Radioaktivt affald er

Af særlig interesse i håndteringen af radioaktivt affald er to langlivede fissionsprodukter, Tc-99 (half-life 220.000 år) og jeg-129 (half-life på 15,7 millioner år), som dominerer brugt brændsel radioaktivitet efter et par tusind år. De mest besværlige transuraniske elementer i brugt brændsel er Np-237 (halveringstid to millioner år) og Pu-239 (halveringstid 24.000 år)., Nukleart affald kræver sofistikeret behandling og håndtering for at kunne isolere det fra at interagere med biosfæren. Dette kræver normalt behandling efterfulgt af en langsigtet forvaltningsstrategi, der involverer opbevaring, bortskaffelse eller omdannelse af affaldet til en giftfri form. Regeringer rundt om i verden overvejer en række affaldshåndterings-og bortskaffelsesmuligheder, selvom der har været begrænsede fremskridt hen imod langsigtede affaldshåndteringsløsninger.,

i anden halvdel af det 20.århundrede blev flere metoder til bortskaffelse af radioaktivt affald undersøgt af nukleare nationer, som er :

• “Langsigtet overjordisk opbevaring”, ikke implementeret.,
• “bortskaffelse i det ydre rum” (for eksempel inde i solen), ikke implementeret—da det i øjeblikket ville være for dyrt.
• “bortskaffelse af dybt borehul”, ikke implementeret.
• “Rock smeltning”, ikke implementeret.
• “bortskaffelse i subduktions zonesoner”, ikke implementeret.
• Ocean bortskaffelse af SOVJETUNIONEN, storbritannien, Schweiz, Usa, Belgien, Frankrig, Holland, Japan, Sverige, Rusland, Tyskland, Italien og Sydkorea (1954-93). Dette er ikke længere tilladt i henhold til internationale aftaler.,
• “bortskaffelse under havbunden”, ikke gennemført, ikke tilladt i henhold til internationale aftaler.
• ” bortskaffelse i isark”, afvist i Antarktis-traktaten
• ” direkte injektion ” af USSR og USA.
• nuklear transmutation, ved hjælp af lasere til at forårsage beta henfald til at konvertere de ustabile atomer til dem med kortere halveringstid.

i USA brød affaldshåndteringspolitikken helt sammen med afslutningen af arbejdet med det ufuldstændige Yucca Mountain Repository. På nuværende tidspunkt er der 70 atomkraftværker, hvor brugt brændsel opbevares., En Blue Ribbon-kommission blev udpeget af præsident Obama til at undersøge fremtidige muligheder for dette og fremtidige affald. Et dybt geologisk Depot synes at være begunstiget. 2018 Nobelprisen i Fysik-vinder Gérard Mourou har foreslået at bruge Kvidrede puls forstærkning for at generere en høj-energi-og lav-varighed laser pulser til at forvandle meget radioaktivt materiale, der er indeholdt i et mål) til at reducere sit halve liv, fra tusinder af år, kun et par minutter.,

Første treatmentEdit

VitrificationEdit

Lang tids opbevaring af radioaktivt affald, der kræver en stabilisering af affald i en form, der hverken vil reagere eller nedbrydes i længere perioder. Det teoretiseres, at en måde at gøre dette på kan være gennem forglasning. I øjeblikket på Sellafield blandes affaldet på højt niveau (Pure.first cycle raffinate) med sukker og kalcineres derefter. Calcination indebærer at passere affaldet gennem et opvarmet, roterende rør., Formålet med kalcinering er at fordampe vandet fra affaldet og de-nitrat fissionsprodukterne for at hjælpe stabiliteten af det producerede glas.

den ‘calcine’, der genereres, føres kontinuerligt ind i en induktionsopvarmet ovn med fragmenteret glas. Det resulterende glas er et nyt stof, hvor affaldsprodukterne bindes i glasmatri .en, når det størkner. Som smelte hældes dette produkt i rustfrit stål cylindriske beholdere (“cylindre”) i en batchproces. Når den afkøles, størkner væsken (“vitrifies”) i glasset., Efter at være dannet, er glasset meget modstandsdygtigt over for vand.

efter påfyldning af en cylinder svejses en tætning på cylinderhovedet. Cylinderen vaskes derefter. Efter at være blevet inspiceret for ekstern forurening opbevares stålcylinderen, normalt i et underjordisk Depot. I denne form forventes affaldsprodukterne at blive immobiliseret i tusinder af år.

glasset inde i en cylinder er normalt et sort blankt stof. Alt dette arbejde (i Storbritannien) udføres ved hjælp af hot cell-systemer., Sukker tilsættes for at kontrollere rutheniumkemien og for at stoppe dannelsen af den flygtige RuO4, der indeholder radioaktive rutheniumisotoper. I vest er glasset normalt et borosilikatglas (svarende til Pyre.), mens det i det tidligere Sovjetunionen er normalt at bruge et fosfatglas. Mængden af fissionsprodukter i glasset skal begrænses, fordi nogle (palladium, de andre Pt-gruppemetaller og tellur) har tendens til at danne metalfaser, der adskiller sig fra glasset. Bulk forglasning bruger elektroder til at smelte jord og affald, som derefter begraves under jorden., I Tyskland anvendes et forglasningsanlæg, der behandler affaldet fra et mindre demonstrationsoparbejdningsanlæg, der siden er blevet lukket.

fosfat CeramicsEdit

forglasning er ikke den eneste måde at stabilisere affaldet i en form, der ikke reagerer eller nedbrydes i længere perioder. Immobilisering via direkte inkorporering i en fosfatbaseret krystallinsk keramisk vært anvendes også. Den mangfoldige kemi af fosfatkeramik under forskellige forhold demonstrerer et alsidigt materiale, der kan modstå kemisk, termisk og radioaktiv nedbrydning over tid., Egenskaberne af fosfater, især keramiske fosfater, af stabilitet over et bredt pH-område, lav porøsitet og minimering af sekundært affald introducerer muligheder for nye immobiliseringsteknikker.

Ionbyttedit

det er almindeligt, at medium aktivt affald i den nukleare industri behandles med ionbytning eller andre midler til at koncentrere radioaktiviteten i et lille volumen. Den meget mindre radioaktive bulk (efter behandling) udledes ofte derefter. For eksempel er det muligt at anvende en jernhydro hydroidflok til at fjerne radioaktive metaller fra vandige blandinger., Efter at radioisotoperne er absorberet på ferrihydro .idet, kan det resulterende slam placeres i en metaltromle, inden det blandes med cement til dannelse af en fast affaldsform. For at få bedre langsigtede resultater (mekanisk stabilitet) fra sådanne former, de kan være fremstillet af en blanding af flyveaske, eller højovne slagger, og Portland cement, i stedet for normal beton (lavet med Portland cement, grus og sand).,

SynrocEdit

den australske Synroc (syntetisk sten) er en mere sofistikeret måde at immobilisere sådant affald på, og denne proces kan i sidste ende komme i kommerciel brug til civilt affald (det udvikles i øjeblikket til amerikansk militært affald). Synroc blev opfundet af Prof Ted Ring .ood (en geokemiker) ved Australian National University. Synroc indeholder pyrochlore og cryptomelan type mineraler. Den oprindelige form af Synroc (Synroc C) blev designet til det flydende affald på højt niveau (Pure.raffinat) fra en lysvandsreaktor., De vigtigste mineraler i denne Synroc er hollandite (BaAl2Ti6O16), zirconolite (CaZrTi2O7) og perovskite (CaTiO3). De zirconolite og perovskite er værter for actinider. Strontium og barium vil blive fastsat i perovskite. Cæsium vil blive fastgjort i hollanditen.

Langtidsforvaltningrediger

den pågældende tidsramme ved håndtering af radioaktivt affald varierer fra 10.000 til 1.000.000 år ifølge undersøgelser baseret på effekten af estimerede strålingsdoser. Forskere foreslår, at prognoser for sundhedsskader for sådanne perioder bør undersøges kritisk., Praktiske undersøgelser tager kun højde for op til 100 år med hensyn til effektiv planlægning og omkostningsevalueringer. Langsigtet adfærd af radioaktivt affald er fortsat genstand for igangværende forskningsprojekter inden for geoforecasting.

Over jorden disposalEdit

Tør fad-lagring, der typisk indebærer at tage affald fra brugt brændsel pool og forsegling det (sammen med en inert gas) i en stål cylinder, som er placeret i en konkret cylinder, der fungerer som stråling skjold. Det er en forholdsvis billig metode, som kan gøres på et centralt anlæg eller støder op til kilden reaktor., Affaldet kan nemt hentes til oparbejdning.

Geologiske disposalEdit

processen med at udvælge passende dybt endelige lagre for højaktivt affald og brugt brændsel, er nu på vej i flere lande med den første forventes at blive taget i brug et stykke tid efter 2010., Det grundlæggende koncept er at finde en stor, stabil geologisk formation og bruge mining-teknologi til at udgrave en tunnel, eller store-bore tunnelen kedelige maskiner, der ligner dem, der anvendes til at bore Tunnelen under Kanalen mellem England og Frankrig) til at bore en tunnel 500 meter (1,600 ft) til 1.000 m (3,300 ft) under overfladen, hvor værelser eller hvælvinger, kan blive udgravet til deponering af højradioaktivt affald. Målet er at isolere nukleart affald permanent fra det menneskelige miljø., Mange mennesker forbliver ubehagelige med det øjeblikkelige ophør med forvaltning af dette bortskaffelsessystem, hvilket antyder, at evig styring og overvågning ville være mere forsigtig.da nogle radioaktive arter har halveringstider længere end en million år, skal der tages højde for selv meget lav beholderlækage og radionuklidmigrationshastigheder. Desuden kan det kræve mere end en halveringstid, indtil nogle nukleare materialer mister nok radioaktivitet til at ophøre med at være dødelige for levende ting., En 1983-gennemgang af det svenske program for bortskaffelse af radioaktivt affald fra National Academy of Sciences fandt, at landets skøn over flere hundrede tusinde år—måske op til en million år—er nødvendigt for affaldsisolering “fuldt berettiget.”

bortskaffelse af radioaktivt affald er blevet antydet af konstateringen af, at dybe farvande i Nordatlanten ikke udgør en udveksling med lavt vand i omkring 140 år baseret på iltindholdsdata registreret over en periode på 25 år., De inkluderer begravelse under en stabil abyssal-slette, begravelse i en subduktions .one, der langsomt ville føre affaldet nedad i jordens mantel, og begravelse under en fjern naturlig eller menneskeskabt ø. Selv om disse fremgangsmåder alle har værdi og ville lette en international løsning på problemet med bortskaffelse af radioaktivt affald, ville de kræve en ændring af havretten.

artikel 1 (Definitioner), 7., af 1996-Protokollen til Konvention om Forebyggelse af havforurening ved Dumpning af Affald og Andre stoffer, (London Dumping-Konventionen) hedder det:

“”Havet” betyder alle farvande andre end de indre farvande af Stater, samt på havbunden og undergrunden, og deraf; det omfatter ikke under havbunden repositories der er kun adgang fra land.”

den foreslåede landbaserede subduktive affaldsbortskaffelsesmetode bortskaffer nukleart affald i en subduktions zoneone, der er adgang fra land, og er derfor ikke forbudt ved international aftale., Denne metode er blevet beskrevet som det mest levedygtige middel til bortskaffelse af radioaktivt affald og som det nyeste inden for teknologi til bortskaffelse af nukleart affald fra 2001.En anden tilgang betegnes Remix & Tilbagevenden ville blande højaktivt affald med uranmine, og møllen fast og flydende mineralaffald, ned til niveauet af den oprindelige radioaktivitet fra uran malm, derefter erstatte det i inaktiv uran-miner., Denne tilgang har fordelene af at skabe arbejdspladser for minearbejdere, der vil dobbelt så bortskaffelse personale, og for at lette en vugge-til-grav-cyklus for radioaktivt materiale, men det ville være upassende for brugt reaktorbrændsel i mangel af oparbejdning, på grund af tilstedeværelsen af meget giftige radioaktive elementer såsom plutonium i det.bortskaffelse af dybt borehul er begrebet bortskaffelse af radioaktivt affald på højt niveau fra atomreaktorer i ekstremt dybe borehuller. Borehulsbortskaffelse søger at placere affaldet så meget som 5 km (3.,1 mi) under jordens overflade og er primært afhængig af den enorme naturlige geologiske barriere for at begrænse affaldet sikkert og permanent, så det aldrig bør udgøre en trussel mod miljøet. Jordskorpen indeholder 120 billioner tons thorium og 40 billioner tons uran (primært på relativt spor koncentrationer af dele per million hver tilføje op over jordskorpen er 3 × 1019 ton masse), blandt andre naturlige radioaktive isotoper., Da den brøkdel af nuklider rådnende per tidsenhed, er omvendt proportional med en isotop ‘ s half-life, i forhold radioaktivitet i mindre mængde af menneskelige-producerede radioaktive isotoper (i tusinder af tons i stedet for billioner af tons) vil falde, når isotoper med langt kortere halveringstid end hovedparten af naturlige radioaktive isotoper ødelagte.

i januar 2013 afviste Cumbria county council Britiske regeringsforslag om at starte arbejdet med et underjordisk opbevaringsdump for atomaffald tæt på Lake District National Park., “For enhver vært fællesskab, vil der være en betydelig fællesskabets fordele pakke og værd hundredvis af millioner af pund” sagde Ed Davey, Energi Sekretær, men ikke desto mindre, den lokale folkevalgte organ, stemte 7-3 mod forskning fortsætter, efter at have hørt dokumentation fra uafhængige geologer, at “opsprækket lag af amtet var umuligt at overdrage sådanne farlige materiale og en fare for varig årtusinder.,”

Horisontale drillhole bortskaffelse beskriver forslag til at bore over en km lodret, og to km vandret i jordens skorpe, med henblik på bortskaffelse af højaktivt affald former, såsom nukleart brændsel, Cæsium-137, eller Strontium-90. Efter anbringelse og retrievability periode, borehuller ville blive genfyldt og forseglet. En række tests af teknologien blev udført i November 2018 og derefter igen offentligt i januar 2019 af en amerikansk baseret privat virksomhed., Testen viste, at en prøvebeholder kunne placeres i et vandret borehul og genfinde den samme beholder. Der var ikke noget egentligt affald på højt niveau, der blev brugt i denne test.

TransmutationEdit

Der har været forslag til reaktorer der bruger nukleart affald og forvandle det til andre, mindre skadelige eller kortere levetid, nukleart affald. Den integrerede hurtige reaktor var især en foreslået atomreaktor med en nuklear brændselscyklus, der ikke producerede transuranisk affald og faktisk kunne forbruge transuranisk affald., Det fortsatte så langt som store prøver, men blev derefter annulleret af den amerikanske regering. En anden tilgang, der betragtes som sikrere, men kræver mere udvikling, er at dedikere subkritiske reaktorer til transmutationen af de resterende transuraniske elementer.

en isotop, der findes i nukleart affald, og som repræsenterer en bekymring med hensyn til spredning, er Pu-239. Det store lager af plutonium er et resultat af dets produktion i uran-drevne reaktorer og af oparbejdning af plutonium af våbenkvalitet under våbenprogrammet., En mulighed for at slippe af med dette plutonium er at bruge det som brændstof i en traditionel letvandsreaktor (L .r). Flere brændstoftyper med forskellige plutoniumdestruktionseffektiviteter er under undersøgelse.

Transmutation blev forbudt i Usa i April 1977 af Præsident Carter på grund af fare for spredning af plutonium, men Præsident Reagan ophævet forbuddet i 1981. På grund af de økonomiske tab og risici genoptog opførelsen af oparbejdningsanlæg i løbet af denne tid ikke. På grund af den store energiefterspørgsel er arbejdet med metoden fortsat i EU., Dette har resulteret i en praktisk atomforskningsreaktor kaldet Myrra, hvor transmutation er mulig. Derudover er der startet et nyt forskningsprogram kaldet ACTINET i EU for at gøre transmutation mulig i stor industriel skala. Ifølge præsident Bushs Global Nuclear Energy Partnership (GNEP) fra 2007 fremmer USA nu aktivt forskning i transmutationsteknologier, der er nødvendige for markant at reducere problemet med behandling af nukleart affald.,

Der har også været teoretiske undersøgelser, der involverer brug af fusionsreaktorer som en såkaldt “actinid-brændere”, hvor en fusionsreaktor plasma-som i en tokamak, kunne være “dopede” med et lille beløb af de “mindre” transuranic atomer, der ville blive omdannet (hvilket betyder, fissioned i actinid tilfælde) til lettere elementer efter deres efterfølgende bombardement af meget høj energi, og neutroner, der produceres ved fusion af deuterium og tritium i reaktoren., En undersøgelse på MIT fundet, at kun 2 eller 3 fusionsreaktorer med parametre svarende til den af den Internationale Termonukleare Forsøgsreaktor (ITER) kunne forvandle hele den årlige mindre actinid produktion fra alle de lys-vand-reaktorer, der i øjeblikket opererer i Usa flåde og samtidig genererer ca 1 gigawatt strøm fra hver reaktor.

re-useEdit

en anden mulighed er at finde anvendelser for isotoperne i nukleart affald for at genbruge dem., Allerede ekstraheres cæsium-137, strontium-90 og et par andre isotoper til visse industrielle anvendelser, såsom fødevarebestråling og radioisotop termoelektriske generatorer. Selvom genbrug ikke eliminerer behovet for at styre radioisotoper, kan det reducere mængden af produceret affald.,

den nukleare Assisted Hydrocarbon Production Method, Canadian patent application 2,659,302, er en metode til midlertidig eller permanent opbevaring af nukleare affaldsmaterialer, der omfatter placering af affaldsmaterialer i et eller flere depoter eller borehuller konstrueret til en ukonventionel oliedannelse. Den termiske Flu.af affaldsmaterialerne frakturer dannelsen og ændrer de kemiske og/eller fysiske egenskaber af carbonhydridmateriale inden for den underjordiske formation for at muliggøre fjernelse af det ændrede materiale., En blanding af carbonhydrider, hydrogen og/eller andre formationsvæsker fremstilles fra formationen. Radioaktiviteten af højradioaktivt affald giver spredningsresistens over for plutonium placeret i periferien af depotet eller den dybeste del af et borehul.

Opdrætterreaktorer kan køre på U-238 og transuraniske elementer, som omfatter størstedelen af brugt radioaktivitet i 1000–100.000 års tidsrum.

Space disposalEdit

space disposaledit er attraktivt, fordi det fjerner nukleart affald fra planeten., Det har betydelige ulemper, såsom potentialet for katastrofalt svigt i et lanceringskøretøj, der kan sprede radioaktivt materiale i atmosfæren og rundt om i verden. Et stort antal lanceringer ville være påkrævet, fordi ingen individuel raket ville være i stand til at bære meget af materialet i forhold til den samlede mængde, der skal bortskaffes. Dette gør forslaget upraktisk økonomisk, og det øger risikoen for mindst en eller flere lanceringsfejl., For yderligere at komplicere sager skal der etableres internationale aftaler om regulering af et sådant program. Omkostninger og utilstrækkelig pålidelighed af moderne raketlanceringssystemer til bortskaffelse af plads har været et af motiverne for interesse for ikke-raketspacelaunch-systemer som massechauffører, rumelevatorer og andre forslag.,

den Nationale forvaltning plansEdit

Sverige og Finland er længst sammen i forpligte sig til en bestemt bortskaffelse teknologi, mens mange andre oparbejdning af brugt brændsel eller kontrakt med Frankrig eller Storbritannien at gøre det, at tage tilbage som følge af plutonium og højradioaktivt affald. “En stigende efterslæb af plutonium fra oparbejdning udvikler sig i mange lande…, Det er tvivlsomt, at oparbejdning giver økonomisk mening i det nuværende miljø af billigt uran.”

I mange Europæiske lande (fx Storbritannien, Finland, Holland, Sverige og Schweiz) den risiko, eller dosis grænsen for, om et medlem af offentligheden udsættes for stråling fra en fremtidig højt niveau af nukleart affald facilitet er betydeligt strengere end det, der foreslås af den Internationale Kommission for strålebeskyttelse eller foreslået i Usa., Europæiske grænser er, som ofte er strengere end standarden, som er foreslået i 1990 af the International Commission on Radiation Protection med en faktor 20, og mere stringent med en faktor ti end standarden, som er foreslået af den AMERIKANSKE Environmental Protection Agency (EPA) for Yucca Mountain nukleart affald opbevaringssted for de første 10.000 år efter afslutningen.

den amerikanske EPA ‘ s foreslåede standard i mere end 10.000 år er 250 gange mere tilladt end den europæiske grænse. Den amerikanske EPA foreslog en lovlig grænse på højst 3.,5 millisieverts (350 millirem) hvert år til lokale personer efter 10.000 år, hvilket ville være op til flere procent af den eksponering, der i øjeblikket modtages af nogle befolkninger i de højeste naturlige baggrundsområder på jorden, selvom det amerikanske amerikanske energiministerium (DOE) forudsagde, at modtaget dosis ville være meget under denne grænse. Over en tidsramme på tusinder af år, efter at de mest aktive korte halveringstider radioisotoper forfaldt, begravede USA., atomaffald ville øge radioaktiviteten i de øverste 2000 fødder af sten og jord i USA (10 millioner km2) med ca.1 del i 10 millioner over den kumulative mængde naturlige radioisotoper i et sådant volumen, men nærheden af stedet ville have en langt højere koncentration af kunstige radioisotoper under jorden end et sådant gennemsnit.,

MongoliaEdit

Efter alvorlig modstand var opstået om planer og forhandlinger mellem Mongoliet med Japan og Usa til at bygge atomkraft-anlæg i Mongoliet, Mongoliet, stoppede alle forhandlinger i September 2011. Disse forhandlinger var startet, efter at den amerikanske vicegeneralsekretær Daniel Poneman besøgte Mongoliet i September 2010. Forhandlingerne fandt sted i februaryashington, DC mellem embedsmænd fra Japan, USA og Mongoliet i februar 2011., Herefter deltog De Forenede Arabiske Emirater (UAE), som ønskede at købe nukleart brændsel fra Mongoliet, i forhandlingerne. Forhandlingerne blev holdt hemmelige, og selvom Mainichi Daily ne .s rapporterede om dem i Maj, benægtede Mongoliet officielt eksistensen af disse forhandlinger. Men foruroliget over denne nyhed protesterede mongolske borgere mod planerne og krævede, at regeringen trak planerne tilbage og afslørede oplysninger., Den mongolske præsident Tsakhiagiin Elbegdorj udstedte en præsidentordre den 13. September, der forbød alle forhandlinger med udenlandske regeringer eller internationale organisationer om oplagringsplaner for nukleart affald i Mongoliet. Den mongolske regering har beskyldt avisen for at distribuere falske påstande rundt om i verden. Efter præsidentordren fyrede den mongolske præsident den person, der angiveligt var involveret i disse samtaler.,

ulovlig dumpingEdit

myndigheder i Italien undersøger en Ndrangheta mafia-klan, der er anklaget for handel og ulovligt dumping af nukleart affald. I henhold til en whistleblower, leder af Italiens statslige energi forskning agentur Enea betalt klan til at slippe af med 600 trommer af giftigt og radioaktivt affald fra Italien, Schweiz, Frankrig, Tyskland og Usa, med Somalia som destination, hvor affaldet blev begravet efter at købe fra lokale politikere., Tidligere ansatte i Enea er mistænkt for at betale de kriminelle for at tage affald ud af deres hænder i 1980’erne og 1990’erne. Forsendelser til Somalia er fortsat i 1990’erne, mens ‘Ndrangheta klan også blæste op skibsladninger af affald, herunder radioaktivt hospitalsaffald, at sende dem til havbunden ud for Calabriens kyst. Ifølge miljøgruppen Legambiente har tidligere medlemmer af ‘Ndrangheta sagt, at de blev betalt for at synke skibe med radioaktivt materiale i de sidste 20 år.