Teme

Tražilica

Upravljanje nisko i srednje radioaktivnim otpadom

Glossary Link Nisko radioaktivni otpad
Nisko Glossary Link radioaktivni otpad (Low Level Waste – LLW) nastaje u bolnicama, laboratorijima, industriji i nuklearnom gorivnom ciklusu. Tu vrstu otpada uglavnom čine zaštitna odjeća, rukavice, alat, krpe i materijali za čišćenje, odnosno sve što sadržava malu količinu uglavnom kratkoživućih izotopa. LLW čini 90% volumena cjelokupnog radioaktivnog otpada, dok je udio u radioaktivnosti 1%. U NE Krško nastaje godišnje 60 m3 ovakvog otpada koji se skladišti u krugu elektrane.

Rukovanje ovom vrstom radioaktvnog otpada nije komplicirano, ali odlaganje je ipak drugačije nego u slučaju s običnim smećem. LLW se sprema u bačve koje se zatim komprimiraju zbog smanjenja volumena. Takav kompaktirani otpad privremeno se pohranjuje na lokaciji nuklearne elektrane. Konačno odlagalište nisko radioaktivnog otpada najčešće je površinskog tipa. Površinsko odlagalište je relativno jednostavno za napraviti: u zemlji se iskopa jama duboka nekoliko metara, a zatim se na podlozi od nepropusnog materijala napravi betonska ploča na koju se postave betonski bazeni. Posude s nisko radioaktivnim otpacima stave se u betonske kontejnere i zaliju betonom. Betonski se kontejneri stave u betonski bazen i kada se on napuni, zatvara betonskom pločom te prekrije zemljom.

Glossary Link Srednje radioaktivni otpad
Srednje radioaktivni otpad (Intermediate Level Waste – ILW) sadržava veću količinu radioaktivnosti i može zahtjevati posebne štitove. Sadržava smole iz ionoizmjenjivačkih filtera, kemijske taloge te kontaminirane materijale nastale dekomisijom. ILW čini 7% ukupnog volumena radioaktivnog otpada te 4% radioaktivnosti. Konačno odlagalište srednje radioaktivnog otpada može biti površinskog ili podzemnog (tunelskog) tipa. Odlagalište podzemnog tipa izvedeno je tako da se na odabranoj lokacije izbuše tuneli – slični rudarskim. Kruti ILW stavi se u metalne bačve i zalije betonom za imobilizaciju. Bačve se nakon toga stave u betonski Glossary Link kontejner paralelepipednog oblika te se sve ponovo zalije betonom i postavi u tunel koji se ispuni vodonepropusnim materijalom. Konačna odlagališta nisko i srednje radioaktivnog otpada površinskog i podzemnog tipa izgrađena su u više europskih zemalja, SAD-u i Japanu.

Nastanak nisko i srednje radioaktivnog otpada jedna je od nuspojava proizvodnje električne energije u nuklearnim elektranama. Otpad nastaje u normalnom pogonu elektrane, uključujući i remont, te u postupku razgradnje (dekomisije). Prema agregatnom stanju nisko i srednje radioaktivni otpad dijeli se na plinoviti, kruti i tekući, koji je količinski dominantan. Prije skladištenja radioaktivni se otpad tretira. Plinoviti radioaktivni otpad se sakuplja u spremnike za odležavanje, a nakon odležavanja, izgaranja vodika i filtracije plinoviti se radioaktivni otpad ispušta u okolinu kada se prema propisima za to steknu uvjeti. S obzirom da nije dozvoljeno skladištenje tekućeg radioaktivnog otpada on se također mora dodatno obraditi. Obrada tekućeg radioaktivnog otpada uključuje filtraciju, demineralizaciju i isparavanje. Nakon sakupljanja, segregacije, dekontaminacije i rezanja može se pristupiti procesu obrade krutog nisko i srednje radioaktivnog otpada. Segregacija je odvajanje kompresibilnog od nekompresibilnog otpada, te gorivog od negorivog sve u cilju smanjivanja volumena. Glossary Link Dekontaminacija se najčešće provodi ručnim pranjem, mehaničkim čišćenjem, ultrazvučnim čišćenjem i kemijskim pranjem. Tekući radioakivni otpad koji pri tome nastane tretira se kao i ostali tekući ILW i LLW. Svrha rezanja je lakše pakiranje u bačve.

Kompaktiranje je važan dio u tretiranju nisko i srednje radioaktivnog otpada jer se njihov volumen smanjuje do 5 puta, uz doduše, porast specifične aktivnosti. Također zbog smanjenja volumena u NE Krško se koristi postupak superkompaktiranja silom od 15 miliona njutna. Time se značajno reducira volumen bačve. Spaljivanje nisko i srednje radioaktivnog otpada iz NE Krško obavlja se u Švedskoj. Nakon obrade, a prije pohranjivanja u skladišta, nisko i srednje aktivni otpad je potrebno kondicionirati u pakete pogodne za rukovanje, transport, skladištenje i odlaganje.

Danas je širom svijeta u upotrebi veći broj odlagališta za nisko i srednje radioaktivni otpad. Neka su od njih površinska a neka podzemna.

 Površinska odlagališta:
Najjednostavnije površinsko odlagalište je običan plitki rov u kojem se otpad prekriva zemljom. Danas je uobičajeno da se u takvom plitkom odlagalištu postavi odgovarajuća izolacija na dno te da zemljani pokrov sadrži jedan nepropusni sloj s drenažnim kanalima. Radioaktivni otpad se obično obrađuje prije odlaganja i dodatno se izolira u nepropusnim posudama ili betonskim kanisterima. Druga varijanta površinskog odlagališta je zidana betonska građevina, plitko ukopana ili sagrađena iznad površine zemlje. Građevina se sastoji od prostorija koje se redom popunjavaju posudama s otpadom. Kada se neka prostorija popuni, zatvara se a prije toga mogu se posude zaliti i betonom. U Francuskoj se od 1969. godine odlaže nisko i srednjeaktivni otpad u odlagalište Center de la Manche, koje je kombinacija izgrađenog i nasutog površinskog odlagališta. Donji dio se sastoji od zalivenih betonskih cjelina-monolita i sadrži srednjeaktivni otpad. Na monolite se slažu posude s niskoaktivnim otpadom.Shema površinskog odlagališta otpada

Shema površinskog odlagališta otpada

 

Podzemna odlagališta:
Podzemna odlagališta mogu biti na različitim dubinama, od nekoliko desetaka do nekoliko stotina metara. Negdje se adaptiraju napušteni rudnici u prikladnim geološkim formacijama, kao što su rudnik soli Asse i rudnik željeza Konrad u Njemačkoj. Neke zemlje grade podzemna odlagališta kopajući horizontalne tunele u kamenoj padini, kao npr. u Švicarskoj. U Švedskoj i Finskoj kopaju se kosi tuneli do željene dubine u kojima se grade betonski silosi. Podzemna su odlagališta prikladna za zbrinjavanje srednjeaktivnog otpada a neke ih zemlje koriste i za niskoaktivni otpad.

Shema podzemnog tunelskog tipa odlagališta (Forsmark u Švedskoj)

Najveći broj odlagališta nisko i srednjeaktivnog otpada je površinskog tipa zbog jednostavnosti izrade i smanjenih troškova u odnosu na podzemni tip odlagališta. Tome u prilog idu i suvremena tehnološka rješenja za sigurno i ekološki prihvatljivo odlaganje nisko i srednje aktivnog otpada. U nastavku je dan pregled po državama postojećih odlagališta nisko i srednje radioaktivnog otpada. U Francuskoj su do sada izgrađena dva odlagališta površinskog tipa koji su pod upravnim nadzorom agencije ANDRA (Agence Nationale pour la gestion des Dechets RAdioactifs). Prvo odlagalište, Centre de la Manche, nalazi se neposredno pored kompleksa za preradu istrošenog nuklearnog goriva La Hague, 400 km sjeverozapadno od Pariza. Odlagalište površine 15 ha i kapaciteta 5,3·105 m3 započelo je s radom 1969. godine a zatvoreno je 1995. godine nakon što je kapacitet bio popunjen. Troškovi zatvaranja su iznosili 87 milijuna USD. Odlagalište se trenutno nalazi u režimu aktivne institucionalne kontrole. Drugo odlagalište, Centre de l'Aube, započelo je s radom 1992. godine a predviđa se da će ukupni kapacitet od 106 m3 kondicioniranog otpada biti popunjen nakon 30 godina. Odlagalište je smješteno 150 km jugoistočno od Pariza a površina mu je 1 km2. Dozvola za rad je bila dobivena 1986. godine a s izgradnjom se krenulo 1987. godine. Ukupni troškovi izgradnje koje je trajala 5 godina su iznosili 200 milijuna USD.

Odlagalište La Manche u Francuskoj

Odlagalište Centre de l'Aube u Francuskoj

 

Odlagalište površinskog tipa El Cabril u Španjolskoj se nalazi 130 km sjeveroistočno od grada Cordobe na obroncima planinskog masiva Sierra Morena (formacija gnajsa i škriljevaca) i pod nadzorom je nacionalne agencije ENRESA (Empresa Nacional de Residuos Radioactivos). Lokacijska dozvola za odlaganje radioaktivnog otpada je dobivena 1987. godine. Troškovi detaljnih istraživačkih radova na lokaciji su procijenjeni na oko 16 milijuna USD dok su troškovi izgradnje odlagališta iznosili oko 91 milijuna USD. Ukupno vrijeme izgradnje je iznosilo 5 godina za kapacitet od 5,8·104 m3 kondicioniranog radioaktivnog otpada. Pogon odlagališta je počeo 1992. godine a njegovi troškovi se procijenjuju na oko 140 milijuna USD a pretpostavlja se da će troškovi zatvaranja odlagališta iznositi oko 20 milijuna USD.Odlagalište El Cabril

Odlagalište El Cabril u Španjolskoj

 

Odlagalište površinskog tipa Drigg u Velikoj Britaniji se nalazi u neposrednoj blizini nuklearnog kompleksa Sellafield udaljen 500 m od mora. Odlagalište zauzima ukupnu površinu od 36 ha. Prva dozvola za odlaganje radioaktivnog otpada na ovoj lokaciji je izdana 1957. godine a odlagalište je nakon promjene vlasnika danas u vlasništvu BNFL (British Nuclear Fuels). Sve do 1988. godine primjenjivala se tehnologija direktnog odlaganja metalnih posuda u zemljane jame duboke 5-8 m bez ugrađenih inženjerskih barijera, a nakon toga se pristupilo monolitnoj varijantni odlaganja. Metalne posude ispunjenje radioaktivnim otpadom se pohranjuju u metalne kontejnere, ispunjavaju betonom i odlažu u armirano betonske jedinice za odlaganje. Odlagalište je modularnog tipa a kapacitet mu je procijenjen na oko 106 m3 kondicioniranog otpada. Postoji određena zabrinutost zbog moguće erozije podizanjem razine mora u budućnosti.Odlagalište Drigg

Odlagalište Drigg u Velikoj Britaniji

 

Podzemno odlagalište Morsleben u Njemačkoj je lokacija napuštenog rudnika soli na dubini 400-600 m. Dozvola za gradnju je izdana 1972. Odlagalište je krenulo s pogonom 1981. godine te je do 1988. godine u njemu odloženo oko 36765 m3 nisko i srednjeaktivnog otpada i skoro 7000 zatvorenih radioaktivnih izvora koji potječu iz znanstvenih ustanova i institucija. Odlagalište je originalno dobilo pogonsku dozvolu do 2000. godine s mogučnošću produljenja dozvole. Nakon obustave rudnika (1998.) uočena je narušena stabilnost kupola od soli stoga se od 2003. upumpava mješavina soli i betona kao privremena stabilizacija. Procijenjuje se da će ukupni troškovi zatvaranja odlagališta iznositi oko 2,2  milijarde eura.

Drugo odlagalište u Njemačkoj je Konrad (u izgradnji) a nalazi se u napuštenom rudniku željezne rude. Smješteno je na dubini 800-1300 m i sastoji se od 6 razina. Zbog vrlo povoljnih suhih uvjeta i potpune izolacije od plitkih podzemnih voda, lokacija je 1982. godine procijenjena prihvatljivom za odlaganje radioaktivnog otpada. Licenca dozvoljava ukupni kapacitet od 3·105 m3 za kondicionirani radioaktivni otpad. Do 2007. oko 945 milijuna eura je bilo potrošeno na istraživanje i planiranje, a dodatnih 900 milijuna eura je predviđeni trošak zatvaranja.Odlagalište Morsleben (napušteni rudnik soli)

Odlagalište Morsleben u Njemačkoj (napušteni rudnik soli)Odlagalište Konrad (napušteni rudnik željezne rude)

Odlagalište Konrad u Njemačkoj (napušteni rudnik željezne rude)

 

Odlagalište tunelskog tipa Forsmark u Švedskoj se nalazi u neposrednoj blizini lokacije na kojoj je smještena istoimena nuklearna elektrana. Odlagalište je ukopano u granitnu stijenu na dubini 50 m ispod Baltičkog mora. Švedska agencija SKB (Svensk Karnbarnslehantering) je dobila lokacijsku dozvolu 1983. godine a odlagalište je ušlo u pogon 1988. godine sa ukupnim troškovima izgradnje oko 91 milijuna USD. Kapacitet odlagališta iznosi 60000 m3 i namijenjeno je odlaganju pogonskog radioaktivnog otpada iz svih 12 nuklearnih elektrana u Švedskoj. Godišnji prihvat kondicioniranog radioaktivnog goriva u odlagalištu Forsmark iznosi 6000 m3 a pogonski troškovi se procijenjuju na 3,5 milijuna USD. Da bi se odlagalište osposobilo za prihvat nisko i srednje aktivnog otpada od dekomisije nuklearnih elektrana (proces dekomisije nuklearnih elektrana u Švedskoj kreće oko 2020. godine), razmatra se mogućnost proširenja kapaciteta odlagališta za dodatnih 30000 m3 kondicioniranog otpada.

Forsmark odlagalište u Švedskoj

 

Američki radioaktivni otpad koji nastaje iz komercijalnih djelatnosti (nuklearne elektrane, medicina, istraživanje) preuzimaju pojedine savezne države. Trenutno se u SAD-u nalaze u pogonu dva odlagališta radioaktivnog otpada (Richland i Barnwell), koja rade na komercijalnoj osnovi. Na isti način radi i odlagalište Clive koje je u vlasništvu kompanije Envirocare a nalazi se u pustinjskom području države Utah. Osim spomenutih postoji pet odlagališta u vlasništvu  američkog ministarstva energetike US DOE (Department of Energy) i obrane DOD (Department of Defense). U planu je otvaranje još desetak različitih odlagališta koja bi bila površinskog tipa.

Odlagalište otpada Richland nalazi se u saveznoj državi Washington u sklopu velikog nuklearnog kompleksa Hanford. Ovo odlagalište površinskog tipa je započelo s radom 1965. godine i u njemu još ima prostora za odlaganje oko 1.3·103 m3 kondicioniranog otpada. Radioaktivni otpad se na lokaciju doprema u metalnim posudama koje se ulažu u prethodno pripremljene cilindrične betonske kontejnere. Nakon što se popune, betonski kontejneri se zatvaraju i polažu u pripremljene zemljane rovove na više razina te se zatrpavaju pijeskom. Nakon toga se rovovi prekrivaju s nekoliko slojeva pokrova za što se koristi pijesak, glina i polietilenski materijali visoke gustoće.

Odlagalište Richland u SAD-u

Odlagalište Barnwell locirano u saveznoj državi South Caroline je u vlasništvu kompanije Energy Solutions i prostire se na površini od 95 ha te je u pogonu od 1971. godine. Projektirano je za sve vrste niskoaktivnog otpada (potrošeno 8·105 m3) te za velike reaktorske komponente kao tlačne posude i parogeneratori (odloženo 40-tak komponenti). Kontejneri s otpadom se ulažu u velike betonske posude koje se zatim postavljaju unutar inženjerskih barijera odlagališta na dubini od 9 m ispod površine zemlje. Tlo na lokaciji je stabilno već milijunima godina i sastoji se od gline i pješčenjaka. Svaka jedinica za odlaganje radioaktivnog otpada (zemljani rov) opremljena je sustavom za drenažu voda. Nakon što se ispuni kondicioniranim radioaktivnim otpadom, zemljani rov se prekriva s nekoliko slojeva pijeska, gline i polietilenskih materijala visoke gustoće. U svrhu smanjenja neželjenih erozijskih procesa gornji pješčani sloj se na odlagalištu prekriva biološkim pokrovom. Do danas je popunjeno oko 90 % kapaciteta odlagališta.

Odlagalište Barnwell

Odlagalište Barnwell u SAD-u

Otpad koji nastaje kao posljedica istraživačkih djelatnosti ministarstva US DOE i DOD odlaže se u pet većih odlagališta smještenih unutar poznatih nacionalnih laboratorija u SAD-u (Oak Ridge, Los Alamos, Hanford, Savannah River i INEEL) i u veći broj manjih odlagališta. U okviru INEEL-a (Idaho National Engineering and Environmental Laboratory) izrađen je tzv. Radioactive Waste Managment Complex koji je predviđen za odlaganje niskoaktivnog otpada (40 ha) i skladištenje transuranskog otpada (20 ha). Do 1998. godine na lokaciji je bilo odloženo, tj. uskladišteno 65000 m3 niskoaktivnog i transuranskog otpada.

INEEL odlagalište u SAD-u