Składowanie odpadów radioaktywnych. I. ZAGROŻENIE PROMIENIOWANIEM Człowiek oraz wszystkie żyjące na Ziemi organizmy są stale narażone na wpływ promieniowania.

Prezentacja na temat: "Składowanie odpadów radioaktywnych. I. ZAGROŻENIE PROMIENIOWANIEM Człowiek oraz wszystkie żyjące na Ziemi organizmy są stale narażone na wpływ promieniowania."— Zapis prezentacji:

1 Składowanie odpadów radioaktywnych

2 I. ZAGROŻENIE PROMIENIOWANIEM Człowiek oraz wszystkie żyjące na Ziemi organizmy są stale narażone na wpływ promieniowania jonizującego, ponieważ związki promieniotwórcze znajdują się w skorupie ziemskiej. Poddawani jesteśmy również promieniowaniu kosmicznemu. Inne zagrożenia stwarza energia atomowa. W 1942 roku w Stanach Zjednoczonych powstał pierwszy reaktor jądrowy. Okazało się, że z niewielkiej ilości paliwa jądrowego można uzyskać dużą ilość energii. Skłoniło to wiele państw świata do budowania wielkich elektrowni atomowych. Rozpoczęto wykorzystywanie pierwiastków promieniotwórczych dla celów przemysłowych, medycznych, naukowych i militarnych. Uważa się, że reaktor jądrowy już od chwili uruchomienia jest niebezpieczny dla środowiska. Pomimo tego, że posiada trzy, cztery osłony, w pobliżu elektrowni istnieje promieniowanie wyższe od promieniowania naturalnego środowiska. Ponadto może nastąpić jego awaria, która grozi uwolnieniem do atmosfery substancji radioaktywnych.

3 II. ARGUMENTY PRZECIWKO STOSOWANIU ENERGII JĄDROWEJ: 1.Niekorzystny wpływ promieniowania jonizującego na środowisko naturalne, zarówno w trakcie wydobycia rud, przy ich przeróbce, transporcie i składowaniu, 2.Zachorowalność ludności na obszarach, na których występuje wzmożone promieniowanie, np. wskutek przeprowadzania próbnych wybuchów jądrowych, 3.Szybkie zużycie samych elektrowni atomowych (przestają być sprawne już po upływie 50-60 lat), 4.Brak skutecznych środków do zabezpieczenia i utylizacji odpadów promieniotwórczych, 5.Długi okres rozpadu połowicznego substancji promieniotwórczych, (np.: dla Uranu-238 wynosi 4,5 miliona lat), 6.Awarie elektrowni jądrowych, mające wpływ na skażenie powietrza, gleb i wód. 7.Niebezpieczeństwo wypadków (np.: przy transporcie) lub zajęcie przez terrorystów głowic atomowych.

4 III. KORZYŚCI Z ZASTOSOWANIA REAKTORA ATOMOWEGO: Nie emituje pyłów oraz szkodliwych gazów jak elektrownie tradycyjne, przez co mniej degraduje środowisko. Eliminuje problemy usuwania i składowania lotnych popiołów. Wielokrotnie zmniejsza się ilość odpadów. Ogranicza się eksploatację paliw kopalnych. Jak widać, elektrownia jądrowa ma zarówno dużo zalet, jak i wad. Jednak, świat znajduje się w sytuacji bez wyjścia, ponieważ niebawem skończą się zapasy wszystkich paliw kopalnych i prawdopodobnie nie będzie innej alternatywy jak elektrownie atomowe.

5 IV. SPOSOBY OCHRONY PRZED PROMIENIOWANIEM Zaostrzenie przepisów bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych. Zaniechanie prób nuklearnych z bronią jądrową Budowanie elektrowni jądrowych z wykorzystaniem najnowocześniejszych technologii światowych Zakaz wprowadzania do materiałów budowlanych odpadów radioaktywnych Zagospodarowanie (przetwórstwo) odpadów powstałych z reaktorów jądrowych Formowanie odpadów radioaktywnych w bloki szklane lub ceramiczne oraz składowanie ich w izolowanych pojemnikach, a następnie w mogilnikach eliminujących emisję do środowiska.

6 V. RODZAJE ODPADÓW RADIOAKTYWNYCH Duża elektrownia jądrowa o mocy około 1300MW zużywa rocznie około 30 ton paliwa jądrowego. Z jednej tony uranu powstaje 130 litrów wysokoaktywnych odpadów, 5 beczek po 400 litrów średnioaktywnych i 15 beczek słabo aktywnych odpadów. W ustawie „Prawo Atomowe” z 2000 r. określono sposoby postępowania z powyższymi odpadami oraz wymogi jakie muszą spełniać obiekty i pomieszczenia (przechowalniki, mogielniki), w których są składowane. Określono również jak powinny być opakowane odpady do składowania oraz jak mogą one być transportowane. Odpady promieniotwórcze powstałe w przemyśle wydobywczym, w medycynie (z urządzeń diagnostycznych), przy konserwacji żywności, w laboratoriach naukowych, etc), podobnie jak wypalone paliwo jądrowe, muszą byś składowane odpowiednio do zagrożenia jakie stwarzają. W ustawie odpady promieniotwórcze zostały podzielone na kategorie: odpadów niskoaktywnych, średnioaktywnych i wysokoaktywnych.

7 VI. INNE ODPADY Żadna elektrownia nie jest wieczna. Po jej demontażu trzeba coś zrobić z elementami napromieniowanych osłon betonowych reaktorów. Emitują one wciąż znaczne ilości promieniowania gamma. Na składowiskach zajmują duży obszar. Nikt nie zna sposobu na skuteczne zabezpieczenie tych osłon. W akcjach ratowniczych, podczas katastrof atomowych używa się sprzętu takiego, jak helikoptery czy samochody. Również te pojazdy ulegają napromieniowaniu i przechowywane są na odosobnionych terenach. Także w zakresie dekontaminacji tych terenów nie nastąpił większy postęp. Dekontaminacją nazywamy usuwanie zanieczyszczeń i przywracanie skażonym terenom dotychczasowych warunków środowiskowych. Podobnie narasta problem, jak składować i utylizować stare, często dużych rozmiarów, ale jakże niebezpieczne bomby atomowe i ich osłony.

8 VII. PRZETWARZANIE ODPADÓW PROMIENIOTWÓRCZYCH Po wyjęciu z reaktora paliwo jest bardzo silnie promieniotwórcze, więc wkłada się je do specjalnych basenów przy elektrowniach. Woda bardzo dobrze absorbuje promieniowanie i ciepło. Po około roku "leżenia” pod wodą, odpady są transportowane w specjalnych pojemnikach na składowisko pośrednie. Po jakimś czasie trafiają do zakładu przeróbki. Odpady z elektrowni jądrowych, oprócz bezużytecznych produktów rozpadu, zawierają również Uran-235 i Pluton-239, które można odzyskać, chroniąc przy tym środowisko, jak również zwiększając opłacalności takich elektrowni. Proces przeróbki polega na tym, że pręty paliwowe są rozdrabniane a następnie rozpuszczane w kwasie azotowym. Kolejnym krokiem jest przeróbka chemiczna, która ma na celu oddzielenie Uranu i Plutonu (mogą one być ponownie wykorzystane) od niebezpiecznych radioizotopów. Następnie Uran i Pluton są przetransportowywane do fabryki produkującej pręty paliwowe, natomiast odpady radioaktywne są pakowane i składowane w mogilniku. Proces przeróbki musi być całkowicie zautomatyzowany, ponieważ odpady są nadal silnie promieniotwórcze. Pracownicy są oddzieleni od radioaktywnych materiałów przez grube, betonowe mury, lub szyby ołowiane.

9 VIII. SKŁADOWANIE ODPADÓW RADIOAKTYWNYCH Miejsca gdzie składuje się odpady radioaktywne to mogilniki. Jednak zanim odpad trawi do mogilnika, czeka go jeszcze długa droga. miejsce przechowywania odpadów promieniotwórczych.

10 Dla poszczególnych grup odpadów przewidziano różne sposoby składowania: odpady słabo aktywne, w stanie ciekłym lub stałym, poddaje się zagęszczaniu poprzez stężanie, ściskanie lub spalanie. Następnie zacementowywuje się je w specjalnych beczkach, transportuje, po czym umieszcza się w komorach wydrążonych w pokładach soli kamiennej i przekłada warstwami soli. Po wypełnieniu komory, zostaje ona uszczelniona betonem. Odpady słabo aktywne to np.: skażona odzież ochronna, sprzęt laboratoryjny i wszystko to co się zetknęło z substancją promieniotwórczą. średnio aktywne odpady również zabetonowuje się w beczkach, są jednak składowane głębiej (w specjalnej komorze) w pokładzie soli; jest ona niedostępna dla ludzi i monitorowana kamerami telewizyjnymi. Są to rozdrobnione koszulki prętów paliwowych, fragmenty urządzeń i konstrukcji jądrowych. w przypadku wysokoaktywnych odpadów potrzebna jest jeszcze większa ostrożność, ponieważ to z nich pochodzi 99% promieniowania. Te odpady należy zmagazynować w sposób bezpieczny na miliony lat, gdyż nawet po wielu pokoleniach będą one nadal stanowić duże zagrożenie. Tu zalicza się wypalone paliwo jądrowe i pozostałości po przerobie. Na początku odpady te są zagęszczane i chemicznie przetwarzane, następnie stapiane w temperaturze 1150 0 C z proszkiem szklanym, tworząc w ten sposób nierozłączny składnik szkliwa. Następnie wypełnia się nimi grubościenne beczki ze stali nierdzewnej. Dla nich jest również przewidziany inny sposób składowania; umieszcza się je na głębokości 1000m w otworach wiertniczych, które następnie są czopowane.

11 Przy wyborze miejsca składowania odpadów radioaktywnych, należy pamiętać, aby było ono wolne od wstrząsów sejsmicznych i uskoków tektonicznych. Miejsce składowania nie może mieć styczności z wodami gruntowymi. Pokłady soli kamiennej nadają się szczególnie dobrze jako mogilniki. Sól w pokładach jest absolutnie szczelna, więc żadne zanieczyszczenie promieniotwórcze nie przedostanie się do środowiska. Zbadano pokład solny w okolicach Gorleben w Niemczech, który ma długość 15 km, szerokość 4 km i leży od 3000 m do 300 m pod powierzchnią ziemi. Przez 100 milionów lat pokład ten praktycznie są nie zmienił, można więc mieć nadzieję, że i w przyszłości pozostanie stabilny. Warto również wspomnieć o nielegalnych składowiskach. Bogatsze państwa często chcąc się pozbyć odpadów promieniotwórczych płacą przedsiębiorcom z krajów biedniejszych, za udostępnienie terenu na ich składowanie. Kilka lat temu mówiono w telewizji o odkryciu takiego nielegalnego śmietnika radioaktywnego w Polsce w województwie opolskim. Były tam zwożone odpady z Niemiec. Sprawa ucichła. W 1992 została podpisana Konwencja Bazylejska zabraniająca wywozu szkodliwych odpadów za granicę.

12 Podziemne składowisko odpadów radioaktywnych

13 IX. INNE SPOSOBY SKŁADOWANIA ODPADÓW RADIOAKTYWNYCH Zagrzebanie w mulistych obszarach dna morskiego. Specjalny statek wyposażony w sprzęt wiertniczy wierci otwór w dnie morskim. Następnie spuszczane są do niego pojemniki z odpadami i otwór jest zasypywany. Wyrzucenie niepotrzebnych substancji promieniotwórczych bezpośrednio do głębokich wód oceanów. Mogłyby one (na przykład jako sole) rozpuszczać się w wodzie. Zwolennicy tej metody uważają, że wody oceanicznej jest tyle, że rozpuszczone odpady nie zwiększą zauważalnie aktywności wody. Niestety, zanim substancje te zostaną rozprowadzone w wodzie oceanicznej, mogą lokalnie powstawać ich duże koncentracje. W końcu okaże się, że nie można jeść i w ogóle łowić jakichś ryb z powodu promieniotwórczości. Wydobycie stałych drobin radioaktywnych, które osiadły na dnie wód. Można je stamtąd wydobyć, obniżając skażenie terenu. Tak też robiono po awarii w Czarnobylu w 1986 r., gdy okazało się, że wiele izotopów dostało się do rzeki (Prypeci). Wysłanie odpadów promieniotwórczych w przestrzeń kosmiczną (i być może wrzucenie do Słońca). Jednak sposób ten jest bardzo drogi i niebezpieczny.

14 X. SKŁADOWISKA ODPADÓW RADIOAKTYWNYCH Szczególnie dużo nuklearnych śmietników znajduje się na terenie Francji, Niemiec, USA oraz państw powstałych po rozpadzie ZSRR. Na nuklearnych śmietnikach składowane są odpady wszelkiego typu: zużyte paliwo jądrowe, pojemniki po paliwie, osłony reaktorów, napromieniowany sprzęt, ubrania robocze, odpady ciekłe, inne odpady np. ze szpitali, laboratoriów. Składowiska odpadów promieniotwórczych w odróżnieniu od zwykłych mogilników zajmują zwykle duże obszary i są zagrożeniem zarówno dla atmosfery, gleby, jak i wód. Klasycznym przykładem śmietnika nuklearnego jest Hanford w USA. Obszar, na którym przechowuje się tam bezużyteczne materiały promieniotwórcze, zajmuje aż 1450 km 2.

15 XI. ODPADY PROMIENIOTWÓRCZE W POLSCE W Polsce za problemy energetyki jądrowej odpowiada Państwowa Agencja Atomistyki podległa Ministrowi Środowiska. W Polsce po katastrofie w Czarnobylu zrezygnowano z budowy elektrowni atomowych. (Żarnowiec i Klempicz). Żarnowiec budowano w latach 1982-1990. Budowę zaprzestano po protestach. Energia atomowa wykorzystywana jest w Polsce także w medycynie zarówno w diagnostyce, jak i do walki z rakiem (bomba kobaltowa). Pewne ilości związków promieniotwórczych są wykorzystywane np. w wojskowości lub w czujnikach dymu. W miejscowości Świerk k. Otwocka znajduje się reaktor badawczy MARIA, obecnie jedyny czynny reaktor jądrowy w Polsce (Instytut Energii Atomowej). Głównym miejscem składowania powstających w Polsce odpadów promieniotwórczych jest Krajowe Składowisko Odpadów Promieniotwórczych (KSOP). Składowisko w Różanie istnieje od 1961 r. i jest jedynym tego typu obiektem w naszym kraju. Znajdują się tu betonowe bunkry i fosy zalewane warstwą betonu i asfaltu. Prowadzone są stałe pomiary napromieniowania gleby, wód, trawy i powietrza. Roczne ilości odpadów promieniotwórczych przekazywanych na to składowisko można ocenić na ok. 1200 źródeł zamkniętych (nie licząc ok. 25000 izotopowych czujek dymu) oraz ok. 50 m 3 przetworzonych innych odpadów stałych, o łącznej aktywności ok. 1250 GBq. Odbiorem, transportem, przetwarzaniem i składowaniem odpadów powstających u wszystkich użytkowników materiałów promieniotwórczych w kraju, zajmuje się Zakład Unieszkodliwiania Odpadów Promieniotwórczych (ZUOP) zlokalizowany w Świerku. W Świerku na terenie ZUOP przechowywanych jest ponadto ok. 100 m 3 odpadów ciekłych.

16 XII. PROTESTY EKOLOGÓW Z działaniem elektrowni jądrowych wiąże się wiele problemów związanych z ochroną środowiska. Wykorzystanie materiałów rozszczepialnych do pozyskiwania energii napotyka liczne sprzeciwy ekologów. Według działaczy Greendeace nie istnieje metoda składowania odpadów promieniotwórczych, która byłaby do zaakceptowania z punktu widzenia ochrony środowiska. Dotychczasowe sposoby składowania odpadów radioaktywnych pozwalają jedynie na jakiś czas zapomnieć o problemie. Większość tych odpadów będzie szkodliwa jeszcze przez setki tysięcy lat, stając się trującym dziedzictwem dla przyszłych pokoleń. W 2000 roku składowano na świecie 220.000 ton zużytego paliwa, ilość ta wzrasta o około 10.000 ton rocznie. Ekolodzy uważają, że przemysł jądrowy do dziś nie znalazł rozwiązania tego problemu.

17 XIII. Z A KOŃCZENIE Problem ze składowaniem odpadów, chyba najpoważniejszy problem związany z energetyką jądrową, być może wkrótce znajdzie rozwiązanie - pracuje nad nim wiele krajów posiadających reaktory energetyczne i badawcze. Opracowuje się coraz wytrzymalsze pojemniki, które mogłyby wytrzymać nawet do miliona lat. Tworzy się symulacje komputerowe rozprzestrzeniania się odpadów w ciągu setek tysięcy lat od czasu ich składowania. Miejmy nadzieje, że świat znajdzie szybko rozwiązanie, bo coraz bardziej potrzebuje tej energii. W Polsce myśli się nad ponownym uruchomieniem po 2020 roku r. elektrowni w Żarnowcu. Poszukiwane są inne miejsca lokalizacji elektrowni, jak i składowisk odpadów radioaktywnych.

18 Bibliografia Tomasz Umiński „Ekologia, środowisko, przyroda” WSiP, W-wa, 1995r. „Ziemia. Atlas zarządzania planetą.” Norman Myers, wyd. „bis”, 1997r. www.paa.gov.pl Portal www.nuclear.pl www.greenpeace.org „Ekologia w obrazkach” L.Gonick i A.Outwater, wyd. Prószyński i S-ka, W-wa 2000r. R.Borkowski „Czarnobyl - dekada strachu”, „Aura” nr 9, 1996r. Loïc Chauveau „Mały Atlas Zagrożeń Ekologicznych”, wyd. Larousse 2004r.

19 Wykonały: Anna Paczkowska i Katarzyna Woźniak