11 De største problemene og løsningene for kjernefysisk avfall

Fremveksten av kjernekraft gir lovende muligheter for rimelige og svært effektive energikilder. Imidlertid er riktig deponering av kjernefysisk avfall fortsatt svært utfordrende.

Atomavfall er en av de vanskeligste avfallstypene å håndtere fordi det er svært farlig. Derfor skal vi utforske de største problemene og løsningene for atomavfall.

Materialer fra kjernefysiske prosesser som enten er naturlig radioaktive eller har blitt tilsmusset av andre radioaktive grunnstoffer omtales som atomavfall.

Det er avfall som utstråles under produksjonsprosessen for kjernekraft. Det er mye debatt om hvordan dette avfallet skal deponeres, og dette gjelder spesielt når det gjelder høyaktivt avfall (HLW).

I følge U.S. Environmental Protection Agency (EPA) sorteres atomavfall i seks generelle kategorier. Disse inkluderer:

• Brukt kjernebrensel fra atomreaktorer
• Uranmøllerester fra gruvedrift og fresing av uranmalm
• Høyaktivt avfall fra reprosessering av brukt kjernebrensel
• Lavaktivt avfall
• Transuranisk avfall fra forsvarsprogrammer.
• Naturlig forekommende og akseleratorproduserte radioaktive materialer.

Deponering av kjernefysisk avfall eller håndtering av radioaktivt avfall er en viktig del av kjernekraftproduksjon, og noen svært viktige og strenge retningslinjer må følges av kjernekraftverk og andre selskaper.

Disse retningslinjene sikrer at alt atomavfall deponeres trygt, forsiktig og med minst mulig skade på liv (enten dyr eller planter). Atomanlegget produserer radioaktivt atomavfall, som kan forårsake alvorlig skade på menneskers helse og miljø

Man må unngå å komme i kontakt med slikt radioaktivt atomavfall. Man kan ikke diskutere atomenergi i noen land uten at det såkalte problemet med «atomavfall» trekker seg frem, men i andre er det knapt et problem i det hele tatt.

10 De største problemene og løsningene for kjernefysisk avfall

Vi skal utforske problemene og løsningene for deponering av kjernefysisk avfall, og det lover å være spennende.

Problemer med deponering av kjernefysisk avfall

• Det er ingen langsiktig lagringsløsning
• Dyrt å rydde opp
• Lang halveringstid
• Problem med spesifikasjon
• spyle
• Reprosessering av atomavfall er skadelig

1. Det er ingen langsiktig lagringsløsning

Det finnes ingen sikre langsiktige avfallslagre, selv om atomkraftverk leverer 11 prosent av verdens elektrisitet fra 449 atomreaktorer i drift.

Vår primære måte å håndtere radioaktivt avfall på for øyeblikket er å bare lagre det et sted og prøve å finne ut hva vi skal gjøre med det senere. Et ofte brukt "lagringssted" i flere tiår har vært våre hav og hav for deres store kapasitet til å fortynne stråling.

For eksempel har British Nuclear Fuels-anlegget i Sellafield deponert atomavfall i Irskehavet siden 1950-tallet. Lignende praksis ble registrert på en rekke andre steder, for eksempel dumping av radioaktive reaktorer fra sovjetiske ubåter og våpen i Polhavet eller utallige containere fylt med atomavfall langs kysten av San Francisco.

Denne måten å håndtere et så farlig materiale på er imidlertid ikke trygg, da den radioaktive forurensningen sprer seg gjennom vårt marine økosystem og dermed skader vannforekomsten og artene i den.

2. Dyrt å rydde opp

På grunn av den iboende farlige naturen til atomavfall, er det svært kostbart å rydde opp og kan ha en negativ innvirkning på helsen til de som er involvert i oppryddingen.

For eksempel skjedde et ubehagelig scenario under de vakre skogene i Nord-Tyskland. En tidligere saltgruve, Asse, som ble brukt som atomavfallslager for 126,000 1970 beholdere med radioaktivt avfall på XNUMX-tallet, viser tegn til kollaps.

Selv om det dukket opp noen alvorlige sprekker i vegger allerede i 1988, har regjeringen først nylig besluttet at atomavfallet må flyttes!» Det koster Tyskland 140 millioner euro i året kun å følge sikkerhetstiltakene for de involverte i etterforskningen, ikke på selve flyttingen av avfallet.

Også transport av atomavfall alene medfører en betydelig risiko. Hvis det skjer en ulykke under transport til et lager, kan den resulterende miljøforurensningen være ødeleggende.

Kostnaden for å rydde opp i alt og gjøre alt trygt igjen for mennesker, dyr og planter er svært høye. Det er ingen enkel eller lett vei når du prøver å rydde opp spilt radioaktivt materiale; i stedet kan det ta år å sikre at et område er trygt å bo i eller til og med å besøke igjen.

Ved svært alvorlige ulykker kan det ta mange titalls år før ting begynner å vokse eller leve normalt igjen.

3. Lang halveringstid

Hvis du lurer på hva halveringstid er i radioaktive elementer, er det ganske enkelt hvor lang tid det tar for radioaktive kjerner å gjennomgå et 50% forfall.

Nå har produktene fra kjernefysisk fisjon lang halveringstid. Dette betyr at de vil fortsette å være radioaktive i mange tusen år, dvs. stråle i lang tid, og dermed forbli en potensiell trussel hele tiden. Så de kan ikke kastes i et åpent område.

Videre, hvis det skulle skje noe med avfallsflaskene der atomavfall er lagret, kan dette materialet være ekstremt flyktig og farlig i mange år fremover. Levetiden til et radioaktivt kjernefysisk avfallsprodukt er svært lang.

4. Problem med spesifikasjon

Det største problemet med deponering av radioaktivt avfall er at regjeringer insisterer på å definere braksatt aske-kvelt kjernebrensel som radioaktivt avfall, og uærlig hevder at grunnen til å holde det i lagring ikke er at det aldri har gjort noen skade der, og har fremtidig verdi. , men at ingen måte å kaste det permanent som avfall er kjent

En annen regjeringsløgn er at den representerer en betydelig fare når den lagres. Hvis man tror det, setter dette opp et dilemma: risikere å begrave det eller risikere å beholde det, men skjerme dem fra skylden for å tjene penger på fossilt brensel, hvis avfall skader folk.

5. spyle

Et spesielt ille problem i utviklingsland er at folk ofte går på jakt etter forlatt atomavfall som fortsatt er radioaktivt. I noen land er det et marked for denne typen ryddet gods, noe som betyr at folk villig vil utsette seg for farlige nivåer av stråling for å tjene penger.

Dessverre kan imidlertid radioaktive materialer være svært flyktige og forårsake noen problemer. Vanligvis vil folk som renser denne typen materialer ende opp på sykehus og kan til og med dø av problemer relatert til eller forårsaket av de radioaktive materialene.

Dessverre, når noen først har blitt utsatt for atomavfall, kan de utsette andre mennesker som ikke har valgt å søke etter atomavfall for radioaktive materialer.

6. Reprosessering av kjernefysisk avfall er skadelig

Reprosessering av kjernefysisk avfall er svært forurensende og er en av de største kildene til menneskeskapt radioaktivitet på planeten.

Under denne prosessen separeres plutonium gjennom en rekke kjemiske reaksjoner fra brukt uranbrensel. Plutonium brukes deretter som nytt drivstoff eller til å bygge atomvåpen.

Mens noen mener at ideen om å reprosessere brukt atombrensel er til stor fordel for oss, står det fortsatt fast at atomreprosessering ikke er et svar på avfallsproblemet; snarere er det et problem i seg selv.

Mengden avfall som blir etterlatt er høyere. Kjemiske prosesser som brukes til å løse opp brukte brenselsstaver genererer et betydelig volum av radioaktivt flytende avfall, som må lagres trygt (problemet med lagring gjentar seg igjen).

Plutonium er blant de giftigste stoffene som noen gang er kjent for mennesker. Det samler seg i bein og lever og gjør det vanskelig å estimere effekten på individer.

Atomreprosessering er en ekstremt skitten prosess. Noe av radioaktiviteten som genereres av det største atomreprosesseringsanlegget La Hague i Frankrike er funnet i polarsirkelen.

Løsninger på problemer med deponering av kjernefysisk avfall

• Bygg smeltet-salt Thorium-reaktorer
• Lagring av brukt drivstoff
• Dyp geologisk deponering
• Opprettholde et positivt sinn i å håndtere problemene
• Reduser avfall i første omgang

1. Bygg thoriumreaktorer med smeltet salt

En måte å løse atomavfallsproblemet på vil være å bygge thoriumreaktorer med smeltet salt. Disse typer reaktorer kan gjøres iboende trygge, noe som betyr at de ikke kan gå "boom" som Tsjernobyl og heller ikke vil smelte ned som Fukushima hvis strømmen svikter fullstendig.

Thoriumreaktorene kunne mates det eksisterende atomavfallet over tid for å bli "brent" i atomreaksjonene inne i reaktoren. Dessuten ville reaktorene produsere elektrisk kraft.

Ja, thoriumreaksjonen produserer også kjernefysisk avfall, men thoriumforfallslinjen produserer stabile grunnstoffer mye raskere. Atomavfall trenger bare å lagres trygt i noen hundre år i stedet for hundretusenvis av år med uran- og plutoniumbaserte reaktorer.

Thorium-teknologi kan utformes for å "brenne opp" aktinider (resten av den horisontale familien på det periodiske system).

Det er betydelig rimeligere å bygge et thoriumanlegg. "Fotavtrykket" for en 450 Mw reaktor kunne graves ned, og bare den elektriske generatoren, tilkoblingen til nettet og en adkomstvei ville vise. Solenergi vil være mer enn 1000 dekar og (for tiden) en levetid på 20–30 år.

Thorium gjør håndteringen av energi og avfall av alle slag mye enklere.

2. Lagring av brukt drivstoff

For brukt brensel utpekt som høynivåradioaktivt avfall (HLW), er det første trinnet lagring for å tillate nedbrytning av radioaktivitet og varme, noe som gjør håndteringen mye tryggere.

Lagring av brukt brensel er normalt under vann i minst fem år og deretter ofte i tørrlagre. Lagring av brukt brensel kan være i dammer eller tørre fat, enten på reaktorplasser eller sentralt.

Utover lagring har mange alternativer blitt undersøkt som søker å gi offentlig akseptable, trygge og miljøvennlige løsninger for den endelige håndteringen av radioaktivt avfall. Den mest foretrukne løsningen er dyp geologisk deponering.

3. Dyp geologisk deponering

Radioaktivt avfall lagres for å unngå enhver sjanse for strålingseksponering for mennesker eller forurensning. Radioaktiviteten til avfallet forfaller med tiden, noe som gir et sterkt insentiv til å lagre høyaktivt avfall i omtrent 50 år før deponering. 

Det er bred enighet om dyp geologisk deponering for å være den beste løsningen for endelig deponering av det mest radioaktive avfallet som produseres.

Mest lavaktivt radioaktivt avfall (LLW) sendes vanligvis til landbasert deponering umiddelbart etter emballasjen for langsiktig håndtering.

Dette betyr at for majoriteten (90 % av volum) av alle avfallstypene som produseres av kjernefysiske teknologier, er det utviklet og implementert tilfredsstillende deponeringsmidler over hele verden.

Fokus er på hvordan og hvor slike anlegg skal bygges. Brukt brensel som ikke er beregnet for direkte deponering kan i stedet reprosesseres for å resirkulere uran og plutonium det inneholder.

Noe separert væske (HLW) oppstår under reprosessering; dette forglases i glass og lagres i påvente av endelig deponering. Middels radioaktivt avfall (ILW) som inneholder langlivede radioisotoper lagres også i påvente av deponering i et geologisk deponi.

Flere land kaster (ILW) som inneholder kortlivede radioisotoper i deponeringsanlegg nær overflaten, slik det brukes til (LLW) deponering.

Noen land er på de innledende stadiene av sine vurderinger av deponering for ILW og HLW, mens andre, spesielt Finland, har gjort gode fremskritt.

De fleste land har undersøkt dyp geologisk deponering, og det er offisiell politikk å være et effektivt middel for deponering av atomavfall.

4. Opprettholde et positivt sinn i å håndtere problemene

For det første kan vi slutte å overdrive og understreke farene og vanskelighetene ved å håndtere radioaktivt avfall og atomkraft ved enhver mulig anledning.

Akkurat nå i USA er det hauger med høyaktivt avfall fra fisjonsreaktorer, fra medisinske kilder brukt til kreftbehandling, samt hauger med lavaktivt radioaktivt avfall over hele landet.

Dette skaper ingen helsefare i det hele tatt. Men altså, det er ikke en langsiktig løsning, og det er ikke det beste som kan gjøres, men vi er ikke alle innhyllet i skyer av radioaktivt støv.

Vi kan starte med å foreta en rasjonell sammenligning med renovasjons- og forurensningsproblemene som er knyttet til andre metoder for kraftproduksjon.

Når det er gjort, kan vi bygge hurtigspekterreaktorer for å brenne opp de langlivede aktinidene i "avfallsstrømmen" fra lett vann, tungtvann og grafittmodererte termiske reaktorer, hvorav mange er spaltbare, hvorav de fleste er spaltbare.

Alternativt kan vi lære å håndtere veksten av verdens menneskelige befolkning. Kontroller den veksten, reduser deretter befolkningen til et rimelig og stabilt nivå, og problemene med energiproduksjon og avfallshåndtering vil plutselig se langt mer håndterbare ut, uansett hva energikilden som til slutt blir brukt viser seg å være.

5. Redusere avfall i første omgang

Denne metoden fokuserer spesielt på lagring og deponering av avfallsprodukter fra atomreaktorer. Det er imidlertid også investert betydelig i å finne måter å redusere mengden avfall som skapes i utgangspunktet.

Det er for tiden 55 kjernefysiske oppstarter med 1.6 milliarder dollar i finansiering. Atomsektoren er svært restriktiv og presenterer store barrierer for nye aktører på grunn av historien til NRC (Nuclear Regulatory Commission) som en enhet ment å hindre spredning av atomvåpen og ikke en som er fokusert på å engasjere seg med innovative gründere.

konklusjonen

Avslutningsvis, fra denne artikkelen og den nåværende samfunnstrenden, er riktig deponering av kjernefysisk avfall fortsatt et utfordrende problem som begrenser veksten av kjernekraft.

Hovedproblemet ligger i halveringstidene produsert av radioisotoper, som er svært lange. Noen av dem er mer enn en million år gamle. Derfor gjør dette kontroll og håndtering av kjernefysisk avfall mye vanskeligere.

Imidlertid er den mest brukte metoden for deponering av kjernefysisk avfall lagring, enten ved bruk av stålsylindere som radioaktive skjold eller ved bruk av dype geologiske deponeringsmetoder.

Men så har deponering av kjernefysisk avfall ved lagring fortsatt mange bekymringer, siden lekkasje av kjernefysisk avfall kan forårsake enorme miljøkatastrofer samt påvirke menneskers helse.

Anbefalinger

• 7 Miljøvirkninger av jernmalmutvinning
  .
• 8 beste mastere i avfallshåndteringsprogrammer
  .
• 14 Metoder for avhending av kjemisk avfall
  .
• Topp 10 negative effekter av uriktig avfallshåndtering på miljøet
  .
• Kostnaden ved å kutte hjørner: De skjulte farene ved feilhåndtering av forretningsavfall