چالش پسماندهای هسته‌ای و اهمیت مدیریت آن

در نیروگاه‌های هسته‌ای ضایعاتی تولید می‌شود که به دلیل حساسیت مضاعف زباله‌های رادیواکتیو، مدیریت پسماندهای هسته‌ای باید تحت قوانین و محدودیت‌های خاصی انجام شود. ترس از مواد رادیواکتیو دیگر برای جهان و دانشمندان هسته‌ای به یک کابوس تبدیل شده است. تجربه فاجعه هیروشیما و انفجار نیروگاه اتمی چرنوبیل نشان داد که حتی اگر یک گرم اورانیوم غنی شده به طبیعت و محیط زیست زندگی انسان وارد شود، چهار میلیون سال طول خواهد کشید تا وزن یک گرم اورانیوم و تشعشعات و آلودگی‌های سرطان‌زای ناشی از آن به نصف و یا به حد صفر برسد.

کد خبر: ۱۷۳۲۸۱

تاریخ: ۱۸ تير ۱۳۹۷ - ۱۳:۳۰

به نقل از پایگاه خبری ورلد نوکلیر، اصولا موضوع تولید زباله‌های هسته‌ای از زمان کشف مواد رادیواکتیو مورد توجه قرار گرفت. ولی پس از کشف شکافت بود که دانشمندان به خطرات زباله ها پی بردند چرا که دریافتند کلیه راکتورهای شکافت هسته‌ای ایزوتوپ های رادیواکتیو تولید می‌کنند. ایزوتوپ هایی که میزان تابش شان برای حیات جانداران خطرناک است، بنابراین مسئله جداسازی و انبار کردن و دفن ایمن آنها با زیاد شدن تعداد راکتورها و سطح انرژی آنها سال به سال، مباحث گسترده‌ای را دربر گرفته است.

ایزوتوپ های رادیواکتیو در زباله‌های مایع، معمولا از طریق بارندگی به صورت جامد در می‌آید و انبار می‌شود و اگر این زباله‌ها در زمین در گودال های بدون آستر، بدون آنکه در محفظه‌های خاص باشند، دفن شوند طی چند قرن بعد آب های زیرزمینی آنها را پراکنده خواهند کرد.

ترس از مواد رادیواکتیو دیگر برای جهانیان و دانشمندان هسته ای یک کابوس شده است. تجربه فاجعه هیروشیما و انفجار نیروگاه اتمی برق چرنوبیل نشان داد که حتی اگر یک گرم اورانیوم غنی شده به طبیعت و محیط زیست زندگی انسان وارد شود، چهار میلیون سال طول خواهد کشید تا وزن یک گرم اورانیوم و تشعشعات و آلودگی های سرطان زای ناشی از آن به حد نصف و یا به حد صفر برسد. هنوز افراد بسیاری هستند که در هیروشیما با مشکلات شیمیایی و آثار به جامانده از آن جنایت تاریخی دست و پنجه نرم می کنند؛ همانگونه که ساکنان دریای خزر بعد از گذشت 20 و اندی سال از حادثه چرنوبیل با مشکل آلودگی دریای خزر و انقراض بسیاری از ماهیان و عدم کوچ بسیاری از پرندگان نادر به سواحل دریای خزر و همچنین آلودگی بسیاری از محصولات سیفی در این مناطق روبه رو هستند.

انرژی هسته‌ای با وجود آن که در حل بحران انرژی تاثیرگذار است اما مشکلات جدیدی را پیش روی بشر قرار داده است. اکنون پس از گذشتن نیم قرن از آغاز استفاده از انرژی هسته‌ای، ذخیره‌سازی نامناسب زباله‌ها هم‌چنان ادامه دارد و هنوز راه‌حل جدیدی برای رفع این معضل ارائه نشده است. این موضوع همواره مورد توجه دانشمندان و دولت‌مردان بوده است.

در هر هشت مگاوات انرژی برق تولید شده در نیروگاه هسته‌ای ۳۰ گرم زباله رادیواکتیو تولید می‌شود، البته برای تولید همین مقدار برق با استفاده از زغال سنگ با کیفیت، هشت هزار کیلوگرم دی اکسید کربن تولید می‌شود. بنابراین حجم زباله‌های رادیواکتیو بسیار کم‌تر است اما به مراتب خطرناک‌تر هستند و مراقبت از آن‌ها ضرورتی‌تر و دشوارتر.

زباله‌های رادیواکتیو را بر اساس مقدار و نوع ماده رادیواکتیو می‌توان به ۳ گروه تقسیم کرد:

الف – سطح پایین: لباس حفاظتی، لوازم، تجهیزات و فیلترهایی که حاوی مواد رادیواکتیو با عمر کوتاه هستند.

این موارد نیازی به پوشش محافظتی ندارند و معمولا فشرده شده و سپس در چاله‌های کم عمق دفن شده و یا آتش زده می‌شوند.

ب- سطح متوسط: پسماندهای شیمیایی، پوشش میله سوخت و مواد نیروگاه‌های برق هسته‌ای جزو زباله‌های سطح متوسط طبقه‌بندی می‌شوند. این دسته نیز عموما عمر کوتاهی داشته، ولی نیاز به پوشش محافظ دارند، این زباله‌ها را می‌تواند درون بتون قرار داد و در مخزن زباله‌ها گذاشت.

ج- سطح بالا: همان سوخت مصرف شده راکتورها است و نیاز به پوشش محافظی و سردسازی دارند.

انبار کردن موقتی

سوخت مصرف شده که از راکتور خارج می‌شود، ‌بسیار داغ و پرتوزا است و سطح تشعشع بالایی دارد. از این رو هم باید آن را سرد کرد و هم از تابیدن پرتوهای رادیواکتیو به آن محیط جلوگیری کرد. در کنار هر راکتور، استخرهایی برای انبارکردن سوخت مصرف شده وجود دارد. این استخرها، مخزن‌های بتونی مجهز به لایه‌های فولادی ضد زنگ هستند که ۸ متر عمق دارند و پر از آب هستند.

آب هم میله‌های سوخت مصرف شده را خنک می‌کند و هم به عنوان پوشش حفاظتی در برابر تابش رادیواکتیو عمل می‌کند، به مرور زمان شدت گرما و تابش رادیواکتیو کاهش می‌یابد، به طوری که پس از ۴۰ سال به یک هزارم مقدار اولیه (زمانی که از راکتور خارج شده بود) می‌رسد.

باز فرآوری و انبار کردن نهایی

۳ درصد سوخت مصرف شده در یک راکتور آب سبک، ضایعات بسیار خطرناک رادیواکتیو هستند.

این مواد را می‌توان با روش‌های شیمیایی از یکدیگر جدا کرد و اگر شرایط اقتصادی و قوانین حقوقی اجازه دهد می‌توان سوخت مصرف شده را برای تولید سوخت هسته‌ای جدید بازیافت کرد.

کارخانه‌هایی در فرانسه و انگلستان وجود دارند که مرحله باز فرآوری سوخت نیروگاه‌های کشورهای اروپایی و ژاپن را انجام می‌دهند البته این کار در ایالات متحده ممنوع است.

رایج‌ترین شیوه باز فرآوری، purex نام دارد که مخفف عبارت جداسازی اورانیوم و پلوتونیوم است، ‌در این روش ابتدا میله‌های سوختی را از یکدیگر جدا کرده و در اسید نیتریک حل می‌کنند. سپس با استفاده از مخلوطی از فسفات‌ ترین بوتیل و یک حلال هیدروکربن، اورانیوم و پلوتونیوم مصرف نشده را جدا می‌کنند و به عنوان سوخت جدید به مراحل تهیه سوخت می‌فرستند. ضایعات هسته‌ای سطح بالا را پس از جداسازی، حرارت می‌دهند تا به پودر تبدیل شوند. سپس پودر را درون شیشه‌ای خاص قرار داده و حرارت می‌دهند. این فرآیند شیشه‌سازی نام دارد.

شیشه مایع برای ذخیره سازی درون محفظه‌هایی از جنس فولاد ضد زنگ قرار می‌گیرد. این محفظه‌ها را در منطقه‌ای پایدار از نظر زمین‌شناسی انبار می‌کنند. پس از هزار سال، شدت تابش رادیواکتیو ضایعات هسته‌ای به مقدار طبیعی کاهش پیدا می‌کند، این نقطه تا امروز، انتهای چرخه سوخت هسته‌ای است.

خطر عمده زباله‌های هسته‌ای آن است که نیمه‌عمر برخی عناصر، زمان فعال زباله‌های رادیواکتیو را به هزاران سال می‌رسانند. واپاشی رادیواکتیویته باید زمان خود را طی کند حتی اگر هزاران سال طول بکشد.

بنابر آمار وزارت انرژی آمریکا از سال ۱۹۴۶ تا ۱۹۸۳ حدود ۷۱ میلیون پوند زباله رادیواکتیو در این کشور تولید شده است.
یکی از فرضیه‌هایی که برای حل این معضل مطرح می‌شود دفع زباله‌های اتمی در فضا است به طوری که مواد پرتوزا درون یک راکت قرار بگیرد و به فضا فرستاده شود.

این در حالی است که این روش بسیار پرهزینه و خطرناک است چرا که اگر راکت به هنگام برخاستن از زمین منفجر شود فاجعه بزرگی رخ خواهد داد.

هم اکنون بهترین روشی که برای دفع زباله های رادیواکتیو توسط دانشمندان آمریکا بریتانیا و فرانسه مطرح شده است دفع این زباله ها در مخزن سنگی است.

انتهای پیام