Oznámení ČNS: Úložiště na jaderné palivo dostávají konkrétnější rysy

Fyzika | 26.04.2005

Světové vědecké kapacity se shodují, že zatím nejlepším možným řešením pro ukládání vysoce radioaktivního odpadu jsou hlubinná geologická úložiště.

Sdílet

Země s rozvinutým jaderným programem zintensivnily plány na výstavbu úložišť použitého jaderného paliva. Ať již plánují palivo uložit rovnou, nebo jej přepracovávají, všechny se shodují v jednom: hlubinná úložiště jsou v současnosti tím nejlepším technickým řešením.
Jako každé jiné průmyslové odvětví produkuje jaderná energetika odpad. Žádná chemička či ocelárna na světě ale nepodléhá v oblasti odpadů tak přísné regulaci a tak úzce nemonitoruje každičký krok v rámci nakládání se svými zbytky jako jaderné elektrárny. Radioaktivní materiály navíc tvoří nepatrný zlomek objemu veškerého odpadu: například ve Velké Británii připadá na každého občana včetně nemluvňat dvacet kontejnerů odpadu ročně ve srovnání s dvěma videokazetami radioaktivního odpadu za tutéž dobu. Vysoce radioaktivní odpad z jaderných elektráren tvoří méně než 3 % celkového radioaktivního odpadu, ročně jej na světě přibude asi 12.000 tun.
Mezinárodní agentura pro atomovou energii (IAEA) definuje radioaktivní odpad jako „radioaktivní materiál, u něhož se nepředpokládá budoucí využití.“ Spojené státy, Švédsko či Španělsko se rozhodly zatím vyhořelé jaderné palivo znovu nevyužívat a intenzivně pracují na hledání vhodného místa k jeho uložení. Naproti tomu Francie, Japonsko nebo Indie s vyhořelým palivem pomocí recyklace pracují dál. Objem „odpadových“ materiálů se tím sice sníží, i pro ně je však nutné najít vhodný prostor na trvalé uložení.

Přímá cesta do trezoru na deset tisíc let
Světové vědecké kapacity se shodují, že zatím nejlepším možným řešením pro ukládání vysoce radioaktivního odpadu jsou hlubinná geologická úložiště. Použité palivo z reaktoru se nejprve pět až deset let chladí ve speciálním malém bazénu přímo u reaktoru, poté je 40 až 50 let přechodně uchováváno v meziskladech, většinou situovaných v blízkosti elektráren. Za tuto dobu se jeho radioaktivita tisíckrát sníží a palivo vychladne na teplotu vhodnou pro další manipulaci. Palivo je ve speciálních odolných kontejnerech převezeno na určené místo trvalého úložiště, kde se přeloží do nových kontejnerů. V současnosti nemá trvalé úložiště na vyhořelé palivo ihned k dispozici ještě žádná země, s výstavbou ale již najisto počítají ve Finsku v lokalitě Olkiluoto (první zavážka paliva plánována na 2020), ve Švédsku buď v lokalitě Forsmark nebo Oskarshamn (první kontejner s palivem by měl být uložen v roce 2017) a ve Spojených státech v lokalitě Yucca Mountain (uvedení do provozu po roce 2010).
Trvalá úložiště jsou koncipována tak, aby do kontaktu s radioaktivním materiálem nepřišly ani budoucí generace. Zajišťuje to systém několika bariér. Palivo je uzavřeno v kontejnerech z tlustostěnné nerezové oceli, z mědi nebo titanu. Tyto schránky jsou pak umístěny ve stabilní hornině v hloubce 300 až 1000 metrů pod zemí a těsně obklopeny speciální směsí bentonitu. Přístupové chodby k nim jsou také zaplněny směsí vytěžené horniny a bentonitu. Většina států si ale nechává otevřenou možnost vyjmout v budoucnu palivo za účelem dalšího zpracování.

Cesta s malou zajížďkou
Efektivita spalování se u většiny současných jaderných reaktorů pohybuje kolem 4 %. Směs, kterou nazýváme vyhořelým palivem tedy obsahuje asi 96 % původní hmoty uranu, který se po nutném obohacení může znovu použít jako palivo. Další štěpitelný „odpad“, plutonium, se po oddělení od uranu může použít jako součást paliva do moderních MOX reaktorů. Systém přepracovávání tak šetří přírodní uran, kterého je zatím sice dostatečné, přeci jen však omezené množství. Velkým lákadlem je značná redukce objemu vysoce radioaktivního odpadu ve formě štěpitelných produktů. Z jedné tuny použitého paliva jich po chemicky složitém procesu zůstane 115 litrů. Převádí do stabilní formy, většinou procesem tzv. vitrifikace, tedy zatavením do skla. Výsledné skleněné koláče jsou pevné a vysoce odolné vodě a teplu. Při trvalém uložení tedy fungují jako další „bariéra“ proti úniku radioaktivity.
Proces recyklace jaderného paliva je finančně velmi náročný. Největší závody na přepravování jsou ve Francii, Británii a v Rusku, významným hráčem se tomto poli stává i Japonsko, které si doposud většinu paliva nechávalo přepracovat v zahraničí. Každý rok se na světě přepracuje téměř pět tisíc tun paliva.
Zdroje: WNA, IAEA, SÚRAO, ČNS

Česká nukleární společnost (založena v roce 1992) je dobrovolnou a neziskovou odbornou organizací. Hlavním cílem ČNS je provádět osvětu, napomáhat vzdělávání veřejnosti v oboru jaderné energetiky a šířit objektivní informace z oblasti mírového využívání jaderné energie. Je členem Evropské nukleární společnosti.