie przewożenia pojawia się dodatkowe ryzyko ataku terrorystycznego, ponieważ nawet zużyte materiały czy części broni mogą zostać wykorzystane do produkcji bomby. W związku z tym konieczne są tu odpowiednie procedury bezpieczeństwa i sumienne ich przestrzeganie.
Odpady wysokoaktywne, recykling paliwa, metody utylizacji
Zużyte paliwo z reaktorów czy pozostałości poprodukcyjne lub powydobywcze stanowią spore wyzwanie z punktu widzenia całego procesu wytwarzania energii. Jest jednak kilka sposobów na to, co zrobić ze szkodliwymi substancjami, które nie dają już efektywności energetycznej. Cześć z nich stosowana jest na co dzień, inne to dopiero melodia przyszłości. Krótko je teraz opiszemy.
Przechowywanie
Najczęściej beczki zawierające niebezpieczne substancje są przechowywane wewnątrz podziemnych jaskiń. Tak jest w przypadku szwajcarskiej elektrowni, która trzyma paliwo 300 metrów pod ziemią. Planowane jest też wykonywanie odwiertów o głębokości kilku kilometrów i zasypywanie beczek częściami skał, co ma je zabezpieczyć przed wyciekiem substancji. Te plany pozostają na razie w fazie koncepcyjnej.
Recykling
Paliwo nienadające się do wytwarzania energii nie jest całkowicie bezwartościowe. Istnieją metody na ponowne przetworzenie uranu i wzbogacenie go. Następnie można ponownie wykorzystać materiał jako źródło energii. We Francji działa jedyny zakład recyklingu w Europie, który odzyskuje paliwo spełniające prawie 20 procent zapotrzebowania energetyki atomowej w tym kraju.
Sposoby unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych w przyszłości
Rozwój nauki niejednokrotnie zaskakiwał nie tylko opinię publiczną, lecz także samych naukowców. Niecałe 120 lat temu ludzkość poznała mechanikę rozszczepiania atomów, a już pół wieku później efektywnie czerpała z niej energię. Pozostałości poprodukcyjne i powydobywcze często składowane są z nadzieją na to, że rozwój technologiczny pozwoli w przyszłości ponownie wykorzystać ich energię.
Temat składowania odpadów promieniotwórczych jest niezwykle istotny w krajach, gdzie do pozyskiwania energii wykorzystuje się pracę elektrowni jądrowej. Warto poszerzać swoją świadomość i działania CSR powinny zachęcać do odpowiedniego gospodarowania odpadami. I to nie tylko tymi z energii jądrowej.
Powiązane:
- Wybuch elektrowni atomowej – przyczyny i skutki historycznych awarii. Fukushima i Czarnobyl
- Wybuch elektrowni jądrowej – awarie atomowe w Czarnobylu i Fukushimie
- Nieodnawialne źródła energii – jakie surowce do nich należą i dlaczego w miksie energetycznym ważne jest OZE?
- Zanieczyszczanie wód – co najbardziej szkodzi czystej wodzie i dlaczego ochrona wód jest ważna?
- Energia biomasy – jaki potencjał tkwi w odpadach roślinnych?
- Elektrownia atomowa w Polsce – przyszłość czy temat na sezon ogórkowy?
