Gospodarka odpadami promieniotwórczymi wysokiego poziomu - High-level radioactive waste management

Zużyte paliwo jądrowe przechowywane pod wodą i odkorkowane w zakładzie Hanford w Waszyngtonie , USA.

Gospodarka odpadami promieniotwórczymi wysokiego poziomu dotyczy sposobu postępowania z materiałami promieniotwórczymi powstałymi podczas produkcji energii jądrowej i broni jądrowej . Odpady promieniotwórcze zawierają mieszaninę nuklidów krótkożyciowych i długożyciowych , a także nuklidów nieradioaktywnych. Podobno w 2002 r. w Stanach Zjednoczonych przechowywano około 47 000 ton (100 milionów funtów) wysokoaktywnych odpadów jądrowych.

Najbardziej kłopotliwymi pierwiastkami transuranowymi w wypalonym paliwie są neptun-237 (okres półtrwania 2 miliony lat) i pluton-239 (okres półtrwania 24 000 lat). W związku z tym wysokoaktywne odpady promieniotwórcze wymagają zaawansowanego przetwarzania i zagospodarowania, aby skutecznie odizolować je od biosfery . Zwykle wiąże się to z przetworzeniem, a następnie z długoterminową strategią zarządzania obejmującą trwałe przechowywanie, unieszkodliwianie lub przekształcanie odpadów do postaci nietoksycznej. Rozpad następuje półtrwania regułę, co oznacza, że szybkość rozpadu jest odwrotnie proporcjonalna do czasu trwania zaniku. Innymi słowy, promieniowanie długożyciowego izotopu, takiego jak jod-129, będzie znacznie mniej intensywne niż krótkożyciowego izotopu, takiego jak jod-131 .

Rządy na całym świecie rozważają szereg opcji gospodarowania odpadami i unieszkodliwiania, zwykle obejmujących umieszczanie w głębokich warstwach geologicznych , chociaż postępy we wdrażaniu długoterminowych rozwiązań w zakresie gospodarowania odpadami są ograniczone. Wynika to częściowo z tego, że ramy czasowe, o których mowa w przypadku odpadów radioaktywnych, wynoszą od 10 000 do milionów lat, zgodnie z badaniami opartymi na skutkach szacowanych dawek promieniowania.

W ten sposób inżynier i fizyk Hannes Alfvén zidentyfikował dwa podstawowe warunki wstępne efektywnego gospodarowania wysokoaktywnymi odpadami promieniotwórczymi: (1) stabilne formacje geologiczne oraz (2) stabilne instytucje ludzkie przez setki tysięcy lat. Jak sugeruje Alfvén, żadna znana cywilizacja ludzka nigdy nie przetrwała tak długo, i nie odkryto jeszcze żadnej formacji geologicznej odpowiedniej wielkości dla stałego składowiska odpadów radioaktywnych, która byłaby stabilna przez tak długi czas. Niemniej jednak unikanie konfrontacji z ryzykiem związanym z postępowaniem z odpadami promieniotwórczymi może powodować większe ryzyko wyrównawcze. Gospodarka odpadami promieniotwórczymi jest przykładem analizy polityki, która wymaga szczególnej uwagi na kwestie etyczne, rozpatrywane w świetle niepewności i przyszłości : rozważenie „wpływu praktyk i technologii na przyszłe pokolenia”.

Toczy się debata na temat tego, co powinno stanowić akceptowalną podstawę naukową i inżynieryjną dla realizacji strategii usuwania odpadów radioaktywnych. Są tacy, którzy argumentowali, na podstawie złożonych modeli symulacji geochemicznych, że przekazanie kontroli nad materiałami promieniotwórczymi procesom geohydrologicznym w momencie zamknięcia składowiska jest akceptowalnym ryzykiem. Utrzymują, że tak zwane „naturalne analogi” hamują podziemne ruchy radionuklidów, sprawiając, że usuwanie odpadów radioaktywnych w stabilnych formacjach geologicznych nie jest konieczne. Istniejące modele tych procesów są jednak empirycznie niedostatecznie określone: ​​ze względu na podziemny charakter takich procesów w stałych formacjach geologicznych dokładność modeli symulacji komputerowych nie została zweryfikowana obserwacjami empirycznymi, a już na pewno nie w okresach odpowiadających śmiertelnej połowie. życie wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych. Z drugiej strony niektórzy twierdzą, że potrzebne są głębokie repozytoria geologiczne w stabilnych formacjach geologicznych. Krajowe plany zarządzania w różnych krajach prezentują różne podejścia do rozwiązania tej debaty.

Badacze sugerują, że prognozy uszczerbku na zdrowiu na tak długie okresy należy poddać krytycznej ocenie . Badania praktyczne uwzględniają jedynie okres do 100 lat, jeśli chodzi o efektywne planowanie i szacowanie kosztów. Długofalowe zachowanie odpadów promieniotwórczych pozostaje przedmiotem ciągłych badań. Strategie zarządzania i plany wdrożeniowe kilku reprezentatywnych rządów krajowych opisano poniżej.

Utylizacja geologiczna

Międzynarodowy Panel ds materiałów rozszczepialnych powiedział:

Powszechnie przyjmuje się, że wypalone paliwo jądrowe i wysokoaktywne przeróbki oraz odpady plutonu wymagają dobrze zaprojektowanego przechowywania przez okres od dziesiątek tysięcy do miliona lat, aby zminimalizować uwalnianie zawartej radioaktywności do środowiska. Wymagane są również zabezpieczenia, aby zapewnić, że ani pluton, ani wysoko wzbogacony uran nie zostaną wykorzystane do użycia broni. Panuje powszechna zgoda, że ​​umieszczanie wypalonego paliwa jądrowego w składowiskach setki metrów pod powierzchnią będzie bezpieczniejsze niż przechowywanie wypalonego paliwa jądrowego na czas nieokreślony.

Proces wyboru odpowiednich stałych składowisk odpadów wysokoaktywnych i wypalonego paliwa jest obecnie w toku w kilku krajach, a pierwsze uruchomienie ma nastąpić po roku 2017. Podstawową koncepcją jest zlokalizowanie dużej, stabilnej formacji geologicznej i wykorzystanie technologii wydobywczych do wykopać tunel lub maszyny do wiercenia tuneli o dużej średnicy (podobne do tych używanych do wiercenia tunelu pod kanałem z Anglii do Francji), aby wywiercić szyb 500-1000 metrów (1600-3300 stóp) pod powierzchnią, gdzie można wykopać pomieszczenia lub sklepienia do unieszkodliwiania wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych. Celem jest trwałe odizolowanie odpadów promieniotwórczych od środowiska ludzkiego. Jednak wiele osób czuje się niekomfortowo w związku z natychmiastowym zaprzestaniem zarządzania tym systemem utylizacji, co sugeruje, że wieczyste zarządzanie i monitorowanie byłyby bardziej rozważne.

Ponieważ niektóre gatunki radioaktywne mają okres półtrwania dłuższy niż milion lat, należy wziąć pod uwagę nawet bardzo niski wskaźnik wycieku z pojemników i migracji radionuklidów. Co więcej, może wymagać więcej niż jednego okresu półtrwania, aż niektóre materiały jądrowe stracą wystarczającą radioaktywność, aby nie były już śmiertelne dla żywych organizmów. Przegląd szwedzkiego programu unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych przeprowadzony w 1983 r. przez Narodową Akademię Nauk wykazał, że szacowanie kilkuset tysięcy lat – być może nawet miliona lat – jest konieczne do izolacji odpadów „w pełni uzasadnione”.

Proponowana naziemna metoda subdukcyjnego unieszkodliwiania odpadów polegałaby na usuwaniu odpadów promieniotwórczych w strefie subdukcji dostępnej z lądu, a zatem nie jest zabroniona przez porozumienie międzynarodowe. Metoda ta została opisana jako realny sposób unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych oraz najnowocześniejsza technologia unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych.

W naturze odkryto szesnaście repozytoriów w kopalni Oklo w Gabonie, gdzie naturalne reakcje rozszczepienia jądrowego miały miejsce 1,7 miliarda lat temu. Stwierdzono, że produkty rozszczepienia w tych naturalnych formacjach przemieściły się w tym okresie o mniej niż 3 m (10 stóp), chociaż brak ruchu może wynikać bardziej z retencji w strukturze uraninitu niż z nierozpuszczalności i sorpcji z poruszającej się wody gruntowej; Kryształy uraninitu są tu lepiej zachowane niż te w prętach zużytego paliwa z powodu mniej kompletnej reakcji jądrowej, tak że produkty reakcji byłyby mniej dostępne dla ataku wód gruntowych.

Unieszkodliwianie poziomych otworów wiertniczych opisuje propozycje wiercenia ponad kilometra w pionie i dwóch kilometrów poziomo w skorupie ziemskiej w celu usunięcia wysokoaktywnych form odpadów, takich jak wypalone paliwo jądrowe , cez-137 lub stront-90 . Po ustawieniu i okresie odzysku otwory wiertnicze byłyby zasypywane i uszczelniane. Seria testów technologii została przeprowadzona w listopadzie 2018 r., a następnie ponownie publicznie w styczniu 2019 r. przez prywatną firmę z siedzibą w USA. Test wykazał umieszczenie kanistra testowego w poziomym otworze wiertniczym i odzyskanie tego samego kanistra. W tym teście nie wykorzystano żadnych odpadów wysokoaktywnych.

Materiały do ​​geologicznej utylizacji

Aby składować wysokoaktywne odpady promieniotwórcze w długoterminowych składowiskach geologicznych, należy stosować specjalne formy odpadów, które pozwolą na rozkład radioaktywności, a materiały zachowają swoją integralność przez tysiące lat. Stosowane materiały można podzielić na kilka klas: formy odpadów szklanych, formy odpadów ceramicznych i materiały nanostrukturalne.

Do formy szklane obejmują borokrzemianowych szkieł okularów i fosforanowe. Szkła borokrzemianowe do odpadów jądrowych są stosowane na skalę przemysłową do unieruchamiania wysokoaktywnych odpadów radioaktywnych w wielu krajach, które są producentami energii jądrowej lub posiadają broń jądrową. Szklane formy odpadów mają tę zaletę, że mogą pomieścić szeroką gamę składów strumienia odpadów, są łatwe do skalowania do przetwarzania przemysłowego i są odporne na zakłócenia termiczne, radiacyjne i chemiczne. Te szkła działają poprzez wiązanie pierwiastków promieniotwórczych z nieradioaktywnymi pierwiastkami tworzącymi szkło. Szkła fosforanowe, mimo że nie są używane przemysłowo, mają znacznie niższe szybkości rozpuszczania niż szkła borokrzemianowe, co czyni je bardziej korzystną opcją. Jednak żaden pojedynczy materiał fosforanowy nie jest w stanie pomieścić wszystkich produktów radioaktywnych, więc przechowywanie fosforanów wymaga dalszego przetwarzania w celu rozdzielenia odpadów na odrębne frakcje. Oba szkła muszą być przetwarzane w podwyższonych temperaturach, co czyni je bezużytecznymi dla niektórych bardziej lotnych pierwiastków radiotoksycznych.

Te ceramiczne odpadów formy oferuje wyższe obciążenia odpadów niż opcji szklanych materiałów ceramicznych, ponieważ mają strukturę krystaliczną. Również mineralne analogi form odpadów ceramicznych dostarczają dowodów na długoterminową trwałość. Ze względu na ten fakt oraz fakt, że mogą być przetwarzane w niższych temperaturach, ceramika jest często uważana za następną generację w wysokoaktywnych formach odpadów promieniotwórczych. Ceramiczne formy odpadów oferują ogromny potencjał, ale wiele badań pozostaje do zrobienia.

Krajowe plany zarządzania

Finlandia, Stany Zjednoczone i Szwecja są najbardziej zaawansowane w tworzeniu głębokiego składowiska do składowania wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych. Kraje różnią się pod względem planów utylizacji zużytego paliwa bezpośrednio lub po ponownym przetworzeniu, przy czym Francja i Japonia mają duże zaangażowanie w ponowne przetworzenie. Poniżej opisano stan planów gospodarki odpadami wysokoaktywnymi w poszczególnych krajach.

W wielu krajach europejskich (np. w Wielkiej Brytanii, Finlandii, Holandii, Szwecji i Szwajcarii) ryzyko lub limit dawki dla członka społeczeństwa narażonego na promieniowanie z przyszłego obiektu wysokoaktywnego obiektu unieszkodliwiania odpadów jądrowych jest znacznie bardziej rygorystyczne niż sugerowane przez Międzynarodowa Komisja ds. Ochrony przed Promieniowaniem lub zaproponowana w Stanach Zjednoczonych. Limity europejskie są często bardziej rygorystyczne niż norma sugerowana w 1990 r. przez Międzynarodową Komisję Ochrony przed Promieniowaniem o współczynnik 20 i bardziej rygorystyczne o współczynnik dziesięciokrotnie niż norma zaproponowana przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA) dla elektrowni jądrowej Yucca Mountain składowisko odpadów przez pierwsze 10 000 lat po zamknięciu. Co więcej, zaproponowany przez US EPA standard na okres dłuższy niż 10 000 lat jest 250 razy bardziej liberalny niż limit europejski.

Kraje, które poczyniły największe postępy w tworzeniu składowiska wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych, zwykle zaczynały od konsultacji publicznych i uczyniły z dobrowolności lokalizacji warunek konieczny. Uważa się, że to podejście dążące do konsensusu ma większe szanse powodzenia niż odgórne tryby podejmowania decyzji, ale proces ten jest z konieczności powolny, a „na całym świecie nie ma wystarczających doświadczeń, aby wiedzieć, czy odniesie sukces we wszystkich istniejących i aspirujących narody".

Co więcej, większość społeczności nie chce posiadać składowiska odpadów jądrowych, ponieważ „obawia się, że ich społeczność stanie się de facto miejscem składowania odpadów przez tysiące lat, konsekwencjami wypadku dla zdrowia i środowiska oraz niższą wartością nieruchomości”.

Azja

Chiny

W Chinach ( Chińska Republika Ludowa ) dziesięć reaktorów dostarcza około 2% energii elektrycznej, a pięć kolejnych jest w trakcie budowy. Chiny zobowiązały się do ponownego przetwarzania w latach 80.; w Lanzhou trwa budowa pilotażowego zakładu , gdzie zbudowano tymczasowy magazyn wypalonego paliwa. Unieszkodliwianie geologiczne badano od 1985 r., a w 2003 r. ustawa wymagała stałego głębokiego składowiska geologicznego. Trwają badania dotyczące lokalizacji w prowincji Gansu w pobliżu pustyni Gobi w północno-zachodnich Chinach, a ostateczna lokalizacja ma zostać wybrana do 2020 r. do około 2050 roku.

Tajwan

Na Tajwanie ( Republika Chińska ) zbudowano składowisko odpadów radioaktywnych na południowym krańcu Wyspy Orchidei w hrabstwie Taitung , u wybrzeży wyspy Tajwan. Obiekt został wybudowany w 1982 roku i jest własnością i jest zarządzany przez Taipower . Obiekt odbiera odpady nuklearne z obecnych trzech elektrowni jądrowych Taipower . Jednak ze względu na silny opór społeczności lokalnej na wyspie, odpady nuklearne muszą być składowane w samych obiektach elektrowni.

Indie

Indie przyjęły zamknięty cykl paliwowy, który obejmuje ponowne przetwarzanie i recykling zużytego paliwa. Ponowne przetwarzanie powoduje, że 2-3% wypalonego paliwa marnuje się, podczas gdy reszta jest poddawana recyklingowi. Paliwo odpadowe, zwane wysokoaktywnymi odpadami płynnymi, jest przekształcane w szkło poprzez zeszklenie. Odpady zeszklone są następnie składowane przez okres 30-40 lat w celu schłodzenia.

Szesnaście reaktorów jądrowych wytwarza około 3% indyjskiej energii elektrycznej, a siedem kolejnych jest w budowie. Zużyte paliwo jest przetwarzane w zakładach w Trombay koło Bombaju , w Tarapur na zachodnim wybrzeżu na północ od Bombaju oraz w Kalpakkam na południowo-wschodnim wybrzeżu Indii. Pluton zostanie wykorzystany w reaktorze pospiesznym (w budowie) do produkcji większej ilości paliwa i innych odpadów zeszklonych w Tarapur i Trombay. Oczekuje się tymczasowego składowania przez 30 lat, z ewentualnym składowaniem w głębokim geologicznym składowisku w skale krystalicznej w pobliżu Kalpakkam.

Japonia

W 2000 r. Ustawa o ostatecznym usuwaniu odpadów promieniotwórczych określonych wezwała do utworzenia nowej organizacji do gospodarowania odpadami promieniotwórczymi wysokoaktywnymi, a później w tym samym roku powstała Organizacja Gospodarki Odpadami Jądrowymi Japonii (NUMO) pod jurysdykcją Ministerstwa Gospodarki, Handlu i przemysł. NUMO odpowiada za wybór stałego składowiska głębokiego geologicznego , budowę, eksploatację i zamknięcie obiektu do składowania odpadów do 2040 r. Wybór miejsca rozpoczął się w 2002 r., a informacje aplikacyjne wysłano do 3239 gmin, ale do 2006 r. żaden samorząd nie zgłosił się na ochotnika do gospodarzem obiektu. Prefektura Kōchi wykazała zainteresowanie w 2007 roku, ale jej burmistrz zrezygnował z powodu lokalnego sprzeciwu. W grudniu 2013 r. rząd podjął decyzję o określeniu odpowiednich obszarów kandydujących przed zwróceniem się do gmin.

Szef panelu ekspertów Rady Naukowej Japonii powiedział, że japońskie warunki sejsmiczne utrudniają przewidywanie warunków gruntowych w ciągu niezbędnych 100 000 lat, więc przekonanie opinii publicznej o bezpieczeństwie głębokiego składowania geologicznego będzie niemożliwe.

Europa

Belgia

Belgia posiada siedem reaktorów jądrowych, które dostarczają około 52% energii elektrycznej. Belgijskie wypalone paliwo jądrowe zostało początkowo wysłane do ponownego przetworzenia we Francji. W 1993 r. ponowne przetwarzanie zostało zawieszone na mocy uchwały parlamentu belgijskiego; wypalone paliwo jest od tego czasu składowane na terenie elektrowni jądrowych. Głębokie składowanie wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych (HLW) było badane w Belgii od ponad 30 lat. Boom Clay jest badana jako referencyjna formacja gospodarza do usuwania odpadów wysokoaktywnych. Podziemne laboratorium badawcze Hadesa (URL) znajduje się na wysokości -223 m (-732 stóp) w formacji Boom w miejscu Mol . Belgijski adres URL jest obsługiwany przez Euridice Economic Interest Group , wspólną organizację SCK•CEN , Belgijskiego Centrum Badań Jądrowych , które zainicjowało badania nad utylizacją odpadów w Belgii w latach 70. i 80 . oraz ONDRAF/NIRAS , belgijskiej agencji ds. odpadów radioaktywnych . kierownictwo. W Belgii organem regulacyjnym odpowiedzialnym za wytyczne i zatwierdzanie licencji jest Federalna Agencja Kontroli Jądrowej, utworzona w 2001 roku.

Finlandia

W 1983 r. rząd podjął decyzję o wyborze miejsca na stałe składowisko do 2010 r. Z czterema reaktorami jądrowymi dostarczającymi 29% energii elektrycznej, Finlandia w 1987 r. uchwaliła ustawę o energii jądrowej, nakładającą na producentów odpadów promieniotwórczych obowiązek ich usuwania, z zastrzeżeniem wymogów jej Urząd ds. Bezpieczeństwa Radiacyjnego i Nuklearnego oraz bezwzględne weto dla samorządów lokalnych, w których miałoby się znajdować proponowane składowisko. Producenci odpadów promieniotwórczych zorganizowali spółkę Posiva , która odpowiadała za wybór lokalizacji, budowę i eksploatację stałego składowiska. Nowelizacja ustawy z 1994 r. wymagała ostatecznej utylizacji wypalonego paliwa jądrowego w Finlandii, zakazując importu lub eksportu odpadów promieniotwórczych.

Ocena środowiskowa czterech lokalizacji miała miejsce w latach 1997–98, Posiva wybrał lokalizację Olkiluoto w pobliżu dwóch istniejących reaktorów, a władze lokalne zatwierdziły ją w 2000 r. Fiński parlament zatwierdził głębokie składowisko geologiczne w skałach magmowych na głębokości około 500 metrów ( 1,600 ft) w 2001. repozytorium koncepcja jest podobna do modelu szwedzkiego, z pojemników być ubrane w miedzi i zakopane poniżej lustra wody rozpoczynającego się w 2020 roku kredytu w charakteryzacji podziemny, Onkalo wypalonego paliwa jądrowego , był w trakcie budowy w miejscu w 2012.

Francja

Z 58 reaktorami jądrowymi dostarczającymi około 75% energii elektrycznej , co stanowi najwyższy odsetek w każdym kraju, Francja przetwarza zużyte paliwo reaktorowe od czasu wprowadzenia tam energii jądrowej. Część powtórnie przetworzonego plutonu jest wykorzystywana do produkcji paliwa, ale więcej jest wytwarzanych niż jest poddawanych recyklingowi jako paliwo reaktora. Francja przetwarza również wypalone paliwo dla innych krajów, ale odpady promieniotwórcze są zwracane do kraju pochodzenia. Oczekuje się, że odpady promieniotwórcze z przerobu francuskiego wypalonego paliwa jądrowego będą składowane w składowiskach geologicznych, zgodnie z ustawą uchwaloną w 1991 r., która ustanowiła 15-letni okres na prowadzenie badań nad gospodarką odpadami promieniotwórczymi. Zgodnie z tym prawodawstwem Komisariat à l'Energie Atomique (CEA) bada podział i transmutację pierwiastków długożyciowych, procesy unieruchamiania i kondycjonowania oraz długotrwałe przechowywanie w pobliżu powierzchni. Utylizacja w głębokich formacjach geologicznych jest badana przez francuską agencję ds. gospodarki odpadami radioaktywnymi, L'Agence Nationale pour la Gestion des Déchets Radioactifs, w podziemnych laboratoriach badawczych.

Zidentyfikowano trzy miejsca możliwego głębokiego składowania geologicznego w glinie w pobliżu granicy Mozy i Haute-Marne , w pobliżu Gard oraz w Vienne . W 1998 r. rząd zatwierdził Podziemne Laboratorium Badawcze Meuse/Haute-Marne, miejsce w pobliżu Meuse/Haute-Marne, a pozostałe zrezygnował z dalszych rozważań. W 2006 r. zaproponowano prawodawstwo pozwalające na licencjonowanie repozytorium do 2020 r., a operacje oczekiwano w 2035 r.

Niemcy

Protest antynuklearny w pobliżu centrum utylizacji odpadów nuklearnych w Gorleben w północnych Niemczech

Polityka w zakresie odpadów jądrowych w Niemczech zmienia się. Niemieckie planowanie budowy stałego składowiska geologicznego rozpoczęło się w 1974 roku, skupiając się na kopule solnej Gorleben , kopalni soli w pobliżu Gorleben około 100 kilometrów (62 mil) na północny wschód od Brunszwiku. Miejsce to zostało ogłoszone w 1977 roku z planami zakładu przetwarzania, zarządzania wypalonym paliwem i stałych obiektów do utylizacji w jednym miejscu. Plany dotyczące zakładu przetwarzania zostały porzucone w 1979 roku. W 2000 roku rząd federalny i zakłady użyteczności publicznej zgodziły się zawiesić podziemne dochodzenia na trzy do dziesięciu lat, a rząd zobowiązał się do zaprzestania wykorzystywania energii jądrowej, zamykając jeden reaktor w 2003 roku.

W ciągu kilku dni po katastrofie nuklearnej w Fukushimie Daiichi w marcu 2011 r. kanclerz Angela Merkel „nałożyła trzymiesięczne moratorium na wcześniej ogłoszone rozbudowy istniejących niemieckich elektrowni jądrowych, zamykając jednocześnie siedem z 17 reaktorów działających od 1981 r.”. Protesty trwały i 29 maja 2011 r. rząd Merkel ogłosił, że do 2022 r. zamknie wszystkie swoje elektrownie jądrowe.

Tymczasem zakłady energetyczne transportują wypalone paliwo do tymczasowych magazynów w Gorleben, Lubmin i Ahaus do czasu, gdy w pobliżu reaktorów będą mogły powstać tymczasowe magazyny. Wcześniej wypalone paliwo było wysyłane do Francji lub Wielkiej Brytanii w celu ponownego przetworzenia, ale praktyka ta została zakończona w lipcu 2005 roku.

Holandia

COVRA ( Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval ) jest holenderski okresowe przetwarzanie odpadów jądrowych i składowanie firma w Vlissingen , który przechowuje odpadów powstających w ich tylko pozostałej elektrowni jądrowej po to jest przetworzony przez Areva NC w La Hague , Manche , Normandii , Francja . Dopóki rząd holenderski nie zdecyduje, co zrobić z odpadami, pozostaną one w COVRA, która obecnie ma koncesję na 100 lat. Od początku 2017 roku nie ma planów dotyczących stałego składowiska.

Rosja

W Rosji Ministerstwo Energii Atomowej ( Minatom ) odpowiada za 31 reaktorów jądrowych, które wytwarzają około 16% energii elektrycznej. Minatom jest również odpowiedzialny za przetwarzanie i usuwanie odpadów radioaktywnych, w tym ponad 25 000 ton (55 milionów funtów) wypalonego paliwa jądrowego tymczasowo składowanego w 2001 roku.

Rosja ma długą historię przetwarzania wypalonego paliwa do celów wojskowych, a wcześniej planowano przetworzenie importowanego wypalonego paliwa, w tym prawdopodobnie część z 33 000 ton (73 mln funtów) wypalonego paliwa zgromadzonego w miejscach w innych krajach, które otrzymały paliwo z USA, które USA pierwotnie zobowiązały się odzyskać, takie jak Brazylia, Czechy, Indie, Japonia, Meksyk, Słowenia, Korea Południowa, Szwajcaria, Tajwan i Unia Europejska.

Ustawa o ochronie środowiska z 1991 roku zakazała importu materiałów promieniotwórczych w celu długoterminowego przechowywania lub zakopywania w Rosji, ale kontrowersyjne przepisy zezwalające na import w celu stałego przechowywania zostały przyjęte przez rosyjski parlament i podpisane przez prezydenta Putina w 2001 roku. plan dotyczy głębokiego składowania geologicznego. Najwięcej uwagi poświęcono miejscom, w których odpady gromadzą się w tymczasowych magazynach w Majaku, niedaleko Czelabińska na Uralu oraz w granicie w Krasnojarsku na Syberii.

Hiszpania

Hiszpania posiada pięć czynnych elektrowni jądrowych z siedmioma reaktorami, które w 2013 r. wyprodukowały 21% energii elektrycznej w kraju. Ponadto istnieją starsze odpady wysokoaktywne z kolejnych dwóch starszych, zamkniętych elektrowni. W latach 2004-2011 dwupartyjna inicjatywa rządu hiszpańskiego promowała budowę tymczasowego scentralizowanego magazynu (ATC, Almacén Temporal Centralizado ), podobnego do holenderskiej koncepcji COVRA . Pod koniec 2011 r. i na początku 2012 r. wydano ostateczne zielone światło, kończono wstępne badania, a grunt został zakupiony w pobliżu Villar de Cañas ( Cuenca ) po przeprowadzeniu konkurencyjnego procesu przetargowego. Obiekt byłby początkowo licencjonowany na 60 lat.

Jednak na krótko przed rozpoczęciem prac przełomowych w 2015 r. projekt został wstrzymany z powodu połączenia problemów geologicznych, technicznych, politycznych i ekologicznych. Pod koniec 2015 r. rząd regionalny uznał ją za „przestarzałą” i faktycznie „sparaliżowaną”. Na początku 2017 r. projekt nie został odłożony na półkę, ale pozostaje zamrożony i nie oczekuje się żadnych dalszych działań w najbliższym czasie. Tymczasem wypalone paliwo jądrowe i inne wysokoaktywne odpady są przechowywane w basenach elektrowni, a także w suchych beczkach na miejscu ( almacenes temporales individualizados ) w Garoña i Trillo .

Od początku 2017 r. nie ma również planów utworzenia stałego składowiska wysokiego poziomu. Odpady nisko- i średnioaktywne są składowane w zakładzie El Cabril ( prowincja Cordoba ).

Szwecja

W Szwecji od 2007 r. działa dziesięć reaktorów jądrowych, które wytwarzają około 45% energii elektrycznej. Dwa inne reaktory w Barsebäck zostały zamknięte w 1999 i 2005 roku. Kiedy te reaktory zostały zbudowane, oczekiwano, że ich paliwo jądrowe zostanie ponownie przetworzone w obcym kraju, a odpady po ponownym przetworzeniu nie zostaną zwrócone do Szwecji. Później rozważano budowę krajowego zakładu przetwarzania, który nie został zbudowany.

Przejście ustawy Stipulation Act z 1977 r. przeniosło odpowiedzialność za gospodarowanie odpadami jądrowymi z rządu na przemysł jądrowy, wymagając od operatorów reaktorów przedstawienia akceptowalnego planu gospodarowania odpadami z „absolutnym bezpieczeństwem” w celu uzyskania zezwolenia na eksploatację. Na początku 1980 roku, po katastrofie Three Mile Island w Stanach Zjednoczonych, odbyło się referendum w sprawie przyszłego wykorzystania energii jądrowej w Szwecji. Pod koniec 1980 roku, po referendum składającym się z trzech pytań, które przyniosło mieszane wyniki, szwedzki parlament podjął decyzję o wycofaniu istniejących reaktorów do 2010 roku. 5 lutego 2009 roku rząd Szwecji ogłosił porozumienie umożliwiające wymianę istniejących reaktorów, skutecznie kończąc fazę -out polityka. W 2010 roku szwedzki rząd otworzył się na budowę nowych reaktorów jądrowych. Nowe bloki mogą być budowane tylko w istniejących elektrowniach jądrowych Oskarshamn, Ringhals czy Forsmark i tylko w celu zastąpienia jednego z istniejących reaktorów, który będzie musiał zostać wyłączony, aby nowy mógł zostać uruchomiony.

Swedish Nuclear Fuel i Waste Management Company . (Svensk Kärnbränslehantering AB, znana jako SKB) została utworzona w 1980 roku i odpowiada tam za ostateczną utylizację odpadów radioaktywnych. Obejmuje to eksploatację monitorowanego magazynu odzyskiwalnego, Centralnego Tymczasowego Magazynu Wypalonego Paliwa Jądrowego w Oskarshamn , około 240 kilometrów (150 mil) na południe od Sztokholmu na wybrzeżu Bałtyku; transport wypalonego paliwa; oraz budowa stałego repozytorium. Szwedzkie zakłady użyteczności publicznej przechowują wypalone paliwo na terenie reaktora przez rok, zanim zostaną przetransportowane do obiektu w Oskarshamn, gdzie będą przechowywane w wykopanych kawernach wypełnionych wodą przez około 30 lat, zanim zostaną przeniesione do stałego składowiska.

Projekt koncepcyjny stałego składowiska został określony w 1983 roku, wzywając do umieszczenia pokrytych miedzią żelaznych kanistrów w granitowym podłożu skalnym około 500 metrów (1600 stóp) pod ziemią, pod lustrem wody, w sposób znany jako metoda KBS-3 . Przestrzeń wokół kanistrów zostanie wypełniona gliną bentonitową . Po zbadaniu sześciu możliwych lokalizacji stałego składowiska, trzy zostały nominowane do dalszych badań w Osthammar , Oskarshamn i Tierp . 3 czerwca 2009 r. szwedzka firma zajmująca się paliwami jądrowymi i odpadami wybrała lokalizację dla składowiska odpadów głębinowych w Östhammar, w pobliżu elektrowni jądrowej Forsmark. Wniosek o zbudowanie repozytorium złożył SKB 2011.

Szwajcaria

Szwajcaria posiada pięć reaktorów jądrowych, które dostarczają około 43% energii elektrycznej około 2007 roku (34% w 2015 roku). Część szwajcarskiego zużytego paliwa jądrowego została wysłana do ponownego przetworzenia we Francji i Wielkiej Brytanii; większość paliwa jest przechowywana bez ponownego przetwarzania. Organizacja przemysłowa ZWILAG zbudowała i prowadzi centralny magazyn tymczasowego składowania wypalonego paliwa jądrowego i wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych, kondycjonowania niskoaktywnych odpadów promieniotwórczych i spalania odpadów. Inne magazyny tymczasowego składowania sprzed ZWILAG nadal działają w Szwajcarii.

Szwajcarski program rozważa opcje lokalizacji głębokiego składowiska do składowania wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych oraz nisko- i średnioaktywnych odpadów. Budowa składowiska jest przewidywana dopiero w tym stuleciu. Badania skał osadowych (zwłaszcza gliny Opalinus) prowadzone są w szwajcarskim laboratorium skalnym Mont Terri ; Test Site Grimsel, starszy obiekt w skale krystalicznej, również jest nadal aktywny.

Zjednoczone Królestwo

Wielka Brytania ma 19 działających reaktorów, które wytwarzają około 20% swojej energii elektrycznej. Przetwarza większość wypalonego paliwa w Sellafield na północno-zachodnim wybrzeżu naprzeciwko Irlandii, gdzie odpady jądrowe są zeszklone i zamknięte w kanistrach ze stali nierdzewnej do suchego przechowywania nad ziemią przez co najmniej 50 lat przed ostatecznym składowaniem w głębokich warstwach geologicznych. Sellafield ma za sobą historię problemów związanych ze środowiskiem i bezpieczeństwem, w tym pożaru w elektrowni jądrowej w Windscale i znaczącym incydentem w 2005 r. w głównym zakładzie przetwarzania (THORP).

W 1982 r. powołano Zarząd ds. Gospodarki Odpadami Promieniotwórczymi Przemysłu Jądrowego (NIREX) odpowiedzialny za unieszkodliwianie długożyciowych odpadów promieniotwórczych, aw 2006 r. Komitet ds. Gospodarki Odpadami Promieniotwórczymi (CoRWM) Departamentu Środowiska, Żywności i Spraw Wsi zalecił składowanie geologiczne 200 –1000 metrów (660–3280 stóp) pod ziemią. NIREX opracował ogólną koncepcję repozytorium opartą na modelu szwedzkim, ale nie wybrał jeszcze witryny. Nuclear Decommissioning Authority jest odpowiedzialna za odpady opakowaniowe z ponownego przetwarzania i ostatecznie zwolni British Nuclear Fuels Ltd. z odpowiedzialności za reaktory energetyczne i zakład przetwarzania Sellafield.

Ameryka północna

Kanada

W 2006 r. 18 działających elektrowni jądrowych w Kanadzie wytworzyło około 16% energii elektrycznej. W 2002 r. parlament Kanady uchwalił ustawę o odpadach paliwa jądrowego , która wymagała od korporacji energetyki jądrowej utworzenia organizacji zajmującej się gospodarką odpadami, która miałaby wystąpić z wnioskiem do rządu Kanady. podejścia do gospodarowania odpadami promieniotwórczymi oraz wdrożenie podejścia wybranego następnie przez rząd. Ustawa zdefiniowała zarządzanie jako „długoterminowe zarządzanie poprzez składowanie lub usuwanie, w tym manipulację, obróbkę, kondycjonowanie lub transport w celu przechowywania lub usuwania”.

Powstała Organizacja Gospodarki Odpadami Nuklearnymi (NWMO) przeprowadziła szeroko zakrojone trzyletnie badania i konsultacje z Kanadyjczykami. W 2005 roku zalecili Adaptive Phased Management, podejście kładące nacisk zarówno na metody techniczne, jak i metody zarządzania. Metoda techniczna obejmowała scentralizowaną izolację i przechowywanie wypalonego paliwa jądrowego w głębokim składowisku geologicznym w odpowiedniej formacji skalnej, takiej jak granit tarczy kanadyjskiej lub skały osadowe ordowiku . Zalecono również etapowy proces podejmowania decyzji, wspierany programem ciągłego uczenia się, badań i rozwoju.

W 2007 roku rząd kanadyjski przyjął tę rekomendację, a NWMO otrzymało zadanie wdrożenia rekomendacji. Dla procesu nie określono konkretnych ram czasowych. W 2009 roku NWMO projektowało proces wyboru lokalizacji; oczekiwano, że lokalizacja zajmie 10 lat lub dłużej.

Stany Zjednoczone

Lokalizacje w całych Stanach Zjednoczonych, w których składowaneodpady nuklearne

W ustawie o polityce dotyczącej odpadów jądrowych z 1982 r. ustanowiono harmonogram i procedurę budowy stałego, podziemnego składowiska wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych do połowy lat 90., a także przewidziano tymczasowe składowanie odpadów, w tym wypalonego paliwa ze 104 cywilnych reaktorów jądrowych, które produkują około 19,4% energii elektrycznej. Stany Zjednoczone w kwietniu 2008 roku miał około 56.000 ton (120 mln funtów) z wypalonym paliwem jądrowym i 20.000 kanistrów stałych odpadów związaną z obronnością, a ta ma wzrosnąć do 119.000 ton (260 mln funtów) przez 2035. USA wybrały Yucca Górskie składowisko odpadów nuklearnych , ostateczne składowisko w Yucca Mountain w Nevadzie , ale projekt ten spotkał się z powszechnym sprzeciwem, a niektóre z głównych problemów to transport odpadów na duże odległości z całych Stanów Zjednoczonych do tego miejsca, możliwość wypadków i niepewność sukcesu w izolowaniu odpadów radioaktywnych ze środowiska ludzkiego na zawsze. Yucca Mountain, o pojemności 70 000 ton (150 milionów funtów) odpadów radioaktywnych, miała zostać otwarta w 2017 roku. Jednak administracja Obamy odrzuciła korzystanie z tego miejsca w propozycji budżetu federalnego Stanów Zjednoczonych z 2009 roku , która wyeliminowała wszystkie fundusze z wyjątkiem tego, co było potrzebne odpowiadając na zapytania Komisji Dozoru Jądrowego , „podczas gdy administracja opracowuje nową strategię unieszkodliwiania odpadów jądrowych”. 5 marca 2009 r. sekretarz ds. energii Steven Chu powiedział podczas przesłuchania w Senacie, że „miejsce w Yucca Mountain nie jest już postrzegane jako opcja przechowywania odpadów z reaktora”. Od 1999 r. odpady nuklearne wytworzone przez wojsko są grzebane w pilotażowym zakładzie izolacji odpadów w Nowym Meksyku.

Ponieważ ułamek atomów promieniotwórczych rozpadających się w jednostce czasu jest odwrotnie proporcjonalny do jego okresu półtrwania, względna radioaktywność pewnej ilości zakopanych ludzkich odpadów promieniotwórczych zmniejszyłaby się z czasem w porównaniu z naturalnymi izotopami promieniotwórczymi; takie jak łańcuchy rozpadu 120 milionów megaton (260 biliardów funtów) toru i 40 milionów megaton (88 biliardów funtów) uranu, które mają stosunkowo śladowe stężenia części na milion każda w masie skorupy wynoszącej 30 000 biliardów ton (66 000 000 biliardów funtów) . Na przykład, w ciągu tysięcy lat, po rozpadzie najaktywniejszych radioizotopów o krótkim okresie półtrwania, zakopanie amerykańskich odpadów nuklearnych zwiększyłoby radioaktywność w górnych 610 metrach (2000 stóp) skał i gleby w Stanach Zjednoczonych (10 milionów kilometry kwadratowe, 3,9 miliona mil kwadratowych) o 1 część na 10 milionów w stosunku do skumulowanej ilości naturalnych radioizotopów w takiej objętości, chociaż okolice stanowiska miałyby znacznie wyższe stężenie sztucznych radioizotopów pod ziemią niż taka średnia.

W prezydenckim memorandum z 29 stycznia 2010 r. prezydent Obama ustanowił Komisję Błękitnej Wstążki ds. Przyszłości Jądrowej Ameryki (Komisja). Komisja, złożona z piętnastu członków, przeprowadziła obszerne dwuletnie badanie utylizacji odpadów jądrowych, co określa się mianem „zaplecza” procesu energetyki jądrowej. Komisja powołała trzy podkomitety: Technologii Reaktorów i Cyklu Paliwowego, Transportu i Magazynowania oraz Unieszkodliwiania. W dniu 26 stycznia 2012 r. Komisja przedłożyła swój raport końcowy sekretarzowi ds. energii Stevenowi Chu. W sprawozdaniu końcowym Podkomitetu ds. Unieszkodliwiania Komisja nie wydaje zaleceń dotyczących konkretnego miejsca, ale przedstawia obszerne zalecenia dotyczące strategii unieszkodliwiania. Podczas swoich badań Komisja odwiedziła Finlandię, Francję, Japonię, Rosję, Szwecję i Wielką Brytanię. W swoim sprawozdaniu końcowym Komisja przedstawiła siedem zaleceń dotyczących opracowania kompleksowej strategii realizacji:

Rekomendacja #1
Stany Zjednoczone powinny podjąć się zintegrowanego programu gospodarowania odpadami promieniotwórczymi, który prowadzi do terminowego rozwoju jednego lub większej liczby stałych obiektów głębokiej geologicznej w celu bezpiecznego składowania wypalonego paliwa jądrowego i wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych.
Rekomendacja #2
Potrzebna jest nowa, jednocelowa organizacja, aby opracować i wdrożyć ukierunkowany, zintegrowany program transportu, przechowywania i usuwania odpadów nuklearnych w Stanach Zjednoczonych.
Rekomendacja nr 3
Zapewnienie dostępu do salda w Funduszu Odpadów Jądrowych (KFK) oraz dochodów generowanych z corocznych opłat za odpady jądrowe od płatników składek za usługi komunalne jest absolutnie niezbędne i musi być zapewnione nowej organizacji gospodarki odpadami jądrowymi.
Rekomendacja #4
Potrzebne jest nowe podejście do lokalizacji i rozbudowy obiektów unieszkodliwiania odpadów jądrowych w Stanach Zjednoczonych w przyszłości. Wierzymy, że te procesy mają największe szanse powodzenia, jeśli są:
  • Adaptacyjny — w tym sensie, że sam proces jest elastyczny i generuje decyzje reagujące na nowe informacje i nowe zmiany techniczne, społeczne lub polityczne.
  • Etapowe — w tym sensie, że kluczowe decyzje są ponownie analizowane i modyfikowane w miarę potrzeb, a nie są z góry ustalane.
  • Oparte na zgodzie — w tym sensie, że zainteresowane społeczności mają możliwość podjęcia decyzji, czy zaakceptować decyzje dotyczące lokalizacji obiektu i zachować znaczną kontrolę lokalną.
  • Przejrzysty — w tym sensie, że wszyscy interesariusze mają możliwość zrozumienia kluczowych decyzji i zaangażowania się w proces w znaczący sposób.
  • Oparte na normach i nauce – w tym sensie, że opinia publiczna może mieć pewność, że wszystkie obiekty spełniają rygorystyczne, obiektywne i konsekwentnie stosowane normy bezpieczeństwa i ochrony środowiska.
  • Zarządzane umowami partnerskimi lub prawnie egzekwowalnymi umowami z państwami przyjmującymi, plemionami i społecznościami lokalnymi.
Rekomendacja nr 5
Obecny podział odpowiedzialności regulacyjnej za długoterminowe funkcjonowanie repozytorium pomiędzy NRC i EPA jest właściwy i powinien być kontynuowany. Obie agencje powinny opracować nowe, niezależne od miejsca standardy bezpieczeństwa w formalnie skoordynowanym wspólnym procesie, który aktywnie angażuje i zabiega o wkład wszystkich odpowiednich okręgów wyborczych.
Zalecenie #6
Role, obowiązki i władze władz lokalnych, stanowych i plemiennych (w odniesieniu do lokalizacji obiektów i innych aspektów unieszkodliwiania odpadów jądrowych) muszą być elementem negocjacji między rządem federalnym a innymi jednostkami rządowymi, których to dotyczy, w celu ustanowienia obiekt utylizacji. Oprócz prawnie wiążących porozumień, jak omówiono w Rekomendacji nr 4, wszystkie zainteresowane szczeble władzy (lokalne, stanowe, plemienne itp.) muszą mieć co najmniej znaczącą rolę doradczą we wszystkich innych ważnych decyzjach. Ponadto stany i plemiona powinny zachować – lub, w stosownych przypadkach, zostać oddelegowane – bezpośrednią władzę nad aspektami regulacji, zezwoleń i operacji, w których nadzór poniżej poziomu federalnego może być sprawowany skutecznie i w sposób pomocny w ochronie interesów i uzyskaniu zaufanie dotkniętych społeczności i obywateli.
Zalecenie #7
Rada Przeglądu Technicznego Odpadów Jądrowych (NWTRB) powinna pozostać cennym źródłem niezależnych porad technicznych i przeglądu.

Repozytorium międzynarodowe

Chociaż Australia nie ma żadnych reaktorów jądrowych, Pangea Resources rozważała lokalizację międzynarodowego repozytorium na odludziu Australii Południowej lub Australii Zachodniej w 1998 roku, ale to pobudziło sprzeciw legislacyjny w obu stanach i australijskim Senacie w następnym roku. Następnie Pangea zaprzestała działalności w Australii, ale ponownie pojawiła się jako Pangea International Association, aw 2002 roku przekształciła się w Stowarzyszenie Regionalnego i Międzynarodowego Magazynu Podziemnego przy wsparciu Belgii, Bułgarii, Węgier, Japonii i Szwajcarii. Ogólną koncepcję międzynarodowego repozytorium przedstawił jeden z dyrektorów wszystkich trzech przedsięwzięć. Rosja wyraziła zainteresowanie pełnieniem funkcji repozytorium dla innych krajów, ale nie przewiduje sponsorowania lub kontroli przez międzynarodowy organ lub grupę innych krajów. Jako możliwe lokalizacje wymieniono również RPA, Argentynę i zachodnie Chiny.

W UE COVRA negocjuje ogólnoeuropejski system usuwania odpadów z pojedynczymi składowiskami, z których może korzystać kilka krajów UE. Ta ogólnounijna możliwość magazynowania jest badana w ramach programu SAPIER-2.

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki