11 De största problemen och lösningarna för bortskaffande av kärnavfall

Framväxten av kärnenergi erbjuder lovande möjligheter för lågkostnadseffektiva energikällor. Det är dock fortfarande mycket utmanande att bortskaffa kärnavfall på rätt sätt.

Kärnavfall är en av de svåraste typerna av avfall att hantera eftersom det är mycket farligt. Därför kommer vi att utforska de största problemen och lösningarna för bortskaffande av kärnavfall.

Material från kärnkraftsprocesser som antingen är naturligt radioaktiva eller har förorenats av andra radioaktiva element kallas kärnavfall.

Det är avfall som utstrålas under kärnenergiproduktionsprocessen. Det råder mycket debatt om hur detta avfall ska tas om hand och detta gäller särskilt när det gäller högaktivt avfall (HLW).

Enligt U.S. Environmental Protection Agency (EPA) sorteras kärnavfall i sex allmänna kategorier. Dessa inkluderar:

• Använt kärnbränsle från kärnreaktorer
• Uranbruksavfall från brytning och malning av uranmalm
• Högaktivt avfall från upparbetning av använt kärnbränsle
• Lågaktivt avfall
• Transuranavfall från försvarsprogram.
• Naturligt förekommande och acceleratorproducerade radioaktiva material.

Deponering av kärnavfall eller hantering av radioaktivt avfall är en viktig del av kärnkraftsproduktionen och några mycket viktiga och strikta riktlinjer måste följas av kärnkraftverk och andra företag.

Dessa riktlinjer säkerställer att allt kärnavfall bortskaffas säkert, försiktigt och med så lite skada som möjligt på liv (oavsett om det är djur eller växter). Kärnkraftverket producerar radioaktivt kärnavfall som kan orsaka allvarliga skador på människors hälsa och miljön

Man måste undvika att komma i kontakt med sådant radioaktivt kärnavfall. Man kan inte diskutera kärnenergi i vissa länder utan att det så kallade problemet med "kärnkraftsavfall" lyfter upp huvudet, men i andra är det knappast en fråga alls.

10 De största problemen och lösningarna för bortskaffande av kärnavfall

Vi kommer att utforska problemen och lösningarna för bortskaffande av kärnavfall, och det lovar att bli spännande.

Problem med bortskaffande av kärnavfall

• Det finns ingen långsiktig lagringslösning
• Dyrt att städa
• Lång halveringstid
• Problem med specifikation
• sophantering
• Upparbetning av kärnavfall är skadligt

1. Det finns ingen långsiktig lagringslösning

Det finns inga säkra långsiktiga avfallsförvar, även om kärnkraftverk levererar 11 procent av världens el från 449 kärnreaktorer i drift.

Vårt primära sätt att hantera radioaktivt avfall för tillfället är att helt enkelt förvara det någonstans och försöka komma på vad vi ska göra med det senare. En vanlig "lagringsplats" i decennier har varit våra hav och oceaner för deras stora förmåga att späda ut strålning.

Till exempel har British Nuclear Fuels-anläggningen i Sellafield deponerat kärnavfall i Irländska sjön sedan 1950-talet. Liknande metoder registrerades på många andra platser, såsom dumpning av radioaktiva reaktorer från sovjetiska ubåtar och vapen i Ishavet eller otaliga containrar fyllda med kärnavfall längs San Franciscos kust.

Detta sätt att hantera ett sådant farligt material är dock inte säkert, eftersom den radioaktiva föroreningen sprids genom vårt marina ekosystem och därigenom skadar vattenförekomsten och arterna i den.

2. Dyrt att städa

På grund av kärnavfallets inneboende farliga natur är det mycket dyrt att städa upp och kan negativt påverka hälsan för dem som är inblandade i saneringen.

Till exempel inträffade ett obehagligt scenario under de vackra skogarna i norra Tyskland. En före detta saltgruva, Asse, som användes som kärnavfallsförvar för 126,000 1970 behållare med radioaktivt avfall på XNUMX-talet, visar tecken på kollaps.

Även om några allvarliga sprickor i väggar uppstod redan 1988, har regeringen beslutat först nyligen att kärnavfallet måste flyttas!” Det kostar Tyskland 140 miljoner euro per år bara att följa säkerhetsåtgärderna för de inblandade i utredningen, inte på själva omplaceringen av avfallet.

Enbart transport av kärnavfall innebär också en betydande risk. Om en olycka inträffar under transport till en lagringsanläggning kan den resulterande miljöföroreningen vara förödande.

Kostnaden för att städa upp allt och göra allt säkert igen för människor, djur och växter är mycket hög. Det finns ingen enkel eller lätt väg när man försöker sanera utspillt radioaktivt material; istället kan det ta år att se till att ett område är säkert att leva i eller till och med att besöka igen.

Vid mycket allvarliga olyckor kan det ta många tiotals år innan saker börjar växa eller leva normalt igen.

3. Lång halveringstid

Om du undrar vilken halveringstid som är i radioaktiva grundämnen, är det helt enkelt den tid som krävs för att radioaktiva kärnor ska genomgå 50 % sönderfall.

Nu har produkterna från kärnklyvning långa halveringstider. Det betyder att de kommer att fortsätta att vara radioaktiva i många tusen år, d.v.s. stråla under lång tid, och därmed förbli ett potentiellt hot hela tiden. Så de kan inte kasseras i ett öppet område.

Om det dessutom skulle hända något med avfallscylindrarna där kärnavfallet förvaras, kan detta material vara extremt flyktigt och farligt i många år framöver. Livslängden för en radioaktiv kärnavfallsprodukt är mycket lång.

4. Problem med specifikation

Det största problemet med bortskaffande av radioaktivt avfall är att regeringar insisterar på att definiera uttaget aska-kvävt kärnbränsle som radioaktivt avfall och oärligt hävda att anledningen till att det lagras inte är att det aldrig har gjort någon skada där, och har framtida värde. , men att inget sätt att permanent kassera det som avfall är känt

En annan regeringslögn är att den utgör en betydande fara när den förvaras. Om man tror det skapar detta ett dilemma: riskera att begrava det eller riskera att behålla det men skydda dem från skulden för att de tjänar pengar på fossila bränslen, vars avfall skadar människor.

5. sophantering

Ett särskilt allvarligt problem i utvecklingsländer är att människor ofta letar efter övergivet kärnavfall som fortfarande är radioaktivt. I vissa länder finns det en marknad för den här typen av sopgods, vilket innebär att människor villigt kommer att utsätta sig för farliga nivåer av strålning för att tjäna pengar.

Tyvärr kan dock radioaktiva material vara mycket flyktiga och orsaka vissa problem. Vanligtvis kommer människor som rensar den här typen av material att hamna på sjukhus och kan till och med dö av problem relaterade till eller orsakade av de radioaktiva materialen.

Tyvärr, när någon väl har blivit utsatt för kärnavfall, kan de utsätta andra människor som inte har valt att söka efter kärnavfall för radioaktivt material.

6. Upparbetning av kärnavfall är skadligt

Upparbetning av kärnavfall är mycket förorenande och är en av de största källorna till mänskligt genererad radioaktivitet på planeten.

Under denna process separeras plutonium genom en serie kemiska reaktioner från det använda uranbränslet. Plutonium används sedan som nytt bränsle eller för att bygga kärnvapen.

Medan vissa anser att tanken på att upparbeta använt kärnbränsle är till stor fördel för oss, står det fortfarande fast att kärnteknisk upparbetning inte är ett svar på avfallsproblemet; snarare är det ett problem i sig.

Mängden avfall som lämnas är högre. Kemiska processer som används för att lösa upp använda bränslestavar genererar en betydande volym radioaktivt flytande avfall, som måste lagras säkert (problemet med lagring upprepas igen).

Plutonium rankas bland de giftigaste ämnena som människor någonsin har känt till. Det ackumuleras i ben och lever och gör det svårt att uppskatta dess effekter på individer.

Kärnteknisk upparbetning är en extremt smutsig process. En del av radioaktiviteten som genereras av den största kärntekniska upparbetningsanläggningen La Hague i Frankrike har hittats i polcirkeln.

Lösningar på problem med bortskaffande av kärnavfall

• Bygg smältsalttoriumreaktorer
• Lagring av använt bränsle
• Djup geologisk slutförvaring
• Upprätthålla ett positivt sinne när du hanterar problemen
• Minska avfall i första hand

1. Bygg smältsalttoriumreaktorer

Ett sätt att lösa problemet med kärnavfall skulle vara att bygga toriumreaktorer med smält salt. Dessa typer av reaktorer kan göras naturligt säkra, vilket innebär att de inte kan "booma" som Tjernobyl och inte heller skulle smälta ner som Fukushima om strömmen helt slutar.

Toriumreaktorerna skulle med tiden kunna matas med det befintliga kärnavfallet för att "brännas" i kärnreaktionerna inuti reaktorn. Dessutom skulle reaktorerna producera elektrisk kraft.

Ja, toriumreaktionen producerar också kärnavfall, men toriumsönderfallslinjen producerar stabila grundämnen mycket snabbare. Kärnavfall behöver bara lagras säkert i några hundra år istället för hundratusentals år med uran- och plutoniumbaserade reaktorer.

Toriumteknologi kan designas för att "bränna upp" aktinider (resten av den horisontella familjen på det periodiska systemet).

Det är betydligt billigare att bygga en toriumanläggning. "Fotavtrycket" för en 450 Mw-reaktor kunde grävas ner och endast den elektriska generatorn, anslutningen till nätet och en tillfartsväg skulle visa sig. Solenergi skulle vara mer än 1000 acres och (för närvarande) en livslängd på 20–30 år.

Thorium gör hanteringen av energi och avfall av alla slag mycket enklare.

2. Lagring av använt bränsle

För använt bränsle som betecknas som högaktivt radioaktivt avfall (HLW), är det första steget lagring för att möjliggöra sönderfall av radioaktivitet och värme, vilket gör hanteringen mycket säkrare.

Lagring av använt bränsle sker normalt under vatten i minst fem år och då ofta i torrt lager. Lagring av använt bränsle kan ske i dammar eller torra behållare, antingen på reaktorplatser eller centralt.

Utöver lagring har många alternativ undersökts som försöker tillhandahålla allmänt acceptabla, säkra och miljövänliga lösningar för den slutliga hanteringen av radioaktivt avfall. Den mest föredragna lösningen är djup geologisk slutförvaring.

3. Djupt geologisk slutförvaring

Radioaktivt avfall lagras för att undvika risk för strålningsexponering för människor eller föroreningar. Avfallets radioaktivitet avtar med tiden, vilket ger ett starkt incitament att lagra högaktivt avfall i cirka 50 år innan det slutförvaras. 

Djupt geologisk slutförvaring är allmänt överens om att vara den bästa lösningen för slutförvaringen av det mest radioaktiva avfallet som produceras.

Det mesta av lågaktivt radioaktivt avfall (LLW) skickas vanligtvis till landbaserat slutförvaring omedelbart efter förpackningen för långsiktig hantering.

Detta innebär att för majoriteten (90 volymprocent) av alla avfallstyper som produceras med kärnteknik har ett tillfredsställande deponeringssystem utvecklats och implementeras runt om i världen.

Fokus ligger på hur och var man ska bygga sådana anläggningar. Använt bränsle som inte är avsett för direkt omhändertagande kan istället upparbetas för att återvinna det uran och plutonium det innehåller.

En del separerad vätska (HLW) uppstår under upparbetning; detta förglasas i glas och lagras i avvaktan på slutligt omhändertagande. Mellanaktivt radioaktivt avfall (ILW) som innehåller långlivade radioisotoper lagras också i väntan på slutförvaring i ett geologiskt förvar.

Flera länder gör sig av med (ILW) som innehåller kortlivade radioisotoper i anläggningar för slutförvaring nära ytan, som används för bortskaffande av (LLW).

Vissa länder befinner sig i det preliminära skedet av sina överväganden om bortskaffande av ILW och HLW, medan andra, i synnerhet Finland, har gjort goda framsteg.

De flesta länder har undersökt djup geologisk slutförvaring och det är officiell policy att vara ett effektivt sätt att slutförvara kärnavfall.

4. Upprätthålla ett positivt sinne när du hanterar problemen

För det första kan vi sluta överdriva och betona farorna och svårigheterna med att hantera radioaktivt avfall och kärnkraft vid alla möjliga tillfällen.

Just nu i USA finns det högar av högaktivt avfall från fissionsreaktorer, från medicinska källor som används för cancerbehandling, såväl som högar av lågaktivt radioaktivt avfall över hela landet.

Detta skapar ingen hälsorisk alls. Men alltså, det är inte en långsiktig lösning och det är inte det bästa som kan göras men vi är inte alla insvepta i moln av radioaktivt damm.

Vi kan börja med att göra en rationell jämförelse med de avfallshantering och föroreningsproblem som är förknippade med andra metoder för elproduktion.

Efter att ha gjort det kan vi sedan bygga snabbspektrumuppfödningsreaktorer för att bränna upp de långlivade aktiniderna i "avfallsströmmen" från lätt vatten, tungt vatten och grafitmodererade termiska reaktorer, av vilka många är klyvbara, varav de flesta är klyvbara.

Alternativt kan vi lära oss att hantera tillväxten av världens mänskliga befolkning. Kontrollera den tillväxten, minska sedan befolkningen till någon rimlig och stabil nivå, och problemen med energiproduktion och avfallshantering kommer plötsligt att se mycket mer hanterbara ut, oavsett vilken energikälla som i slutändan används.

5. Minska avfall i första hand

Denna metod fokuserar specifikt på lagring och bortskaffande av restprodukter från kärnreaktorer. Men det har också gjorts betydande investeringar för att hitta sätt att minska mängden avfall som skapas i första hand.

Det finns för närvarande 55 kärnkraftsföretag med 1.6 miljarder dollar i finansiering. Kärnkraftssektorn är mycket restriktiv och utgör stora hinder för nya aktörer på grund av historien om NRC (Nuclear Regulatory Commission) som en enhet som är avsedd att motverka spridning av kärnvapen och inte en som är fokuserad på att engagera sig med innovativa entreprenörer.

Slutsats

Sammanfattningsvis, utifrån den här artikeln och den nuvarande samhällstrenden, är korrekt bortskaffande av kärnavfall fortfarande en utmanande fråga som begränsar tillväxten av kärnkraft.

Det största problemet ligger i de halveringstider som produceras av radioisotoper, som är mycket långa. Vissa av dem är mer än en miljon år gamla. Detta gör därför kontrollen och hanteringen av kärnavfall mycket svårare.

Den vanligaste metoden för slutförvaring av kärnavfall är dock lagring, antingen med stålcylindrar som radioaktiva sköldar eller med djupa geologiska deponeringsmetoder.

Men då har bortskaffandet av kärnavfall genom lagring fortfarande många bekymmer, eftersom läckaget av kärnavfallet kan orsaka enorma miljökatastrofer och påverka människors hälsa.

Rekommendationer

• 7 Miljöpåverkan av järnmalmsbrytning
  .
• 8 bästa masterprogram i avfallshantering
  .
• 14 Metoder för bortskaffande av kemiskt avfall
  .
• Topp 10 negativa effekter av felaktig avfallshantering på miljön
  .
• Kostnaden för att skära hörn: De dolda farorna med felaktig hantering av affärsavfall