11 найбільших проблем з утилізацією ядерних відходів та їх вирішення

Поява атомної енергетики відкриває багатообіцяючі можливості для недорогих і високоефективних джерел енергії. Однак належна утилізація ядерних відходів все ще є великою проблемою.

Ядерні відходи є одними з найскладніших видів відходів, оскільки вони дуже небезпечні. Отже, ми збираємося вивчити найбільші проблеми утилізації ядерних відходів і шляхи їх вирішення.

Матеріали ядерних процесів, які або є природними радіоактивними, або були заражені іншими радіоактивними елементами, називаються ядерні відходи.

Це відходи, що випромінюються в процесі виробництва ядерної енергії. Існує багато дискусій щодо того, як слід утилізувати ці відходи, і це особливо вірно у випадку високоактивних відходів (ВАО).

За даними Агентства з охорони навколишнього середовища США (EPA), ядерні відходи поділяються на шість загальних категорій. До них належать:

Відпрацьоване ядерне паливо ядерних реакторів
Хвости уранового заводу від видобутку та переробки уранової руди
Високоактивні відходи від переробки відпрацьованого ядерного палива
Низькоактивні відходи
Трансуранові відходи оборонних програм.
Радіоактивні матеріали природного походження та вироблені на прискорювачах.

Утилізація ядерних відходів або поводження з радіоактивними відходами є важливою частиною виробництва ядерної енергії, і атомні електростанції та інші компанії повинні дотримуватися деяких дуже важливих і суворих інструкцій.

Ці вказівки гарантують, що всі ядерні відходи утилізуються безпечно, дбайливо та з якомога меншою шкодою для життя (тварини чи рослини). АЕС утворює радіоактивні ядерні відходи, які можуть завдати серйозної шкоди здоров’ю людей та навколишньому середовищу

Необхідно уникати контакту з такими радіоактивними ядерними відходами. У деяких країнах не можна обговорювати ядерну енергетику, не торкнувшись так званої проблеми «ядерних відходів», а в інших це взагалі не проблема.

**Проблеми та рішення утилізації ядерних відходів**

Зміст

10 найбільших проблем з утилізацією ядерних відходів і їх вирішення

Ми збираємося досліджувати проблеми та шляхи утилізації ядерних відходів, і це обіцяє бути цікавим.

Проблеми утилізації ядерних відходів

Рішення для довгострокового зберігання не існує
Дороге очищення
Тривалий період напіввиведення
Проблема специфікації
Очищення
Переробка ядерних відходів шкідлива

1. Рішення для довгострокового зберігання не існує

Немає безпечних сховищ для тривалого зберігання відходів, хоча атомні електростанції постачають 11 відсотків електроенергії у світі з 449 діючих ядерних реакторів.

Наш основний спосіб роботи з радіоактивними відходами на даний момент полягає в тому, щоб просто зберігати їх десь і спробувати зрозуміти, що з ними робити пізніше. Одним із часто використовуваних «місць зберігання» протягом десятиліть були наші моря та океани через їхню велику здатність розбавляти радіацію.

Наприклад, британський завод ядерного палива в Селлафілді зберігає ядерні відходи в Ірландському морі з 1950-х років. Подібна практика була зафіксована в багатьох інших місцях, наприклад, скидання радіоактивних реакторів з радянських підводних човнів і зброї в Північний Льодовитий океан або незліченних контейнерів, наповнених ядерними відходами вздовж узбережжя Сан-Франциско.

Однак такий спосіб поводження з таким небезпечним матеріалом небезпечний, оскільки радіоактивне забруднення поширюється через нашу морську екосистему, завдаючи шкоди водоймі та видам у ній.

2. Дороге очищення

Через небезпечну природу ядерних відходів їх очищення дуже дороге та може негативно вплинути на здоров’я тих, хто бере участь у прибиранні.

Наприклад, один неприємний сценарій стався під прекрасними лісами північної Німеччини. Колишня соляна шахта Ассе, яка використовувалася як сховище ядерних відходів для 126,000 1970 контейнерів з радіоактивними відходами в XNUMX-х роках, має ознаки руйнування.

Незважаючи на те, що деякі серйозні тріщини в стінах з'явилися ще в 1988 році, уряд лише нещодавно вирішив, що ядерні відходи потрібно перемістити!» Німеччина обходиться в 140 мільйонів євро на рік лише за дотримання заходів безпеки для тих, хто бере участь у розслідуванні, а не за фактичне переміщення відходів.

Крім того, транспортування ядерних відходів супроводжується значним ризиком. Якщо під час транспортування до сховища станеться аварія, забруднення навколишнього середовища може бути руйнівним.

Вартість того, щоб все очистити і зробити все безпечним для людей, тварин і рослин, дуже висока. Немає простого або легкого шляху при спробі прибрати розлитий радіоактивний матеріал; натомість можуть знадобитися роки, щоб переконатися, що територія безпечна для проживання або навіть для повторного відвідування.

У разі дуже серйозних аварій може знадобитися багато десятків років, поки речі знову не почнуть рости або жити нормально.

3. Тривалий період напіввиведення

Якщо вам цікаво, що таке період напіврозпаду в радіоактивних елементах, це просто кількість часу, необхідна радіоактивним ядрам для розпаду на 50%.

Зараз продукти ядерного поділу мають довгий період напіврозпаду. Це означає, що вони залишатимуться радіоактивними протягом багатьох тисяч років, тобто випромінюватимуться протягом тривалого часу, таким чином залишаючись потенційною загрозою весь час. Тому їх не можна викидати на відкритому повітрі.

Крім того, якщо щось трапиться з балонами для відходів, у яких зберігаються ядерні відходи, цей матеріал може бути надзвичайно летким і небезпечним протягом багатьох років. Термін служби радіоактивних ядерних відходів дуже тривалий.

4. Проблема специфікації

Основна проблема захоронення радіоактивних відходів полягає в тому, що уряди наполягають на визначенні відкладеного ядерного палива з золою як радіоактивних відходів і нечесно стверджують, що причиною його зберігання в сховищі є не те, що воно ніколи не завдавало там жодної шкоди та має майбутню цінність. , але невідомий спосіб остаточної утилізації його як відходів

Ще одна державна брехня полягає в тому, що він становить значну небезпеку при зберіганні. Якщо вірити цьому, то постає дилема: ризикувати поховати його або ризикувати зберегти, але захистити їх від звинувачень у тому, що вони заробляють гроші на викопному паливі, чиї відходи завдають шкоди людям.

5. Очищення

Особливо серйозною проблемою в країнах, що розвиваються, є те, що люди часто йдуть шукати покинуті ядерні відходи, які все ще є радіоактивними. У деяких країнах існує ринок для подібних відпрацьованих товарів, що означає, що люди охоче піддають себе небезпечним рівням радіації, щоб заробити гроші.

Однак, на жаль, радіоактивні матеріали можуть бути дуже леткими і спричиняти деякі проблеми. Зазвичай люди, які збирають подібні матеріали, потрапляють до лікарень і навіть можуть померти від проблем, пов’язаних із радіоактивними матеріалами або спричинених ними.

На жаль, як тільки хтось потрапив під вплив ядерних відходів, він може піддати радіоактивним матеріалам інших людей, які не вирішили займатися збиранням ядерних відходів.

6. Переробка ядерних відходів шкідлива

Переробка ядерних відходів дуже забруднює навколишнє середовище та є одним із найбільших джерел радіоактивності, створеної людиною, на планеті.

Під час цього процесу плутоній відокремлюється від відпрацьованого уранового палива за допомогою серії хімічних реакцій. Потім плутоній використовується як нове паливо або для створення ядерної зброї.

Хоча дехто вважає, що ідея переробки відпрацьованого ядерного палива є нашою великою перевагою, все ще залишається фактом те, що ядерна переробка не є відповіддю на проблему відходів; скоріше, це проблема сама по собі.

Кількість відходів, що залишаються, більша. Хімічні процеси, що використовуються для розчинення відпрацьованих тепловиділяючих стрижнів, утворюють значний об’єм рідких радіоактивних відходів, які необхідно безпечно зберігати (проблема зберігання повторюється знову).

Плутоній належить до числа найбільш токсичних речовин, коли-небудь відомих людству. Він накопичується в кістках і печінці, що ускладнює оцінку його впливу на людину.

Ядерна переробка є надзвичайно брудним процесом. Частина радіоактивності, створеної найбільшим заводом з ядерної переробки La Hague у Франції, була виявлена за Полярним колом.

Рішення проблем утилізації ядерних відходів

Будуйте реактори з розплавленим торієм
Зберігання відпрацьованого палива
Глибоке геологічне захоронення
Зберігайте позитивний настрій у вирішенні проблем
Зменшення відходів у першу чергу

1. Побудуйте реактори з розплавленим торієм

Одним із способів вирішення проблеми ядерних відходів було б будівництво реакторів з розплавленим солем торію. Ці типи реакторів можна зробити безпечними за своєю суттю, тобто вони не можуть «бумнути», як Чорнобиль, і також не розплавляться, як Фукусіма, якщо електроенергія повністю припиниться.

У торієві реактори з часом можна було б подавати існуючі ядерні відходи, щоб вони «спалилися» в ядерних реакціях всередині реактора. Крім того, реактори вироблятимуть електроенергію.

Так, реакція торію також утворює ядерні відходи, але лінія розпаду торію виробляє стабільні елементи набагато швидше. Ядерні відходи потрібно безпечно зберігати лише кілька сотень років замість сотень тисяч років у реакторах на основі урану та плутонію.

Торієва технологія може бути розроблена для «спалювання» актиноїдів (решти горизонтальної групи в періодичній таблиці).

Значно дешевше побудувати торієвий завод. «Слід» для реактора потужністю 450 МВт можна було б поховати, і було б видно лише електричну будку, підключення до мережі та під’їзну дорогу. Сонячна енергія займатиме понад 1000 акрів і (зараз) термін корисної експлуатації становитиме 20–30 років.

Торій значно спрощує управління енергією та відходами всіх видів.

2. Зберігання використаного палива

Для відпрацьованого палива, позначеного як високоактивні радіоактивні відходи (ВАО), першим кроком є зберігання, щоб дозволити розпад радіоактивності та тепла, що робить поводження набагато безпечнішим.

Відпрацьоване паливо зазвичай зберігається під водою протягом щонайменше п’яти років, а потім часто в сухому складі. Зберігання відпрацьованого палива може здійснюватися в басейнах або сухих контейнерах на реакторних майданчиках або централізовано.

Окрім зберігання, було досліджено багато варіантів, спрямованих на забезпечення прийнятних для суспільства, безпечних та екологічно безпечних рішень щодо остаточного поводження з радіоактивними відходами. Найбільш популярним рішенням є глибоке геологічне захоронення.

3. Глибоке геологічне захоронення

Радіоактивні відходи зберігаються, щоб уникнути радіаційного опромінення людей або будь-якого забруднення. Радіоактивність відходів з часом зменшується, створюючи потужний стимул для зберігання високоактивних відходів протягом приблизно 50 років перед захороненням.

Загальновідомо, що глибоке геологічне захоронення є найкращим рішенням для остаточного захоронення більшості утворених радіоактивних відходів.

Більшість низькорадіоактивних відходів (НАВ) зазвичай відправляються на наземне захоронення відразу після їх упаковки для довгострокового поводження.

Це означає, що для більшості (90% за об’ємом) усіх типів відходів, утворених ядерними технологіями, розроблено та впроваджується в усьому світі задовільний спосіб утилізації.

Основна увага приділяється тому, як і де будувати такі об’єкти. Використане паливо, яке не призначене для прямої утилізації, замість цього може бути перероблено для переробки урану та плутонію, які воно містить.

Під час переробки утворюється деяка кількість відокремленої рідини (ВАО); це склоподібне скло та зберігається до остаточної утилізації. Середньорадіоактивні відходи (СРВ), які містять довгоіснуючі радіоізотопи, також зберігаються до захоронення в геологічному сховищі.

Кілька країн утилізують (СВО), що містять короткоживучі радіоізотопи, у приповерхневих сховищах, які використовуються для захоронення (НАО).

Деякі країни знаходяться на попередніх стадіях розгляду захоронення СВАО та ВАО, тоді як інші, зокрема Фінляндія, досягли значного прогресу.

Більшість країн дослідили глибоке геологічне захоронення, і це офіційна політика, щоб бути ефективним засобом захоронення ядерних відходів.

4. Зберігайте позитивний настрій у вирішенні проблем

По-перше, ми можемо перестати перебільшувати та наголошувати на небезпеці та труднощах поводження з радіоактивними відходами та ядерною енергією за будь-якої можливості.

Зараз у США є купи високоактивних відходів з реакторів поділу, з медичних джерел, які використовуються для лікування раку, а також купи низькоактивних відходів по всій країні.

Це абсолютно не загрожує здоров'ю. Але це не довгострокове рішення, і це не найкраще, що можна зробити, але ми не всі оповиті хмарами радіоактивного пилу.

Ми можемо почати з раціонального порівняння з проблемами утилізації відходів і забруднення, які пов’язані з іншими методами виробництва електроенергії.

Після цього ми можемо побудувати реактори-розмножувачі швидкого спектру для спалювання довгоіснуючих актиноїдів у «потоці відходів» з легкої води, важкої води та термореакторів із графітовим сповільнювачем, багато з яких розщеплюються, більшість із яких є розщеплюваними.

Крім того, ми могли б навчитися справлятися зі зростанням населення світу. Контролюйте це зростання, а потім скоротіть чисельність населення до якогось розумного та стабільного рівня, і проблеми виробництва енергії та утилізації відходів раптом виглядатимуть набагато більш керованими, незалежно від того, яким джерелом енергії в кінцевому підсумку виявиться використання.

5. Зменшення відходів у першу чергу

Цей метод спеціально спрямований на зберігання та утилізацію відходів ядерних реакторів. Проте також було зроблено значні інвестиції в пошук шляхів зменшення кількості створюваних відходів.

Зараз існує 55 ядерних стартапів із фінансуванням у розмірі 1.6 мільярда доларів. Ядерний сектор є дуже обмеженим і створює великі перешкоди для нових гравців через історію NRC (Комісії з ядерного регулювання) як організації, призначеної для запобігання розповсюдженню ядерної зброї, а не організації, яка зосереджена на взаємодії з інноваційними підприємцями.

Висновок

На завершення, виходячи з цієї статті та сучасної суспільної тенденції, належна утилізація ядерних відходів все ще є складною проблемою, яка стримує розвиток ядерної енергетики.

Основна проблема полягає в дуже довгому періоді напіврозпаду, створюваному радіоізотопами. Деяким з них більше мільйона років. Отже, це значно ускладнює контроль та управління ядерними відходами.

Однак найбільш часто використовуваним методом захоронення ядерних відходів є зберігання, або з використанням сталевих циліндрів як радіоактивних екранів, або з використанням глибоких геологічних методів захоронення.

Але з іншого боку, утилізація ядерних відходів шляхом зберігання все ще викликає багато проблем, оскільки витік ядерних відходів може спричинити величезні екологічні катастрофи, а також вплинути на здоров’я людини.

11 найбільших проблем з утилізацією ядерних відходів і їх вирішення