Transport materiałów promieniotwórczych: regulacje, problemy i rozwiązania techniczne

Transkrypt

1 Transport materiałów promieniotwórczych: regulacje, problemy i rozwiązania techniczne Jarosław Hryszko Abstrakt Praca opisuje transport materiałów radioaktywnych, ze szczególnym uwzględnieniem wypalonego paliwa reaktorowego. Punktem wyjścia są przepisy prawa na podstawie których organizuje się transport tychże materiałów. Następnie zostaje wyjaśniony sposób w jaki przepisy definiują wyżej wymienione materiały, oraz omówione zostają poszczególne rodzaje pojemników stosowane do ich przewożenia (typu A, B oraz C, przemysłowe, wyłączone oraz przenoszące sześciofluorek uranu). W kolejnym punkcie omówione zostały podstawowe problemy jakie należy rozwiązać w związku z transportem tak niebezpiecznej zawartości występujące promieniowanie, możliwe uszkodzenia mechaniczne, temperatura oraz ingerencja osób trzecich. W zasadniczej części pracy przybliżony zostanie proces samego transportu poszczególnych rodzajów materiałów promieniotwórczych: tlenku i sześciofluorku uranu, plutonu, świeżego i wypalonego paliwa reaktorowego oraz pozostałych odpadów radioaktywnych, w tym zeszklonych. 1 Wstęp Przez dziesięciolecia człowiek nauczył się korzystać z możliwości, jakie daje energia zgromadzona w jądrach atomowych - począwszy od energetyki, poprzez medycynę i przemysł, na broni jądrowej kończąc. Materiały radioaktywne, jakkolwiek bardzo użyteczne, stanowią potencjalne zagrożenie dla środowiska. Transportowanie ich podczas procesu wytwarzania, czy na potrzeby dystrybucji do użytkowników końcowych, czy też w celu utylizacji bądź składowania, musi przebiegać według określonych zasad, przy użyciu specjalnych technologii oraz zachowaniu szczególnych środków ostrożności. Rozpatrując cykl paliwowy w energetyce jądrowej, obiekty biorące udział w tymże są najczęściej rozproszone w różnych częściach świata; materiały, które należy transportować pomiędzy nimi także się różnią. Transport ten jest regulowany skomplikowanymi procedurami które zapewniają bezpieczeństwo ludności i środowiska, a sama ilość paliwa reaktorowego jest nieporównywalnie niższa niż ta używana w energetyce konwencjonalnej, co bezpośrednio przekłada się na 1

2 zdecydowanie mniejsze ryzyko wystąpienia ewentualnych wypadków czy katastrof. Materiały te emitują potencjalnie szkodliwe dla zdrowia promieniowanie, cecha ta powoduje więc niegasnące zainteresowanie opinii publicznej. Każdego roku dwadzieścia milionów przesyłek różnych rozmiarów, zawierających materiały promieniotwórcze, jest regularnie transportowanych po drogach publicznych, koleją i drogą morską [22]. Począwszy od roku 1971, wykonano ponad dwadzieścia tysięcy transportów wysokoaktywnych odpadów (w tym wypalonego paliwa reaktorowego) o łącznej wadze osiemdziesięciu tysięcy ton na przestrzeni wielu milionów kilometrów. Mimo tak dużych liczb, nigdy nie zarejestrowano przypadku gdy pojemnik z wysoce radioaktywnym materiałem został uszkodzony lub rozszczelniony podczas transportu. Jak widać, transport materiałów promieniotwórczych, jako zjawisko masowe, musi przebiegać w sposób eliminujący ryzyko związane z emisją promieniowania, uszkodzeniem przesyłki lub działaniem osób trzecich. Opis tego skomplikowanego procesu, wraz ze sposobami eliminacji powyższych zagrożeń jest celem tej pracy. 2 Wprowadzenie 2.1 Przepisy regulujące transport materiałów promieniotwórczych Przepisy Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej Jak wspomniano we wstępie, transport materiałów promieniotwórczych jest szczegółowo regulowany istniejącymi przepisami prawnymi. W ogólnym ujęciu transport tychże materiałów regulują przepisy Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (IAEA) Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material oraz Organizacji Narodów Zjednoczonych Recommendations on the Transport of Dangerous Goods. Dokument IAEA, opublikowany po raz pierwszy w 1961 roku, powstał na podstawie badań i analiz dostarczonych przez państwa członkowskie oraz organizacje międzynarodowe. Określa on standardy jakimi należy się kierować w transporcie międzynarodowym, jednak w gestii każdego rządu czy organizacji leży, czy standardy te zostaną zachowane. Od 1969 roku przepisy IAEA zostały zaadoptowane lub wykorzystane jako punkt wyjścia do stworzenia przepisów dotyczących transportu materiałów radioaktywnych w wielu krajach członkowskich i innych organizacjach. Dla przykładu, wspomniany wcześniej dokument ONZ - Recommendations on the Transport of Dangerous Goods odwołuje się do przepisów IAEA i w pełni je wykorzystuje. W wyniku tego Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material odnoszą się do transportu materiałów promieniotwórczych praktycznie na całym świecie [26]. Przepisy IAEA są regularnie przeglądane i uaktualniane aby dorównywały kroku rozwojowi nauki i techniki. Opierają się na ogólnej zasadzie, że materiały radioaktywne powinny być transportowane zabezpieczone odpowiednio do 2

3 stopnia ochrony przed różnymi rodzajami zagrożeń zarówno w warunkach normalnych jak i w przypadku ewentualnej katastrofy czy wypadku. Bezpieczeństwo zatem uzależnia się od pojemnika, bez względu na sposób transportu. Głównym celem jest ochrona ludzi, mienia i środowiska przed bezpośrednim i pośrednim wpływem promieniowania podczas transportu. Przepisy wymagają odseparowania niebezpiecznego materiału od czynników zewnętrznych, stałej kontroli zewnętrznego poziomu promieniowania, zapobiegania przed wystąpieniem reakcji łańcuchowej oraz szkodom spowodowanym przez wydzielające się ciepło. Ponieważ bezpieczeństwo radiologiczne zależy przede wszystkim od pojemnika, przepisy IAEA określają kilka standardów w tym obszarze przede wszystkim pięć podstawowych rodzajów pojemników: excepted (wyłączony), przemysłowy, typu A, typu B oraz typu C. Ustalają także kryteria ich projektowania pod względem aktywności oraz fizycznego kształtu materiału jakie mają zawierać. Precyzują także odpowiednie procedury mające wykazać zgodność z wymaganymi standardami oraz opisują oznakowania i etykiety którymi należy opatrzyć materiały podczas transportu Transport lądowy Transport drogowy materiałów radioaktywnych w 46 krajach, w tym i Polsce reguluje l'accord europeen relatif au transport international des merchandises Dangereuses par Reute, w skrócie ADR. Wbrew nazwie jest to międzynarodowa konwencja 1 dotycząca drogowego przewozu towarów i ładunków niebezpiecznych, sporządzona w Genewie dnia 30 września 1957 r. pod auspicjami Komisji Gospodarczej Narodów Zjednoczonych, opracowana i wydana przez Europejski Komitet Transportu Wewnętrznego. Polska ratyfikowała Konwencję w 1975 r. Przepisy umowy ADR są nowelizowane w cyklu dwuletnim [17, 7, 11]. Przepisy ADR składają się z dwóch aneksów (załączników) i dziewięciu części, z czego załącznik A przedstawia wymagania ogólne i wymagania dotyczące przedmiotów i materiałów niebezpiecznych, a załącznik B określa wymagania dotyczące konstrukcji, wyposażenia i używania pojazdów. Oprócz tego, transport materiałów promieniotwórczych na terenie Polski regulują akty prawne [30, 25, 3, 11]: Ustawa z dnia 28 października 2002 r. o przewozie drogowym towarów niebezpiecznych (Dz. U. z 28 listopada 2002r., Nr 199, poz. 1671) Ustawa z dnia 1 lipca 2005 r. o zmianie ustawy o przewozie drogowym towarów niebezpiecznych oraz zmianie niektórych innych ustaw (Dz. U. z 29 lipca 2005 r., Nr 141, poz. 1184) Ustawa z dnia 29 lipca 2005 r. o zmianie ustawy o transporcie drogowym oraz niektórych innych ustaw (Dz. U. z dnia 20 września, Nr 180 poz. 1497) 1 Niektóre źródła błędnie podają, że jest to europejska konwencja [17], co nie jest prawdą, ponieważ przepisy ADR ratyfikowały również kraje azjatyckie i afrykańskie. 3

4 Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 15 września 2005 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie świadectwa dopuszczenia pojazdu do przewozu niektórych towarów niebezpiecznych (Dz. U. z dnia 29 września 2005 r., Nr 187 poz. 1572) Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 15 września 2005 r. w sprawie kursów dokształcających dla kierowców przewożących towary niebezpieczne (Dz. U. z dnia 29 września 2005 r., Nr 187, poz. 1571) Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 7 października 2005 r. w sprawie towarów niebezpiecznych, których przewóz drogowy podlega obowiązkowi zgłoszenia (Dz. U. z dnia 24 października 2005 r., Nr 207, poz i 17 34) Rozporządzenie Ministra Infrastruktury oraz Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 października 2005 r. w sprawie formularza rocznego sprawozdania z działalności w zakresie przewozu drogowego towarów niebezpiecznych oraz sposobu jego wypełniania (Dz. U. z dnia 24 października 2005 r., Nr 207, poz. 1733) Międzynarodowy transport kolejowy regulowany jest przez dokument International Carriage of Dangerous Goods by Rail (RID) który jest częścią międzynarodowej konwencji o przewozie kolejowym, wydanej przez Organisation for International Carriage by Rail, liczącej obecnie czterdziestu dwóch członków (w tym Polski). Dokument ten spełnia wymagania IAEA opisane wcześniej. W Polsce nad wypełnianiem postanowień dokumentu czuwa Urząd Transportu Kolejowego [16] Transport morski W 1965 roku Międzynarodowa Organizacja Morska (International Maritime Organization - IMO) opublikowała ważny międzynarodowy dokument International Maritime Dangerous Goods Code (kodeks IMDG) dotyczący przewozu materiałów niebezpiecznych drogą morską. Omawia on takie kwestie jak zabezpieczenie i rozmieszczenie kontenerów ze szczególnym naciskiem na separację materiałów które nie mogą być przewożone razem. Część dokumentu stanowią wskazówki i regulacje dotyczące transportu morskiego i przeładunku materiałów radioaktywnych. Przepisy te bazują na wytycznych IAEA wspomnianych w punkcie [20, 12]. W 1993 roku IMO wydała również Code for the Safe Carriage of Irradiated Nuclear Fuel, Plutonium and High-Level Radioactive Wastes in Flasks on Board Ships (kodeks INF) w celu uzupełnienia rozporządzenia IAEA. Dokument ten wprowadza zalecenia dotyczące projektowania statków przewożących materiały radioaktywne. Pomimo faktu, że głównym środkiem zapewniającym bezpieczeństwo przesyłki pozostaje pojemnik, kodeks INF dostarcza wytycznych odnośnie do zapewnienia stabilności ładunku po uszkodzeniu jednostki pływającej, ochrony przeciwpożarowej i odpowiedniej odporności konstrukcyjnej statku [13]. W styczniu 2001 roku kodeks INF stał się obowiązkowy i został 4

5 przemianowany na International Code for the Safe Carriage of Packaged Irradiated Nuclear Fuel, Plutonium and High-Level Radioactive Waste on Board Ships [10] Transport lotniczy Wszystkie aspekty międzynarodowego lotnictwa cywilnego reguluje Międzynarodowa Organizacja Lotnictwa Cywilnego (International Civil Aviation Organisation ICAO). Organizacja ta jest odpowiedzialna za tworzenie unormowań prawnych i zalecanych praktyk poprzez tworzenie załączników do Convention on International Civil Aviation z 1944 roku. W 1981 ICAO przyjęła załącznik nr 18 regulujący transport powietrzny materiałów niebezpiecznych, a ponadto opublikowała zestaw instrukcji technicznych (TI) uszczegóławiających wymagania dotyczące tych transportów. TI zawiera listę towarów niebezpiecznych a także wymagania odnośnie pojemników, oznaczania, etykietowania i dokumentowania w pełni zgodnego z regulacjami IAEA (punkt 2.1.1). Także Zrzeszenie Międzynarodowego Transportu Lotniczego (International Air Transport Association IATA) stowarzyszenie reprezentujące linie lotnicze, publikuje corocznie dokument Dangerous Goods Regulations (DGR) które zgodne są zarówno z ICAO TI jak i przepisami IAEA. 2.2 Materiały promieniotwórcze i ich podział Materiał nazywamy promieniotwórczym, jeśli zawiera izotopy promieniotwórcze w którym zarówno stężenie promieniotwórcze (c A ) jak i aktywność całkowita (A) przesyłki (opakowanie wraz z zawartością gotowe do transportu) przekracza poziomy graniczne c A0 i A 0. Poziomy te są różne dla poszczególnych pierwiastków i izotopów [8]. Podstawowe wartości aktywności dla poszczególnych radionuklidów zostały przedstawione w dodatku A. Dodatkowo wyszczególnione są materiały rozszczepialne, czyli U233, U235, Pu239, Pu241 lub dowolna mieszanina zawierająca te izotopy. Określenie to nie dotyczy uranu naturalnego, zarówno nienapromieniowanego, jak i napromieniowanego tylko w reaktorach termicznych. Materiał nierozszczepialny lub rozszczepialny-wyłączony to taki, który podlega jednemu z poniższych kryteriów [8]: ograniczenie masy materiału rozszczepialnego (do 180 g lub 400 g w zależności od rodzaju materiału rozszczepialnego i średniej gęstości wodoru) na przesyłkę przy jednoczesnym ograniczeniu min. wymiarów zewn. sztuki przesyłki oraz masy materiału rozszczepialnego w sztuce przesyłki lub zawartości wodoru bądź stężenia materiału rozszczepialnego; zawartość berylu i deuteru też jest ograniczona ograniczenie wzbogacenia (do 1% lub 2%) dla materiałów w określonej postaci fizycznej i chemicznej, składzie, budowie, zawartości azotu itp. 5

6 ograniczenie masy plutonu Pu (do 1 kg) w sztuce przesyłki, przy jednoczesnym ograniczeniu zawartości izotopów rozszczepialnych Pu. Materiał taki jest zwolniony z wymagań dla materiałów rozszczepialnych. Przepisy dzielą materiały promieniotwórcze na: Materiały promieniotwórcze w postaci specjalnej jako materiały stałe, nierozpraszające się lub zamknięte w hermetycznej kapsule; Materiały o niskiej aktywności właściwej (Low Specific Activity - LSA) jako takie, które ze względu na naturalne właściwości mają ograniczoną aktywność właściwą lub do których mają zastosowanie ograniczenia dotyczące oszacowanej średniej aktywności właściwej (w obliczeniach tej wartości nie uwzględnia się materiałów stosowanych na osłony zewnętrzne tych materiałów). Materiały te klasyfikuje się do jednej z trzech grup: LSA-I, LSA-II lub LSA-III; przedmioty skażone powierzchniowo (Surface Contaminated Objects - SCO) czyli przedmioty które same nie są promieniotwórcze, ale na jego powierzchni znajduje się materiał promieniotwórczy. Klasyfikuje się je do jednej z dwóch grup: SCO-I oraz SCO-II; materiały promieniotwórcze słabo rozpraszalne (LDRM). Materiały promieniotwórcze które wymagają transportu to głównie: Elementy cyklu paliwowego w energetyce jądrowej: ruda uranowa, tlenek uranu, sześciofluorek uranu (UF 6 ), wzbogacony UF 6, świeże paliwo reaktorowe, zużyte paliwo reaktorowe, produkty przetworzonego paliwa; Izotopy promieniotwórcze dla medycyny (molibden-99, fosfor-32, kobalt, cez i inne); Izotopy promieniotwórcze dla przemysłu (kobalt-60, krypton-85, ameryk- 241 i inne); Odpady radioaktywne średnio - i niskoaktywne; Materiały do zastosowań militarnych. Odpady promieniotwórcze dzielą się na: 6

7 Grupa LSA Rodzaj materiału Rudy i koncentraty rud U i Th oraz inne rudy zawierające naturalne izotopy promieniotwórcze; LSA-I Nienapromieniowany stały lub ciekły uran lub ich związki i mieszaniny; Materiały dla których wartość aktywności materiału promieniotwórczego w postaci innej niż specjalna jest nieograniczona; Inne materiały, dla których oszacowana średnia aktywność właściwa 30c A0. Woda trytowa o ograniczonym stężeniu; LSA-II Inne materiały, dla których oszacowana średnia aktywność właściwa (10 4 lub 10 5 ) A 2 /g odpowiednio dla ciał stałych i gazów oraz cieczy, gdzie A 2 wartość aktywności materiału promieniotwórczego w postaci innej niż specjalna. Materiały stałe z wyłączeniem proszków, w których: LSA-III Materiał promieniotwórczy jest rozłożony w miarę równomiernie; Oszacowana średnia aktywność właściwa materiału A 2 /g, Materiał przeszedł badanie ługowalności. Tablica 1: Klasyfikacja materiałów LSA (tj. o niskiej aktywności właściwej), źródło: [8] 7

8 Grupa SCO Rodzaj materiału Skażenie niezwiązane na dostępnej powierzchni (dla 300cm 2 ) 4Bq/cm 2 dla β γ, lub 0, 4Bq/cm 2 dla α; SCO-I Skażenie związane na dostępnej powierzchni (dla 300cm 2 ) 4 104Bq/cm 2 dla β γ lub 4 103Bq/cm 2 dla α; Suma skażenia niezwiązanego i związanego na niedostępnej powierzchni (dla 300cm 2 ) 4 104Bq/cm 2 dla β γ lub 4 103Bq/cm 2 dla α. Sskażenie niezwiązane na dostępnej powierzchni (dla 300cm 2 ) 400Bq/cm 2 dla β γ lub 40Bq/cm 2 dla α; SCO-II Skażenie związane na dostępnej powierzchni (dla 300cm 2 ) 8 105Bq/cm 2 dla β γ lub 8 104Bq/cm 2 dla α; Suma skażenia niezwiązanego i związanego na niedostępnej powierzchni (dla 300cm 2 ) 8x105Bq/cm 2 dla β γ lub 8 104Bq/cm 2 dla α. Tablica 2: Klasyfikacja materiałów SCO, źródło: [8] 8

9 wysokoaktywne wypalone paliwo jądrowe (pastylki paliwowe wraz z elementami mocującymi) i odpady powstałe przy produkcji broni jądrowej; średnioaktywne materiały pochodzące z bezpośredniego otoczenia działających reaktorów jądrowych bądź z likwidacji wyłączonych; obudowy kaset paliwowych, żywice epoksydowe i promieniotwórcze odpady chemiczne; niskoaktywne to głównie odpady z produkcji przemysłowej i medycyny nuklearnej, na przykład: ubrania robocze, filtry, narzędzia; materiały skażone izotopami o krótkim okresie rozpadu; także zapobiegawczo materiały, co do których istnieje podejrzenie napromieniowania prowadzącego do ich aktywacji. Niektóre z tego rodzaju odpadów muszą być ekranowane przy przeładunku lub w czasie transportu. 2.3 Rodzaje pojemników Jak wspomniano w punkcie 2.1.1, przepisy IAEA określają kilka standardów pojemników na materiały promieniotwórcze. Jako pojemnik, regulacje IAEA definiują jeden lub więcej pojemników oraz innych elementów konstrukcyjnych lub materiałów, potrzebnych do utrzymania funkcji ochronnej pojemników wobec jej zawartości oraz innych funkcji związanych z bezpieczeństwem. Pojemnik musi, w określonych warunkach, zachować szczelność tj. uniemożliwiać wydostanie się zawartości promieniotwórczej w ilości powyżej określonych poziomów, oraz osłonność tj. musi osłabiać promieniowanie co najmniej do określonych poziomów Pojemniki typu wyłączonego Pojemniki typu określanego regulacjami jako wyłączone służą do przewozu niewielkich ilości materiałów promieniotwórczych takich jak radiofarmaceutyków czy urządzeń pomiarowych. Rolę pojemnika wyłączonego spełnia tu zazwyczaj zwykłe opakowanie kartonowe, z tworzywa sztucznego, metalu czy szkła. Pojemnik taki nie musi mieć oznaczenia o promieniowaniu, jednak wewnątrz powinna znajdować się informacja o przewożonym materiale Pojemniki przemysłowe (Industrial Packages - IP) Pojemniki przemysłowe są wykorzystywane do transportu dwóch rodzajów materiałów: materiałów o niskiej aktywności właściwej (LSA); materiałów skażonych powierzchniowo (SCO). Oba rodzaje materiałów są z natury bezpieczne, ze względu na fakt że materiał ciężko miesza się z innymi substancjami lub na bardzo niską aktywność moc dawki w odległości 3 metrów od nieosłoniętego materiału lub przedmiotu nie może przekraczać 10 msv/h [8]. 9

10 Pojemniki przemysłowe są podzielone na trzy kategorie, oznaczone jako IP- 1, IP-2 oraz IP-3, które różnią się pod względem wytrzymałości i warunków w jakich są transportowane (patrz tabela 3). Pojemniki te testuje się symulując zdarzenia występujące podczas normalnych warunków transportu, takie jak upadek z pojazdu, narażenie na działanie opadów czy uderzenie ostrym przedmiotem lub innym przełożonym ładunkiem. Każdy z tych testów musi być poprzedzony przez test natryskiem wodą. Test ów stosuje się w celu zbadania odporności pojemnika na opady deszczu. W tym celu spryskuje się pojemnik wodą przez okres co najmniej jednej godziny, symulując deszcz o intensywności 50 mm/h (klasyfikowany w meteorologii jako silny opad ). Pojemniki powszechnie stosowane w przemyśle, takie jak stalowe beczki lub kontenery często spełniają wymagania stawiane pojemnikom klasy IP, ale wielokrotnie używa się także specjalnie zaprojektowanych pojemników, które są wybierane ze względu na właściwości przewożonych materiałów. Typowe przesyłki transportowane przy użyciu pojemników przemysłowych to nisko i średnioaktywne odpady oraz rudy zawierające naturalne występujące radionuklidy (takie jak uran lub tor) i koncentraty tych rud (np. yellowcake) Pojemniki typu A Pojemniki typu A wykorzystywane są do transportu stosunkowo małych, ale znaczących ilości materiałów radioaktywnych. Ponieważ zakłada się, że tego rodzaju pojemniki mogłyby zostać uszkodzone w ciężkim wypadku i że część zawartości mogłaby zostać uwolniona, maksymalna ilość radionuklidów przewożona w pojemniku typu A jest ograniczona przepisami IAEA. W przypadku uwolnienia tychże substancji, ograniczenia te zapewniają bardzo niskie ryzyko skażenia lub napromieniowania środowiska zewnętrznego. Od pojemników typu A wymaga się aby zachowywały swoją integralność w przypadku zdarzeń występujących podczas normalnych warunków transportu, wobec czego są pod tym kątem testowane (tabela 4). Każdy z testów musi być poprzedzony przez test natryskiem wodą opisany w punkcie Pojemniki typu A są wykorzystywane w transporcie radioizotopów do diagnostyki medycznej lub teleterapii, technetu, generatorów używanych w diagnostyce niektórych nowotworów a także niektórych materiałów związanych z cyklem paliwowym Pojemniki typu B Pojemniki typu B są wymagane przy przewozie materiałów wysoce radioaktywnych. Pojemniki te muszą opowiadać tym samym wymaganiom co pojemniki typu A, lecz ponieważ ich zawartość przekracza limity określone dla typu A, konieczne jest zapewnienie dodatkowej odporności na uwolnienie niebezpiecznego promieniowania wskutek uszkodzenia w wyniku wypadku. Pojemnik typu B musi być w stanie wytrzymać przewidywane skutki ewentualnego wypadku bez naruszenia jego szczelności lub wzrostu promieniowania 10

11 Kryteria IP-1 IP-2 IP-3 Wymagania dotyczące projektu Generalne wymagania dla wszystkich pojemników; Wymagania wytrzymałości pod kątem temperatury i ciśnienia w przypadku transportu lotniczego. Generalne wymagania dla wszystkich pojemników; Wymagania wytrzymałości pod kątem temperatury i ciśnienia w przypadku transportu lotniczego. Generalne wymagania dla wszystkich pojemników; Wymagania wytrzymałości pod kątem temperatury i ciśnienia w przypadku transportu lotniczego; Dodatkowe wymagania dla pojemników typu A (patrz tabela 4) doty- Wymagania czące testów Swobodny spadek (od 0,3 do 1,2 metrów, w zależności od masy przesyłki); Swobodny spadek (od 0,3 do 1,2 metrów, w zależności od masy przesyłki); Zakleszczenie lub ściśnięcie; Zakleszczenie lub ściśnięcie. Penetracja (pręt o masie 6 kg spadający z 1m). Tablica 3: Wymagania stawiane pojemnikom przemysłowym 11

12 Kryteria Wymagania Generalne wymagania dla wszystkich pojemników Wymagania dotyczące projektu Wymagania wytrzymałości pod kątem temperatury i ciśnienia w przypadku transportu lotniczego; Dodatkowe wymagania dla pojemników typu A uszczelnienia, zaczepy, temperatura, zamknięcia, obniżone ciśnienie, zawory. Wymagania dotyczące testów Swobodny spadek (od 0,3 do 1,2 metrów, w zależności od masy przesyłki); Zakleszczenie lub ściśnięcie; Penetracja (pręt o masie 6 kg spadający z 1m). Tablica 4: Wymagania stawiane pojemnikom typu A gamma i neutronowego do poziomu, które stanowiło by niebezpieczeństwo dla ludności i środowiska oraz wymagało by akcji ratunkowej bądź dekontaminacyjnej. Testy którymi poddaje się pojemniki typu B, sprawdzające czy pojemnik spełnia powyższe wymaganie, przedstawiono w tabeli 5. Każdy z testów dla normalnych warunków transportu musi także być poprzedzony przez test natryskiem wodą opisany w punkcie Pojemniki typu B są stosowane do transportu takich materiałów jak radioizotopy do zastosowań medycznych i naukowych występujące bez dodatkowego zabezpieczenia, wypalone paliwo jądrowe lub zeszklone odpady o dużej aktywności. Obecnie istnieje ponad 150 rodzajów pojemników typu B, wśród których koszt wyprodukowania największych wynosi prawie 1,6 miliona dolarów [22]. Dla przykładu, w samej tylko Francji rocznie przeprowadza się 750 transportów pojemników typu B. Jak wspomniano wcześniej, elementy cyklu paliwowego zawierającego wzbogacony uran lub pluton są rozszczepialne, czyli mogą powodować reakcję łańcuchową. Zapobiega się takim niepożądanym reakcjom łańcuchowym podczas zwykłych lub wyjątkowych (wypadek) warunków podczas transportu poprzez ograniczenie ilości materiału w jednym pojemniku typu B, odpowiedni układ materiałów rozszczepialnych w nim a także rozmieszczenie wielu pakietów względem siebie [9]. 12

13 Kryteria Wymagania Generalne wymagania dla wszystkich pojemników; Wymagania dotyczące projektu Wymagania wytrzymałości pod kątem temperatury i ciśnienia w przypadku transportu lotniczego; Dodatkowe wymagania dla pojemników typu A; Dodatkowe wymagania dla pojemników typu B (wytwarzanie ciepła wewnątrz pojemniki, maksymalna temperatura na powierzchni). Wymagania dotyczące testów (normalne warunki transportu) Swobodny spadek (od 0,3 do 1,2 metrów, w zależności od masy przesyłki); Zakleszczenie lub ściśnięcie; Penetracja (pręt o masie 6 kg spadający z 1m); Skumulowane efekty: Swobodnego spadku z 9 metrów, lub spuszczenia masy 500 kg z 9 metrów na pojemnik; Wymagania dotyczące testów (warunki podczas wypadku) Test przebicia; Test temperaturowy (płomień o temperaturze 800 C przez 30 minut); Zanurzenie (głębokość 15 m przez 8 godzin); Specjalny test zanurzeniowy dla pojemników przenoszących dużą ilość materiału radioaktywnego: Zanurzenie (głębokość 200 m przez godzinę). Tablica 5: Wymagania stawiane pojemnikom typu B 13

14 2.3.5 Pojemniki typu C W 1996 roku IAEA wprowadziła do uregulowań dotyczących transportu wymóg używania nowego rodzaju pojemników typu C przy przewożeniu wysoce radioaktywnych materiałów drogą powietrzną. Pojemniki typu C muszą spełniać wszystkie dodatkowe wymogi stawiane przed pojemnikami typu A i większość wymogów stawianych pojemnikom typu B. Testy które muszą przejść pojemniki typu C zostały wyszczególnione w tabeli 6. Każdy z testów dla normalnych warunków transportu musi także być poprzedzony przez test natryskiem wodą opisany w punkcie Pojemników tego typu jeszcze się nie produkuje [14] Pojemniki na sześciofluorek uranu Regulacje IAEA zawierają wymagania dla pojemników zawierających sześciofluorek uranu [26]. Zbiorniki te muszą spełniać następujące wymagania testowe: wytrzymałość w teście ciśnienia o wartości co najmniej 1,4 MPa; wytrzymałość w teście swobodnego spadku (wysokość zależna od masy); wytrzymałość w teście temperaturowym C przez 30 minut. 2.4 Podstawowe problemy Promieniowanie Jednym z najważniejszych problemów transportu materiałów radioaktywnych, w tym rozszczepialnych, jest zminimalizowanie narażenia na promieniowanie jonizujące zarówno otoczenia związanego z samym transportem (np. personelu zajmującego się załadunkiem i rozładunkiem, kierowcy i obsługi pojazdów), osób postronnych i środowiska naturalnego wzdłuż używanych szlaków komunikacyjnych. Jak wspominano wcześniej, pojemniki stosowane w transporcie zawierają jeśli to konieczne odpowiednie osłony przeciwko promieniowaniu. W przypadku niektórych materiałów, takich jak świeże zespoły paliwa uranowego, poziomy promieniowania są pomijalnie małe i ekranowanie nie jest wymagane. Inne materiały, takie jak wypalone paliwo reaktorowe i odpady o dużej aktywności, są wysoce promieniotwórcze i stosuje się pojemniki zawierające ekranowanie przeciw promieniowaniu beta i gamma (osłony z ołowiu, stali, zubożonego uranu czy betonu) czy neutronowego (wypełnienie pojemnika wodą z zawartością trucizn neutronowych, osłony z tworzyw sztucznych, w początkowym okresie stosowano osłony z drewna). Aby ograniczyć ryzyko przy obsłudze i przenoszeniu wysokoaktywnych materiałów, używa się pojemników podwójnego przeznaczenia odpowiednich zarówno dla przechowywania jak i transportu np. wypalonego paliwa jądrowego [24]. W przypadku transportu materiałów rozszczepialnych, wysokoaktywnych, problem stanowi możliwość osiągnięcia stanu krytycznego we wnętrzu pojemnika. Aby temu zapobiec stosuje się separatory wewnątrz pojemników wymu- 14

15 Kryteria Wymagania Generalne wymagania dla wszystkich pojemników; Wymagania dotyczące projektu Wymagania wytrzymałości pod kątem temperatury i ciśnienia w przypadku transportu lotniczego; Dodatkowe wymagania dla pojemników typu A; Dodatkowe wymagania dla pojemników typu B (wytwarzanie ciepła wewnątrz pojemnika, maksymalna temperatura na powierzchni); Wymagania dotyczące testów (normalne warunki transportu) Swobodny spadek (od 0,3 do 1,2 metrów, w zależności od masy przesyłki); Zakleszczenie lub ściśnięcie; Penetracja (pręt o masie 6 kg spadający z 1 m). Sekwencja testów na jednym obiekcie w następującej kolejności: Swobodny spadek z 9 metrów; Spuszczenia masy 500 kg z 9 metrów na obiekt; Wymagania dotyczące testów (warunki podczas wypadku) Test przebicia; Rozszerzony test temperaturowy (płomień o temperaturze 800 C przez 60 minut); Zanurzenie (głębokość 15 m przez 8 godzin). Specjalny obiekt może być użyty dla poniższego testu: Test uderzeniowy (z prędkością nie mniejszą niż 90 m/s). Tablica 6: Wymagania stawiane pojemnikom typu C 15

16 szające odpowiednie rozlokowanie materiałów wobec siebie, ogranicza się ilość materiału w jednym pojemniku i ilość pojemników w transporcie [32]. Podobnie jak w przypadku transportu innych niebezpiecznych materiałów, pojemniki z materiałami radioaktywnymi są oznakowane zgodnie z regulacjami IAEA oraz odpowiadającymi im przepisami krajowymi i międzynarodowymi [5, 31]. Etykiety te nie tylko wskazują na fakt, że mamy do czynienia z materiałem radioaktywnym, ale także mówią o mocy dawki promieniowania na powierzchni pojemnika oraz w odległości 1 metra od niej za pomocą tzw. wskaźnika transportowego: Wskaźnik transportowy (Transport Indicator = TI) to najwyższa ze zmierzonych wartości mocy dawki w msv/h, w odległości jednego metra od zewnętrznych powierzchni pojemnika, pomnożona przez sto i zaokrąglona w górę do jednej cyfry po przecinku [25]. Rozróżniamy następujące rodzaje etykiet ostrzegawczych [31, 11]: etykieta biała z napisem PROMIENIOWANIE I, gdy wskaźnik transportowy TI wynosi zero a moc dawki na powierzchni H nie przekracza 0,005 msv/h etykieta żółta z napisem PROMIENIOWANIE II, gdy TI zawiera się w zakresie od 0 do 1 a H wynosi od 0,005 do 0,5 msv/h etykieta żółta z napisem PROMIENIOWANIE III, gdy TI zawiera się w zakresie od 1 do 10 a H wynosi od 0,5 do 2 msv/h etykieta biała z napisem ROZSZCZEPIALNY dla materiałów rozszczepialnych (promieniotwórczych patrz punkt 2.2) Personel bezpośrednio zaangażowany w transport materiałów radioaktywnych jest przygotowany do podjęcia odpowiednich środków ostrożności i reagowania w przypadku zagrożenia skażeniem promieniotwórczym Uszkodzenie mechaniczne Pojemniki stosowane do transportu materiałów radioaktywnych są zaprojektowane do zachowania ich integralności w różnych sytuacjach które mogą wystąpić podczas ich transportu co sprawia, że ewentualny wypadek nie będzie miał żadnych poważniejszych konsekwencji. Jak opisano w punkcie 3.4.1, warunki, pod kątem których testuje się wytrzymałość pojemników to: pożar, uderzenia, zmoczenie, duże ciśnienia, niskie i wysokie temperatury. Pojemniki sprawdzane są przed transportem i w przypadku gdy to konieczne oczyszczane i dekontaminowane. Chociaż nie jest to wymagane przez przepisy, przemysł jądrowy nierzadko decyduje się na transport materiałów wysoce radioaktywnych przy użyciu dedykowanych, specjalnie zaprojektowanych pojazdów lub statków. 16

17 2.4.3 Wysokie temperatury Podczas transportu materiałów promieniotwórczych, w szczególności wypalonego paliwa reaktorowego, można spotkać się z dwoma głównymi źródłami wysokich temperatur ciepła wytwarzanego przez sam materiał radioaktywny, oraz ciepła dostarczonego z zewnątrz w wyniku pożaru. Specjalna budowa pojemników do przewozu promieniotwórczych materiałów generujących ciepło, takich jak wypalone paliwo reaktorowe, zapewnia dobre odprowadzenie ciepła elementy paliwowe często zanurzone są w wodzie, a pojemniki pokryte są gęstym użebrowaniem skutecznie odprowadzającym ciepło. Temperatura na powierzchni pojemnika może dochodzić do 80 C, jednak zazwyczaj nie przekracza 30 C [28]. Jeśli mówimy o wytrzymałości na pożar podczas transportu, na początku lat osiemdziesiątych amerykański instytut Sandia National Laboratories przeprowadził szereg testów pojemników typu B, z których wynikało że pojemniki te mogą być narażone dwukrotnie wyższe temperatury przez trzykrotnie dłuższy czas niż jest to wymagane przez obowiązujące przepisy, zanim rozpocznie się degradacja materiałów budujących pojemnik [28]. Oprócz tego potwierdzono wcześniejsze, analityczne modele uszkodzeń w dużych temperaturach. W jednym z przeprowadzonych testów doprowadzono do całkowitego stopienia ołowiu budującego pojemnik. Mimo że część ołowiu wypłynęła z pojemnika nie doszło do przedostania się hipotetycznych materiałów radioaktywnych do atmosfery. Jednak prawdopodobieństwo wystąpienia ognia o takim natężeniu podczas transportu kolejowego zostało oszacowane na jedno na 700 lat [6]. 18 lipca 2001 roku pociąg towarowy przewożący materiały łatwopalne (nie radioaktywne) wykoleił się i zapalił podczas przejazdu przez tunel Howard Street w centrum Baltimore w USA. Pożar, podczas którego temperatury dochodziły nawet do 1000 C, utrzymywał się przez trzy dni. Po tym wypadku pojawiły się liczne głosy kwestionujące, czy pojemniki przewożące materiały radioaktywne wytrzymałyby warunki panujące w tunelu podczas pożaru, gdyby także się tam znalazły. Należy przy tym podkreślić, że przepisy zabraniają przewożenia materiałów promieniotwórczych razem z innymi materiałami niebezpiecznymi (łatwopalnymi, wybuchowymi). W odpowiedzi na te zarzuty, amerykańska Nuclear Regulatory Commision opublikowała w listopadzie 2006 roku raport w którym dowodzi, że w żadnym z obecnie najczęściej używanych w USA pojemników typu B (TN-68, HI-STAR 100 oraz NAC LWT) temperatura wewnętrzna nie wrosłaby do takiego poziomu, że skutkowałoby to zniszczeniem cyrkonowych koszulek zawierających zużyte paliwo [1]. Pojemniki HI-STAR 100 pozostałyby całkowicie szczelne, natomiast TN-68 oraz NAC LWT rozszczelniłyby się powodując uwolnienie promieniowania o mocy dawki charakterystycznej dla materiałów przewożonych za pomocą pojemników klasy wyłączonej (patrz punkt 2.3.1) Ingerencja osób trzecich Ingerencja osób trzecich w transport materiałów promieniotwórczych może mieć miejsce najczęściej z dwóch powodów: 17

18 chęci niedopuszczenia do transportu jako takiego, wynikającej z wrogiego nastawienia do samej idei transportu materiałów potencjalnie niebezpiecznych przez tereny będące miejscem zamieszkania danej osoby lub osób, chęci pozyskania materiałów radioaktywnych lub uzyskania samego dostępu do tychże, w celach terrorystycznych [18]. Pierwszy powód jest nierozerwalnie związany ze strachem, jaki często powoduje sam termin materiał radioaktywny, wynikającym z niedostatecznej wiedzy zarówno o samym zjawisku radioaktywności jak i o środkach bezpieczeństwa przedsięwziętych podczas transportu (w tym o samej budowie i bezpieczeństwie pojemników przewożących materiały promieniotwórcze). W listopadzie 2010 roku, podczas transportowania wypalonego paliwa do tymczasowego składowiska w Gorleben w Dolnej Saksonii, doszło do protestów z udziałem kilkudziesięciu tysięcy demonstrantów. Mimo, że sam transport był doskonale chroniony do zabezpieczenia go skierowano blisko 20 tysięcy funkcjonariuszy policji demonstranci zablokowali tory koło miejscowości Harlingen, zmuszając pociąg z 11 pojemnikami do wielogodzinnego postoju. Dopiero nad ranem policja usunęła blokadę. Także w kilku innych miejscach odnaleziono przyspawane do torów metalowe sztaby, mogące stanowić zagrożenie dla transportu w razie ich nie wykrycia [27]. W świetle tych faktów oprócz zapewnienia oczywistych środków bezpieczeństwa, takich jak ochrona transportu przez jednostki policji, wojska bądź innych służb, pracuje się także nad edukacją ludności - szczególnie zamieszkałej na terenach przez które przebiegają transporty i uświadamianiem praktycznie zerowego wpływu tychże transportów na środowisko naturalne, nawet w przypadku katastrofy komunikacyjnej. W Wielkiej Brytanii przeprowadzono szereg publicznych demonstracji w których pojemniki do przewozu wypalonego paliwa reaktorowego (wypełnione stalowymi prętami) były obiektem symulowanych wypadków transportowych. Losowo wybrany pojemnik wśród nowo wyprodukowanych (nigdy wcześniej nie używanych do transportu wypalonego paliwa) został początkowo zrzucony z wieży w taki sposób, aby jego najsłabsza część uderzyła o ziemię jako pierwsza. Pokrywa pojemnika została lekko uszkodzona, co spowodowało minimalne rozszczelnienie i wydostanie się na zewnątrz pewnej małej ilości wody, która wypełniała pojemnik. Jednakowoż w przypadku gdyby podobny scenariusz rozegrał się z udziałem prawdziwego materiału rozszczepialnego, nie doszłoby do skażenia radioaktywnego. W dalszej części, po tym jak ten sam pojemnik został wyposażony w nową pokrywę, wypełniony ponownie stalowymi prętami i wodą, przeprowadzono kolejny test polegający na zderzeniu z nim pociągu poruszającego się z dużą prędkością. Pojemnik odniósł tylko kosmetyczne uszkodzenia, podczas gdy pociąg został całkowicie zniszczony, mimo że wciąż wartości sił działające na pojemnik podczas tego testu pozostawały niższe niż te na które został on zaprojektowany część energii została zaabsorbowana przez pociąg a część zużyta na przesunięcie pojemnika na pewnym odcinku drogi. 18

19 Obecnie jeden z pojemników biorących udział w prezentacjach jest wystawiona na widok publiczny w ośrodku szkoleniowym w elektrowni Heysham 1 [4]. W wydaniu z 21 lipca 2006 roku, brytyjski dziennik bulwarowy Daily Mirror poinformował że jeden z jego reporterów mógł w prosty sposób założyć fałszywy ładunek wybuchowy w pociągu przewożącym odpady nuklearne. Dziennik pisze, że reporter dostał się niezauważony do wagonów wykorzystując luki w ochronie pociągu na dworcu North West London. Została też przedstawiona dokładna dokumentacja fotograficzna wydarzenia [21]. Przykład ów pokazuje, jak ważną rolę pełni rygorystyczna i dokłada ochrona środków transportu przewożących materiały promieniotwórcze, szczególnie te o wysokiej aktywności i rozszczepialne. Badania w celu określenia ilości niebezpiecznego materiału promieniotwórczego, która rozpyli się w atmosferze umożliwiając dostanie się do układu oddechowego ludzi i zwierząt w wyniku oddziaływania na pojemnik typu B materiałem wybuchowym zostały podjęte pod koniec 1981 roku. Wyniki tego eksperymentu, w którym 26 tonowy pojemnik zawierający nieradioaktywny ładunek odzwierciedlający paliwo reaktorowe został spenetrowany przez kumulacyjny materiał wybuchowy, ujawniły że jedynie nieznaczna część paliwa zamieniła się w pyły zdolne do wniknięcia do organizmu człowieka [28]. Wykorzystując informacje zdobyte w tym doświadczeniu, dokonano analizy skutków radiologicznych hipotetycznego wypadku, w którym pojemnik ze zużytym paliwem, zamontowany na ciężarówce, został poddany podobnemu atakowi z użyciem materiałów wybuchowych w miejscu gdzie gęstość zaludnienia odpowiada wyspie Manhattan. Rezultaty wynikające ze skażenia radioaktywnego obejmowały brak zgonów (w ciągu roku od ekspozycji) i przypuszczalnie jeden przypadek nowotworu w okresie późniejszym niż rok od ekspozycji. Statystyka ta pozostaje pomijalnie mała w zestawieniu do liczby zabójstw czy zgonów spowodowanych wypadkami samochodowymi w branym pod uwagę okresie i miejscu [28]. 3 Transport materiałów radioaktywnych 3.1 Transport tlenku i sześciofluorku uranu Koncentrat tlenku uranu, nazywany yellowcake, jest transportowany z kopalń do zakładów przetwarzania w 200 litrowych beczkach umieszczonych w kontenerach metalowych, powszechnie używanych w transporcie. żadna ochrona przed promieniowaniem nie jest wymagana i konieczna, poza utrzymaniem beczek w czystości i wewnątrz kontenera. Do i z zakładów wzbogacania uranu pierwiastek ten jest transportowany pod postacią sześciofluorku uranu UF6, który jest bardzo nisko radioaktywny ale wysoce toksyczny. Jest przewożony w specjalnych pojemnikach, które służą także do jego przechowywania. 19

20 3.2 Transport świeżego paliwa reaktorowego Zestawy paliwa reaktorowego są produkowane w zakładach produkujących ten rodzaj paliwa. Elementy paliwowe składają się z pastylek wykonanych z ze sprasowanego tlenku uranu, spiekanego w wysokich temperaturach. Pastylki te umieszczane są w długich, pustych, metalowych prętach, które z kolei gromadzone są w kasety elementów paliwowych, gotowe do wprowadzenia do reaktora. Różne typy reaktorów wymagają różnych kaset różnych kształtów i rozmiarów, więc kiedy elementy paliwowe transportowane są z zakładów produkcji paliwa do odbiorców końcowych użytkowników reaktorów jądrowych, dokładna zawartość i kształt przesyłki zależy od reaktora używanego przez odbiorcę końcowego. W Europie Zachodniej, Azji i Stanach Zjednoczonych, najbardziej powszechnym środkiem transportu elementów paliwowych jest ciężarówka. Typowa masa ładunku ciężarówki przy zaopatrywaniu w paliwo reaktora lekkowodnego to sześć ton paliwa. W krajach byłego Związku Radzieckiego najczęściej wykorzystywanym środkiem transportu jest przewóz kolejowy. Międzykontynentalne transporty paliwa odbywają się z reguły drogą morską, choć czasami jest to transport lotniczy. Roczne funkcjonowanie reaktora wodnego-ciśnieniowego o mocy 1000 MWe wymaga średnio załadunku paliwa o masie 27 ton tlenku uranu zawierającego 24 ton uranu wzbogaconego, który może być przetransportowany za pomocą czterech do pięciu ciężarówek. Precyzyjnie wykonane elementy paliwowe są transportowane w pojemnikach specjalnie skonstruowanych w celu zapewnienia ich ochrony przed uszkodzeniem w trakcie transportu. Jak wspomniano wcześniej, zestawy paliwowe mają niski poziom promieniowania i osłona przed promieniowaniem nie jest konieczna. Elementy paliwowe zawierają materiały rozszczepialne. Ich podkrytyczność jest zapewniona, jak opisano w punkcie 2.4.1, przez konstrukcję pojemnika transportowego (włączając w to ułożenie elementów wobec siebie oraz dopuszczalną ilość elementów w jednym pojemniku) oraz określoną, dopuszczalną ilość pojemników w jednym transporcie. 3.3 Transport opadów nisko- i średnioaktywnych Jak opisano wcześniej, odpady nisko- i średnioaktywne powstają w ciągu całego cyklu paliwowego, a także przy produkcji izotopów promieniotwórczych wykorzystywanych w medycynie, przemyśle i innych dziedzinach. Transport tychże odpadów jest powszechny są one bezpiecznie przewożone do zakładów przetwarzania odpadów oraz składowisk. Wcześniej zaznaczono, że niskoaktywne odpady radioaktywne to różne rodzaje materiałów, które emitują promieniowanie na niskim poziomie nieco ponad normalny poziom tła. Często składają się z materiałów stałych, takich jak odzież, narzędzia lub gleba, co do których istnieje podejrzenie skażenia. Niskoaktywne odpady są transportowane z miejsc pochodzenia do zakładów przetwarzania lub składowisk przejściowych bądź ostatecznych. 20

21 Różne rodzaje radionuklidów powodują w odpadach niskoaktywnych ich radioaktywne właściwości. Jednakże poziom promieniowania tych materiałów jest bardzo niski i pojemniki do transportu tych odpadów nie wymagają specjalnego ekranowania. Odpady niskoaktywne są zazwyczaj transportowane w beczkach (hobokach), często po skompresowaniu (ubiciu) tych odpadów. Beczki powszechnie stosowane mogą zawierać nawet do 200 litrów odpadów. Podobnie jak ma to miejsce w przypadku tlenku uranu, zazwyczaj 36 standardowych, 200 litrowych beczek jest umieszczane w sześciometrowym kontenerze transportowym. Odpady niskoaktywne mogą być przewożone drogami, koleją oraz międzykontynentalnie drogą morską. Jednak większość odpadów tego typu jest transportowane tylko w granicach kraju, z którego pochodzi - w Polsce odpady niskoaktywne przewożone są do Krajowego Składowiska Odpadów Promieniotwórczych w Różanie w województwie Mazowieckim. Istnieje wiele rodzajów odpadów średnioaktywnych. W dużej mierze pochodzą one z elektrowni atomowych oraz zakładów przetwórczych. Przewożone są stamtąd, podobnie jak odpady niskoaktywne, do zakładów przetwarzania bądź na składowisko (na przykład KSOP Różan w Polsce). Ten rodzaj odpadów już wymaga osłony przed promieniowaniem, ponieważ poziom ich promieniowania jest wyższy niż w przypadku odpadów niskoaktywnych. Transport tych odpadów musi uwzględniać ich szczególne właściwości i wymaganie stosowania osłon. Jak podaje World Nuclear Association, do listopada 2010 roku wykonano 9000 transportów odpadów transuranowych po produkcji broni w celu stałego składowania w głębokich warstwach geologicznych w pobliżu miejscowości Carlsbad, w stanie Nowy Meksyk, bez większych awarii i jakiegokolwiek przecieku radioaktywnego. Prawie połowa odpadów pochodziła z Idaho National Laboratory. Składowisko, znane jako Waste Isolation Pilot Plant, jest znajduje się na głębokości około 700 metrów wewnątrz formacji solnych z okresu permu. 3.4 Transport wypalonego paliwa reaktorowego Gdy wypalone paliwo jest wydobywane z reaktora jądrowego, zawiera 96% uranu, 1% plutonu i 3% produktów rozszczepienia (z reakcji łańcuchowej) i transuranowców. Ponieważ wypalone paliwo emituje promieniowanie i ciepło, początkowo jest przechowywane w przechowalniku wodnym (basenie) w pobliżu reaktora, aby umożliwić schłodzenie i spadek poziomu promieniowania. Zazwyczaj paliwo to jest przechowywane tam przez co najmniej pięć miesięcy zanim będzie możliwy jego transport, chociaż może przebywać w przechowalniku znacznie dłuższy czas. Z reaktora wypalone paliwo jest transportowane ciężarówkami, koleją lub drogą morską do tymczasowego składowiska lub zakładu przerobu, gdzie może być ponownie przetworzone. Używa się w tym celu pojemników klasy B (opisanych w punkcie 2.3.4), najczęściej w kształcie walca wykonanego ze stali bądź połączenia stali i ołowiu, których masa bez ładunku może dochodzić nawet do 21

22 110 ton. Tymczasem pojedynczy pojemnik może pomieścić do sześciu ton paliwa. World Nuclear Association podaje że od 1971 roku w Europie przeprowadzono siedem tysięcy transportów zużytego paliwa reaktorowego (ponad ton) na przestrzeni wielu milionów kilometrów bez jakiegokolwiek zarejestrowanego przypadku uszkodzenia mienia lub ciała, bez naruszenia pojemnika oraz przy bardzo niskiej ekspozycji na promieniowanie dla personelu uczestniczącego w transporcie (np. 0,33 msv/rok na operatora w Hadze [2]). Obejmuje to ton zużytego paliwa wysłanego do haskich zakładów przetwarzania Arevy, co najmniej ton paliwa pochodzącego głównie z Wielkiej Brytanii dostarczonego do angielskich zakładów Sellafield oraz 7140 ton wypalonego paliwa przesłanego przy pomocy 160 transportów z Japonii do Europy drogą morską i 4500 ton paliwa transportowanego wzdłuż wybrzeża Szwecji [2]. Wykonano około trzystu rejsów morskich transportując wypalone paliwo reaktorowe lub odpady wysokoaktywne innego rodzaju na dystansie ponad ośmiu milionów kilometrów. Największy spedytor przetransportował ponad cztery tysiące pojemników po 100 ton każdy, przewożących osiem tysięcy ton zużytego paliwa lub wysokoaktywnych odpadów. Jedna czwarta z nich przepłynęła Kanał Panamski. W Szwecji ponad 80 dużych pojemników jest wysyłanych rocznie do centralnego, tymczasowego składowiska odpadów zwanego CLAB. Każdy 80-tonowy pojemnik posiada stalowe ściany grubości trzydziestu centymetrów i zawiera siedemnaście zestawów wypalonego paliwa z reaktora typu BWR lub siedem zestawów z reaktora PWR. Zużyte paliwo jest dostarczane do CLAB po roku przechowywania w basenie w sąsiedztwie reaktora po którym to czasie ciepło i promieniowanie wydzielane przez elementy zmniejsza się znacząco. Transporty wypalonego paliwa z Japonii do Europy (w celu późniejszego przerobu) wykorzystują 94-tonowe pojemniki typu B, każdy z nich zawierający pewną liczbę zestawów paliwowych, dla przykładu dwanaście kaset paliwowych PWR o łącznej masie sześciu ton, we wnętrzu pojemnika o 6,1 metra długości, 1,5 metra średnicy i o ścianach o grubości 25 cm wykonanych z kutej stali. Ponad 160 z tych transportów miało miejsce w latach , przy użyciu ponad czterech tysięcy pojemników przewożących kilkanaście tysięcy ton zużytego paliwa 4200 ton do Wielkiej Brytanii i 2940 ton do Francji [22]. W Europie do przewożenia pojemników z wypalonym paliwem często używa się regularnych połączeń promowych, na przykład przez kanał La Manche. W Stanach Zjednoczonych, Nuclear Regulatory Commision wymaga aby transporty wypalonego paliwa: Odbywały się tylko na wybranych, zatwierdzonych drogach; W obszarach silnie zaludnionych towarzyszyła im uzbrojona eskorta; Były monitorowane; Były uzgodnione i skoordynowane z lokalnymi organami ścigania, NRC oraz władzami stanów przez które przebiegać będzie transport; 22

23 Zapasowe środki transportu były zapewnione w razie awarii. Od 1965 roku w USA przeprowadzono około 3000 transportów (drogowych, kolejowych i wodnych) wypalonego paliwa jądrowego [29] Statki specjalnego przeznaczenia W Szwecji zbudowano statek o wyporności 2 tys. ton specjalnie w celu transportowania zużytego paliwa z reaktorów do tymczasowych składowisk odpadów. Poza tym stosunkowo małym statkiem, na świecie wykorzystuje się sześć statków o wyporności od 4500 do 5100 ton, które są zdolne przewozić pojemniki z materiałami radioaktywnymi przy jednoczesnym zachowaniu wszelkich zasad bezpieczeństwa. Mają one podwójne kadłuby wraz ze specjalnymi, odpornymi na uderzenia strukturami pomiędzy nimi. Wszystkie ważne systemy statku są powielone i niezależne od siebie, w celu zapewnienia wysokiej niezawodności oraz wytrzymałości w razie wypadku. Podobnie zespoły napędowe zostały zdublowane i działają niezależnie. Każdy statek może przewozić do 17 pojemników wypalonego paliwa lub 14 pojemników odpadów. Najnowsze jednostki, nazwane Pacific Heron i Pacific Egret, zwodowano w Japonii w 2008 i 2010 roku [15]. Statki spełniają wszystkie międzynarodowe standardy bezpieczeństwa, zwłaszcza jeden, znany jako INF-3 (Irradiated Nuclear Fuel class 3) ustanowione przez Międzynarodową Organizację Morską. Pozwala im to na transport wysoko radioaktywnych materiałów, takich jak odpady wysokoaktywne, wypalone paliwo jądrowe, paliwo typu MOX i pluton. Statki należą do brytyjskiej spółki Pacific Nuclear Transport Ltd (PNTL), której udziałowcami są: International Nuclear Services Ltd (INS, 62,5%), kontrahenci japońscy (25%) i europejska Areva (12,5%). Obecnie, jak podaje World Nuclear Association, celem PNTL jest odnawianie jego floty. 51% udziałów INS należy do Sellafield Ltd, a 49% do Nuclear Decommissioning Authority Wielkiej Brytanii który także jest zarządzany przez Sellafield Ltd [22]. Flota PNTL pomyślnie przeprowadziła ponad 170 transportów w ciągu 30 lat, pokonując w sumie osiem milionów kilometrów bez jakiegokolwiek wypadku powodującego rozszczelnienie pojemników. Rosja zawarła umowę na budowę statku zdolnego transportować do 720 ton paliwa jądrowego i odpadów promieniotwórczych. Jego budowa dla Atomflot we Włoszech ma się zakończyć w bieżącym roku. Będzie on najprawdopodobniej używany do przewożenia wojskowych odpadów i paliwa z wycofanych z eksploatacji okrętów podwodnych na Morzu Północnym, gdzie ma miejsce złomowanie wielu rosyjskich atomowych okrętów podwodnych [19]. Jak do tej pory także w transporcie morskim nie zanotowano przypadków, w których pojemnik typu B zawierający materiały radioaktywne został uszkodzony lub rozszczelniony [22]. Aby przewożony materiał radioaktywny wydostał się z pojemnika typu B, ładownia statku znajdująca się wewnątrz podwójnego kadłuba musi zostać naruszona, cylinder zbudowany ze stali o 25-centymetrowej grubości także musi zostać uszkodzony wraz z wewnętrznym pojemnikiem ze stali nierdzewnej 23