Gospodarka odpadami radioaktywnymi na bazie doświadczeń Słowacji

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Gospodarka odpadami radioaktywnymi na bazie doświadczeń Słowacji"

Agnieszka Weronika Szewczyk
7 lat temu
Przeglądów:

1 Gospodarka odpadami radioaktywnymi na bazie doświadczeń Słowacji Anna Kluba, Aleksandra Filarowska Politechnika Wrocławska Na Słowacji obecnie działają dwie elektrownie jądrowe w Bohunicach (2x505 MW e) i Mochovcach (2x470 MW e) wyposażone w ciśnieniowe reaktory lekkowodne WWER-440. Cztery bloki jądrowe zaspokajają ok. 53% krajowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Odpadami radioaktywnymi na terenie Słowacji zajmuje się państwowa firma Javys. Do jej zadań należy obsługa, konserwacja oraz likwidacja obiektów jądrowych, zarządzanie paliwem jądrowym, transport świeżego i wypalonego paliwa jądrowego oraz transport i gospodarka odpadami promieniotwórczymi. Do realizacji wyżej wymienionych zadań firma Javys wykorzystuje Zakład Przerobu Odpadów Radioaktywnych w Bohunicach, Zakład Przerobu Ciekłych Odpadów Radioaktywnych w Mochovcach, Krajowe Składowisko Odpadów Radioaktywnych w Mochovcach oraz Tymczasowe Składowisko Wypalonego Paliwa Jądrowego w Bohunicach. Źródła powstawania oraz klasyfikacja odpadów radioaktywnych Odpady promieniotwórcze, to materiały stałe, ciekłe lub gazowe, zawierające substancje promieniotwórcze lub skażone tymi substancjami, których wykorzystanie nie jest przewidywane ani rozważane. Ich klasyfikacja oparta jest głównie na dwóch podstawowych kryteriach, którymi są: poziom aktywności oraz czas połowicznego rozpadu pierwiastków wchodzących w skład odpadów. Aktywność materiału promieniotwórczego definiuje cztery główne grupy podziału odpadów: bardzo niskoaktywne, niskoaktywne, średnioaktywne oraz wysokoaktywne. Czas połowicznego rozpadu dzieli substancje radioaktywne na bardzo krótkożyciowe (czas połowicznego rozpadu < 100 dni), krótkożyciowe (czas połowicznego rozpadu < 30 lat) oraz długożyciowe (czas połowicznego rozpadu > 30 lat). W zależności od rodzaju odpadów promieniotwórczych sposoby ich przetwarzania, przechowywania i składowania są różne. Odpady bardzo niskoaktywne (VLLW Very Low Level Waste) pochodzą głównie z likwidacji instalacji w postaci złomu i gruzu lub są odpadami z oczyszczania dawnych, zanieczyszczonych obiektów. Ich aktywność wynosi od 10 do 100 Bq/g. Odpady niskoaktywne (LLW Low Level Waste, odpady klasy A) to odpady o aktywności od 100 do Bq/g. Źródłem niskoaktywnych odpadów promieniotwórczych mogą być jonity, filtry, rękawice, bloki betonowe pochodzące z eksploatacji elektrowni jądrowych, zakładów przerobu i laboratoriów badawczych, odpady remontowe (np. rękawice, ochraniacze na obuwie, stroje winylowe) oraz odpady technologiczne, powstające na przykład w układach wentylacji albo oczyszczania wody obiegów pierwotnych w elektrowniach jądrowych.

2 Odpady średnioaktywne (ILW Intermediate Level Waste, odpady klasy B) mają aktywność pomiędzy setkami tysięcy, a milionami Bq/g. Źródłem pochodzenia tych odpadów są jonity, rozpuszczalniki, koncentraty, materiały pochodzące z wytwornic pary, łuski z pociętych głowic, stopek i koszulek, pochodzące z eksploatacji elektrowni jądrowych i zakładów przerobu paliwa wypalonego. Odpadami wysokoaktywnymi (HLW High Level Waste, odpady klasy C) są substancje zawierające izotopy promieniotwórcze o aktywności na poziomie miliardów Bq/g. Źródłem tego rodzaju odpadów jest głównie wypalone paliwo jądrowe (w otwartym cyklu paliwowym) oraz produkty pozostałe z przerobu wypalonego paliwa jądrowego. Postępowanie z odpadami nisko- i średnioaktywnymi Powstałe, podczas eksploatacji słowackich elektrowni jądrowych, odpady nisko- i średnioaktywne transportowane są do zakładu przerobu odpadów radioaktywnych w Bohunicach. Zostają podzielone ze względu na stan skupienia i jak pokazano na poniższej ilustracji (rys. 1.) poddane są dwóm różnym sposobom przetwarzania. Rys. 1. Schemat postępowania z nisko i średnioaktywnymi odpadami (Źródło: Stałe odpady promieniotwórcze dzielone są na takie, które można od razu sprasować w prasie hydraulicznej (rys. 2) lub te, które mogą być spopielone w piecu spopielającym. Otrzymany popiół mieszany jest z parafiną i razem z stałymi odpadami radioaktywnymi szczelnie zamykany w beczkach, które zostają mechanicznie sprasowane. Spaliny, które są odprowadzane do emitora poddawane są oczyszczaniu i filtracji oraz przed wypuszczeniem ich do atmosfery są monitorowane, aby nie dopuścić do wydostania się radioaktywnych izotopów.

3 Rys. 2. Wysokociśnieniowa prasa hydrauliczna i efekt jej pracy (Źródło: Odpady ciekłe zatężane są w parowaczu, później mieszane z cementem. Powstała mieszanina wykorzystywana jest do zalewania betonowych kontenerów o wymiarach 1,7 x 1,7 x 1,7 m i pojemności 3,1m 3. Tak przygotowane kontenery są oznaczane i monitorowane przez 28 dni w celu określenia ich aktywności, następnie jeśli spełniają odpowiednie warunki, zostają przetransportowane na Krajowe Składowisko Odpadów Radioaktywnych w Mochovcach. Na miejscu zostają ponownie poddane kontroli aktywności następnie umieszczone w jednym z 80 żelbetonowych boksów o wymiarach 18 x 6 x 5,5m. Rys. 3. Układanie kontenerów na składowisku w Mochovcach (Źródło:

4 Jeden blok jest w stanie pomieścić 90 kontenerów. Całkowita pojemność składowiska to 7200 kontenerów o pojemności m 3. Cały obiekt jest monitorowany pod względem radiologicznym. Jeśli jeden z kontenerów nie spełniałby wymogów dotyczących składowania odpadów musiałby przejść wszystkie procedury ich przetwarzania kolejny raz. Firma Javys jest również w trakcie realizacji projektu utworzenia składowiska bardzo niskoaktywnych odpadów, aby móc tam składować odpady słabo promieniotwórcze pochodzące z dekontaminacji i likwidacji pierwszego bloku elektrowni jądrowej w Jaslovskich Bohunicach. Planowana jest również rozbudowa składowiska odpadów nisko i średnioaktywnych. Obie budowy mają planowo rozpocząć się w tym roku. Zasady postępowania z wypalonym paliwem Cykl paliwowy zastosowany w elektrowniach jądrowych na Słowacji jest typu otwartego. Procedura gospodarowania paliwem wypalonym zaczyna się podczas procesu wymiany paliwa, kiedy kasety paliwowe nie mogące zapewnić dłużej samopodtrzymania się reakcji jądrowej przez zmniejszony udział izotopu rozszczepialnego uranu-235 i muszą być zastąpione świeżym paliwem. Po wyciągnięciu napromieniowanego paliwa jest ono przenoszone do basenu wypalonego paliwa znajdującego się tuż obok zbiornika reaktora. Rys. 4. Kontenery C-30 do transportu wypalonego paliwa jądrowego (Źródło: Cały proces odbywa się pod wodą, co ma na celu zapewnienie chłodzenia kasetom zużytego paliwa, które generują duże ilości ciepła. Woda znajdująca się w basenie reaktora w trakcie wymiany paliwa stanowi również osłonę biologiczną chroniącą przed promieniowaniem jonizującym. Radioaktywne zestawy paliwowe przechowywane są w budynku reaktora przez nie mniej niż trzy lata. Po upływie koniecznego okresu następuje transport zużytego paliwa jądrowego do

5 tymczasowego składowiska odpadów wysokoaktywnych, które znajduje się w miejscowości Jaslovske Bohunice. Z budynku reaktora silnie promieniotwórczy materiał transportowany jest drogą kolejową w specjalnych pojemnikach zaprojektowanych tak, aby wszelkie wypadki, mogące wystąpić nawet z niewielkim prawdopodobieństwem, nie spowodowały uszkodzenia kontenera, a w konsekwencji skażenia środowiska substancjami radiotoksycznymi. Zastosowanym rozwiązaniem tymczasowego magazynowania odpadów radioaktywnych jest tak zwane mokre składowanie odpadów. Po przyjeździe paliwa do placówki zajmującej się jego tymczasowym składowaniem trafia ono do wstępnego basenu, gdzie elementy paliwowe są wyciągane z pojemnika transportowego i odsyłane na odpowiednie miejsce w basenie służącym do przechowywania wypalonego paliwa. Tak jak ma to miejsce w budynku reaktora operowanie zużytym paliwem jądrowym odbywa się pod odpowiednio głęboką warstwą wody. Basen tymczasowego składowania wypełniony jest zdemineralizowaną wodą poddawaną ciągłemu chłodzeniu i utrzymywaną w zakresie temperatur (max. 50 ). W takich warunkach wypalone paliwo przechowywane jest przez kilkadziesiąt lat. Rys. 5. Hala tymczasowego składowiska wypalonego paliwa jądrowego (Źródło: Dalszym etapem w procedurze postępowania z napromieniowanym paliwem jądrowym jest jego finalne składowanie. Obiektem przeznaczonym do tego celu będzie składowisko głębinowe, które jest w trakcie projektowania. Prace nad projektem rozpoczęły się w 1996 roku, a początek jego realizacji planowany jest w latach W roku 2037 przewidywane jest oddanie do użytku i rozpoczęcie eksploatacji podziemnego składowiska odpadów wysokoaktywnych.

6 Podsumowanie Technologie umożliwiające bezpieczne, niezawodne, a także efektywne ekonomicznie gospodarowanie odpadami radioaktywnymi są tak dalece rozwinięte, że zagadnienia związane z zarządzaniem odpadami promieniotwórczymi pochodzącymi z energetyki jądrowej, a także z innych źródeł, nie stanowią problemu. Działania, będące składowymi długotrwałego procesu gospodarki substancjami radioaktywnymi, którymi są przetwarzanie, przechowywanie, składowanie, a także transport radiotoksycznych materiałów są prowadzone w sposób gwarantujący ochronę dla człowieka, jak również dla środowiska. Pomimo konieczności przeprowadzania skomplikowanych procedur, koszty związane z końcowym etapem cyklu paliwowego są szacowane na 2 6% kosztu produkcji 1 kwh z energii jądrowej. Bibliografia [1] Strona internetowa firmy Slovenské elektrárne, a.s. [2] Strona internetowa firmy JAVYS a.s. [3] Wszystko o energetyce jądrowej. Od atomu A do cyrkony Zr, Praca zbiorowa, tłum. M. Rey, AREVACOM, Paryż 2008.

Podobne dokumenty

Wykład 7. Odpady promieniotwórcze (część 1) Opracowała E. Megiel, Wydział Chemii UW

Wykład 7. Odpady promieniotwórcze (część 1) Opracowała E. Megiel, Wydział Chemii UW Wykład 7 Odpady promieniotwórcze (część 1) Opracowała E. Megiel, Wydział Chemii UW Definicja i podział odpadów promieniotwórczych Odpadem promieniotwórczym określamy niepotrzebny, zużyty materiał, który