Avropa İttifaqında nüvə tullantılarının utilizasiyası: həcmlərin artması və həlli yoxdur Volfqanq Neyman

konsentrasiya prinsipiradioaktiv tullantıların konsentrasiyası və ətraf mühitdən təcrid olunmasıdır. Bu gün bu üsul bütün dünyada aşağı, orta və yüksək səviyyəli bərk və maye radioaktiv tullantılar, həmçinin bəzi qaz və aerozol tullantıları üçün istifadə olunur.
Növbəti bölmədə biz tullantıların idarə edilməsinin əsas anlayışlarına, o cümlədən variantlara dair bəzi qeydlərə bir az daha nəzər salacağıq, həmçinin digər konsepsiyaların üstünlüklərini və çatışmazlıqlarını qeyd edəcəyik.

3.1 Yüksək radioaktiv tullantıların idarə edilməsi

Hal-hazırda yüksək səviyyəli radioaktiv tullantıların idarə olunması üzrə həyata keçirilən vahid Konsepsiya mövcud deyil. Bununla belə, nüvə enerjisindən istifadə edən Aİ ölkələri bu istiqamətdə strategiyaları müzakirə edir və fəal şəkildə inkişaf etdirir. Tullantıların İdarə Edilməsi Konsepsiyaları üçün üç əsas meyar var.

• 
  yanacaq elementlərini parçalanmaya məruz qoymaq və ya onlara toxunulmamış qoymaq;
  
• 
  yerin səthində geoloji basdırmaq və ya anbar etmək;
  
• 
  yeni, daha effektiv utilizasiya üsulları tapılana qədər son utilizasiyanı və ya müvəqqəti saxlanmasını həyata keçirin.
  

1. sərf edilmiş yanacağın idarə edilməsi

İstifadə olunmuş yanacaqla işləmək üçün iki variant var: ya yanacaq elementləri emal edilmir, ya da onların qabığı çıxarılır və tərkibindəkilər radionuklidlərin parçalanmasını sürətləndirmək üçün turşularla seyreltilir.

birbaşa dəfn

İşlənmiş nüvə yanacağının birbaşa utilizasiyası prinsipi ondan ibarətdir ki, reaktordan çıxarıldıqdan sonra müvəqqəti saxlama anbarlarına göndərilir. Onlar "yaş" (su hovuzları) və ya quru (yerdəki qablar) ola bilər. Orada işlənmiş yanacaq soyudulur ki, bu da nisbətən az vaxt aparır. Soyutma dərəcəsi anbarın texniki tələblərindən asılıdır. Ən sadə halda, bu, tullantıların uzunmüddətli sabitliyə malik konteynerlərə yüklənməsini nəzərdə tutur.

üstünlükləri:

• 
  radionuklidlərin emalı üçün nəhəng kimya zavodlarının tikintisinə ehtiyac yoxdur, onların fəaliyyəti öz növbəsində radionuklidlərin suya və atmosferə buraxılması ilə müşayiət olunur. Belə bitkilərin olmaması orada fövqəladə halların baş vermə ehtimalını aradan qaldırır.
  
• 
  radioaktiv tullantı suları əmələ gəlmir;
  
• 
  nüvə yanacağı yanacaq matrisində qalır, uzun ömürlü radionuklidlərin mövcudluğunda çox vacib olan parçalanma məhsullarının buraxılma ehtimalını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır;
  
• 
  daşımaların sayı xeyli azdır.
  

Qüsurlar:

• 
  Bütün uzunömürlü radionuklidlər tullantılarda qalır. Bu səbəbdən tullantıların geoloji cəhətdən son utilizasiyasına qədər ən azı bir milyon il təhlükəsizliyə zəmanət vermək çətindir.
  

emal
İstifadə olunmuş nüvə yanacağının təkrar emalı sonradan təkrar istifadə oluna bilən uran və plutoniumun yanacaq elementlərindən ayrılmasını nəzərdə tutur. Bu proses həm texniki, həm də kimyəvi cəhətdən mürəkkəbdir.

Yanacaq istehsalıelementlər atom elektrik stansiyasının reaktorundan çıxarılır və xüsusi “yaş” hovuzlarda müvəqqəti saxlanmağa göndərilir. Bir müddət sonra radioaktivliyin səviyyəsi əhəmiyyətli dərəcədə azalır və yanacaq elementləri təkrar emal üçün göndərilir. Emalın ilk mərhələsi yanacağın qapalı olduğu qabığın çıxarılmasıdır. Sonra seqmentlər turşuda həll edilir və uran və plutonium eyni vaxtda yaranan məhluldan ayrılır.
Bundan sonra uran və plutonium kimyəvi cəhətdən ayrılır və sonrakı emala məruz qalır. İdeal olaraq, plutonium oksid formasına çevrilməli və yeni yanacaq (qarışıq oksid (MOX) yanacağı) istehsal etmək üçün uran oksidi ilə qarışdırılmalıdır. Amma praktikada belə uran başqa məqsədlər üçün istifadə olunur və ya sadəcə olaraq müvəqqəti saxlanmağa göndərilir. Plutonium yüngül su reaktoru üçün yeni yanacaq istehsalı prosesində istifadə olunur. Bununla belə, bütün ehtiyacları ödəmək üçün kifayət qədər miqdarda MOX yanacağının istehsalının mümkün olub-olmadığı hələ məlum deyil. Bundan əlavə, işlənmiş MOX yanacağı da utilizasiya tələb edir.
Emal zamanı yaranan tullantılar bölmə 2.2.3-də təsvir edilmişdir.

üstünlükləri

• 
  Uzunmüddətli geoloji utilizasiya üçün nəzərdə tutulan tullantılarda uran və plutonium radionuklidlərinin miqdarı əhəmiyyətli dərəcədə azalacaq. Bununla belə, bəzi uzunömürlü radionuklidlər hələ də qalacaq.
  

Qüsurlar

• 
  Nüvə obyektlərinin işçiləri və əhali birbaşa tullantıların atılmasından daha güclü radiasiya təsirinə məruz qalır;
  
• 
  İşlənmiş yanacaq və reaktorda əmələ gələn radionuklidlər uzun müddət maye vəziyyətdə saxlanılır. Qəza zamanı radionuklidlər atmosferə böyük miqdarda buraxılacaq. Nəticələr Çernobıl qəzasından sonra daha fəlakətli ola bilər;
  
• 
  Müvəqqəti saxlama və sonradan utilizasiya üçün yüksək pul xərcləri tələb edən çox miqdarda çirklənmiş çirkab suları yaranır;
  
  • 
    Ümumilikdə tullantıların həcmi artır;
    
  • 
    Daha çox yanacaq elementinin təmizlənməsi və tullantıların daşınması qəza riskini artırır.
    
  • 
    Uran və plutoniumun tullantılardan qismən çıxarılması uzunmüddətli dəfn üçün təhlükəsizlik görüntüsü yaradır. Bununla belə, bu təhlükəsizliyin sübutu hələ də lazımdır, çünki tullantılarda bəzi uzunömürlü radionuklidlər qalır;
    
  • 
    Əldə edilmiş plutoniumun terror hücumu həyata keçirmək üçün atom bombası yaratmaq üçün istifadə olunma ehtimalı artır;
    
  • 
    Ümumilikdə MOX yanacağının istifadəsi atom elektrik stansiyalarında ciddi qəzalara səbəb ola bilər.
    

AYRILMASI VƏ KEÇİRİLMƏ

Ayrılma və transmutasiya anlayışı yalnız nəzəri cəhətdən mövcuddur. O, Avropa İttifaqının dəstəyi ilə hazırlanır. Onun mahiyyəti uzunömürlü radionuklidlərin işlənmiş yanacaqdan ayrılması və onların sabit atomlara və ya qısamüddətli radionuklidlərə işlənməsindən ibarətdir. Bu sistem tullantıların uzunmüddətli utilizasiyası üçün tələb olunan radioaktiv təhlükə səviyyəsini azaltmağa yönəlib.
Transmutasiya radionuklidlərin izolyasiyası şəraitində həyata keçirilir. Bu üsul reaktorlardan yanacaq elementlərinin çıxarılmasını, onların qabıqdan azad edilməsini və sonra işlənmiş yanacağın mayeləşdirilməsini nəzərdə tutur. Sonra mərhələlərlə istehsal olunan radionuklidlərin kimyəvi bölünməsi aparılır. Əvvəlcə uran və plutonium eyni vaxtda təcrid olunur, sonra isə onlar ayrılır. Uzun müddətli tullantıların atılmasının təhlükəsizliyini təmin etmək üçün bütün radionuklidlərin parçalanmasına nail olmağın mümkün olub-olmaması hazırda qeyri-müəyyəndir.
Ayrılmış radionuklidlər transmutasiya üçün reaktorlara və ya sürətləndiricilərə geri göndərilməlidir. Transmutasiya nüvənin parçalanması və ya neytron şüalanması ilə baş verir.
Elmi inkişafın bu mərhələsində bütün lazımi radionuklidləri tam emal edə bilməyən üç fərqli transmutasiya üsulu var.
Transmutasiya yüngül su reaktorlarında və ya kritik bir montajda sürətli reaktorlarda həyata keçirilə bilər. Transmutasiyanın əhəmiyyətli rolu sürətləndiricilər tərəfindən idarə olunan sürətli subkritik sistemlərə verilir. Yüngül su reaktorlarından istifadə etmək üçün mövcud tullantıların təmizlənməsi rejimini dəyişdirmək lazımdır və bunun üçün təhlükəsizlik standartlarına uyğunluq problemləri həll edilməlidir. Bununla belə, hər halda, radionuklidlərin hərtərəfli emalı (ayırma, məqsədyönlü istehsal, təkrar istifadə) zəruri olacaqdır. Yetiştirici reaktor konsepsiyası körpəlik mərhələsindədir. Onun tətbiqinə təkrar emal da daxildir. Təhlükəsizliklə bağlı anlayışların aydınlaşdırılmasına ehtiyac var.
Müasir inkişafa görə, nüvə tullantıları ilə işləyərkən ən azı iki üsulu birləşdirmək lazımdır. Bununla belə, tullantıların uzunmüddətli təhlükəsiz utilizasiyasını təmin etmək üçün tullantıların radioaktivlik səviyyəsinin azaldılmasına nail olmaq mümkün olub-olmayacağı, hətta hər üç transmutasiya metodundan istifadə etməklə, hələ də aydın deyil.
Ayırma və transmutasiya variantı yalnız mərkəzləşdirilmiş səviyyədə mümkündür, yəni nəhəng ayırıcı qurğuların və transmutasiya reaktorlarının tikintisi bütün Avropa İttifaqı daxilində həyata keçirilməlidir.

üstünlükləri

• 
  radionuklidlərin ayrılması son utilizasiya tələblərinə cavab verərsə və transmutasiya kifayət qədər yüksək dərəcəyə çatarsa, bu, bir neçə min il ərzində utilizasiyanın uzunmüddətli təhlükəsizliyinin sübutu olacaqdır;
  
• 
  Bəzi ayrılmış radionuklid sinifləri təkrar istifadə edilə bilər.
  

Qüsurlar:

• 
  emal prosesinə aid olan bütün çatışmazlıqlar;
  
• 
  tədqiqat və inkişaf külli miqdarda pul (on milyardlarla avro) investisiya tələb edir;
  
• 
  Ayrılma və Transmutasiya Konsepsiyasının həyata keçirilməsi onilliklər çəkəcək, lakin bütün yüksək səviyyəli nüvə tullantılarının emalının öhdəsindən gələ bilməyəcək. Üstəlik, bu proseslər zamanı yaranan nüvə tullantıları da utilizasiya edilməlidir.
  

2.