Radioaktivního odpadu

obavy zejména v nakládání s jaderným odpadem jsou dva dlouhé-žil štěpných produktů, Tc-99 (poločas 220,000 let) a I-129 (half-life 15,7 milionu let), které dominují radioaktivity vyhořelého paliva po několik tisíc let. Nejvíce znepokojující transuranových prvků při nakládání s vyhořelým palivem jsou Np-237 (half-life dva miliony let) a Pu-239 (poločas rozpadu 24 000 let)., Jaderný odpad vyžaduje sofistikované zpracování a řízení, aby byl úspěšně izolován od interakce s biosférou. To obvykle vyžaduje ošetření, následuje dlouhodobá strategie řízení zahrnující skladování, likvidaci nebo přeměnu odpadu na netoxickou formu. Vlády po celém světě zvažují řadu možností nakládání s odpady a likvidace, i když došlo k omezenému pokroku směrem k dlouhodobým řešením nakládání s odpady.,

V druhé polovině 20. století, několik metod likvidace radioaktivních odpadů byly zkoumány jaderné národů, které jsou :

• „dlouhodobé nadzemní skladování“, není implementována.,
• „likvidace ve vesmíru“ (například uvnitř Slunce), není implementována—protože by byla v současné době příliš drahá.
• „deep borehole disposition“, není implementován.
• „tavení hornin“, není implementováno.
• „likvidace v subdukčních zónách“, není implementována.
• Ocean dispozici, SSSR, Velká Británie, Švýcarsko, usa, Belgie, Francie, Nizozemsko, Japonsko, Švédsko, Rusko, Německo, Itálie a Jižní Korea (1954-93). To již mezinárodní dohody neumožňují.,
• „sub-seabed disposition“, není realizován, není povoleno mezinárodními dohodami.
• „likvidace v ledových pokrývkách“, odmítnuta v antarktické smlouvě
• “ přímá injekce “ SSSR a USA.
• jaderná transmutace pomocí laserů způsobuje beta rozpad, aby přeměnil nestabilní atomy na ty s kratšími poločasy.

ve Spojených státech se politika nakládání s odpady zcela rozpadla s ukončením práce na neúplném úložišti Yucca Mountain. V současné době existuje 70 jaderných elektráren, kde je skladováno vyhořelé palivo., Komise pro modrou stuhu byla jmenována prezidentem Obamou, aby prozkoumala budoucí možnosti tohoto a budoucího odpadu. Zdá se, že je upřednostňováno hluboké geologické úložiště. 2018 Nobelovu Cenu za Fyziku-vítěz Gérard Mourou navrhl použití Hlaholil puls zesílení generovat high-energie a nízké-délka laserových pulsů přeměnit vysoce radioaktivního materiálu (obsažený v cílové) výrazně snížit jeho half-life, z tisíce let jen pár minut.,

Počáteční treatmentEdit

VitrificationEdit

dlouhodobé skladování radioaktivního odpadu vyžaduje stabilizaci odpadů do formy, která nebude ani reagovat, ani degradovat na delší dobu. Předpokládá se, že jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, může být vitrifikace. V současné době v Sellafieldu je odpad na vysoké úrovni (Purex first cycle raffinate) smíchán s cukrem a poté kalcinován. Kalcinace zahrnuje průchod odpadu vyhřívanou rotující trubicí., Účelem kalcinace je odpaření vody z odpadu a odstranění dusičnanů štěpných produktů, které napomáhají stabilitě vyrobeného skla.

generovaný „kalcín“ se kontinuálně přivádí do indukčně vyhřívané pece s roztříštěným sklem. Výsledné sklo je nová látka, ve které jsou odpadní produkty spojeny do skleněné matrice, když ztuhne. Jako tavenina se tento produkt nalije do válcových nádob z nerezové oceli („válce“) v dávkovém procesu. Po ochlazení tekutina ztuhne („vitrifies“) do skla., Po vytvoření je sklo vysoce odolné vůči vodě.

po naplnění válce je na hlavu válce přivařeno těsnění. Válec se pak umyje. Po kontrole vnější kontaminace je ocelový válec uložen, obvykle v podzemním úložišti. V této podobě se očekává, že odpadní produkty budou znehybněny po tisíce let.

sklo uvnitř válce je obvykle černá lesklá látka. Celá tato práce (ve Velké Británii) se provádí pomocí systémů horkých buněk., Cukr se přidává ke kontrole chemie ruthenium a k zastavení tvorby těkavých izotopů RuO4 obsahujících radioaktivní ruthenium. Na Západě je sklo obvykle borosilikátové sklo (podobné Pyrexu), zatímco v bývalém Sovětském svazu je normální používat fosfátové sklo. Množství štěpných produktů ve skle musí být omezeno, protože některé (palladium, ostatní kovy skupiny Pt a tellurium) mají tendenci vytvářet kovové fáze, které se oddělují od skla. Hromadné vitrifikace používá elektrody k roztavení půdy a odpadů, které jsou pak pohřbeny pod zemí., V Německu se používá vitrifikační zařízení; Jedná se o zpracování odpadu z malé demonstrační přepracovny, která byla od té doby uzavřena.

Fosfát CeramicsEdit

Vitrifikace není jediný způsob, jak stabilizovat odpadu do formy, která nebude reagovat nebo snížit na delší dobu. Imobilizace prostřednictvím přímého začlenění do krystalického keramického hostitele na bázi fosfátu se také používá. Různorodé chemie fosfátové keramiky za různých podmínek prokázat univerzální materiál, který může odolávat chemické, tepelné a radioaktivní degradaci v průběhu času., Vlastnosti fosfátů, zejména keramických fosfátů, stability v širokém rozsahu pH, nízké pórovitosti a minimalizace sekundárního odpadu představují možnosti pro nové techniky imobilizace odpadu.

výměna Iontůedit

je běžné, že středně aktivní odpady v jaderném průmyslu jsou ošetřeny iontovou výměnou nebo jinými prostředky pro koncentraci radioaktivity na malý objem. Mnohem méně radioaktivní objem (po ošetření) je často vypouštěn. Například je možné použít floc hydroxidu železitého k odstranění radioaktivních kovů z vodných směsí., Poté, co jsou radioizotopy absorbovány na hydroxid železitý, může být výsledný kal umístěn do kovového bubnu před smícháním s cementem za vzniku pevné formy odpadu. S cílem získat lepší dlouhodobou výkonnost (mechanické stability) z takové formy mohou být vyrobeny ze směsi popílek nebo vysokopecní strusky a Portlandského cementu, místo normálního betonu (s Portlandského cementu, štěrku a písku).,

SynrocEdit

Australský Synroc (syntetický kámen) je sofistikovanější způsob zneškodnění těchto odpadů, a tento proces může nakonec přijít do komerční využití pro civilní odpady (to je v současné době vyvíjen pro AMERICKÉ vojenské odpady). Synroc byl vynalezen Prof Ted Ringwood (geochemik) na Australské národní univerzitě. Synroc obsahuje minerály typu pyrochlore a cryptomelane. Původní forma Synroc (Synroc C) byla navržena pro kapalný vysokoúrovňový odpad (PUREX rafinát) z reaktoru se světlou vodou., Hlavními minerály v tomto Synroc jsou hollandit (BaAl2Ti6O16), zirkonolit (CaZrTi2O7) a perovskit (CaTiO3). Zirkonolit a perovskit jsou hostiteli aktinidů. Stroncium a baryum budou fixovány v perovsku. Cesium bude upevněno v Holandsku.

dlouhodobé redwoodský národní

časový rámec při nakládání s radioaktivními odpady se pohybuje od 10 000 do 1 000 000 let, podle studie založené na účinku odhadované radiační dávky. Vědci naznačují, že prognózy zdravotního poškození pro taková období by měly být kriticky zkoumány., Praktické studie zvažují až 100 let, pokud jde o efektivní plánování a hodnocení nákladů. Dlouhodobé chování radioaktivních odpadů zůstává předmětem probíhajících výzkumných projektů v geoforecastingu.

nadzemní disposalEdit

Suchých skladů obvykle zahrnuje nakládání s odpady z vyhořelého paliva bazén a těsnění (spolu s inertním plynem) do ocelového válce, který je umístěn v betonové válce, které funguje jako radiační štít. Jedná se o relativně levnou metodu, kterou lze provést v centrálním zařízení nebo v blízkosti zdrojového reaktoru., Odpad lze snadno získat pro přepracování.

Geologické disposalEdit

proces výběru vhodné hluboké konečné úložiště vysoce radioaktivního odpadu a vyhořelého paliva, které je nyní pod způsobem, v několika zemích se první měl být pověřen nějaký čas po roce 2010., Základní koncept je najít velkou, stabilní geologické formaci a používat těžební technologie vyhloubit tunel, nebo velké-vrtání tunelovacího stroje (podobné těm, které používají pro vrtání eurotunel z Anglie do Francie) vyvrtat šachtu 500 m (1600 ft) 1000 m (3 300 stop) pod povrchem, kde pokoje nebo klenby může být vyhlouben pro likvidaci vysoce radioaktivního odpadu. Cílem je trvale izolovat jaderný odpad od lidského prostředí., Mnoho lidí zůstává nepohodlných s okamžitým zastavením tohoto systému likvidace, což naznačuje, že trvalé řízení a monitorování by bylo obezřetnější.

protože některé radioaktivní druhy mají poločasy delší než jeden milion let, je třeba vzít v úvahu i velmi nízký únik kontejnerů a míru migrace radionuklidů. Navíc, to může vyžadovat více než jeden poločas, dokud některé jaderné materiály ztratit dost radioaktivity přestat být smrtelné pro živé věci., 1983 recenze švédského radioaktivního odpadu programu Národní Akademie Věd zjistila, že země je odhadem několik set tisíc let—možná až jednoho milionu let—je nutné pro izolaci odpadu „plně oprávněné.“

Oceánu zneškodňování radioaktivního odpadu bylo navrženo podle zjištění, že hluboké vody v Severním Atlantiku nepředstavuje výměnu s mělkých vodách asi 140 let na základě obsahu kyslíku údaje zaznamenané v průběhu 25 let., Patří mezi ně pohřeb pod stabilní abyssal plain, pohřeb v subdukční zóny, který by pomalu nést odpad dolů do Zemského pláště, a pohřeb pod vzdálené přírodní nebo člověkem-vyrobené ostrov. I když tyto přístupy mají všechny zásluhy a usnadnily by mezinárodní řešení problému likvidace radioaktivního odpadu, vyžadovaly by změnu mořského zákona.

Článek 1 (Definice), 7.,, Protokolu z roku 1996 k Úmluvě o Předcházení Znečišťování moří ukládáním Odpadů a Jiných látek, (London Dumping Convention) uvádí:

„“Moři“ se rozumí všechny mořské vody, jiné než ve vnitřních vodách Států, stejně jako mořského dna a podloží; to nezahrnuje sub-mořské dno úložiště přístupné pouze z půdy.“

navrhovaná metoda půdní subduktivní likvidace odpadu likviduje jaderný odpad v subdukční zóně přístupné z půdy, a proto není mezinárodní dohodou zakázána., Tato metoda byla popsána jako nejschůdnější způsob likvidace radioaktivního odpadu a jako nejmodernější od roku 2001 v technologii likvidace jaderného odpadu.Jiný přístup zvaný Remix & Návrat by směs vysoce radioaktivního odpadu s uranovém dole a mlýn propadu až na úroveň původní radioaktivitu uranové rudy, a pak nahradit je v neaktivní uranové doly., Tento přístup má zásluhy na vytváření pracovních míst pro horníky, kteří by zdvojnásobit jako k dispozici personál, a usnadnit kolébky-do-hrobu cyklu pro radioaktivní materiály, ale to by bylo nevhodné pro vyhořelého paliva reaktoru v nepřítomnosti přepracování, vzhledem k přítomnosti vysoce toxický radioaktivní prvky jako plutonium v ní.

deep borehole disposition je koncept likvidace vysoce radioaktivního odpadu z jaderných reaktorů v extrémně hlubokých vrtech. Hlubinná likvidace vrtu se snaží umístit odpad až na 5 kilometrů (3.,1 km) pod povrchem Země a spoléhá především na obrovské přírodní geologická zábrana omezit odpad bezpečně a trvale tak, že to by mělo nikdy představovat hrozbu pro životní prostředí. Zemská kůra obsahuje 120 bilionů tun thoria a 40 bilionů tun uranu (především při relativně stopových koncentrací ppm každém přidání se v průběhu kůry je 3 × 1019 tunu hmoty), z dalších přírodních radioizotopů., Protože zlomek nuklidy rozpadající se za jednotku času je nepřímo úměrná izotopu je poločas, relativní radioaktivita menší množství produkovaného lidmi radioizotopů (tisíce tun místo biliony tun) by se zmenšila, jakmile izotopy s mnohem kratší poločas než většina přírodních radioizotopů chátral.

v lednu 2013 Rada okresu Cumbria odmítla návrhy britské centrální vlády na zahájení prací na podzemním skládce jaderného odpadu poblíž národního parku Lake District., „Pro všechny hostitelské společnosti, tam bude podstatné společenství balíček výhod a stojí za stovky milionů liber,“ řekl Ed Davey, Ministr Energetiky, ale přesto, místní voleného orgánu hlasovali 7-3 proti výzkumu pokračovat, po vyslechnutí důkazů z nezávislých geologové, že „zlomené vrstvy kraji bylo nemožné svěřit s tak nebezpečným materiálem a nebezpečí trvající tisíciletí.,“

Horizontální aparatura k dispozici, popisuje návrhy vrtat více než jeden km vertikálně a dva km horizontálně v zemské kůře, za účelem vyřazení vysoce radioaktivního odpadu formy, jako je vyhořelé jaderné palivo, Cesia-137, nebo Stroncia-90. Po vyprázdnění a době načítání by byly vrtné díry zasypány a zapečetěny. Řada testů technologie byla provedena v listopadu 2018 a poté znovu Veřejně V lednu 2019 soukromou společností se sídlem v USA., Zkouška prokázala vyprázdnění zkušebního kanystru v horizontální vrtné díře a získání stejného kanystru. V tomto testu nebyl použit žádný skutečný odpad na vysoké úrovni.

TransmutationEdit

Tam byly návrhy pro reaktory, které spotřebovávají jaderného odpadu a přeměnit ji na jiné, méně škodlivé nebo kratší trvání, jaderného odpadu. Zejména integrální rychlý reaktor byl návrh jaderného reaktoru s jaderným palivovým cyklem, který produkoval ne transuranových odpad, a ve skutečnosti, by se konzumovat transuranových odpadu., Postupovala až k rozsáhlým testům, ale poté byla zrušena americkou vládou. Další přístup, je považován za bezpečnější, ale vyžaduje další rozvoj, je věnovat podkritických reaktorů pro transmutaci doleva-přes transuranových prvků.

izotop, který se nachází v jaderném odpadu a který představuje obavy z hlediska proliferace, je Pu-239. Velká zásoba plutonia je výsledkem její výroby uvnitř reaktorů poháněných Uranem a přepracování plutonia stupně zbraní během zbrojního programu., Možností, jak se zbavit tohoto plutonia, je použít ho jako palivo v tradičním lehkovodním reaktoru (LWR). Studuje se několik typů paliv s různou účinností ničení plutonia.

transmutace byla ve Spojených státech zakázána v dubnu 1977 prezidentem Carterem kvůli nebezpečí šíření plutonia, ale prezident Reagan zákaz v roce 1981 zrušil. Kvůli ekonomickým ztrátám a rizikům se výstavba přepracovacích zařízení během této doby neobnovila. Vzhledem k vysoké poptávce po energii pokračují práce na této metodě v EU., To vedlo k praktickému jadernému výzkumnému reaktoru zvanému myrha, ve kterém je možná transmutace. Kromě toho byl v EU zahájen nový výzkumný program s názvem ACTINET, který umožňuje transmutaci ve velkém průmyslovém měřítku. Podle Prezidenta Bushe Global Nuclear Energy Partnership (GNEP) z roku 2007, ve Spojených Státech je nyní aktivně podporovat výzkum transmutace technologie potřebné k výrazně snížit problém jaderných odpadů.,

Tam byly také teoretické studie, zahrnující využití fúzní reaktory jako tzv. „aktinidů hořáky“, kde fúzní reaktor plazmy jako v tokamaku, by mohla být „dopoval“ s malým množstvím „menších“ transuranových atomy, které by se přeměnil (což znamená, fissioned v aktinidů případě) pro lehčí prvky, na jejich následné bombardování velmi vysoké energie neutronů produkovaných fúze deuteria a tritia v reaktoru., Studie z MIT zjistili, že pouze 2 nebo 3 fúzní reaktory s parametry podobné, že Mezinárodní Termonukleární Experimentální Reaktor (ITER) může přeměnit celý roční minoritní aktinidy produkce ze všech lehkovodních reaktorů, v současné době působící ve Spojených Státech flotily, zatímco současně vytváří přibližně 1 gigawatt energie z každého reaktoru.

Re-useEdit

Další možností je najít aplikace pro izotopy v jaderném odpadu tak, aby je znovu použít., Již cesium-137, stroncium-90 a několik dalších izotopů jsou extrahovány pro určité průmyslové aplikace, jako je ozařování potravin a radioizotopové termoelektrické generátory. Zatímco opakované použití nevylučuje potřebu řídit radioizotopy, může snížit množství produkovaného odpadu.,

Jaderné Asistované Uhlovodíků Metodou Produkce, Kanadský patent 2,659,302, je metoda pro dočasné nebo trvalé úložiště jaderného odpadu materiály obsahující umístění odpadních materiálů do jednoho nebo více repozitářů nebo vrtů postavena do nekonvenční ropy formace. Tepelný tok odpadních materiálů zlomenina tvorba a mění chemické a/nebo fyzikální vlastnosti uhlovodíků materiál v podzemní formace umožňují odstranění změněné materiálu., Z tvorby se vyrábí směs uhlovodíků, vodíku a/nebo jiných formačních kapalin. Radioaktivita vysoce radioaktivního odpadu poskytuje šíření rezistence k plutonia umístěny v obvodu úložiště nebo nejhlubší části vrtu.

atomové reaktory může běžet na U-238 a transuranových prvků, které tvoří většinu vyhořelého paliva radioaktivity v 1 000–o 100 000 let.

space disposalEdit

vesmírná likvidace je atraktivní, protože odstraňuje jaderný odpad z planety., To má významné nevýhody, jako je potenciál pro katastrofální selhání rakety, které by mohly šíření radioaktivního materiálu do atmosféry a po celém světě. Byl by vyžadován vysoký počet startů, protože žádná jednotlivá raketa by nebyla schopna nést velkou část materiálu vzhledem k celkovému množství, které je třeba zlikvidovat. Díky tomu je návrh ekonomicky nepraktický a zvyšuje riziko alespoň jednoho nebo více selhání spuštění., Aby se záležitosti dále zkomplikovaly, musely by být stanoveny mezinárodní dohody o regulaci takového programu. Náklady a nedostatečná spolehlivost moderní raketové odpalovací systémy pro prostor k dispozici, byl jedním z motivů pro zájem v non-raketa spacelaunch systémy jako hmotnost řidiče, prostor, výtahy, a další návrhy.,

Národní správa plansEdit

Švédsko a Finsko jsou nejdále spolu v závazkem k konkrétní k dispozici technologie, zatímco mnozí jiní zpracovat vyhořelé palivo, nebo smlouva s Francií nebo Velkou Británií na to, beru zpět, výsledná plutonia a vysoce radioaktivního odpadu. „V mnoha zemích se rozvíjí rostoucí množství plutonia z přepracování…, Je pochybné, že přepracování má ekonomický smysl v současném prostředí levného uranu.“

V mnoha Evropských zemích (například velká Británie, Finsko, Nizozemsko, Švédsko a Švýcarsko) riziko nebo dávka limit pro člena veřejnosti vystaveni záření z budoucnosti vysoce radioaktivního jaderného odpadu je podstatně přísnější, než navrhla Mezinárodní Komise pro Radiační Ochranu nebo navrhované ve Spojených Státech., Evropské limity jsou často přísnější než standardní navrhl v roce 1990 Mezinárodní Komise pro Radiační Ochranu s faktorem 20 a více přísné desetkrát než standardní navrhla AMERICKÁ Agentura pro Ochranu Životního prostředí (EPA) pro Yucca Mountain úložiště jaderného odpadu pro prvních 10 000 let po uzavření.

navrhovaná norma EPA USA Pro více než 10 000 let je 250krát tolerantnější než evropský limit. Americká EPA navrhla zákonný limit maximálně 3.,5 milisierverty (350 millirem) každý jednou ročně místní jednotlivců po 10 000 let, což by bylo až několik procent z expozice v současné době obdržel tím, že některé populace v nejvyšší přírodní pozadí regiony na Zemi, i když AMERICKÉ Ministerstvo Energetiky Spojených Států amerických (DOE) předpověděl, že obdržené dávky by být mnohem nižší než tento limit. V průběhu tisíce let, po nejaktivnějších krátkých poločasových radioizotopů rozpadla, pohřbívání USA., jaderný odpad by zvýšení radioaktivity v top 2000 metrů horniny a půdy ve Spojených Státech (10 milionů km2) přibližně 1 díl na 10 milionů více než kumulativní množství přírodních radioizotopů v takovém objemu, ale okolí stránky by měli daleko vyšší koncentraci umělých radioizotopů v podzemí, než jako průměrnou.,

MongoliaEdit

Po vážné námitky se objevily o plánech a jednání mezi Mongolska, Japonska a Spojených Států Amerických budovat jaderné-zařízení pro nakládání s odpady v Mongolsko, Mongolsko zastavil veškerá jednání v září 2011. Tato jednání začala poté, co Americký náměstek ministra energetiky Daniel Poneman navštívil Mongolsko v září 2010. V únoru 2011 proběhla ve Washingtonu D.C. jednání mezi představiteli Japonska, Spojených států a Mongolska., Poté se k jednání připojily Spojené arabské emiráty (SAE), které chtěly koupit jaderné palivo z Mongolska. Rozhovory byly utajeny a přestože o nich v květnu informoval Mainichi Daily News, Mongolsko oficiálně existenci těchto jednání popřelo. Nicméně, znepokojeni touto zprávou, mongolští občané protestovali proti plánům a požadovali, aby vláda plány stáhla a zveřejnila informace., Mongolský prezident Tsakhiagiin Elbegdorj vydal 13. Září prezidentský příkaz zakazující veškerá jednání se zahraničními vládami nebo mezinárodními organizacemi o plánech skladování jaderného odpadu v Mongolsku. Mongolská vláda obvinila noviny z šíření falešných tvrzení po celém světě. Po prezidentském příkazu Mongolský prezident vypálil jednotlivce, který se údajně podílel na těchto rozhovorech.,

ilegální skládkaedit

orgány v Itálii vyšetřují“ mafiánský klan Ndrangheta obviněný z obchodování s lidmi a nelegálního dumpingu jaderného odpadu. Podle oznamovatele, ředitel italské státní energetické výzkumná agentura Enea placené klanu se zbavit 600 bubny toxických a radioaktivních odpadů z Itálie, Švýcarsko, Francie, Německo a Spojené Státy, s Somálsko jako místo určení, kde se odpad byl pohřben po nákupu z místních politiků., Bývalí zaměstnanci Enea jsou podezřelí z placení zločinci, aby se odpad z jejich rukou v roce 1980 a 1990. Zásilky do Somálska pokračoval do roku 1990, zatímco ‚Ndrangheta klanu také vyhodili do výtlaků odpad, včetně radioaktivního nemocničního odpadu, pošle je do moře, postele z Calabrian pobřeží. Podle environmentální skupiny Legambiente bývalí členové ‚ Ndrangheta uvedli, že za potopení lodí radioaktivním materiálem byli za posledních 20 let placeni.