Radioaktivní odpady

Žádná lidská činnost se neobejde bez odpadů. Ani sama příroda není vždy bezodpadová. Ze současné lidské průmyslové nebo chemické výroby mohou vzniknout i odpady rizikové a nebezpečné. Za velmi nebezpečné jsou pokládány radioaktivní odpady. Na rozdíl od jiných průmyslových nebo chemických odpadů, které jsou jedovaté či jinak nebezpečné na věky, radioaktivní odpady svou nebezpečnost postupně ztrácejí, neboť radionuklidy v nich obsažené se s charakteristickým poločasem rozpadu přeměňují na neaktivní prvky.

Použité palivo z jaderných reaktorů tvoří méně než 1 % objemu všech radioaktivních odpadů a obsahuje přes 90 % veškeré radioaktivity. Nízko a středněaktivní odpady naopak představují 90 % objemu všech radioaktivních odpadů, ale pouze 0,1 % jejich radioaktivity.

Podíl použitého jaderného paliva

Radioaktivní odpady v jaderné energetice vznikají v podstatě v průběhu celého palivového cyklu od vytěžení uranové rudy až po likvidaci elektrárny na konci doby její životnosti.

Betonáž a uzavření jímky se sudy s provozními nízkoaktivními a středněaktivními odpady v moderním úložišti v areálu JE Dukovany

Betonáž a uzavření jímky se sudy s provozními nízkoaktivními a středněaktivními odpady v moderním úložišti v areálu JE Dukovany

V jaderném reaktoru vzniká při štěpné reakci velké množství nejrůznějších radionuklidů. Štěpné produkty zůstávají uzavřeny v palivových článcích. Použité palivo představuje vysoce aktivní odpad. Je možno ho uložit, nebo přepracovat na nové palivo. Při provozu elektrárny vznikají i nízko a středně aktivní odpady. Po ukončení provozu jaderné elektrárny dojde k její likvidaci a kontaminované a aktivované části stavby se rovněž zpracují a uloží jako radioaktivní odpad.

Principem zneškodnění radioaktivních odpadů je jejich oddělení od biosféry takovým způsobem, aby po celou dobu jejich existence nemohlo dojít k ohrožení člověka a životního prostředí. Bezpečnost je zajišťována řadou technických opatření: úpravou odpadů, snižováním jejich objemu, jejich převáděním do stabilních a nerozpustných forem, budováním izolačních a stabilizačních vrstev, vhodným umístěním úložiště, atd.

Zneškodňování radioaktivních odpadů

Při provozu jaderných elektráren vzniká celá škála radioaktivních odpadů. Vedle vysokoaktivního vyhořelého paliva jsou to také nízko a středně aktivní plynné, kapalné a pevné radioaktivní odpady. Většinou to jsou aktivované korozní produkty nebo radionuklidy vzniklé aktivací látek obsažených v primárním okruhu. Vznikají a shromažďují se hlavně v chladicím systému reaktoru a v menší míře v bazénech na skladování vyhořelého paliva. Zachytíme je v různých čistících a filtračních stanicích na elektrárně, pocházejí z prádelen a hygienických smyček, případně z laboratoří.

Při zpracování odpadů se řídíme třemi hlavními zásadami: snížit množství odpadů, odstranit radionuklidy a změnit složení odpadů.

Podstatná část plynných radioaktivních odpadů je krátko žijících a proto stačí počkat, až se rozpadnou na stabilní prvky a ty následně vypouštět ventilačním komínem do atmosféry

Podstatná část plynných radioaktivních odpadů je krátko žijících a proto stačí počkat, až se rozpadnou na stabilní prvky a ty následně vypouštět ventilačním komínem do atmosféry

Aby se snížilo množství odpadů určené ke zpracování a skladování a aby se minimalizovaly náklady s tím spojené, klade se největší důraz na snížení jejich objemu. To je zvlášť důležité u nízkoaktivních odpadů, které mají velký objem, ale nízkou aktivitu. V závislosti na druhu odpadů se ke snížení objemu používá odpařování, lisování, spalování apod.

Druhou hlavní zásadou při zneškodňování odpadů je odstranit z nich radionuklidy. To se děje například filtrací nebo zadržením odpadů po dobu, než se přítomné radionuklidy samovolně rozpadnou.

Pro bezpečné uložení odpadů a jejich izolování od okolí je důležité, aby měly formu, která umožní jejich uzavření do kontejnerů a další praktickou manipulaci s nimi.

Reaktory chlazené a moderované vodou produkují více kapalných odpadů než reaktory chlazené plynem. Kapalné radioaktivní odpady vznikají při čištění primárního chladiva, bazénů pro skladování vyhořelého paliva, drenážních vod, oplachových vod, při dekontaminačních pracích a při údržbě. Pro zpracování kapalných radioaktivních odpadů se používají čtyři hlavní technologické postupy:

  • Odpařování
  • Chemické srážení a flokulace
  • Oddělení pevných částeček
  • Iontová výměna
Schéma úpravy radioaktivních odpadů zahrnující lisování, spalování, odpařování a cementaci radioaktivních odpadů

Schéma úpravy radioaktivních odpadů zahrnující lisování, spalování, odpařování a cementaci radioaktivních odpadů

Ze všech uvedených metod se největšího snížení objemu a nejúčinnější dekontaminace dosahuje metodou odpařování. Po odpaření vody zůstávají pevné zbytky ve formě solí, které obsahují většinu radionuklidů. Metoda odpařování je tak vysoce účinná, že čistý kondenzát se může bez dalšího zpracování vypouštět do povrchových vodotečí. Kromě prostého odpařování se používají také chemické metody, kdy se do kapalných odpadů přidávají srážecí činidla, nejčastěji hliníkaté a železité soli, jejichž pomocí se radionuklidy vysrážejí a usadí na dně ve formě nerozpustných solí (precipitace), nebo se přidávají vločkotvorné chemikálie, které vážou radionuklidy ve formě vloček (flokulace). Mokré pevné odpady, které zůstanou po zpracování kapalných odpadů je ještě nutno přeměnit do pevných produktů, do chemicky a fyzikálně stabilní formy. Používají se nejčastěji 3 metody:

  • cementace,
  • bitumenace,
  • polymerace.
Menší pevné radioaktivní odpady se často zalévají cementem, připraveným z koncentrovaných kapalných odpadů, do betonového nebo ocelového kontejneru

Menší pevné radioaktivní odpady se často zalévají cementem, připraveným z koncentrovaných kapalných odpadů, do betonového nebo ocelového kontejneru

Bitumenační linka v JE Dukovany

Bitumenační linka v JE Dukovany

Zalévání radioaktivních odpadů do cementu se používá v celém světě již mnoho let. Je levné, nepotřebuje nijak složité zařízení, výsledný produkt je stabilní, pojme do sebe relativně hodně odpadu a má i vysokou schopnost samostínění.

Na rozdíl od cementace prováděné za studena je bitumenizace horký proces, který umožňuje, aby byl odpad zbaven další vody. Díky tomu se velmi snižuje objem odpadů i náklady.

Některé kapalné odpady se ředí čistou vodou a řízeně vypouštějí do povrchových vod. Koncentrace radionuklidů ve výpustích jaderných elektráren je 100 až 150krát nižší než koncentrace přírodních radionuklidů v povrchových vodách a běžných tekutinách. Síť monitorovacích stanic a pravidelné měření vzorků zajišťuje neustálou kontrolu.

Pevné odpady

Nejjednodušší je manipulace a zpracování pevných odpadů, proto se všechny zpracovatelské technologie snaží o jejich převedení do této formy

Nejjednodušší je manipulace a zpracování pevných odpadů, proto se všechny zpracovatelské technologie snaží o jejich převedení do této formy

Patří mezi ně různé kontaminované látky a předměty z provozních, revizních, ale nejčastěji údržbových a opravárenských činností. Obvykle se člení do 4 kategorií:

  • spalitelné,
  • nespalitelné,
  • lisovatelné a
  • nelisovatelné.

Hlavním cílem zpracování pevných radioaktivních odpadů je snížení jejich objemu. Protože tyto odpady představují široké spektrum materiálů a forem, nestačí obvykle použít jedinou techniku k jejich zpracování a je třeba kombinovat různé procesy. Nejpoužívanější technikou je nízkotlaké lisování. Lisováním se sice snižuje objem odpadů, ale nemění se jejich vlastnosti z hlediska dlouhodobé manipulace a konečného ukládání. Zkušenosti ukazují, že 50–80 % pevných radioaktivních odpadů lze považovat za spalitelné. Oproti lisování má spalování tu výhodu, že se kromě významného snížení objemu získá homogenní konečný produkt ve formě popela, který může být bez dalšího zpracování uložen do kontejnerů určených ke skladování a konečnému uložení.

0

Skupina ČEZ

Kontaktní informace

Máte-li k obsahu portálu jakékoliv náměty, postřehy či připomínky – prosím kontaktujte nás. Budeme vděční i za připomínky k nekorektnímu zobrazení stránek, či případnému upozornění na chybu. Děkujeme.


email:info@svetenergie.cz

telefon:+420 381 257 675

Kontaktní formulář

KONTROLNÍ KÓD

kontrolní kód Opište prosím do políčka formuláře
text z obrázku

Portál Svět energie provozuje společnost ČEZ. Vyrobil Simopt, s.r.o., Copyright © 2016, Všechna práva vyhrazena

detail