核廃棄物のための現代の中高レベル輸送コンテナ
核廃棄物管理において特に懸念されるのは、数千年後に使用済燃料放射能を支配するTc-99（半減期220,000年）とI-129（半減期15.7万年）の二つの長寿命の核分裂生成物である。 使用済み燃料の中で最も厄介な超ウラン元素は、Np-237（半減期二百万年）とPu-239（半減期24,000年）である。, 核廃棄物は、生物圏との相互作用からそれを正常に分離するために洗練された処理と管理を必要とします。 これは通常、処理を必要とし、その後、廃棄物を非毒性形態に貯蔵、処分または変換する長期的な管理戦略が必要となる。 長期的な廃棄物管理ソリューションに向けた進展は限られていますが、世界中の政府はさまざまな廃棄物管理と処分の選択肢を検討しています。,
Onkaloは、フィンランド西海岸のEurajokiにあるOlkiluoto原子力発電所の近くにある使用済み核燃料の最終処分のための計画された深い地質 オンカロの最終的な深さでパイロット洞窟の写真。
20世紀後半には、核兵器国によって放射性廃棄物の処分のいくつかの方法が調査されました。
- “長期地上貯蔵”であり、実装されていません。,
- “宇宙空間での処分”（たとえば、太陽の内側）、実装されていません—現在は高価すぎるためです。
- “深いボアホール処分”、実装されていません。
- “岩の融解”、実装されていません。
- “沈み込み帯での処分”、実装されていません。
- ソ連、イギリス、スイス、米国、ベルギー、フランス、オランダ、日本、スウェーデン、ロシア、ドイツ、イタリア、韓国（1954-93年）による海洋処分。 これはもはや国際協定によって許可されていません。,
- “海底下の処分”、実装されていない、国際協定によって許可されていません。
- 南極条約で拒否された”氷床での処分”
- ソ連と米国によって”直接注入”。
- 核変換は、不安定な原子をより短い半減期を持つものに変換するためにベータ崩壊を引き起こすためにレーザーを使用しています。
米国では、不完全なユッカ山のリポジトリに関する作業が終了すると、廃棄物管理政策は完全に決裂しました。 現在、使用済み燃料が貯蔵されている原子力発電所は70ヶ所あります。, ブルーリボン委員に就任したオバマ大統領に将来のことは、将来の廃棄物である。 深い地質学的貯蔵所が好まれているようです。 2018年ノーベル物理学賞を受賞したジェラール-ムールーは、チャープパルス増幅を用いて高エネルギーかつ低持続時間のレーザーパルスを生成し、ターゲットに含まれる高放射性物質を変換して、その半減期を数千年からわずか数分に大幅に短縮することを提案した。,
初期処理編集
ガラス化編集
セラフィールドの廃棄物ガラス化プラント
放射性廃棄物の長期保存には、廃棄物を長期間にわたって反応も劣化もしない形態に安定化させる必要がある。 これを行う一つの方法は、ガラス化によるものかもしれないと理論化されています。 現在、セラフィールドでは、高レベル廃棄物（PUREXファーストサイクルラフィネート）を砂糖と混合し、焼成します。 焼成は、加熱された回転するチューブに廃棄物を通過させることを含む。, 焼成の目的は、廃棄物から水を蒸発させ、生成されたガラスの安定性を助けるために核分裂生成物を脱硝することである。
生成された”か焼”は、断片化されたガラスを有する誘導加熱炉に連続的に供給される。 得られたガラスは、それが凝固するときに廃棄物がガラスマトリックスに結合される新しい物質である。 溶解として、このプロダクトはバッチプロセスのステンレス鋼の円柱容器（”シリンダー”）に注がれる。 冷却すると、流体はガラス中に凝固（”ガラス化”）する。, 形成された後、ガラスは水に対して非常に耐性がある。
シリンダーを充填した後、シールをシリンダーヘッドに溶接する。 シリンダーはそれから洗浄される。 外的な汚染のために点検されることの後で、鋼鉄シリンダーは地下の処分場で、通常貯えられます。 この形態では、廃棄物は何千年もの間固定されると予想される。
シリンダー内のガラスは、通常、黒い光沢のある物質です。 この作業はすべて（イギリスで）ホットセルシステムを使用して行われます。, 砂糖はルテニウム化学を制御し、放射性ルテニウム同位体を含む揮発性RuO4の形成を停止するために加えられる。 西洋では、ガラスは通常ホウケイ酸ガラス（パイレックスに似ています）ですが、旧ソ連ではリン酸ガラスを使用するのが普通です。 ガラス中の核分裂生成物の量は、一部（パラジウム、他のPt族金属、およびテルル）がガラスから分離する金属相を形成する傾向があるため、制限されなけ バルクガラス化は、電極を使用して土壌や廃棄物を溶かし、地下に埋め込みます。, ドイツではガラス化プラントが使用されており、これはその後閉鎖された小さな実証再処理プラントからの廃棄物を処理しています。
Phosphate CeramicsEdit
ガラス化は、廃棄物を長期間にわたって反応または劣化しない形態に安定化する唯一の方法ではありません。 隣酸塩によって基づく結晶の陶磁器のホストへの直接取込みによる固定はまた使用されます。 さまざまな条件の下の隣酸塩の製陶術の多様な化学は化学薬品の、熱および放射性低下にそのうちに抗できる多目的な材料を示す。, 隣酸塩、特に陶磁器の隣酸塩の特性は、広いpHの範囲上の安定性、二次無駄の低い気孔率および最小化、新しく不用な固定の技術のための可能性をもた
Ion exchangeEdit
原子力産業における中活性廃棄物は、放射能を少量に濃縮するためにイオン交換または他の手段で処理することが一般的である。 はるかに少ない放射性バルク（治療後）は、しばしば排出される。 例えば、水性混mixturesから放射性金属を除去するために水酸化第二鉄フロックを使用することが可能である。, 放射性同位体が水酸化第二鉄に吸収された後、得られた汚泥は、固形廃棄物の形態を形成するためにセメントと混合される前に金属ドラムに入れる このような形態からより良い長期的な性能（機械的安定性）を得るために、通常のコンクリート（ポルトランドセメント、砂利、砂で作られた）の代わりに、フライアッシュ、または高炉スラグとポルトランドセメントの混合物から作ることができる。,
SynrocEdit
オーストラリアのSynroc(synthetic rock)は、このような廃棄物を固定化するためのより洗練された方法であり、このプロセスは最終的に市民廃棄物のための商用利用に入るかもしれない（現在米国軍用廃棄物のために開発されている）。 Synrocは、オーストラリア国立大学のテッド-リングウッド教授（地球化学者）によって発明されました。 Synrocはpyrochloreおよびcryptomelaneのタイプ鉱物を含んでいます。 Ｓｙｎｒｏｃ（Ｓｙｎｒｏｃｃ）の原型は，軽水炉からの液体高レベル廃棄物（ＰＵＲＥＸＲＡＦＦＩＮＡＴＥ）のために設計された。, このシンロックの主な鉱物は、オランダ石（BaAl2Ti6O16）、ジルコノライト（CaZrTi2O7）およびペロブスカイト（CaTiO3）である。 ジルコノライトとペロブスカイトはアクチニドのホストである。 ストロンチウムとバリウムはペロブスカイトに固定される。 セシウムはオランダ石に固定されます。
長期管理編集
推定放射線量の影響に基づく研究によると、放射性廃棄物を扱う際の問題の時間枠は10,000年から1,000,000年の範囲である。 研究者らは、そのような期間の健康被害の予測を批判的に検討すべきであることを示唆している。, 実際の研究では、効果的な計画とコスト評価に関する限り、100年までしか考慮されていません。 放射性廃棄物の長期的挙動は，ジオフォレキャスティングにおける進行中の研究プロジェクトの対象となっている。
地上処理編集
乾式樽貯蔵は、通常、使用済み燃料プールから廃棄物を取り出し、それを（不活性ガスとともに）鋼シリンダーに密封することを含み、これは放射線シールドとして機能するコンクリートシリンダーに置かれる。 これは、中央施設またはソースリアクターに隣接して行うことができる比較的安価な方法です。, 廃棄物は再処理のために容易に回収することができる。
Geologic disposalEdit
地下低レベル放射性廃棄物処分場の図
On Feb. 14、2014年、廃棄物分離パイロットプラントの放射性物質は、誤った梱包材の使用により破損した貯蔵ドラムから漏れた。 分析によると、15年間の操業が成功したため、工場での”安全文化”の欠如が自己満足を育てていたことが示されました。,
高レベル廃棄物および使用済燃料のための適切な深い最終リポジトリを選択するプロセスは、2010年以降のいくつかの国で現在進行中であり、最初, 基本的なコンセプトは、大規模で安定した地質層を見つけ、鉱山技術を使用してトンネルを掘削することであり、または（イギリスからフランスへのチャネルトンネルを掘削するために使用されるものと同様に）大口径トンネルボーリングマシンは、高レベル放射性廃棄物の処分のために部屋や金庫を掘削することができる表面下500メートル（1,600フィート）から1,000メートル（3,300フィート）のシャフトを掘削することである。 目標は、人間の環境から核廃棄物を恒久的に分離することです。, 多くの人々は、この処分システムの即時のスチュワードシップの停止に不快なままであり、永久管理と監視がより慎重であることを示唆している。
いくつかの放射性種は百万年以上の半減期を持っているので、非常に低いコンテナ漏れと放射性核種の移動率を考慮する必要があります。 さらに、いくつかの核物質が生き物に致命的であることをやめるのに十分な放射能を失うまで、それは複数の半減期を必要とするかもしれません。, アメリカ国立科学アカデミーによるスウェーデンの放射性廃棄物処理プログラムの1983年のレビューは、廃棄物の分離には数十万年—おそらく百万年まで—という国の見積もりが必要であることを発見した”完全に正当化された。”
放射性廃棄物の海底の処分は、北大西洋の深層水が約140年にわたって記録された酸素content有量データに基づいて25年間浅い水との交換を示さないという発見によって示唆されている。, 彼らは、安定した深淵平野の下に埋葬、ゆっくりと地球のマントルに下方に廃棄物を運ぶ沈み込み帯に埋葬、リモートの自然または人間の作られた島の下に埋葬が含まれています。 これらのアプローチはすべてメリットがあり、放射性廃棄物の処理問題に対する国際的な解決策を容易にするだろうが、海洋法の改正が必要である。
第1条(定義),7., 1996年の廃棄物その他の物質の投棄による海洋汚染の防止に関する条約の議定書（ロンドンダンピング条約）では、
“”海”とは、国の内水域以外のすべての”
提案された土地ベースの沈み込み廃棄物処理方法は、土地からアクセスする沈み込み帯に核廃棄物を処分するため、国際協定によって禁止されて, この方法は、放射性廃棄物を処分する最も実行可能な手段として、そして核廃棄物処理技術において2001年現在の最先端として記載されている。RemixReturnと呼ばれる別のアプローチは、高レベルの廃棄物をウラン鉱山とミル尾鉱と混合し、ウラン鉱石の元の放射能レベルまで下げ、不活性ウラン鉱山で置き換えることになる。, このアプローチは、処分スタッフとして倍増する鉱山労働者に雇用を提供し、放射性物質の揺りかごから墓までのサイクルを促進するというメリットがあるが、その中にプルトニウムのような非常に有毒な放射性元素が存在するため、再処理がない場合には使用済み原子炉燃料には不適切である。
深い試錐孔の処分は非常に深い試錐孔の原子炉からの高レベル放射性廃棄物を捨ることの概念です。 深い試錐孔の処分は5キロメートル多くの無駄を置くことを努める(3.,地球の表面の下の1mi）および巨大で自然な地質障壁に環境に決して脅威を与えるべきではないように無駄を安全そして永久に閉じ込めるために 地球の地殻には120兆トンのトリウムと40兆トンのウランが含まれています（主に地殻の3×1019トンの質量を超える部分の比較的微量の濃度で）。, 単位時間当たりの核種の崩壊の割合は同位体の半減期に反比例するので、人間が生産した放射性同位体の少ない量（数兆トンの代わりに数千トン）の相対放射能は、天然の放射性同位体の大部分よりもはるかに短い半減期を持つ同位体が崩壊すると減少するであろう。
月に2013,カンブリア郡評議会は、湖水地方の国立公園の近くに核廃棄物のための地下貯蔵ダンプの作業を開始するために、英国中央政府の提案を, エネルギー長官のエド-デイビーは、”どんなホストコミュニティにとっても、かなりのコミュニティの利益パッケージと数億ポンドの価値があるだろう”と述べたが、それにもかかわらず、地元の選出された機関は、独立した地質学者からの証拠を聞いた後、研究継続に対して7-3を投票し、”郡の骨折した地層はそのような危険物と何千年も続く危険を委託することは不可能であった。,”
水平ドリルホール処分は、使用済み核燃料、セシウム137、ストロンチウム90などの高レベルの廃棄物形態を処分するために、地殻内で垂直に一キロメートル、水平に二キロメートル以上を掘削する提案について説明している。 Emplacementおよび取得の期間の後で、穴あけ穴は埋め戻され、密封されます。 技術の一連のテストは2018年に行われ、その後2019年に米国に拠点を置く民間企業によって再び公に行われました。, テストでは、水平ドリルホール内のテストキャニスターの置き換えと同じキャニスターの回収を実証しました。 この試験では実際の高レベル廃棄物は使用されていませんでした。
TransmutationEdit
核廃棄物を消費し、それを他の有害でない、または寿命の短い核廃棄物に変換する原子炉についての提案がありました。 特に、インテグラル高速炉は、超ウラン廃棄物を生産せず、実際には超ウラン廃棄物を消費することができる核燃料サイクルを備えた提案された原子炉であった。, それは大規模なテストまで進んだが、その後米国政府によってキャンセルされた。 より安全であると考えられているが、より多くの開発を必要とする別のアプローチは、残りの超ウラン元素の核変換に亜臨界炉を捧げることである。
核廃棄物中に見出され、増殖の面で懸念される同位体はPu-239である。 プルトニウムの大量在庫は、ウラン燃料原子炉内での生産と、兵器プログラム中の兵器グレードのプルトニウムの再処理の結果である。, このプルトニウムを取り除くための選択肢は、伝統的な軽水炉（LWR）の燃料として使用することです。 プルトニウム破壊効率の異なるいくつかの燃料タイプが研究されている。
アメリカ合衆国では1977年にカーター大統領によってプルトニウムの拡散の危険性から核変換が禁止されたが、レーガン大統領は1981年に禁止を取り消した。 経済的損失とリスクのために、この間の再処理工場の建設は再開されませんでした。 高いエネルギー需要のために、この方法の作業はEUで続けられています。, これにより、核変換が可能なミルラと呼ばれる実用的な原子炉研究炉が生まれました。 さらに、ACTINETと呼ばれる新しい研究プログラムは、大規模な産業規模で核変換を可能にするためにEUで開始されました。 2007年のブッシュ大統領のグローバル原子力エネルギーパートナーシップ（GNEP）によると、米国は現在、核廃棄物処理の問題を著しく削減するために必要な核変換技術に関する研究を積極的に推進している。,
また、トカマクのような核融合炉プラズマを少量の”マイナー”超ウラン原子で”ドープ”することができ、重水素と三重水素の核融合によって生成される非常に高エネルギーの中性子によって連続的に衝突すると、より軽い元素に変換される（アクチニドの場合には核分裂を意味する）。, MITの研究では、国際熱核実験炉（ITER）と同様のパラメータを持つ2つまたは3つの核融合炉のみが、アメリカ艦隊で現在稼働している軽水炉のすべてから年間マイナーアクチニド生産全体を変換しながら、各原子炉から約1ギガワットの電力を同時に発生させることができることが分かった。
Re-useEdit
もう一つの選択肢は、核廃棄物中の同位体を再利用するためのアプリケーションを見つけることです。, すでに、セシウム137、ストロンチウム90および他のいくつかの同位体は、食品照射および放射性同位体熱電発電機などの特定の産業用途のために抽 再使用は放射性同位体を管理する必要性を除去しない間、作り出される無駄の量を減らすことができる。,
核補助炭化水素製造法、カナダ特許出願2,659,302は、非伝統的な石油形成に構築された一つ以上のリポジトリまたはボアホールに廃棄物を配置することを含む核廃棄物材料の一時的または永久的な貯蔵のための方法である。 廃棄物の熱流束は形成を破壊し、変えられた材料の取り外しを可能にするために地下の形成内の炭化水素材料の化学および/または物理的性質を変, 炭化水素、水素、および／または他の形成流体の混合物が、その形成から生成される。 高レベル放射性廃棄物の放射能は、処分場の周囲またはボアホールの最も深い部分に置かれたプルトニウムに対する増殖抵抗を与える。
増殖炉はU-238および超ウラン元素で動作することができ、これは1,000–100,000年の期間における使用済み燃料放射能の大部分を占めています。
Space disposalEdit
Space disposalは、惑星から核廃棄物を取り除くため、魅力的です。, 放射性物質を大気中や世界中に拡散させる可能性があるロケットの壊滅的な故障の可能性など、重大な欠点があります。 個々のロケットは処分する必要がある総量に対して非常に多くの材料を運ぶことができないので、多くの打ち上げが必要になるでしょう。 これにより、提案は経済的に実用的ではなくなり、少なくとも一つ以上の打ち上げ失敗のリスクが高まります。, 問題をさらに複雑にするためには、そのようなプログラムの規制に関する国際協定を確立する必要がある。 宇宙廃棄のための現代のロケット打ち上げシステムのコストと不十分な信頼性は、マスドライバー、宇宙エレベーター、およびその他の提案のような非ロケット宇宙打ち上げシステムへの関心の動機の一つであった。,
National management plansEdit
ドイツ北部のGorlebenの核廃棄物処理センターの近くで反核抗議
スウェーデンとフィンランドは、特定の処分技術にコミットすることで最も遠くに沿っています
スウェーデンとフィンランドは、使用済み燃料を再処理したり、フランスやグレートブリテンと契約したりしています。英国はそれを行うには、結果として生じるプルトニウムと高レベルの廃棄物を取り戻します。 “再処理によるプルトニウムのバックログが増加しているのは、多くの国で発展しています。.., 安価なウランの現在の環境では、再処理が経済的に理にかなっていることは疑わしい。”
多くのヨーロッパ諸国（例えば、英国、フィンランド、オランダ、スウェーデン、スイス）では、将来の高レベルの核廃棄物施設からの放射線に曝された公衆のリスクまたは線量制限は、国際放射線防護委員会が提案したものまたは米国で提案したものよりもかなり厳しい。, ヨーロッパの制限は、1990年に国際放射線防護委員会によって20倍の基準で提案された基準よりも厳しく、閉鎖後の最初の10,000年間のユッカマウンテン核廃棄物リポジトリについて米国環境保護庁（EPA）によって提案された基準よりも厳しいことが多い。
10,000年以上の米国EPAの提案された基準は、ヨーロッパの制限よりも250倍許容性が高いです。 米国EPAは、最大3の法的制限を提案しました。,アメリカ合衆国エネルギー省（DOE）は、受け取った線量がその限界をはるかに下回ると予測していたが、5ミリシーベルト（350ミリレム）は毎年10,000年後に地元の個人に対して、地球上で最も高い自然背景地域の一部の集団によって現在受け取られている曝露の数パーセントまでになると予測していた。 何千年もの時間枠にわたって、最も活発な短い半減期の放射性同位体が崩壊した後、米国を埋める, 核廃棄物は、アメリカ合衆国の岩石と土壌のトップ2000フィート（10万km2）の放射能を、そのような体積の天然放射性同位体の累積量よりも約1分の10に増加させるだろうが、サイトの近くでは、そのような平均よりも地下の人工放射性同位体の濃度がはるかに高くなるだろう。,
MongoliaEdit
モンゴルに核廃棄物施設を建設するための日米間の計画と交渉について深刻な反対が生じた後、モンゴルは2011年にすべての交渉を中止した。 これらの交渉は、2010年にダニエル-ポネマン米国副長官がモンゴルを訪問した後に始まった。 2011年にはワシントンD.c.で日本、米国、モンゴルの当局者との間で会談が行われた。, この後、モンゴルから核燃料を購入したいアラブ首長国連邦（UAE）が交渉に加わった。 交渉は秘密にされ、毎日新聞は月にそれらについて報告したが、モンゴルは公式にこれらの交渉の存在を否定した。 しかし、このニュースに驚いたモンゴル市民はこの計画に抗議し、政府に計画の撤回と情報の開示を要求した。, モンゴルのTsakhiagiin Elbegdorj大統領は13日、モンゴルにおける核廃棄物貯蔵計画に関する外国政府や国際機関とのすべての交渉を禁止する大統領命令を出した。 モンゴル政府は、この新聞が世界中に虚偽の主張を流布していると非難している。 大統領命令の後、モンゴルの大統領は、これらの会話に関与していると思われる個人を解雇した。,
違法ダンピング編集
イタリアの当局は、人身売買と違法に核廃棄物を投棄したと非難された”Ndranghetaマフィアクランを調査している。 内部告発者によると、イタリアの国家エネルギー研究機関Eneaのマネージャーは、イタリア、スイス、フランス、ドイツ、および米国からの有毒および放射性廃棄物の600ドラムを取り除くために一族に支払い、ソマリアを目的地として、地元の政治家を買収した後に廃棄物が埋められた。, エネアの元従業員は、1980年代と1990年代に彼らの手から廃棄物を取るために犯罪者を支払う疑いがあります.ソマリアへの出荷は1990年代に続きました,”Ndrangheta一族はまた、廃棄物のshiploadを爆破しました,放射性病院の廃棄物を含みます,カラブリア海岸沖の海底にそれらを送ります. 環境グループLegambienteによると、”Ndrangheta”の元メンバーは、過去20年間、放射性物質で船を沈めるために支払われたと述べています。