Odpady radioaktywne

Tajlandzki Instytut Technologii Jądrowej (TINT) beczki z niskoaktywnymi odpadami radioaktywnymi.

Odpady radioaktywne to rodzaj odpadów niebezpiecznych , które zawierają materiał promieniotwórczy . Odpady radioaktywne są wynikiem wielu działań, w tym medycyny nuklearnej , badań jądrowych , wytwarzania energii jądrowej , likwidacji obiektów jądrowych , wydobycia metali ziem rzadkich i ponownego przetwarzania broni jądrowej . Przechowywanie i usuwanie odpadów radioaktywnych jest regulowane przez agencje rządowe w celu ochrony zdrowia ludzkiego i środowiska.

Odpady promieniotwórcze są zasadniczo klasyfikowane jako odpady niskoaktywne (LLW), takie jak papier, szmaty, narzędzia, odzież, które zawierają niewielkie ilości przeważnie krótkotrwałej radioaktywności, odpady średnioaktywne (ILW), które zawierają większe ilości wymaga pewnego ekranowania i odpadów wysokoaktywnych (HLW), które są wysoce radioaktywne i gorące z powodu rozpadu ciepła, dlatego wymagają chłodzenia i ekranowania.

W zakładach przerobu jądrowego około 96% zużytego paliwa jądrowego jest ponownie przetwarzane na paliwa na bazie uranu i mieszane tlenki (MOX) . Pozostałe 4% to drugorzędne aktynowce i produkty rozszczepienia , z których te ostatnie są mieszaniną stabilnych i szybko rozkładających się pierwiastków (najprawdopodobniej uległy już rozkładowi w zbiorniku wypalonego paliwa jądrowego ), średniożyciowych produktów rozszczepienia, takich jak stront-90 i cez-137 oraz wreszcie siedem długotrwałych produktów rozszczepienia z okresem półtrwania w setkach tysięcy do milionów lat. Tymczasem mniejsze aktynowce to ciężkie pierwiastki inne niż uran i pluton, które powstają w wyniku wychwytywania neutronów . Ich okres półtrwania waha się od lat do milionów lat, a jako emitery alfa są szczególnie radiotoksyczne. Chociaż istnieją proponowane – iw znacznie mniejszym stopniu obecne – zastosowania wszystkich tych pierwiastków, ponowne przetwarzanie na skalę komercyjną z wykorzystaniem procesu PUREX powoduje ich utylizację jako odpady wraz z produktami rozszczepienia. Odpady są następnie przekształcane w szklopodobną ceramikę do przechowywania w głębokie składowisko geologiczne .

Czas składowania odpadów promieniotwórczych zależy od rodzaju odpadów i zawartych w nich izotopów promieniotwórczych. Krótkoterminowe podejście do składowania odpadów radioaktywnych polegało na segregacji i składowaniu na powierzchni lub przy powierzchni. Zakopywanie w głębokim składowisku geologicznym jest preferowanym rozwiązaniem dla długoterminowego składowania odpadów wysokoaktywnych, podczas gdy ponowne użycie i transmutacja są preferowanymi rozwiązaniami ograniczania zapasów HLW. Granice recyklingu wypalonego paliwa jądrowego są prawne i ekonomiczne, a także kwestia skażenia radioaktywnego , jeśli chemiczne procesy separacji nie mogą osiągnąć bardzo wysokiej czystości. Co więcej, pierwiastki mogą być obecne zarówno w użytecznych, jak i kłopotliwych izotopach, co wymagałoby kosztownej i energochłonnej separacji izotopów w celu ich wykorzystania – obecnie perspektywa nieopłacalna.

Podsumowanie ilości odpadów promieniotwórczych i sposobów gospodarowania nimi w większości krajów rozwiniętych jest przedstawiane i okresowo przeglądane w ramach wspólnej konwencji Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA).

Natura i znaczenie

Ilość odpadów promieniotwórczych zazwyczaj składa się z pewnej liczby radionuklidów , które są niestabilnymi izotopami pierwiastków, które ulegają rozkładowi iw ten sposób emitują promieniowanie jonizujące , które jest szkodliwe dla ludzi i środowiska. Różne izotopy emitują różne rodzaje i poziomy promieniowania, które trwają przez różne okresy czasu.

Fizyka

Główny artykuł: Wydajność produktu rozszczepienia

Zobacz też: Rozpad promieniotwórczy

Produkty rozszczepienia o średnim okresie życia

	t ½ ( rok )	Wydajność ( % )	Q ( keV )	βγ
155 UE	4.76	0,0803	252	βγ
85 Kr	10.76	0,2180	687	βγ
113m Cd	14.1	0,0008	316	β
90 st	28,9	4.505	2826	β
137 Cs	30.23	6.337	1176	βγ _
121m Sn	43,9	0,00005	390	βγ
151 Sm	88,8	0,5314	77	β

Długowieczne produkty rozszczepienia

Nuklid	t 1 / 2	Dawać	Q	βγ
	( mama )	(%)	( keV )
99 Tc	0,211	6.1385	294	β
126 Sn	0,230	0,1084	4050	βγ _
79 se	0,327	0,0447	151	β
93 Zr	1,53	5,4575	91	βγ
135 Cs	2.3	6.9110	269	β
107 Pd	6.5	1,2499	33	β
129 I	15.7	0,8410	194	βγ

Radioaktywność wszystkich odpadów promieniotwórczych słabnie z czasem. Wszystkie radionuklidy zawarte w odpadach mają okres półtrwania — czas potrzebny do rozpadu połowy atomów na inny nuklid . W końcu wszystkie odpady radioaktywne rozpadają się na pierwiastki nieradioaktywne (tj. stabilne nuklidy ). Ponieważ rozpad promieniotwórczy podlega zasadzie półtrwania, szybkość rozpadu jest odwrotnie proporcjonalna do czasu trwania rozpadu. Innymi słowy, promieniowanie długożyciowego izotopu, takiego jak jod-129, będzie znacznie mniej intensywne niż krótkotrwałego izotopu, takiego jak jod-129. jod-131 . Dwie tabele przedstawiają niektóre z głównych izotopów promieniotwórczych, ich okresy półtrwania i wydajność promieniowania jako proporcję wydajności rozszczepienia uranu-235.

Energia i rodzaj promieniowania jonizującego emitowanego przez substancję promieniotwórczą są również ważnymi czynnikami decydującymi o jej zagrożeniu dla człowieka. Właściwości chemiczne pierwiastka radioaktywnego określą, jak mobilna jest ta substancja i jakie jest prawdopodobieństwo jej rozprzestrzenienia się w środowisku i skażenia ludzi. Sytuację dodatkowo komplikuje fakt, że wiele radioizotopów nie rozpada się natychmiast do stanu stabilnego, ale raczej do radioaktywnych produktów rozpadu w łańcuchu rozpadu , zanim ostatecznie osiągnie stan stabilny.

Farmakokinetyka

Narażenie na odpady radioaktywne może mieć wpływ na zdrowie w wyniku narażenia na promieniowanie jonizujące. U ludzi dawka 1 siwerta niesie ze sobą 5,5% ryzyko zachorowania na raka, a agencje regulacyjne zakładają, że ryzyko jest liniowo proporcjonalne do dawki, nawet w przypadku niskich dawek. Promieniowanie jonizujące może powodować delecje w chromosomach. Jeśli rozwijający się organizm, taki jak płód , zostanie napromieniowany, możliwe jest wywołanie wady wrodzonej , ale jest mało prawdopodobne, aby wada ta dotyczyła gamety lub komórki tworzącej gametę . Częstość występowania mutacji wywołanych promieniowaniem u ludzi jest niewielka, podobnie jak u większości ssaków, ze względu na naturalne mechanizmy naprawy komórkowej, z których wiele dopiero teraz wychodzi na jaw. Mechanizmy te obejmują naprawę DNA, mRNA i białek, wewnętrzne trawienie lizosomiczne wadliwych białek, a nawet indukowanie samobójstwa komórki — apoptozę

W zależności od trybu rozpadu i farmakokinetyki pierwiastka (jak organizm go przetwarza i jak szybko) zagrożenie wynikające z narażenia na określoną aktywność radioizotopu będzie różne. Na przykład jod-131 jest krótkotrwałym emiterem beta i gamma , ale ponieważ koncentruje się w tarczycy , jest bardziej zdolny do powodowania obrażeń niż cez -137, który rozpuszcza się w wodzie i jest szybko wydalany z moczem. W podobny sposób alfa emitujące aktynowce i rad są uważane za bardzo szkodliwe, ponieważ mają zwykle długi biologiczny okres półtrwania , a ich promieniowanie ma wysoką względną skuteczność biologiczną , co czyni je znacznie bardziej szkodliwym dla tkanek w stosunku do ilości zdeponowanej energii. Z powodu tych różnic zasady określania obrażeń biologicznych różnią się znacznie w zależności od radioizotopu, czasu ekspozycji, a czasami także rodzaju związku chemicznego, który zawiera radioizotop.

Źródła

Aktynowce i produkty rozszczepienia według okresu półtrwania
Aktynowce według łańcucha rozpadu				półtrwania ( a )	Produkty rozszczepienia o wydajności 235 U
4 przyp	4 n + 1	4 n + 2	4 n + 3		4,5–7%	0,04–1,25%	<0,001%
228 Ra №				4–6 a		155 ue þ
244 cm ƒ	241 Pu ƒ	250 Por	227 Ac nr	10–29 a	90 st	85 Kr	113m CD þ
232 U ƒ		238 Pu ƒ	243 cm ƒ	29–97 za	137 Cs	151 Sm þ	121m Sn
248 Bk	249 Por . ƒ	242m Am ƒ		141–351 za	Żadne produkty rozszczepienia nie mają okresu półtrwania w przedziale 100–210 ka…
	241 Am ƒ		251 Por . ƒ	430-900 za
		226 Ra №	247 Bk	1,3–1,6 ka
240 szt	229 tys	246 cm ƒ	243 Am ƒ	4,7–7,4 ka
	245 cm ƒ	250 cm		8,3–8,5 ka
			239 Pu ƒ	24,1 tys
		230 Th №	231 Pa №	32–76 tys
236 Np ƒ	233 U ƒ	234 U №		150-250 tys	99 Tc ₡	126 Sn
248 cm		242 pu		327–375 tys		79 Se ₡
				1,53 mln	93 Zr
	237 Np ƒ			2,1–6,5 mln lat temu	135 Cs ₡	107 Pd
236 U			247 cm ƒ	15–24 maja		129 I ₡
244 Pu				80 ma	... ani poza 15,7 mA
232 Cz №		238 U №	235 U ƒ№	0,7–14,1 Ga
₡, ma przekrój poprzeczny wychwytu neutronów termicznych w zakresie 8–50 stodół ƒ, rozszczepialny №, głównie naturalnie występujący materiał radioaktywny (NORM) þ, trucizna neutronów (przekrój poprzeczny wychwytu neutronów termicznych większy niż 3 tys. stodół)

Odpady radioaktywne pochodzą z wielu źródeł. W krajach, w których znajdują się elektrownie jądrowe, zbrojenia jądrowe lub zakłady przetwarzania paliwa jądrowego, większość odpadów pochodzi z jądrowego cyklu paliwowego i ponownego przetwarzania broni jądrowej. Inne źródła obejmują odpady medyczne i przemysłowe, a także naturalnie występujące materiały radioaktywne (NORM), które mogą być skoncentrowane w wyniku przetwarzania lub zużycia węgla, ropy i gazu oraz niektórych minerałów, jak omówiono poniżej.

Jądrowy cykl paliwowy

Główne artykuły: Jądrowy cykl paliwowy i Wypalone paliwo jądrowe

Zobacz też: Energia jądrowa

Przód

Odpady z końca jądrowego cyklu paliwowego to zazwyczaj odpady emitujące promieniowanie alfa z wydobycia uranu. Często zawiera rad i produkty jego rozpadu.

dwutlenku uranu (UO ₂ ) pochodzący z górnictwa jest około tysiąca razy bardziej radioaktywny niż granit stosowany w budynkach. Jest rafinowany z makuchu żółtego (U ₃ O ₈ ), a następnie przekształcany w gazowy sześciofluorek uranu (UF ₆ ). Jako gaz ulega wzbogacaniu w celu zwiększenia zawartości U-235 z 0,7% do około 4,4% (LEU). Następnie jest przekształcany w twardy ceramiczny (UO ₂ ) do montażu jako elementy paliwowe reaktora.

Głównym produktem ubocznym wzbogacania jest uran zubożony (DU), głównie izotop U-238 o zawartości U-235 ~0,3%. Jest przechowywany albo jako UF ₆ albo jako U ₃ O ₈ . Niektóre są używane w zastosowaniach, w których jego wyjątkowo duża gęstość czyni je cennymi, takimi jak pociski przeciwpancerne , a przynajmniej raz nawet kil żaglówki . Jest również używany z plutonem do wytwarzania paliwa z mieszanymi tlenkami (MOX) oraz do rozcieńczania lub mieszania w dół , wysoko wzbogacony uran z zapasów broni, który jest obecnie przekierowywany na paliwo do reaktorów.

Tylny koniec

Zobacz też: Przetwarzanie jądrowe

Zaplecze jądrowego cyklu paliwowego, głównie zużyte pręty paliwowe , zawiera produkty rozszczepienia , które emitują promieniowanie beta i gamma, oraz aktynowce , które emitują cząstki alfa , takie jak uran-234 (okres półtrwania 245 tysięcy lat), neptun-237 ( 2,144 miliona lat), pluton-238 (87,7 lat) i ameryk-241 (432 lata), a czasem nawet niektóre emitery neutronów, takie jak kaliforn (okres półtrwania 898 lat dla kalifornu-251). Izotopy te powstają w reaktory jądrowe .

Należy odróżnić przetwarzanie uranu w celu wytworzenia paliwa od ponownego przetwarzania zużytego paliwa. Zużyte paliwo zawiera wysoce radioaktywne produkty rozszczepienia (patrz odpady wysokoaktywne poniżej). Wiele z nich to pochłaniacze neutronów, zwane w tym kontekście truciznami neutronowymi . Te ostatecznie gromadzą się do poziomu, w którym pochłaniają tak wiele neutronów, że reakcja łańcuchowa zatrzymuje się, nawet po całkowitym usunięciu prętów kontrolnych. W tym momencie paliwo w reaktorze musi zostać zastąpione świeżym paliwem, mimo że wciąż znajduje się tam znaczna ilość uranu-235 i plutonu obecny. W Stanach Zjednoczonych to zużyte paliwo jest zwykle „przechowywane”, podczas gdy w innych krajach, takich jak Rosja, Wielka Brytania, Francja, Japonia i Indie, paliwo jest ponownie przetwarzane w celu usunięcia produktów rozszczepienia, a następnie może być ponownie -używany. Produkty rozszczepienia usunięte z paliwa są skoncentrowaną formą odpadów wysokoaktywnych, podobnie jak chemikalia stosowane w tym procesie. Podczas gdy większość krajów ponownie przetwarza paliwo, przeprowadzając pojedyncze cykle plutonu, Indie planują wiele programów recyklingu plutonu, a Rosja dąży do cyklu zamkniętego.

Skład paliwa i radioaktywność długookresowa

Aktywność U-233 dla trzech rodzajów paliw. W przypadku MOX U-233 wzrasta przez pierwsze 650 tys. lat, ponieważ powstaje w wyniku rozpadu Np-237 , który powstał w reaktorze w wyniku absorpcji neutronów przez U-235.

Zobacz też: Wypalone paliwo jądrowe i Odpady wysokoaktywne

Główny artykuł: długowieczny produkt rozszczepienia

Łączna aktywność dla trzech rodzajów paliw. W regionie 1 występuje promieniowanie z nuklidów krótkotrwałych, w regionie 2 z Sr-90 i Cs-137 , a po prawej stronie rozpad Np-237 i U-233.

Stosowanie różnych paliw w reaktorach jądrowych skutkuje różnym składem wypalonego paliwa jądrowego (SNF) i różnymi krzywymi aktywności. Najbardziej rozpowszechnionym materiałem jest U-238 z innymi izotopami uranu, innymi aktynowcami, produktami rozszczepienia i produktami aktywacji.

Długożyciowe odpady promieniotwórcze z końcowego etapu cyklu paliwowego są szczególnie istotne przy opracowywaniu kompletnego planu gospodarowania odpadami dla SNF. Patrząc na długoterminowy rozpad promieniotwórczy , aktynowce w SNF mają znaczący wpływ ze względu na ich charakterystycznie długi okres półtrwania. W zależności od tego, czym reaktor jądrowy , skład aktynowców w SNF będzie różny.

Przykładem tego efektu jest wykorzystanie paliw jądrowych z torem . Th-232 jest płodnym materiałem, który może przejść reakcję wychwytu neutronów i dwa rozpady beta minus, w wyniku czego powstaje rozszczepialny U-233 . SNF cyklu z torem będzie zawierał U-233. Jego rozpad promieniotwórczy będzie silnie wpływał na długoterminową aktywność krzywa SNF około miliona lat. Porównanie aktywności związanej z U-233 dla trzech różnych typów SNF można zobaczyć na rysunku w prawym górnym rogu. Spalone paliwa to tor z plutonem nadającym się do reaktorów (RGPu), tor z plutonem nadającym się do użycia w broni (WGPu) oraz mieszane paliwo tlenkowe (MOX, bez toru). W przypadku RGPu i WGPu można zaobserwować początkową ilość U-233 i jego rozpad po około milionie lat. Ma to wpływ na całkowitą krzywą aktywności trzech rodzajów paliw. Początkowy brak U-233 i jego produktów pochodnych w paliwie MOX skutkuje niższą aktywnością w rejonie 3 rysunku w prawym dolnym rogu, podczas gdy dla RGPu i WGPu krzywa utrzymuje się wyżej ze względu na obecność U-233, który nie uległ całkowitemu rozkładowi. Ponowne przetwarzanie jądrowe może usunąć aktynowce ze zużytego paliwa jądrowego, aby można je było wykorzystać lub zniszczyć (patrz Długożyciowy produkt rozszczepienia § Aktynowce ).

Obawy dotyczące proliferacji

Zobacz także: Rozprzestrzenianie się broni jądrowej i pluton klasy reaktorów

Ponieważ uran i pluton są materiałami broni jądrowej , pojawiły się obawy związane z proliferacją. Zwykle (w wypalonym paliwie jądrowym ) pluton jest plutonem klasy reaktora . Oprócz plutonu-239 , który doskonale nadaje się do budowy broni jądrowej, zawiera duże ilości niepożądanych zanieczyszczeń: pluton-240 , pluton-241 i pluton-238 . Izotopy te są niezwykle trudne do rozdzielenia i istnieją bardziej opłacalne sposoby pozyskiwania materiału rozszczepialnego (np. wzbogacanie uranu lub dedykowane reaktory do produkcji plutonu).

Odpady wysokoaktywne są pełne wysoce radioaktywnych produktów rozszczepienia , z których większość jest stosunkowo krótkotrwała. Jest to niepokojące, ponieważ jeśli odpady są składowane, być może w głębokim składowisku geologicznym , przez wiele lat produkty rozszczepienia rozpadają się, zmniejszając radioaktywność odpadów i ułatwiając dostęp do plutonu. Niepożądane zanieczyszczenie Pu-240 rozkłada się szybciej niż Pu-239, a tym samym jakość materiału bomby wzrasta wraz z upływem czasu (choć w tym czasie spada również jego ilość). Dlatego niektórzy argumentowali, że z biegiem czasu te głębokie obszary składowania mogą stać się „kopalniami plutonu”, z których można stosunkowo łatwo pozyskać materiał do broni jądrowej. Krytycy tego ostatniego pomysłu wskazywali, że trudność w odzyskaniu użytecznego materiału z zamkniętych głębokich obszarów składowania sprawia, że ​​preferowane są inne metody. W szczególności wysoka radioaktywność i ciepło (80 ° C w otaczającej skale) znacznie zwiększa trudność wydobycia w obszarze składowania, a wymagane metody wzbogacania wiążą się z wysokimi kosztami kapitałowymi.

Pu-239 rozpada się do U-235 , który nadaje się do broni i ma bardzo długi okres półtrwania (około 109 ^lat ). W ten sposób pluton może się rozpaść i pozostawić uran-235. Jednak nowoczesne reaktory są tylko umiarkowanie wzbogacone w U-235 w stosunku do U-238, więc U-238 nadal służy jako środek denaturujący każdy U-235 wytwarzany w wyniku rozpadu plutonu.

Jednym z rozwiązań tego problemu jest recykling plutonu i wykorzystanie go jako paliwa np. w reaktorach prędkich . W szybkich reaktorach pirometalurgicznych oddzielony pluton i uran są zanieczyszczone aktynowcami i nie mogą być użyte w broni jądrowej.

Likwidacja broni jądrowej

Jest mało prawdopodobne, aby odpady z likwidacji broni jądrowej zawierały dużo aktywności beta lub gamma innej niż tryt i ameryk . Jest bardziej prawdopodobne, że zawiera aktynowce emitujące promieniowanie alfa, takie jak Pu-239, który jest materiałem rozszczepialnym używanym w bombach, a także niektóre materiały o znacznie wyższych aktywnościach właściwych, takie jak Pu-238 lub Po.

W przeszłości wyzwalaczem neutronów dla bomby atomowej był zwykle beryl i emiter alfa o wysokiej aktywności, taki jak polon ; alternatywą dla polonu jest Pu-238 . Ze względów bezpieczeństwa narodowego szczegóły konstrukcji nowoczesnych bomb zwykle nie są udostępniane do publicznej wiadomości.

Niektóre projekty mogą zawierać radioizotopowy generator termoelektryczny wykorzystujący Pu-238 w celu zapewnienia długotrwałego źródła energii elektrycznej dla elektroniki w urządzeniu.

Jest prawdopodobne, że materiał rozszczepialny starej bomby, która ma zostać ponownie zamontowana, będzie zawierał produkty rozpadu użytych w niej izotopów plutonu, najprawdopodobniej U-236 z zanieczyszczeń Pu-240 oraz trochę U-235 z rozpadu Pu-239; ze względu na stosunkowo długi okres półtrwania tych izotopów Pu, te odpady z rozpadu radioaktywnego materiału rdzenia bomby byłyby bardzo małe, aw każdym razie znacznie mniej niebezpieczne (nawet pod względem prostej radioaktywności) niż sam Pu-239.

Rozpad beta Pu-241 tworzy Am-241 ; wrastanie ameryku może stanowić większy problem niż rozpad Pu-239 i Pu-240, ponieważ ameryk jest emiterem promieniowania gamma (zwiększającym zewnętrzne narażenie pracowników) i jest emiterem alfa, który może powodować generowanie ciepło . Pluton można było oddzielić od ameryku kilkoma różnymi procesami; obejmowałyby one pirochemiczne i ekstrakcję rozpuszczalnikami wodnymi/organicznymi . Ścięty PUREX proces ekstrakcji typu byłby jedną z możliwych metod przeprowadzania separacji. Naturalnie występujący uran nie jest rozszczepialny, ponieważ zawiera 99,3% U-238 i tylko 0,7% U-235.

Stare odpady

Ze względu na historyczną działalność typowo związaną z przemysłem radowym, wydobyciem uranu i programami wojskowymi, wiele miejsc zawiera lub jest skażonych radioaktywnością. Departament Energii stwierdza , że ​​w samych Stanach Zjednoczonych znajdują się „miliony galonów odpadów radioaktywnych”, a także „tysiące ton wypalonego paliwa jądrowego i materiałów”, a także „ogromne ilości skażonej gleby i wody”. Pomimo dużych ilości odpadów, DOE wyznaczyło cel, jakim jest pomyślne oczyszczenie wszystkich obecnie zanieczyszczonych miejsc do 2025 r. The Fernald , Ohio na przykład miejsce zawierało „31 milionów funtów produktu uranu”, „2,5 miliarda funtów odpadów”, „2,75 miliona jardów sześciennych zanieczyszczonej gleby i gruzu”, a „223-hektarowa część leżącego poniżej Great Miami Aquifer miała poziomy uranu powyżej pitnej normy”. Stany Zjednoczone mają co najmniej 108 miejsc wyznaczonych jako obszary zanieczyszczone i nienadające się do użytku, czasem o powierzchni wielu tysięcy akrów. DOE chce oczyścić lub złagodzić wiele lub wszystkie do 2025 r., korzystając z niedawno opracowanej metody geomeltingu , [ jednak zadanie to może być trudne i przyznaje, że niektórych z nich może nigdy nie zostać całkowicie naprawionych. Tylko w jednym z tych 108 większych obszarów, Oak Ridge National Laboratory , było na przykład co najmniej „167 znanych miejsc uwalniania zanieczyszczeń” w jednym z trzech podobszarów obszaru o powierzchni 37 000 akrów (150 km ² ). Niektóre witryny w USA były z natury mniejsze, jednak problemy z czyszczeniem były prostsze do rozwiązania, a DOE pomyślnie zakończyło czyszczenie lub przynajmniej zamknięcie kilku witryn.

Medycyna

Radioaktywne odpady medyczne zwykle zawierają emitery cząstek beta i promieniowania gamma . Można go podzielić na dwie główne klasy. W diagnostyce medycyny nuklearnej stosuje się szereg krótkotrwałych emiterów promieniowania gamma, takich jak technet-99m . Wiele z nich można wyrzucić, pozostawiając je na krótki czas do rozkładu przed wyrzuceniem jako zwykłe odpady. Inne izotopy stosowane w medycynie, z okresami półtrwania w nawiasach, obejmują:

• Y-90 , stosowany w leczeniu chłoniaka (2,7 dnia)
• I-131 , stosowany w badaniach czynności tarczycy i leczeniu raka tarczycy (8,0 dni)
• Sr-89 , stosowany w leczeniu raka kości , wstrzyknięcie dożylne (52 dni)
• Ir-192 , stosowany w brachyterapii (74 dni)
• Co-60 , stosowany w brachyterapii i radioterapii zewnętrznej (5,3 roku)
• Cs-137 , stosowany w brachyterapii i radioterapii zewnętrznej (30 lat)
• Tc-99 , produkt rozpadu technetu-99m (221 000 lat)

Przemysł

Odpady pochodzenia przemysłowego mogą zawierać emitery alfa , beta , neutronów lub gamma. Emitery gamma są wykorzystywane w radiografii , podczas gdy źródła emitujące neutrony są wykorzystywane w wielu zastosowaniach, takich jak rejestracja szybów naftowych .

Naturalnie występujący materiał promieniotwórczy

Roczne uwalnianie radioizotopów uranu i toru ze spalania węgla, według przewidywań ORNL , wyniesie łącznie 2,9 Mt w okresie 1937–2040, ze spalania szacunkowo 637 Gt węgla na całym świecie.

Substancje zawierające naturalną radioaktywność są znane jako NORM (naturalnie występujący materiał radioaktywny). Po obróbce przez człowieka, która eksponuje lub koncentruje tę naturalną radioaktywność (taką jak wydobywanie węgla na powierzchnię lub spalanie go w celu wytworzenia skoncentrowanego popiołu), staje się on technologicznie ulepszonym naturalnie występującym materiałem promieniotwórczym (TENORM). Wiele z tych odpadów to cząstki alfa z łańcuchów rozpadu uranu i toru . Głównym źródłem promieniowania w organizmie człowieka jest potas -40 ( ⁴⁰ K ), zazwyczaj 17 miligramów w organizmie na raz i 0,4 miligrama dziennie. Większość skał, zwłaszcza granit , ma niski poziom radioaktywności ze względu na zawarte w nich potas-40, tor i uran.

Zwykle w zakresie od 1 milisiwerta (mSv) do 13 mSv rocznie, w zależności od lokalizacji, średnia ekspozycja na promieniowanie z naturalnych radioizotopów wynosi 2,0 mSv na osobę rocznie na całym świecie. Stanowi to większość typowej całkowitej dawki (przy średniej rocznej ekspozycji z innych źródeł wynoszącej 0,6 mSv z testów medycznych uśrednionych dla całej populacji, 0,4 mSv z promieni kosmicznych, 0,005 mSv z pozostałości po poprzednich atmosferycznych testach jądrowych, 0,005 mSv z ekspozycji, 0,002 mSv z katastrofy w Czarnobylu i 0,0002 mSv z jądrowego cyklu paliwowego).

TENORM nie podlega tak restrykcyjnym regulacjom, jak odpady z reaktorów jądrowych, chociaż nie ma znaczących różnic w ryzyku radiologicznym tych materiałów.

Węgiel

Węgiel zawiera niewielką ilość radioaktywnego uranu, baru, toru i potasu, ale w przypadku czystego węgla jest to znacznie mniej niż średnie stężenie tych pierwiastków w skorupie ziemskiej . Otaczające warstwy, jeśli są to łupki lub mułowce, często zawierają nieco więcej niż przeciętnie, co może również znaleźć odzwierciedlenie w zawartości popiołu w „brudnych” węglach. Bardziej aktywne minerały popiołu koncentrują się w popiele lotnym właśnie dlatego, że nie spalają się dobrze. Radioaktywność popiołu lotnego jest mniej więcej taka sama jak czarnego łupka i jest mniejsza niż fosforanu skały, ale jest bardziej niepokojące, ponieważ niewielka ilość popiołu lotnego trafia do atmosfery, gdzie może być wdychana. Według raportów US National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP), narażenie ludności z elektrowni o mocy 1000 MWe wynosi 490 osoborem/rok dla elektrowni węglowych, 100 razy więcej niż elektrowni jądrowych (4,8 osoborem/rok). rok). Narażenie z pełnego jądrowego cyklu paliwowego od wydobycia do składowania odpadów wynosi 136 osoborem/rok; odpowiednia wartość zużycia węgla od wydobycia do utylizacji odpadów jest „prawdopodobnie nieznana”.

Olej i gaz

Pozostałości z przemysłu naftowego i gazowego często zawierają rad i produkty jego rozpadu. Kamień siarczanowy z szybu naftowego może być bardzo bogaty w rad, podczas gdy woda, ropa i gaz ze studni często zawierają radon . Radon rozpada się, tworząc stałe radioizotopy, które tworzą powłoki na wewnętrznej stronie rurociągów. W zakładzie przetwórstwa ropy naftowej obszar zakładu, w którym propan , jest często jednym z bardziej zanieczyszczonych obszarów zakładu, ponieważ radon ma temperaturę wrzenia podobną do propanu.

Pierwiastki promieniotwórcze stanowią problem przemysłowy w niektórych szybach naftowych, gdzie pracownicy pracujący w bezpośrednim kontakcie z ropą naftową i solanką mogą być faktycznie narażeni na dawki mające negatywny wpływ na zdrowie. Ze względu na stosunkowo duże stężenie tych pierwiastków w solance jej utylizacja jest również wyzwaniem technologicznym. W Stanach Zjednoczonych solanka jest jednak zwolniona z przepisów dotyczących odpadów niebezpiecznych i od lat 80. XX wieku można ją usuwać niezależnie od zawartości substancji radioaktywnych lub toksycznych.

Wydobycie pierwiastków ziem rzadkich

Ze względu na naturalne występowanie pierwiastków promieniotwórczych, takich jak tor i rad , w rudzie metali ziem rzadkich , w wyniku działalności wydobywczej powstają również odpady i osady mineralne o niewielkiej radioaktywności.

Zobacz też: Pierwiastek ziem rzadkich § Uwagi dotyczące środowiska

Klasyfikacja

Klasyfikacja odpadów radioaktywnych różni się w zależności od kraju. Istotną rolę odgrywa również MAEA, która publikuje normy bezpieczeństwa odpadów radioaktywnych (RADWASS). Udział różnych rodzajów odpadów wytwarzanych w Wielkiej Brytanii:

• 94% – odpady niskoaktywne (LLW)
• ~6% – odpady średnioaktywne (ILW)
• <1% – odpady wysokoaktywne (HLW)

Odpady z młyna

Główny artykuł: odpady poflotacyjne uranu

Zobacz także: Działania zaradcze dotyczące odpadów poflotacyjnych z młyna uranu

Usuwanie odpadów bardzo niskoaktywnych

Odpady poflotacyjne uranu to odpady będące produktami ubocznymi pozostałe po wstępnej obróbce rud zawierających uran . Nie są znacząco radioaktywne. Odpady z młyna są czasami określane jako odpady 11(e)2 , zgodnie z sekcją ustawy o energii atomowej z 1946 r. , która je definiuje. Odpady z młynów uranu zwykle zawierają również chemicznie niebezpieczne metale ciężkie , takie jak ołów i arsen . W wielu starych kopalniach, zwłaszcza w Kolorado , pozostały ogromne hałdy odpadów z młynów uranu. Nowy Meksyk i Utah .

Chociaż odpady poflotacyjne z młynów nie są bardzo radioaktywne, mają długi okres półtrwania. Odpady poflotacyjne często zawierają rad, tor i śladowe ilości uranu.

Odpady niskoaktywne

Główny artykuł: Odpady niskoaktywne

Odpady niskoaktywne (LLW) są generowane przez szpitale i przemysł, a także w jądrowym cyklu paliwowym . Odpady niskoaktywne obejmują papier, szmaty, narzędzia, odzież, filtry i inne materiały, które zawierają niewielkie ilości przeważnie krótkotrwałej radioaktywności. Materiały pochodzące z dowolnego regionu obszaru aktywnego są powszechnie określane jako LLW jako środek ostrożności, nawet jeśli istnieje tylko niewielka możliwość skażenia materiałami radioaktywnymi. Takie LLW zwykle nie wykazują wyższej radioaktywności niż można by oczekiwać od tego samego materiału utylizowanego w obszarze nieaktywnym, takim jak normalny biurowiec. Przykład LLW obejmuje szmaty do wycierania, mopy, rurki medyczne, zwłoki zwierząt laboratoryjnych i inne. Odpady LLW stanowią 94% wszystkich odpadów radioaktywnych w Wielkiej Brytanii.

Niektóre LLW o wysokiej aktywności wymagają osłony podczas przenoszenia i transportu, ale większość LLW nadaje się do zakopywania w płytkiej ziemi. Aby zmniejszyć jego objętość, przed utylizacją jest on często zagęszczany lub spalany. Odpady niskoaktywne dzielą się na cztery klasy: klasa A , klasa B , klasa C i większa niż klasa C ( GTC ).

Odpady średnioaktywne

Butle z wypalonym paliwem są transportowane koleją w Wielkiej Brytanii. Każda kolba jest wykonana z litej stali o grubości 14 cali (360 mm) i waży ponad 50 ton

Odpady średnioaktywne (ILW) zawierają większe ilości radioaktywności w porównaniu z odpadami niskoaktywnymi. Zwykle wymaga ekranowania, ale nie chłodzenia. Odpady średnioaktywne obejmują żywice , osady chemiczne i metalowe okładziny paliwa jądrowego , a także zanieczyszczone materiały z likwidacji reaktorów . Może być zestalony w betonie lub bitumie lub zmieszany z piaskiem krzemionkowym i zeszklony do utylizacji. Z reguły odpady krótkożyciowe (głównie materiały niepaliwowe z reaktorów) zakopywane są w składowiskach płytkich, natomiast odpady długożyciowe (pochodzące z paliw i przerobu paliw ) są deponowane w składowiskach geologicznych . Przepisy w Stanach Zjednoczonych nie definiują tej kategorii odpadów; termin ten jest używany w Europie i poza nią. ILW wytwarza 6% wszystkich odpadów radioaktywnych w Wielkiej Brytanii.

Odpady wysokoaktywne

Główny artykuł: Odpady wysokoaktywne

Odpady wysokoaktywne (HLW) są wytwarzane przez reaktory jądrowe i ponowne przetwarzanie paliwa jądrowego. Dokładna definicja HLW różni się na całym świecie. Po tym, jak jądrowy pręt paliwowy służy przez jeden cykl paliwowy i jest usuwany z rdzenia, jest uważany za HLW. Wypalone pręty paliwowe zawierają głównie uran z produktami rozszczepienia i pierwiastki transuranowe powstające w rdzeniu reaktora . Wypalone paliwo jest wysoce radioaktywne i często gorące. HLW stanowią ponad 95% całkowitej radioaktywności wytwarzanej w procesie wytwarzania energii jądrowej ale stanowi mniej niż 1% objętości wszystkich odpadów radioaktywnych wytwarzanych w Wielkiej Brytanii. Ogólnie rzecz biorąc, trwający 60 lat program jądrowy w Wielkiej Brytanii do 2019 r. wyprodukował 2150 m ³ HLW.

Odpady radioaktywne ze zużytych prętów paliwowych składają się głównie z cezu-137 i strontu-90, ale mogą również zawierać pluton, który można uznać za odpady transuranowe. Okresy półtrwania tych pierwiastków promieniotwórczych mogą się bardzo różnić. Niektóre pierwiastki, takie jak cez-137 i stront-90, mają okres półtrwania około 30 lat. Tymczasem pluton ma okres półtrwania, który może sięgać nawet 24 000 lat.

Ilość HLW na świecie wzrasta obecnie o około 12 000 ton rocznie. Elektrownia jądrowa o mocy 1000 megawatów produkuje rocznie około 27 ton wypalonego paliwa jądrowego (nieprzetworzonego). Dla porównania, ilość popiołu wytwarzanego przez elektrownie węglowe w samych Stanach Zjednoczonych szacuje się na 130 000 000 ton rocznie, a popiół lotny uwalnia 100 razy więcej promieniowania niż równoważna elektrownia jądrowa.

Obecne lokalizacje w Stanach Zjednoczonych, w których składowane są odpady nuklearne

W 2010 r. oszacowano, że na całym świecie składowano około 250 000 ton jądrowych HLW. Nie obejmuje to ilości, które przedostały się do środowiska w wyniku wypadków lub testów. Japonia będzie przechowywać 17 000 ton HLW. Od 2019 r. Stany Zjednoczone mają ponad 90 000 ton HLW. HLW zostały wysłane do innych krajów w celu składowania lub ponownego przetworzenia, aw niektórych przypadkach wysłane z powrotem jako aktywne paliwo.

Ciągłe kontrowersje wokół składowania wysokoaktywnych odpadów radioaktywnych są głównym ograniczeniem globalnej ekspansji energii jądrowej. Większość naukowców zgadza się, że głównym proponowanym długoterminowym rozwiązaniem jest głębokie zakopanie geologiczne w kopalni lub głębokim otworze wiertniczym. Od 2019 r. żadne przeznaczone do użytku cywilnego wysokoaktywne odpady jądrowe nie są eksploatowane, ponieważ niewielkie ilości HLW nie uzasadniały wcześniej inwestycji. Finlandia jest na zaawansowanym etapie budowy składowiska wypalonego paliwa jądrowego Onkalo , którego otwarcie planowane jest na 2025 r. na głębokości 400–450 m. Francja jest w fazie planowania zakładu Cigeo o głębokości 500 m w Bure. Szwecja planuje lokalizację w Forsmark . Kanada planuje budowę obiektu o głębokości 680 m w pobliżu jeziora Huron w Ontario. Republika Korei planuje otworzyć witrynę około 2028 r. Od 2020 r. Witryna w Szwecji cieszy się 80% poparciem lokalnych mieszkańców.

Operacja Morrisa w hrabstwie Grundy w stanie Illinois jest obecnie jedynym de facto składowiskiem odpadów radioaktywnych o wysokim poziomie aktywności w Stanach Zjednoczonych.

Odpady transuranowe

Główny artykuł: odpady transuranowe

Odpady transuranowe (TRUW) zgodnie z definicją zawartą w przepisach amerykańskich to, bez względu na formę lub pochodzenie, odpady zanieczyszczone radionuklidami transuranowymi emitującymi promieniowanie alfa o okresie półtrwania dłuższym niż 20 lat i stężeniu większym niż 100 nCi /g (3,7 MBq /kg ), z wyłączeniem odpadów wysokoaktywnych. Pierwiastki o liczbie atomowej większej niż uran nazywane są transuranowymi („poza uranem”). Ze względu na długi okres półtrwania TRUW jest usuwany ostrożniej niż odpady nisko- lub średnioaktywne. W Stanach Zjednoczonych powstaje głównie z broni jądrowej i składa się z odzieży, narzędzi, szmat, pozostałości, gruzu i innych przedmiotów skażonych niewielkimi ilościami pierwiastków promieniotwórczych (głównie plutonu ).

Zgodnie z prawem Stanów Zjednoczonych odpady transuranowe są dalej klasyfikowane jako „kontaktowe” (CH) i „zdalne” (RH) na podstawie mocy dawki promieniowania mierzonej na powierzchni pojemnika na odpady. CH TRUW ma moc dawki powierzchniowej nie większą niż 200 mrem na godzinę (2 mSv/h), podczas gdy RH TRUW ma moc dawki powierzchniowej 200 mrem/h (2 mSv/h) lub więcej. CH TRUW nie ma bardzo wysokiej radioaktywności odpadów wysokoaktywnych ani wysokiej generacji ciepła, ale RH TRUW może być wysoce radioaktywny, z dawkami powierzchniowymi do 1 000 000 mrem / h (10 000 mSv / h). Stany Zjednoczone dysponują obecnie TRUW wytworzonymi z obiektów wojskowych na Zakład pilotażowy izolacji odpadów (WIPP) w głębokiej formacji solnej w Nowym Meksyku .

Zapobieganie

Przyszłym sposobem na ograniczenie gromadzenia się odpadów jest stopniowe wycofywanie obecnych reaktorów na rzecz reaktorów IV generacji , które wytwarzają mniej odpadów w przeliczeniu na wytwarzaną energię. Szybkie reaktory, takie jak BN-800 w Rosji, mogą również zużywać paliwo MOX , które jest wytwarzane z recyklingu wypalonego paliwa z tradycyjnych reaktorów.

Główny artykuł: reaktor BN-800

Brytyjski Urząd ds. Likwidacji Jądrowej opublikował w 2014 r. stanowisko w sprawie postępów w podejściach do zarządzania oddzielonym plutonem, w którym podsumowano wnioski z prac, którymi NDA podzieliła się z rządem Wielkiej Brytanii.

Kierownictwo

Nowoczesny kontener transportowy średniego i wysokiego poziomu na odpady promieniotwórcze

Zobacz też: Gospodarka odpadami promieniotwórczymi wysokiego poziomu , Lista technologii przetwarzania odpadów promieniotwórczych , Wpływ energii jądrowej na środowisko

Szczególne obawy w gospodarowaniu odpadami jądrowymi budzą dwa długożyciowe produkty rozszczepienia, Tc-99 (okres półtrwania 220 000 lat) i I-129 (okres półtrwania 15,7 miliona lat), które dominują w radioaktywności wypalonego paliwa jądrowego po kilku tysiącach lat. Najbardziej kłopotliwymi pierwiastkami transuranowymi w wypalonym paliwie są Np-237 (okres półtrwania 2 miliony lat) i Pu-239 (okres półtrwania 24 000 lat). Odpady jądrowe wymagają zaawansowanego przetwarzania i zarządzania, aby skutecznie odizolować je od interakcji z biosferą . Zwykle wymaga to uzdatniania, a następnie długoterminowej strategii gospodarowania polegającej na składowaniu, unieszkodliwianiu lub przekształcaniu odpadów w postać nietoksyczną. Rządy na całym świecie rozważają szereg opcji gospodarowania odpadami i ich unieszkodliwiania, chociaż postępy w zakresie długoterminowych rozwiązań w zakresie gospodarowania odpadami są ograniczone.

Onkalo jest planowanym głębokim składowiskiem geologicznym służącym do ostatecznego składowania wypalonego paliwa jądrowego w pobliżu elektrowni jądrowej Olkiluoto w Eurajoki na zachodnim wybrzeżu Finlandii . Zdjęcie jaskini pilotowej na końcowej głębokości w Onkalo.

W drugiej połowie XX wieku narody nuklearne badały kilka metod unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych, którymi są:

• „Długoterminowe składowanie naziemne” nie zostało zrealizowane.
• „Utylizacja w przestrzeni kosmicznej” (na przykład wewnątrz Słońca), nie została wdrożona - ponieważ byłoby to obecnie zbyt drogie.
• „ Utylizacja głębokiego otworu wiertniczego ”, nie jest realizowana.
• „Roztapianie skał”, nie zaimplementowane.
• „Utylizacja w strefach subdukcji” nie została wdrożona.
• Usuwanie oceanów przez ZSRR, Wielką Brytanię, Szwajcarię, Stany Zjednoczone, Belgię, Francję, Holandię, Japonię, Szwecję, Rosję, Niemcy, Włochy i Koreę Południową (1954–93). Nie jest to już dozwolone w umowach międzynarodowych.
• „ Składowanie pod dno morskie ”, niewdrożone, niedozwolone umowami międzynarodowymi.
• „Utylizacja w pokrywach lodowych”, odrzucona w Traktacie Antarktycznym
• „Wstrzyknięcie do studni głębinowej” przez ZSRR i USA.
• Transmutacja jądrowa , przy użyciu laserów do wywołania rozpadu beta w celu przekształcenia niestabilnych atomów w atomy o krótszym okresie półtrwania.

W Stanach Zjednoczonych polityka gospodarowania odpadami całkowicie się załamała wraz z zakończeniem prac nad nieukończonym składowiskiem Yucca Mountain Repository . Obecnie istnieje 70 lokalizacji elektrowni jądrowych, w których wypalone paliwo jądrowe . Komisja Błękitnej Wstążki została powołana przez prezydenta Obamę w celu zbadania przyszłych opcji dotyczących tego i przyszłych odpadów. Wydaje się, że preferowane jest głębokie składowisko geologiczne . Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki 2018, Gérard Mourou, zaproponował wykorzystanie wzmocnienia impulsowego Chirped do generowania impulsów laserowych o wysokiej energii i krótkim czasie trwania do transmutacji wysoce radioaktywnego materiału (zawartego w celu) w celu znacznego skrócenia jego okresu półtrwania, z tysięcy lat do zaledwie kilku minut.

Wstępne leczenie

zeszklenie

Zakład witryfikacji odpadów w Sellafield

Długotrwałe składowanie odpadów promieniotwórczych wymaga ustabilizowania odpadów do postaci, która nie będzie reagować ani ulegać degradacji przez dłuższy czas. Teoretyzuje się, że jednym ze sposobów na to może być witryfikacja . Obecnie w Sellafield odpady wysokoaktywne ( rafinat pierwszego cyklu PUREX ) są mieszane z cukrem , a następnie kalcynowane. Prażenie polega na przepuszczaniu odpadów przez ogrzewaną, obracającą się rurę. Celem kalcynacji jest odparowanie wody z odpadów i odazotowanie produktów rozszczepienia, aby wspomóc stabilność produkowanego szkła.

Wytworzony „kalcyn” jest podawany w sposób ciągły do ​​ogrzewanego indukcyjnie pieca z rozdrobnionym szkłem . Powstałe szkło jest nową substancją, w której produkty odpadowe są związane ze szklaną matrycą, gdy ta zestala się. W postaci stopionej produkt ten jest wlewany do ze stali nierdzewnej („cylindry”) w procesie wsadowym. Po schłodzeniu płyn zestala się („zeszklenie”) w szkle. Po uformowaniu szkło jest wysoce odporne na działanie wody.

Po napełnieniu cylindra uszczelka jest przyspawana do głowicy cylindra. Następnie cylinder jest myty. Po sprawdzeniu zanieczyszczeń zewnętrznych stalowa butla jest przechowywana, zwykle w podziemnym składowisku. Oczekuje się, że w tej formie odpady będą unieruchomione przez tysiące lat.

Szkło wewnątrz cylindra jest zwykle czarną błyszczącą substancją. Cała ta praca (w Wielkiej Brytanii) jest wykonywana przy użyciu gorących komór . Cukier dodaje się w celu kontrolowania rutenu i zatrzymania tworzenia lotnych radioaktywnych izotopów rutenu zawierających RuO ₄ . Na Zachodzie szkło to zwykle szkło borokrzemianowe (podobne do Pyrexu ), podczas gdy w byłym Związku Radzieckim normalne jest używanie szkła fosforanowego . Ilość produktów rozszczepienia w szkle musi być ograniczona, ponieważ niektóre ( pallad , inne metale z grupy Pt i tellur ) mają tendencję do tworzenia faz metalicznych, które oddzielają się od szkła. Masowa witryfikacja wykorzystuje elektrody do topienia gleby i odpadów, które są następnie zakopywane pod ziemią. W Niemczech pracuje zakład witryfikacji; jest to obróbka odpadów z małego demonstracyjnego zakładu utylizacji, który od tego czasu został zamknięty.

Ceramika fosforanowa

Zeszklenie nie jest jedynym sposobem na ustabilizowanie odpadów do postaci, która nie będzie reagowała ani ulegała degradacji przez dłuższy czas. Stosowana jest również immobilizacja poprzez bezpośrednie wprowadzenie do krystalicznego żywiciela ceramicznego na bazie fosforanu. Zróżnicowana chemia ceramiki fosforanowej w różnych warunkach pokazuje wszechstronny materiał, który może wytrzymać chemiczną, termiczną i radioaktywną degradację w czasie. Właściwości fosforanów, zwłaszcza fosforanów ceramicznych, stabilności w szerokim zakresie pH, niskiej porowatości i minimalizacji odpadów wtórnych, stwarzają możliwości dla nowych technik immobilizacji odpadów.

Wymiana jonów

Średnioaktywne odpady w przemyśle jądrowym są często poddawane obróbce za pomocą wymiany jonowej lub innych środków w celu skoncentrowania radioaktywności w małej objętości. Znacznie mniej radioaktywna masa (po obróbce) jest następnie często odprowadzana. Na przykład możliwe jest zastosowanie kłaczków wodorotlenku żelazowego do usuwania metali radioaktywnych z mieszanin wodnych. Po zaabsorbowaniu radioizotopów na wodorotlenku żelazowym powstały osad można umieścić w metalowym bębnie przed zmieszaniem z cementem w celu utworzenia odpadów stałych. W celu uzyskania lepszych właściwości długoterminowych (stabilności mechanicznej) z takich form, mogą być one wykonane z mieszanki popiołu lotnego lub żużla wielkopiecowego i cementu portlandzkiego zamiast zwykłego betonu (wykonanego z cementu portlandzkiego, żwiru i piasku ).

Synroc

Australijski Synroc (syntetyczna skała) to bardziej wyrafinowany sposób unieruchamiania takich odpadów, a proces ten może ostatecznie zostać wykorzystany komercyjnie w przypadku odpadów cywilnych (obecnie jest opracowywany dla odpadów wojskowych USA). Synroc został wynaleziony przez prof. Teda Ringwooda (geochemika ) z Australian National University . Synroc zawiera minerały typu pirochlor i kryptomelan. Oryginalna postać Synroc (Synroc C) została zaprojektowana dla płynnych odpadów wysokoaktywnych (rafinatu PUREX) z reaktora lekkowodnego . Głównymi minerałami w tym Synroc są hollandyt (BaAl ₂ Ti ₆ O ₁₆ ), cyrkonolit (CaZrTi ₂ O ₇ ) i perowskit (CaTiO ₃ ). Cyrkonolit i perowskit są żywicielami aktynowców . Stront i bar zostaną utrwalone w perowskicie. Cez zostanie osadzony w hollandycie . Zakład przetwarzania odpadów Synroc rozpoczął budowę w 2018 roku w ANSTO .

Zarządzanie długoterminowe

Zobacz też: Ekonomika elektrowni jądrowych § Koszty unieszkodliwiania odpadów

Zgodnie z badaniami opartymi na wpływie szacunkowych dawek promieniowania, omawiane ramy czasowe w przypadku odpadów radioaktywnych wahają się od 10 000 do 1 000 000 lat. Badacze sugerują, że prognozy uszczerbku na zdrowiu dla takich okresów należy poddać krytycznej analizie. Praktyczne badania uwzględniają tylko do 100 lat, jeśli chodzi o efektywne planowanie i ocenę kosztów. Długoterminowe zachowanie się odpadów promieniotwórczych pozostaje przedmiotem bieżących projektów badawczych w zakresie geoprognozowania .

Remediacja

Glony wykazały selektywność względem strontu w badaniach, podczas gdy większość roślin stosowanych w bioremediacji nie wykazała selektywności między wapniem a strontem, często nasycając się wapniem, który występuje w większych ilościach w odpadach promieniotwórczych. Stront-90 , którego okres półtrwania wynosi około 30 lat, jest klasyfikowany jako odpad wysokoaktywny.

Naukowcy przyjrzeli się bioakumulacji strontu przez Scenedesmus spinosus ( algi ) w symulowanych ściekach. Badanie potwierdza wysoce selektywną biosorpcji strontu S. spinosus, co sugeruje, że może być odpowiedni do wykorzystania ścieków jądrowych. Badanie glonów stawowych Closterium moniliferum przy użyciu nieradioaktywnego strontu wykazało, że zmiana stosunku baru do strontu w wodzie poprawia selektywność strontu.

Utylizacja naziemna

Przechowywanie w suchej beczce zazwyczaj polega na pobieraniu odpadów z basenu wypalonego paliwa i zamykaniu ich (wraz z gazem obojętnym ) w stalowym cylindrze, który jest umieszczony w betonowym cylindrze, który działa jak osłona przed promieniowaniem. Jest to stosunkowo niedroga metoda, którą można wykonać w centralnym obiekcie lub w sąsiedztwie reaktora źródłowego. Odpady można łatwo odzyskać w celu ponownego przetworzenia.

Składowanie geologiczne

Schemat podziemnego składowiska niskoaktywnych odpadów promieniotwórczych

W dniu 14 lutego 2014 r. materiały radioaktywne w pilotażowym zakładzie izolacji odpadów wyciekły z uszkodzonego bębna magazynowego z powodu użycia niewłaściwego materiału opakowaniowego. Analiza wykazała brak „kultury bezpieczeństwa” w zakładzie, ponieważ jego udana działalność przez 15 lat zrodziła samozadowolenie.

Proces wyboru odpowiednich głębokich składowisk końcowych odpadów wysokoaktywnych i wypalonego paliwa jądrowego jest obecnie w toku w kilku krajach, a pierwsze ma zostać oddane do użytku po 2010 r. Podstawową koncepcją jest zlokalizowanie dużej, stabilnej formacji geologicznej i używać technologii wydobywczej do drążenia tunelu lub maszyn do drążenia tuneli o dużej średnicy (podobnych do tych używanych do wiercenia tunelu pod kanałem La Manche z Anglii do Francji), aby wywiercić szyb od 500 metrów (1600 stóp) do 1000 metrów (3300 stóp) pod powierzchnią, gdzie można wykopać pomieszczenia lub sklepienia w celu usunięcia wysokoaktywnych odpadów radioaktywnych. Celem jest trwałe odizolowanie odpadów radioaktywnych od środowiska człowieka. Wiele osób czuje się niekomfortowo z powodu natychmiastowego zaprzestania zarządzania tym systemem utylizacji, co sugeruje, że wieczyste zarządzanie i monitorowanie byłoby bardziej rozważne.

Ponieważ niektóre gatunki radioaktywne mają okres półtrwania dłuższy niż milion lat, należy wziąć pod uwagę nawet bardzo małe wycieki z pojemników i migrację radionuklidów. Co więcej, może minąć więcej niż jeden okres półtrwania, zanim niektóre materiały jądrowe stracą wystarczającą radioaktywność, aby przestały być śmiertelne dla żywych istot. Przegląd szwedzkiego programu usuwania odpadów radioaktywnych z 1983 r. Przeprowadzony przez Narodową Akademię Nauk wykazał, że szacunki tego kraju dotyczące kilkuset tysięcy lat - być może nawet miliona lat - są niezbędne do izolacji odpadów „w pełni uzasadnione”.

Utylizacja odpadów radioaktywnych na dnie oceanu została zasugerowana przez odkrycie, że głębokie wody w północnym Oceanie Atlantyckim nie wykazują wymiany z wodami płytkimi przez około 140 lat na podstawie danych dotyczących zawartości tlenu zarejestrowanych przez okres 25 lat. Obejmują one pochówek pod stabilną równiną otchłani , pochówek w strefie subdukcji , która powoli przenosiłaby odpady w dół do płaszcza Ziemi i pochówek pod odległą wyspą naturalną lub stworzoną przez człowieka. Chociaż wszystkie te podejścia mają swoje zalety i ułatwiłyby międzynarodowe rozwiązanie problemu składowania odpadów promieniotwórczych, wymagałyby zmiany prawa morza .

Artykuł 1 (Definicje), pkt 7. Protokołu z 1996 r. do Konwencji o zapobieganiu zanieczyszczaniu mórz przez zatapianie odpadów i innych substancji (konwencja londyńska o zatapianiu) stanowi:

„Morze” oznacza wszystkie wody morskie inne niż wody wewnętrzne państw, jak również dno morskie i jego podglebie; nie obejmuje to składowisk pod dnem morskim, do których dostęp można uzyskać wyłącznie z lądu”.

Proponowana metoda subdukcyjnego unieszkodliwiania odpadów na lądzie polega na unieszkodliwianiu odpadów promieniotwórczych w strefie subdukcji , do której można dostać się z lądu, a zatem nie jest zabroniona przez umowę międzynarodową. Metoda ta została opisana jako najbardziej opłacalny sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych i najnowocześniejszy od 2001 roku w technologii unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych. Inne podejście, zwane Remix & Return, polegałoby na mieszaniu wysokoaktywnych odpadów z kopalnią uranu i odpadami z młyna do poziomu pierwotnej radioaktywności rudy uranu , a następnie zastąpić go w nieczynnych kopalniach uranu. Podejście to ma zalety polegające na zapewnieniu miejsc pracy górnikom, którzy pełniliby jednocześnie funkcję personelu zajmującego się utylizacją, oraz ułatwieniu cyklu „od kołyski do grobu” w przypadku materiałów radioaktywnych, ale byłoby nieodpowiednie w przypadku wypalonego paliwa reaktora w przypadku braku ponownego przetwarzania ze względu na obecność zawiera wysoce toksyczne pierwiastki radioaktywne, takie jak pluton.

Składowanie w głębokich otworach wiertniczych to koncepcja składowania wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych z reaktorów jądrowych w bardzo głębokich otworach wiertniczych. Składowanie w głębokich otworach wiertniczych ma na celu umieszczenie odpadów nawet 5 kilometrów (3,1 mil) pod powierzchnią Ziemi i opiera się przede wszystkim na ogromnej naturalnej barierze geologicznej, która bezpiecznie i trwale ogranicza odpady, tak aby nigdy nie stanowiły zagrożenia dla środowiska . Skorupa ziemska zawiera 120 bilionów ton toru i 40 bilionów ton uranu (głównie w stosunkowo śladowych stężeniach części na milion, każda sumując się ponad 3 × 10 19 skorupy ziemskiej) ^. ton masy), wśród innych naturalnych radioizotopów. Ponieważ część nuklidów rozpadających się w jednostce czasu jest odwrotnie proporcjonalna do okresu półtrwania izotopu, względna radioaktywność mniejszej ilości radioizotopów wyprodukowanych przez człowieka (tysiące ton zamiast bilionów ton) zmniejszyłaby się, gdy izotopy o znacznie krótszym półtrwania niż większość naturalnych radioizotopów uległa rozpadowi.

W styczniu 2013 r. Rada hrabstwa Cumbria odrzuciła propozycje rządu centralnego Wielkiej Brytanii dotyczące rozpoczęcia prac nad podziemnym składowiskiem odpadów nuklearnych w pobliżu Parku Narodowego Lake District . „Dla każdej społeczności przyjmującej będzie dostępny znaczny pakiet świadczeń społecznych wartych setki milionów funtów” – powiedział Ed Davey, sekretarz ds. energii, ale mimo to lokalny wybrany organ głosował 7–3 przeciwko kontynuowaniu badań, po wysłuchaniu dowodów niezależnych geologów że „spękanej warstwie hrabstwa nie można było powierzyć tak niebezpiecznego materiału i zagrożenia trwającego tysiąclecia”.

Utylizacja poziomych otworów wiertniczych opisuje propozycje wiercenia w skorupie ziemskiej na odległość jednego kilometra w pionie i dwóch kilometrów w poziomie w celu usunięcia wysokoaktywnych form odpadów, takich jak wypalone paliwo jądrowe , cez-137 lub stront-90 . Po umieszczeniu i okresie odzyskania otwory zostaną zasypane i uszczelnione. Seria testów technologii została przeprowadzona w listopadzie 2018 r., a następnie ponownie publicznie w styczniu 2019 r. przez prywatną firmę z siedzibą w USA. Test wykazał umieszczenie kanistra testowego w poziomym otworze wiertniczym i wydobycie tego samego kanistra. W tym teście nie zastosowano faktycznie odpadów wysokoaktywnych.

Wspólnego Centrum Badawczego Komisji Europejskiej z 2021 r. (zob. powyżej) stwierdzono:

Gospodarka odpadami promieniotwórczymi oraz ich bezpieczne składowanie jest niezbędnym krokiem w cyklu życia wszystkich zastosowań nauki i technologii jądrowej (energia jądrowa, badania, przemysł, edukacja, medycyna i inne). Odpady promieniotwórcze są zatem wytwarzane praktycznie w każdym kraju, przy czym największy udział w cyklu życia energii jądrowej mają kraje posiadające elektrownie jądrowe. Obecnie istnieje szeroki konsensus naukowo-techniczny, że składowanie wysokoaktywnych, długożyciowych odpadów promieniotwórczych w głębokich formacjach geologicznych jest, przy obecnym stanie wiedzy, uważane za właściwy i bezpieczny sposób izolowania ich od biosfery na bardzo długi czas skale czasowe.

Transmutacja

Główny artykuł: Transmutacja jądrowa

Pojawiły się propozycje reaktorów, które zużywają odpady jądrowe i przekształcają je w inne, mniej szkodliwe lub krócej żyjące odpady jądrowe. W szczególności integralny reaktor prędki był proponowanym reaktorem jądrowym z jądrowym cyklem paliwowym, który nie wytwarzał odpadów transuranowych i faktycznie mógł je zużywać. Doszło do testów na dużą skalę, ale ostatecznie został odwołany przez rząd USA. Innym podejściem, uważanym za bezpieczniejsze, ale wymagającym dalszych prac rozwojowych, jest przeznaczenie reaktorów podkrytycznych do transmutacji pozostałych pierwiastków transuranowych.

Izotopem, który znajduje się w odpadach radioaktywnych i który stanowi zagrożenie pod względem proliferacji, jest Pu-239. Duże zapasy plutonu są wynikiem jego produkcji w reaktorach zasilanych uranem oraz ponownego przetwarzania plutonu nadającego się do broni podczas programu zbrojeniowego. Opcją pozbycia się tego plutonu jest wykorzystanie go jako paliwa w tradycyjnym reaktorze lekkowodnym (LWR). Badanych jest kilka rodzajów paliw o różnej skuteczności niszczenia plutonu.

Transmutacja została zakazana w Stanach Zjednoczonych w kwietniu 1977 r. Przez prezydenta Cartera ze względu na niebezpieczeństwo rozprzestrzeniania plutonu, ale prezydent Reagan uchylił ten zakaz w 1981 r. Z powodu strat ekonomicznych i ryzyka budowa zakładów przerobu w tym czasie nie została wznowiona. Ze względu na duże zapotrzebowanie na energię w UE kontynuowano prace nad tą metodą . Doprowadziło to do powstania praktycznego jądrowego reaktora badawczego o nazwie Myrrha , w którym możliwa jest transmutacja. Dodatkowo w UE uruchomiono nowy program badawczy o nazwie ACTINET aby umożliwić transmutację na dużą, przemysłową skalę. Według Global Nuclear Energy Partnership (GNEP) prezydenta Busha z 2007 r. Stany Zjednoczone aktywnie promują badania nad technologiami transmutacyjnymi potrzebnymi do znacznego ograniczenia problemu przetwarzania odpadów radioaktywnych.

Prowadzono również badania teoretyczne obejmujące wykorzystanie reaktorów termojądrowych jako tak zwanych „palników aktynowców”, w których plazma reaktora termojądrowego , taka jak w tokamaku , mogłaby być „domieszkowana” niewielką ilością „pomniejszych” atomów transuranowych, które byłyby przekształcone (co oznacza rozszczepienie w przypadku aktynowców) na lżejsze pierwiastki po ich kolejnym bombardowaniu przez neutrony o bardzo wysokiej energii wytwarzane w wyniku fuzji deuteru i trytu w reaktorze. Badanie na MIT stwierdzili, że tylko 2 lub 3 reaktory termojądrowe o parametrach podobnych do tych z Międzynarodowego Eksperymentalnego Reaktora Termojądrowego (ITER) mogłyby przetransmutować całą roczną produkcję mniejszych aktynowców ze wszystkich reaktorów lekkowodnych działających obecnie we flocie Stanów Zjednoczonych, jednocześnie generując około 1 gigawatów mocy z każdego reaktora.

Ponowne użycie

Główny artykuł: Ponowne przetwarzanie jądrowe

Wypalone paliwo jądrowe zawiera obfite ilości żyznego uranu i śladowe ilości materiałów rozszczepialnych. Metody takie jak proces PUREX można wykorzystać do usuwania aktynowców przydatnych do produkcji aktywnego paliwa jądrowego.

Inną opcją jest znalezienie zastosowań dla izotopów zawartych w odpadach promieniotwórczych w celu ich ponownego wykorzystania . Już teraz cez-137 , stront-90 i kilka innych izotopów jest ekstrahowanych do niektórych zastosowań przemysłowych, takich jak napromienianie żywności i radioizotopowe generatory termoelektryczne . Chociaż ponowne użycie nie eliminuje konieczności gospodarowania radioizotopami, może zmniejszyć ilość wytwarzanych odpadów.

Nuclear Assisted Hydrocarbon Production Method, kanadyjskie zgłoszenie patentowe nr 2 659 302, jest metodą tymczasowego lub stałego składowania materiałów odpadowych promieniotwórczych, obejmującą umieszczanie materiałów odpadowych w jednym lub większej liczbie składowisk lub otworów wiertniczych zbudowanych w niekonwencjonalnym złożu ropy tworzenie. Strumień termiczny materiałów odpadowych powoduje pękanie formacji i zmienia właściwości chemiczne i/lub fizyczne materiału węglowodorowego w formacji podziemnej, aby umożliwić usunięcie zmienionego materiału. Z formacji powstaje mieszanina węglowodorów, wodoru i/lub innych płynów formacyjnych. Radioaktywność wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych zapewnia odporność na proliferację plutonu umieszczonego na obrzeżach składowiska lub w najgłębszej części odwiertu.

Reaktory hodowlane mogą działać na U-238 i pierwiastkach transuranowych, które stanowią większość radioaktywności wypalonego paliwa jądrowego w okresie 1 000–100 000 lat.

Utylizacja przestrzeni

Unieszkodliwianie kosmosu jest atrakcyjne, ponieważ usuwa odpady nuklearne z planety. Ma istotne wady, takie jak możliwość katastrofalnej awarii rakiety nośnej , które mogą rozprzestrzeniać materiały radioaktywne w atmosferze i na całym świecie. Wymagana byłaby duża liczba startów, ponieważ żadna pojedyncza rakieta nie byłaby w stanie przenieść zbyt dużej ilości materiału w stosunku do całkowitej ilości, która musi zostać usunięta. To sprawia, że ​​​​propozycja jest niepraktyczna ekonomicznie i zwiększa ryzyko jednego lub więcej niepowodzeń podczas startu. Aby jeszcze bardziej skomplikować sprawę, należałoby zawrzeć międzynarodowe umowy regulujące taki program. Koszty i niewystarczająca niezawodność nowoczesnych wyrzutni rakietowych do unieszkodliwiania w kosmosie były jednym z motywów zainteresowania nierakietowymi systemami wyrzutni kosmicznych, takimi jak sterowniki masowe , windy kosmiczne i inne propozycje.

Krajowe plany zarządzania

Zobacz też: Postępowanie z odpadami promieniotwórczymi wysokiego stopnia

Protest antyatomowy w pobliżu składowiska odpadów radioaktywnych w Gorleben w północnych Niemczech

Szwecja i Finlandia są najdalej w realizacji określonej technologii unieszkodliwiania, podczas gdy wiele innych krajów przetwarza wypalone paliwo jądrowe lub zawiera umowy z Francją lub Wielką Brytanią, zabierając z powrotem powstały pluton i odpady wysokoaktywne. „W wielu krajach rosną zaległości w przetwarzaniu plutonu… Wątpliwe jest, aby ponowne przetwarzanie miało sens ekonomiczny w obecnym środowisku taniego uranu”.

W wielu krajach europejskich (np. w Wielkiej Brytanii, Finlandii, Holandii, Szwecji i Szwajcarii) ryzyko lub dawka graniczna dla członka społeczeństwa narażonego na promieniowanie z przyszłego obiektu unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych jest znacznie bardziej rygorystyczna niż sugerowana przez Międzynarodowej Komisji Ochrony przed Promieniowaniem lub proponowane w Stanach Zjednoczonych. Europejskie limity są często 20-krotnie bardziej rygorystyczne niż standard zaproponowany w 1990 r. przez Międzynarodową Komisję Ochrony przed Promieniowaniem i dziesięciokrotnie bardziej rygorystyczne niż standard zaproponowany przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA) dla elektrowni jądrowych Yucca Mountain składowisko odpadów przez pierwsze 10 000 lat po zamknięciu.

Proponowany przez US EPA standard na ponad 10 000 lat jest 250 razy bardziej liberalny niż limit europejski. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska zaproponowała prawny limit maksymalnie 3,5 milisiwerta (350 miliremów ) rocznie dla lokalnych osobników po 10 000 lat, co stanowiłoby do kilku procent narażenia obecnie otrzymywanego przez niektóre populacje w regionach o najwyższym naturalnym tle na Ziemi, chociaż Departament Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) przewidział, że otrzymana dawka będzie znacznie poniżej tego limitu . W ciągu tysięcy lat, po rozpadzie najbardziej aktywnych radioizotopów o krótkim okresie półtrwania, zakopywanie amerykańskich odpadów nuklearnych zwiększyłoby radioaktywność górnych 2000 stóp skał i gleby w Stanach Zjednoczonych (10 milionów km 2 ) o około ¹ część w 10 milionach ponad skumulowaną ilość naturalnych radioizotopów w takiej objętości, ale w pobliżu stanowiska występowałoby znacznie wyższe stężenie sztucznych radioizotopów pod ziemią niż taka średnia.

Mongolia

Po poważnym sprzeciwie wobec planów i negocjacji między Mongolią a Japonią i Stanami Zjednoczonymi Ameryki w sprawie budowy składowisk odpadów jądrowych w Mongolii, Mongolia wstrzymała wszelkie negocjacje we wrześniu 2011 r. Negocjacje te rozpoczęły się po wizycie zastępcy sekretarza ds. Energii USA Daniela Ponemana w Mongolii we wrześniu 2010. W lutym 2011 r. w Waszyngtonie odbyły się rozmowy między urzędnikami Japonii, Stanów Zjednoczonych i Mongolii. Następnie do negocjacji przyłączyły się Zjednoczone Emiraty Arabskie (ZEA), które chciały kupować paliwo jądrowe z Mongolii. Rozmowy były utrzymywane w tajemnicy i chociaż Mainichi Daily News donosił o nich w maju, Mongolia oficjalnie zaprzeczyła istnieniu tych negocjacji. Jednak zaniepokojeni tą wiadomością obywatele Mongolii zaprotestowali przeciwko planom i zażądali od rządu wycofania planów i ujawnienia informacji. mongolskiego prezydenta Tsakhiagina Elbegdorja wydał dekret prezydencki 13 września zakazujący wszelkich negocjacji z zagranicznymi rządami lub organizacjami międzynarodowymi w sprawie planów składowania odpadów jądrowych w Mongolii. Rząd mongolski oskarżył gazetę o rozpowszechnianie fałszywych oświadczeń na całym świecie. Po zarządzeniu prezydenckim prezydent Mongolii zwolnił osobę, która rzekomo brała udział w tych rozmowach.

Nielegalny dumping

Główny artykuł: Wyrzucanie toksycznych odpadów przez „Ndranghetę”.

Władze we Włoszech prowadzą dochodzenie w sprawie mafijnego klanu 'Ndrangheta , oskarżonego o handel i nielegalne składowanie odpadów nuklearnych. Według informatora , kierownik włoskiej państwowej agencji badań energetycznych Enea zapłacił klanowi za pozbycie się 600 beczek toksycznych i radioaktywnych odpadów z Włoch, Szwajcarii, Francji, Niemiec i Stanów Zjednoczonych, z Somalią jako miejsce docelowe, gdzie zakopano odpady po przekupieniu lokalnych polityków. Byli pracownicy Enei są podejrzani o płacenie przestępcom za zdejmowanie z ich rąk odpadów w latach 80. i 90. XX wieku. Wysyłki do Somalii trwały do ​​lat 90., podczas gdy klan 'Ndrangheta wysadzał w powietrze ładunki odpadów, w tym radioaktywne odpady szpitalne, wysyłając je na dno morskie u wybrzeży Kalabrii . Według organizacji ekologicznej Legambiente , byli członkowie 'Ndranghety powiedzieli, że przez ostatnie 20 lat płacili im za zatapianie statków z materiałami radioaktywnymi.

Wypadki

Główny artykuł: Wypadki i incydenty jądrowe i radiacyjne

Kilka incydentów miało miejsce, gdy materiał radioaktywny został niewłaściwie usunięty, ekranowanie podczas transportu było wadliwe lub gdy został po prostu porzucony lub nawet skradziony ze składowiska odpadów. W Związku Radzieckim odpady składowane w jeziorze Karaczaj zostały przeniesione nad ten obszar podczas burzy piaskowej po częściowym wyschnięciu jeziora. W Maxey Flat , składowisku niskoaktywnych odpadów radioaktywnych w stanie Kentucky , rowy zabezpieczające pokryte ziemią zamiast stali lub cementu zapadły się pod wpływem ulewnych deszczy i wypełniły je wodą. Woda, która wdarła się do rowów, stała się radioaktywna i musiała zostać usunięta w samym obiekcie Maxey Flat. W innych przypadkach wypadków z odpadami promieniotwórczymi, jeziora lub stawy z odpadami promieniotwórczymi przypadkowo wylewały się do rzek podczas wyjątkowych sztormów. We Włoszech kilka składowisk odpadów radioaktywnych umożliwia przedostawanie się materiałów do wód rzecznych, zanieczyszczając w ten sposób wodę do użytku domowego. Latem 2008 roku we Francji doszło do wielu incydentów: jeden w zakładzie Areva w Tricastin zgłoszono, że podczas operacji osuszania płyn zawierający nieoczyszczony uran wylał się z wadliwego zbiornika i około 75 kg materiału radioaktywnego przedostało się do ziemi, a stamtąd do dwóch pobliskich rzek; w innym przypadku ponad 100 pracowników zostało skażonych niskimi dawkami promieniowania. Istnieją ciągłe obawy dotyczące degradacji składowiska odpadów jądrowych na atolu Enewetak na Wyspach Marshalla i potencjalnego wycieku radioaktywnego.

Wychwytywanie porzuconego materiału radioaktywnego było przyczyną kilku innych przypadków narażenia na promieniowanie , głównie w krajach rozwijających się , które mogą mieć mniej przepisów dotyczących substancji niebezpiecznych (a czasem mniej ogólnej edukacji na temat radioaktywności i związanych z nią zagrożeń) oraz rynek wychwytywanych towarów i złomu metal. Padlinożercy i ci, którzy kupują materiał, prawie zawsze nie są świadomi, że materiał jest radioaktywny i jest wybierany ze względu na swoją estetykę lub wartość złomu. Nieodpowiedzialność właścicieli materiałów promieniotwórczych, zwykle szpitali, uniwersytetów lub wojska, oraz brak regulacji dotyczących odpadów promieniotwórczych lub ich egzekwowanie są istotnymi czynnikami narażenia na promieniowanie. Przykład wypadku z udziałem złomu radioaktywnego pochodzącego ze szpitala można znaleźć w wypadku w Goiânia .

Wypadki transportowe z udziałem wypalonego paliwa jądrowego z elektrowni prawdopodobnie nie będą miały poważnych konsekwencji ze względu na wytrzymałość beczek transportowych wypalonego paliwa jądrowego .

15 grudnia 2011 r. najwyższy rzecznik rządu japońskiego Osamu Fujimura przyznał, że w odpadach z japońskich obiektów jądrowych znaleziono substancje jądrowe. Chociaż Japonia zobowiązała się do tych inspekcji w 1977 r. w porozumieniu ochronnym z MAEA, raporty były utrzymywane w tajemnicy dla inspektorów Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej . Japonia rozpoczęła rozmowy z MAEA na temat dużych ilości wzbogaconego uranu i plutonu, które zostały odkryte w odpadach nuklearnych usuniętych przez japońskich operatorów jądrowych. Na konferencji prasowej Fujimura powiedział: „Na podstawie dotychczasowych badań większość substancji jądrowych została właściwie zagospodarowana jako odpady i z tej perspektywy nie ma problemu z zarządzaniem bezpieczeństwem”. wciąż badane.

Powiązane znaki ostrzegawcze o niebezpieczeństwie

• 

  Symbol koniczyny używany do wskazania promieniowania jonizującego.

• 

  Symbol niebezpieczeństwa radioaktywności ISO 2007 przeznaczony dla źródeł IAEA kategorii 1, 2 i 3 zdefiniowanych jako źródła niebezpieczne, które mogą spowodować śmierć lub poważne obrażenia.

• 

  Znak klasyfikacji transportu towarów niebezpiecznych dla materiałów radioaktywnych

Zobacz też

• Ducrete
• Rekultywacja środowiska
• Grupa zadaniowa ds. ingerencji człowieka
• Listy katastrof jądrowych i incydentów radioaktywnych
• Materiał nierozliczony
• Odpady zmieszane (radioaktywne/niebezpieczne)
• Korozja mikrobiologiczna
• Likwidacja elektrowni jądrowych
• Sprzęt ochrony osobistej
• Ochrona przed promieniowaniem
• Skażenie radioaktywne
• Złom radioaktywny
• Radioekologia
• Odpady toksyczne
• Gospodarowanie odpadami

Cytowane źródła

•   Vandenbosch, Robert & Vandenbosch, Susanne E. (2007). Impas w sprawie odpadów jądrowych . Salt Lake City: University of Utah Press. ISBN 978-0874809039 .

Linki zewnętrzne

• Alsos Digital Library - Odpady radioaktywne (bibliografia z przypisami)
• Euridice European Interest Group odpowiedzialna za obsługę adresu URL Hades (link)
• Ondraf/Niras, organ ds. gospodarki odpadami w Belgii (link)
• Godzina krytyczna: Three Mile Island, dziedzictwo nuklearne i bezpieczeństwo narodowe (PDF)
• Agencja Ochrony Środowiska – Yucca Mountain (dokumenty)
• Grist.org – Jak powiedzieć przyszłym pokoleniom o odpadach jądrowych (artykuł)
• Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej – Internetowy Katalog Zasobów Jądrowych (linki)
• Nuclear Files.org – Yucca Mountain (dokumenty)
• Komisja Dozoru Jądrowego - Odpady Promieniotwórcze (dokumenty)
• Komisja Dozoru Jądrowego – Obliczanie wytwarzania ciepła z wypalonego paliwa jądrowego (przewodnik)
• Radwaste Solutions (magazyn)
• UNEP Earthwatch - Radioactive Waste Archived 2008-12-23 at the Wayback Machine (dokumenty i linki)
• World Nuclear Association – Radioactive Waste Archived 2010-06-11 at the Wayback Machine (dokumenty informacyjne)
• Zmartwień nie da się ukryć, gdy piętrzą się odpady nuklearne, Los Angeles Times, 21 stycznia 2008 r.