چالش پسماندهای هسته ای و اهمیت مدیریت آن

بهمن: در نیروگاه های هسته ای ضایعاتی تولید می گردد كه به علت حساسیت مضاعف زباله های رادیواكتیو، مدیریت پسماندهای هسته ای باید تحت قوانین و محدودیت های خاصی صورت گیرد. ترس از مواد رادیواكتیو دیگر برای جهان و دانشمندان هسته ای به یك كابوس تبدیل گشته است. تجربه فاجعه هیروشیما و انفجار نیروگاه اتمی چرنوبیل نشان داد كه حتی اگر یك گرم اورانیوم غنی شده به طبیعت و محیط زیست زندگی انسان وارد شود، چهار میلیون سال طول خواهد كشید تا وزن یك گرم اورانیوم و تشعشعات و آلودگی های سرطان زای ناشی از آن به نصف و یا به حد صفر برسد.

به گزارش بهمن به نقل از ایسنا، به نقل از پایگاه خبری ورلد نوكلیر، اصولا مبحث تولید زباله های هسته ای از زمان كشف مواد رادیواكتیو مورد توجه قرار گرفت. ولی بعد از كشف شكافت بود كه دانشمندان به خطرات زباله ها پی بردند چون كه دریافتند كلیه راكتورهای شكافت هسته ای ایزوتوپ های رادیواكتیو تولید می كنند. ایزوتوپ هایی كه میزان تابش شان برای حیات جانداران خطرناك است، ازاین رو مسئله جداسازی و انبار كردن و دفن ایمن آنها با زیاد شدن تعداد راكتورها و سطح انرژی آنها سال به سال، مباحث گسترده ای را دربر گرفته است.

ایزوتوپ های رادیواكتیو در زباله های مایع، معمولا با استفاده از بارندگی به صورت جامد در می آید و انبار می گردد و اگر این زباله ها در زمین در گودال های بدون آستر، بدون آنكه در محفظه های خاص باشند، دفن شوند طی چند قرن بعد آب های زیرزمینی آنها را پراكنده خواهند كرد.

ترس از مواد رادیواكتیو دیگر برای جهانیان و دانشمندان هسته ای یك كابوس شده است. تجربه فاجعه هیروشیما و انفجار نیروگاه اتمی برق چرنوبیل نشان داد كه حتی اگر یك گرم اورانیوم غنی شده به طبیعت و محیط زیست زندگی انسان وارد شود، چهار میلیون سال طول خواهد كشید تا وزن یك 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 كه در هیروشیما با مشكلات شیمیایی و آثار به جامانده از آن جنایت تاریخی دست و پنجه نرم می كنند؛ همانگونه كه ساكنان دریای خزر پس از گذشت ۲۰ و اندی سال از حادثه چرنوبیل با مشكل آلودگی دریای خزر و انقراض خیلی از ماهیان و عدم كوچ خیلی از پرندگان نادر به سواحل دریای خزر و همینطور آلودگی خیلی از محصولات سیفی در این مناطق روبه رو هستند.

انرژی هسته ای با وجود آن كه در حل بحران انرژی اثرگذار است اما مشكلات جدیدی را پیش روی بشر قرار داده است. اكنون بعد از گذشتن نیم قرن از آغاز استفاده از انرژی هسته ای، ذخیره سازی نامناسب زباله ها هم چنان ادامه دارد و هنوز چاره جدیدی برای رفع این معضل عرضه نشده است. این مورد همواره مورد توجه دانشمندان و دولت مردان بوده است.

در هر هشت مگاوات انرژی برق تولید شده در نیروگاه هسته ای ۳۰ گرم زباله رادیواكتیو تولید می شود، البته برای تولید همین مقدار برق با استفاده از زغال سنگ با كیفیت، هشت هزار كیلوگرم دی اكسید كربن تولید می گردد. ازاین رو حجم زباله های رادیواكتیو بسیار كم تر است اما به مراتب خطرناك تر هستند و مراقبت از آن ها ضرورتی تر و دشوارتر.

زباله های رادیواكتیو را بر مبنای مقدار و نوع ماده رادیواكتیو می توان به ۳ گروه تقسیم كرد:

الف – سطح پایین: لباس حفاظتی، لوازم، تجهیزات و فیلترهایی كه حاوی مواد رادیواكتیو با عمر كوتاه هستند.

این موارد نیازی به پوشش محافظتی ندارند و معمولا فشرده شده و سپس در چاله های كم عمق دفن شده و یا آتش زده می شوند.

ب- سطح متوسط: پسماندهای شیمیایی، پوشش میله سوخت و مواد نیروگاه های برق هسته ای جزو زباله های سطح متوسط طبقه بندی می شوند. این دسته هم عموما عمر كوتاهی داشته، ولی نیاز به پوشش محافظ دارند، این زباله ها را می تواند درون بتون قرار داد و در مخزن زباله ها گذاشت.

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

انبار كردن موقتی

سوخت مصرف شده كه از راكتور خارج می شود، بسیار داغ و پرتوزا است و سطح تشعشع بالایی دارد. از این رو هم باید آن را سرد كرد و هم از تابیدن پرتوهای رادیواكتیو به آن محیط جلوگیری كرد. در كنار هر راكتور، استخرهایی برای انباركردن سوخت مصرف شده وجود دارد. این استخرها، مخزن های بتونی مجهز به لایه های فولادی ضد زنگ هستند كه ۸ متر عمق دارند و پر از آب هستند.

آب هم میله های سوخت مصرف شده را خنك می كند و هم بعنوان پوشش حفاظتی در برابر تابش رادیواكتیو عمل می كند، به مرور زمان شدت گرما و تابش رادیواكتیو كاسته می شود، به صورتی كه بعد از ۴۰ سال به یك هزارم مقدار اولیه (زمانی كه از راكتور خارج شده بود) می رسد.

باز فرآوری و انبار كردن نهایی

۳ درصد سوخت مصرف شده در یك راكتور آب سبك، ضایعات بسیار خطرناك رادیواكتیو هستند.

این مواد را می توان با روش های شیمیایی از یكدیگر جدا كرد و اگر شرایط اقتصادی و قوانین حقوقی اجازه دهد می توان سوخت مصرف شده را برای تولید سوخت هسته ای جدید بازیافت كرد.

كارخانه هایی در فرانسه و انگلستان وجود دارند كه مرحله باز فرآوری سوخت نیروگاه های كشورهای اروپایی و ژاپن را انجام می دهند البته این كار در ایالات متحده ممنوع می باشد.

رایج ترین شیوه باز فرآوری، purex نام دارد كه مخفف عبارت جداسازی اورانیوم و پلوتونیوم است، در این روش ابتدا میله های سوختی را از یكدیگر جدا كرده و در اسید نیتریك حل می كنند. سپس با استفاده از مخلوطی از فسفات ترین بوتیل و یك حلال هیدروكربن، اورانیوم و پلوتونیوم مصرف نشده را جدا می كنند و بعنوان سوخت جدید به مراحل تهیه سوخت می فرستند. ضایعات هسته ای سطح بالا را بعد از جداسازی، حرارت می دهند تا به پودر تبدیل شوند. سپس پودر را درون شیشه ای خاص قرار داده و حرارت می دهند. این فرآیند شیشه سازی نام دارد.

شیشه مایع برای ذخیره سازی درون محفظه هایی از جنس فولاد ضد زنگ قرار می گیرد. این محفظه ها را در منطقه ای پایدار از نظر زمین شناسی انبار می كنند. بعد از هزار سال، شدت تابش رادیواكتیو ضایعات هسته ای به مقدار طبیعی كاسته می شود، این نقطه تا امروز، انتهای چرخه سوخت هسته ای است.

خطر عمده زباله های هسته ای آن است كه نیمه عمر برخی عناصر، زمان فعال زباله های رادیواكتیو را به هزاران سال می رسانند. واپاشی رادیواكتیویته باید زمان خویش را بپیماید حتی اگر هزاران سال طول بكشد.

بنابر آمار وزارت انرژی آمریكا از سال ۱۹۴۶ تا ۱۹۸۳ حدود ۷۱ میلیون پوند زباله رادیواكتیو در این كشور تولید شده است.
یكی از فرضیه هایی كه برای حل این معضل مطرح می گردد دفع زباله های اتمی در فضا است به صورتی كه مواد پرتوزا درون یك راكت قرار بگیرد و به فضا فرستاده شود.

این در حالی است كه این روش بسیار پرهزینه و خطرناك است چون كه اگر راكت به هنگام برخاستن از زمین منفجر شود فاجعه بزرگی رخ خواهد داد.

هم اكنون بهترین روشی كه برای دفع زباله های رادیواكتیو توسط دانشمندان آمریكا بریتانیا و فرانسه مطرح شده است دفع این زباله ها در مخزن سنگی است.