زباله های هسته ای

زباله های هسته ای

نویسنده:مهدی مهری دستجردی

ضایعات هسته‌ای

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

پرش به: ناوبری، جستجو

طریقهٔ پیش بینی شده برای ذخیره سازی ضایعات سطح بالا بمدت هزاران سال در کوه یاکا در ایالت نوادا.

ضایعات هسته ای (Nuclear waste) به‌عنوان پس مانده‌های آزمایشات تحقیقاتی در کشاورزی، در صنعت، پزشکی، و محصول فرعی فرایند تولید انرژی هسته‌ای همواره ناخواسته تولید می‌شوند.

در ایالات متحده [ضایعات] هسته‌ای را بر حسب نوع محتویات، پتانسیل تولید حرارتی و شدت پرتوزایی دسته بندی می‌کنند. این دسته بندی ضایعات هسته‌ای را به سه قسمت تقسیم می‌کند

Normal 0 false false false EN-US X-NONE FA MicrosoftInternetExplorer4

/* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin;}

تعاریف و دسته بندی

LLW: ضایعات سطح پایین (Low Level Waste)
TRU: ضایعات فرا اورانیومی (Transuranic Waste)
HLW: ضایعات سطح بالا (High Level Waste) همانند Sr-۹۰، Y-۹۰، و Cs-۱۳۷

در این دسته بندی، نود درصد کل ضایعات هسته‌ای از نوع اول می‌باشند.

برای ضایعات دسته اول هسته‌ای، چال کردن کم عمق و یا ذخیره سازی کوتاه مدت راه حل در نظر گرفته شدهٔ استاندارد می‌باشد. برای دو دستهٔ آخر، چال کردن عمیق ضایعات هسته‌ای راه حلیست که بسیاری از کار شناسان در نظر گرفته‌اند

روش های پردازش و دفع ضایعات هسته‌ای

امروزه روش های پردازش و دفع ضایعات هسته‌ای نوین عبارتند از^[۲]:

فشرده سازی (Compaction)
پردازش شیمیایی (Chemical treatment)
شیشه سازی (Vitrification)
محفوظ سازی (Canning and sealing with concrete)
ذخیره سازی (Storage)

در میان مواد باقی‌مانده در یک چرخه هسته‌ای اورانیوم مصرف شده از همه مهم‌تر است. یک رآکتور هسته‌ای بزرگ هر سال در حدود سه متر مکعب (۲۵ تا ۳۰ تن) اورانیوم مصرف شده تولید می‌کند. این مواد مصرف شده از مقداری اورانیوم و همچنین مقداری پلوتونیوم و کوریوم تشکیل شده‌است و به طور کلی حدود ۳٪ از آن از مواد باقی‌مانده از شکافت تشکیل شده. اکتینیدها (اورانیوم، پلونیوم، و کریوم) موجود در این ترکیب موجب به وجود آمدن تششعات بلند مدت و کوتاه مدت رادیواکتیویته می‌شوند.

سوخت مصرف شده دارای خاصیت رادیواکتیو بالایی است و برای حمل آنها باید تمام جوانب احتیاط را رعایت کرد. البته خاصیت رادیواکتیو این مواد در طول زمان کاهش می‌یابد. پس از ۴۰ سال تششعات رادیواکتیو این مواد تا ۹۹٪ کاهش می‌یابند ولی با این حال هنوز هم خطرناک هستند.

میل‌های سوخت مصرف شده به طور حفاظت شده در حوضچه‌های مخصوص (spent fuel pools) نگه داری می‌شوند. آب داخل حوضچه گذشته از خنک کردن اورانیوم از خروج تششعات رادیواکتیو جلوگیری می‌کند. پس از گذشت چند ده سال سوخت‌ها را که حالا از خاصیت تششع پراکنی آنها در حد قابل توجهی کم شده از حوضچه‌ها خارج کرده و به انبارهای خشک انتقال می‌دهند. در این انبارها سوخت‌ها را در داخل محفظه‌های فلزی یا بتنی نگه می‌دارند، در این مرحله نیز تششعات ایجاد شده توسط سوخت‌ها هنوز خطرناک است. مدت نگه‌داری سوخت‌ها در این مرحله بسته به نوع سوخت می‌تواند از چند سال تا ده‌ها سال متغیر باشد، ولی به هر ترتیب سوخت‌ها باید آنقدر در این مرحله بمانند تا میزان تششعات آنها به حد استاندارد برسد.

مامورین پلیس راه کالیفرنیا در حال بررسی بسته بندی یک محمولهٔ ضایعات هسته‌ای از نوع TRU. یکی از مامورین با یک پرتوسنج گایگر دیده می‌شود. مقصد نهایی محموله در نیو مکزیکو است.

تا سال ۲۰۰۳ ایالات متحده آمریکا بیش از ۴۹۰۰۰ تن از انواع سوخت‌های مصرف شده در رآکتورهای خود را انبار کرده بود. یکی از پیشنهادهایی که درباره انبار کردن سوخت در ایالات متحده مطرح شده انبار کردن سوخت‌های مصرف شده در انبارهای زیرزمینی در کوه‌های یاکا در نوادا است. به عقیده آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا، پس از گذشت ۱۰۰۰۰ سال سوخت‌های مصرف شده هسته‌ای دیگر هیچ تهدید زیست‌محیطی برای انسان‌ها و دیگر موجودات زنده نخواهند داشت.

البته راه‌هایی برای کاهش میزان زباله‌های هسته‌ای نیز وجود دارد، یکی از بهترین روش‌ها باز فرآوری سوخت هسته‌ای است. در واقع زباله‌های هسته‌ای حتی اگر اکتینیدهای آنها را جداکنیم، حداقل برای مدت ۳۰۰ سال فعالیت رادیواکتیوی دارند البته مدت تششعات در صورتی که اکتینیدها وجود داشته باشند به هزاران سال می‌رسد. عده‌ای عقیده دارند بهترین راه‌حل ممکن در حال حاضر انباشتن زباله‌های هسته‌ای در انبارهاست چراکه احتمالاً در آینده با پیشرفت تکنولوژی راهی برای استفاده از این مواد پیدا خواهد شد به این ترتیب این مواد می‌توانند خیلی با ارزش‌تر از آن باشند که دفن شوند.

همچنین صنایع هسته‌ای حجمی از مواد کم تششع را نیز تولید می‌کنند. این مواد معمولاً در اثر سرایت مواد تششع‌زا به وجود می‌آیند که می‌توانند شامل لباس‌ها یا پوشش‌ها، ابزارآلات، تجهیزات پالاینده آب و دیگر موادی که به گونه‌ای با رآکتور و مواد تششع‌زا ارتباط دارند، باشند. در ایالات متحده کمیسیون تنظیم فعالیت‌های هسته‌ای مکرراً اعلام کرده که این مواد می‌توانند جزیی از زباله‌های عادی باشند و در زباله‌دان‌ها با زباله‌های عادی دفع شوند و یا حتی بازیافت شوند. سطح تششع در بیشتر مواد کم تششع بسیار پایین است و تنها به دلیل استفاده شدن در فعالیت‌های هسته‌ای جزو زباله‌های هسته‌ای محسوب می‌شوند و نه برای سطح تشعشعشان. برای مثال براساس استاندارد NRC از نظر سطح تششع یک لیوان قهوه نیز به اندازه زباله‌های کم تششع تششع‌زاست.

ورودی یکی از منفذهای تعیین شده در کوه یاکا

در ایالات متحده آمریکا، پسماندهای هسته‌ای که از چرخه سوخت در نیروگاه هسته‌ای و یا تولید سلاح هسته‌ای تولید شده‌است، در استخرهای ویژه جهت ذخیره سازی موقت، و نیز در صحراهای‌های جنوب غرب ایالات متحده همانند لایه‌های عمیق نمکی در نیو مکزیکو دفن می‌شوند.

پروژهٔ بزرگ‌ترین محل دفن عمیق زباله‌های هسته‌ای سطح بالای جهان که در کوه یاکا در ایالت نوادا مدتها در حال ساخت بوده است، کماکان دچار مشکلات متعدد مدیریتی، قانونی، و دولتی می‌باشد.^[۳]^{[پیوند مرده]}^[۴]^[۵]

در اروپا بیشتر زباله‌های هسته‌ای را در نیروگاه‌ها نگهداری می‌کنند. انگلستان و فرانسه نیز با ایجاد مراکز بازفرآوری مواد هسته‌ای، به دنبال استفاده مجدد از مواد هسته‌ای هستند.

در کشورهایی که دارای نیروگاه هسته‌ای هستند زباله‌های تششع‌زا کمتر از ۱٪ از کل زباله‌های سمی تولیدی را تشکیل می‌دهند. همچنین بسیاری از زباله‌های سمی با گذشت زمان خاصیت خود را از دست نمی‌دهند و به هیچ وجه تجزیه پذیر نیستند. به طور کلی مواد تولیدی در اثر سوختن سوخت‌های فسیلی می‌توانند از زباله‌های تولید شده در یک نیروگاه هسته‌ای خطرناک‌تر باشند. برای مثال یک نیروگاه زغال سنگی می‌تواند آثار عمیقی برروی طبیعت بگذارد و حجم زیادی از مواد سمی و پرتوزا را تولید کند. برخلاف عقیده عموم حجم مواد پرتوزای منتشر شده توسط یک نیروگاه زغال سنگی از یک نیروگاه هسته‌ای بیشتر است.

زباله‌های تولید شده بر اثر همجوشی هسته‌ای با انبار شدن پس از صد سال دوباره قابل استفاده هستند، در مقابل زباله‌های تولیدی از شکافت هسته‌ای تا ۱۰۰۰۰ سال می‌توانند آثار رادیواکتیوی داشته باشند.

نگاه اجمالی

موضوع تولید زباله‌های هسته‌ای از زمان کشف مواد رادیواکتیو مورد نظر بوده است. ولی توجه خاص به آن پس از کشف شکافت است چرا که کلیه راکتورهای شکافت هسته‌ای ایزوتوپهای رادیواکتیو تولید می‌کنند. میزان تابش بسیاری از ایزوتوپها برای حیات جانداران خطرناک است، بنابراین مسئله جداسازی و انبار نمودن و دفن ایمن آنها با زیاد شدن تعداد راکتورها و سطح انرژی آنها سال به سال مباحث گسترده‌ای را در بر می‌گیرد.

مشکلات ناشی از زباله‌ هسته‌ای

خطر واپاشی رادیواکتیوی: خطر عمده ناشی از این واقعیت است که بعضی نیم عمرها زمان فعال زباله‌های رادیواکتیوی را به هزاران سال می‌رسانند. واپاشی رادیواکتیوی باید جریان خود را طی کند حتی اگر هزار سال طول بکشد.
فراوانی زباله هسته‌ای: دیر یا پس نیم ـ عمرها مشکل نیست. در فرایند تولید انرژی هسته‌ای مقدار زیادی زباله رادیواکتیوی بوجود می‌آید. بنابراین ، آمار وزارت انرژی آمریکا از سال 1946 تا 1983 حدود 71 میلیون پوند زباله رادیواکتیو از هفت مرکز در آزمایشهای مربوط به هوا ، آب و زمین تخلیه شده است. بدیهی است که زباله‌های دیگری از مراکز دیگر تخلیه شده است.
زباله‌های گازی: غالبا ایزوتوپهای رادیواکتیو از گازهای نجیب ، از قبیل کریپتون هستند. تریتیم که ایزوتوپی از هیدروژن است نیز به صورت گاز ، عمدتا بصورت بخار آب تخلیه می‌شود. تریتیم بصورت بخش هیدروژنی مولکول آب در زنجیرهای زیست شناختی مواد غذایی وارد می‌شود.
آبهای زیرزمینی: ایزوتوپهای رادیواکتیو در زباله‌های مایع ، معمولا از طریق بارندگی به صورت جامد در می‌آید و انبار می‌شود. اگر این زباله‌ها در زمین در گودالهای بدون آستر ، بدون آنکه در محفظه‌های خاص باشند دفن شوند در طی چند قرن بعد آبهای زیرزمینی این مواد رادیواکتیو را پراکنده خواهند کرد.

راه حل چیست؟

اگر ما نتوانیم واپاشی رادیواکتیو را کنترل کنیم و با چنین مقادیر عظیمی از زباله‌های رادیواکتیوی مواجه باشیم چه باید بکنیم؟ راه حلهای ارائه شده برای این مسائل خود با این مسئله مواجه است که « یک راه حل موجب بروز نوعی آلودگی دیگر می‌شود.» اصل قضیه این است که زباله‌ها را هر چه ممکن است از خود دور کنیم. طرحهای خیالی از این قبیل که زباله‌های هسته‌ای را با موشک به خورشید یا فضای بسیار دور حمل کنیم یا آنها را در اقیانوسهای عمیق دفن کنیم. عمدتا به خاطر هزینه زیاد و خطرات احتمالی کنار گذاشته شده‌اند. وزارت انرژی متعهد شده است که در سال 1998 انبارهای زیر زمینی در بسترهای نمکی ، رسی و صخره‌ای ایجاد کند. بر طبق این طرح زباله‌ها نخست در محفظه‌های خاصی که در مقابل ضربه خوردگی مقاومت هزاران ساله دارند، قرار می‌گیرند سپس به انبارها منتقل می‌شوند.
دانشمندان بر این باورند که این بهترین راه موجود است.

دفن زباله‌های هسته‌ای

مرحله عملیاتی برای دفن زباله هسته‌ای بستگی به قدرت تشعشع و خطر حاصل از آنها دارد.

_زباله‌های با اکیتویته پائین: پسمان یا زباله هسته‌ای از مرحله معدن کاری اورانیم و توریم شروع می‌گردد. پس از معدن کاری متالوژی ، پسمان دارای رادیوم خطرناک است این ایزوتوپ بصورت فضائی شیمیایی سولفات رادیوم همراه با باریت در منطقه خود معدن دفن می‌شود. قسمت اعظم پسمان با اکتیویته پائین و متوسط در طی کار عادی راکتیو تشکیل می‌گردد. پس از اعمال شیمیایی مناسب در صورتی که زباله‌ها دارای اکتیویته پائین باشند در قعر دریا در محل امنی فرو ریخته می‌شود.
زباله‌های با اکتیویته متوسط: در جایی که پسمان دارای اکتیویته متوسط و یا نسبتا بالا باشد، لازم است ابتدا حجم بوسیله تجهیز در استخرهایی که بوسیله پلی اتیلن پوشش داده شده بارهای اکتیویته صفر در اتمسفر به یک بیستم رساند. سپس محلول در شبکه فولادی بوسیله افزایش پسمان مخصوص در امثال آن به جامد تبدیل شده و شبکه‌های مهر شده در زیر زمین دفن می‌شود.

زباله‌های با اکتیویته بالا: هر جا که پسمانها با اکتیویته بالا باشند مانند آنهایی که در نیروگاههای هسته‌ای یا جایی که سوخت مصرف شده برای جدا سازی اورانیم و پلوتونیوم بازیابی می‌شوند دقیق دفع پسمان بکار می‌رود. ابتدا میله‌های سوخت رادیواکتیو بالا یا « داغ » برای چندین ماه در زیر آب نگهداری می‌شوند تا خنک شده و اکتیویته آنها فروپاشی نماید. سپس عملیات شیمیایی مشخص را برای جداسازی اورانیوم و پلوتونیوم بکار گرفته می‌شود. مایع باقیمانده تا حجم کوچکی تبخیر می‌گردد و در ماتریس از شیشه قرار می‌گیرد.

سپس این مواد به شبکه‌های فولادی زنگ نزن کوچک انتقال می‌یابد که در آنها کلسینه شده و در حرارت بالا در کوره‌های مخصوصی به شیشه تبدیل می‌شوند. شبکه‌های مهر شده در نهایت در عمق زمین در گودالهای گنبدی که دیواره آنها با ورقه‌های فولادی زنگ نزن پوشانده شده‌اند دفن می‌شوند. این مواد به مدت 25 سال در آنجا دفن می‌شوند که در این مدت کلیه مواد رادیواکتیو بجز آنهایی که نیم عمر بلند دارند بطور کامل فروپاشی می‌نمایند.

دفع دائمی

پس از گذشت پریود فوق پیشنهاد می‌شود که بسته‌های دفن شده را در محلهای عمیق و صخره‌های سخت که از نظر زمین شناسی پایدار بوده و دور از جریان آب قرار دارند، انتقال داد. قسمتی از میدانهای طلای کولار که به مدت زیادی مورد استفاده قرار نگرفته‌اند، انبارهای ممکن برای اینکار هستند.

ضایعات هسته‌ای

طریقهٔ پیش بینی شده برای ذخیره سازی ضایعات سطح بالا بمدت هزاران سال در کوه یاکا در ایالت نوادا.

تعاریف و دسته بندی

در ایالات متحده ضایعات هسته‌ای را بر حسب نوع محتویات، پتانسیل تولید حرارتی، و شدت پرتوزایی دسته بندی می‌کنند. این دسته بندی ضایعات هسته‌ای را به سه قسمت تقسیم می‌کند^[^۱^]:

LLW: ضایعات سطح پایین (Low Level Waste)
TRU: ضایعات فرا اورانیومی (Transuranic Waste)
HLW: ضایعات سطح بالا (Hi Level Waste) همانند Sr-۹۰، Y-۹۰، و Cs-۱۳۷

در این دسته بندی، نود درصد کل ضایعات هسته‌ای از نوع اول می‌باشند.

منابع اصلی ضایعات هسته‌ای [

پروسهٔ شیشه سازی: یکی از راه حل‌های پیشنهادی برای ذخیره سازی ضایعات هسته‌ای، فرایندیست که مواد آلاینده پرتوزا ذوب و سپس جامد سازی شده و در محفظه‌های مخصوص ذخیره سازی می‌شود.

آلایندگان طبیعی همانند پتاسیم-۴۰
ذغال سنگ (تجمع رادیوایزوتوپ‌ها حاصل از سوخت ناقص)
نفت و گاز (منجر به آزادسازی رادون)
معادن (بخصوص در معادن فسفاتی)
استفاده‌های پزشکی (بطور مثال Tc-۹۹m)
صنایع
محصولات چرخهٔ سوختی
بازپردازش سلاحهای هسته‌ای

روشهای پردازش و دفع ضایعات هسته‌ای

امروزه روشهای پردازش و دفع ضایعات هسته‌ای نوین عبارتند از^[^۲^]:

فشرده سازی (Compaction)
پردازش شیمیایی (Chemical treatment)
شیشه سازی (Vitrification)
محفوظ سازی (Canning and sealing with concrete)
ذخیره سازی (Storage)

در میان مواد باقی مانده در یک چرخه هسته‌ای اورانیوم مصرف شده از همه مهم‌تر است. یک راکتور هسته‌ای بزرگ هر سال در حدود سه متر مکعب (۲۵ تا ۳۰ تن) اورانیوم مصرف شده تولید می‌کند. این مواد مصرف شده از مقداری اورانیوم و همچنین مقداری پلوتونیوم و کوریوم تشکیل شده‌است و به طور کلی حدود ۳٪ از آن از مواد باقی مانده از شکافت تشکیل شده. اکتینیدها (اورانیوم، پلونیوم، و کریوم) موجود در این ترکیب موجب به وجود آمدن تششعات بلند مدت و کوتاه مدت رادیواکتیویته می‌شوند.

تا سال ۲۰۰۳ ایالات متحده آمریکا بیش از ۴۹۰۰۰ تن از انواع سوخت‌های مصرف شده در راکتورهای خود را انبار کرده بود. یکی از پیشنهاداتی که درباره انبار کردن سوخت در ایالات متحده مطرح شده انبار کردن سوخت‌های مصرف شده در انبارهای زیرزمینی در کوه‌های یاکا در نوادا است. به عقیده آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا، پس از گذشت ۱۰۰۰۰ سال سوخت‌های مصرف شده هسته‌ای دیگر هیچ تهدید زیست‌محیطی برای انسان‌ها و دیگر موجودات زنده نخواهند داشت.

همچنین صنایع هسته‌ای حجمی از مواد کم تششع را نیز تولید می‌کنند. این مواد معمولاً در اثر سرایت مواد تششع‌زا به وجود می‌آیند که می‌توانند شامل لباس‌ها یا پوشش‌ها، ابزارآلات، تجهیزات پالاینده آب و دیگر موادی که به گونه‌ای با راکتور و مواد تششع‌زا ارتباط دارند، باشند. در ایالات متحده کمیسیون تنظیم فعالیت‌های هسته‌ای مکرراً اعلام کرده که این مواد می‌توانند جزیی از زباله‌های عادی باشند و در زباله‌دان‌ها با زباله‌های عادی دفع شوند و یا حتی بازیافت شوند. سطح تششع در بیشتر مواد کم تششع بسیار پایین است و تنها به دلیل استفاده شدن در فعالیت‌های هسته‌ای جزو زباله‌های هسته‌ای محسوب می‌شوند و نه برای سطح تشعشعشان. برای مثال براساس استاندارد NRC از نظر سطح تششع یک لیوان قهوه نیز به اندازه زباله‌های کم تششع تششع‌زاست.

ورودی یکی از منفذهای تعیین شده در کوه یاکا

در کشورهایی که دارای نیروگاه هسته‌ای هستند زباله‌های تششع‌زا کمتر از ۱٪ از کل زباله‌های سمی تولیدی را تشکیل می‌دهند. همچنین بسیاری از زباله‌های سمی با گذشت زمان خاصیت خود را از دست نمی‌دهند و به هیچ وجه تجزیه پذیر نیستند. به طور کلی مواد تولیدی در اثر سوختن سوخت‌های فسیلی می‌توانند از زباله‌های تولید شده در یک نیروگاه هسته‌ای خطرناک‌تر باشند. برای مثال یک نیروگاه زغال سنگی می‌تواند آثار عمیقی برروی طبیعت بگذارد و حجم زیادی از مواد سمی و پرتوزا را تولید می‌کنند. برخلاف عقیده عموم حجم مواد پرتوزای منتشر شده توسط یک نیروگاه زغال سنگی از یک نیروگاه هسته‌ای بیشتر است.

زباله‌های تولید شده بر اثر همجوشی هسته‌ای با انبار شدن پس از صد سال دوباره قابل استفاده هستند، در مقابل زباله‌های تولیدی از شکافت هسته‌ای تا ۱۰۰۰۰ می‌توانند آثار رادیواکتیوی داشته باشند.

زباله هاي پرتوزا که ازجمله زباله هاي هسته اي اند به عنوان فرآورده جانبي فرآيندهاي صنعتي همچون توليد

ميله هاي سوخت اورانيوم براي نيروگاه هاي هسته اي يا در نتيجه کاربردهاي پزشکي و نظامي مواد پرتوزا

توليد مي شوند

روش هاي مقابله بامعضل زباله هاي هسته اي ●

انرژي هسته اي با وجود اينکه در حل بحران انرژي تاثيراتي دارد ولي در مقابل علاوه بر غيراقتصادي بودن،

معضلات جديدي را پيش روي بشر قرار داده است. اوايل هنگام استفاده از انرژي هسته اي، که آن را درمان

همه مشکلات توليد برق در جهان مي پنداشتند به رغم اينکه نسبت به ساير انرژي ها مثل انرژي باد، توليد

برق اندکي دارد، توجه زيادي به نياز آينده بشر براي دفع زباله هاي آن نمي شد. اکثر تصميم گيران انتظار

داشتند که علم بشري در آينده، پاسخ اين سئوال را بيابد.

ولي اکنون پس از گذشت نيم قرن ذخيره سازي نامناسب زباله ها همچنان ادامه دارد و هنوز راه حل جديدي

براي مشکلات آن ارائه نشده است. اينها پرسش هايي است که افکار دانشمندان و دولتمردان را به يک

اندازه به خود مشغول کرده است و تاکنون فراتر از مراحل اوليه بازرسي معمول، هيچ تصميم مشخص و

قابل اعتمادي در اين مورد اتخاذ نشده است.زباله هاي پرتوزا که ازجمله زباله هاي هسته اي اند به عنوان

فرآورده جانبي فرآيندهاي صنعتي همچون توليد ميله هاي سوخت اورانيوم براي نيروگاه هاي هسته اي يا در

نتيجه کاربردهاي پزشکي و نظامي مواد پرتوزا توليد مي شوند. اين زباله ها به دو گروه تقسيم بندي مي

زباله .etsaw Level Low و زباله هاي کم عيار Waste level hgiH شوند که عبارتست از زباله هاي پرعيار

هاي پرعيار در اصل از عملکرد رآکتورهاي هسته اي به دست مي آيد و ويژگي بارز آن داشتن درصد بسيار

زيادي هسته پرتوزا است که پرتوهاي بتا، گاما و آلفا منتشر مي کنند.

اين در حالي است که رآکتورهاي هسته اي براساس شکافت ايزوتوپ ۵۳۲ که تحت بمباران نوتروني قرار

مي گيرند، کار مي کنند. رايج ترين سوختي که در رآکتورهاي هسته اي استفاده مي شود، اورانيوم دي اکسيد

است. در عوض زباله هاي کم عيار به تمام زباله هاي هسته اي مي گويند به استثناي زباله هايي که در

رآکتورها توليد مي شوند. اکثر زباله هاي کم عيار داراي پرتوزايي اندکي هستند.از نمونه هاي اين زباله هاي

کم عيار مي توان از زباله هاي حاصل از منابع پزشکي، بازمانده هاي آزمايشگاهي و ميله هاي فلزي ميله

هاي سوخت نام برد که سوخت درون آنها حل شده است. دفع زباله هاي پرتوزا معضلي است که حل آن

بسيار دشوار است. البته زباله هاي کم عيار را با اين استدلال که قرارگرفتن در معرض تابش آنها فقط براي

افرادي زيان آور است که براي مدت هاي طولاني به طور مداوم در معرض تابش آن قرار گرفته باشند،

معمولا با زباله هاي خانگي و شهري مخلوط کرده و از بين مي برند.

براي از بين بردن زباله هاي هسته اي پرعيار راه هاي مختلفي در حال بررسي و تحقيق است که بسياري از

اين روش ها فاقد ارزش و کيفيت لازم هستند ولي به طور کلي روش هاي زير در جهان در حال انجام هستند

که به طور مختصر به بررسي آنها مي پردازيم. يکي از اين روش ها، دفع زباله در چاه هاي عميق است که

در اين روش، چاه عميقي حفر مي کنند تا در نتيجه ادغام گرماي حاصل از فرآيندهاي زمين گرمايي و نيز

پرتوزايي سنگ هاي اطراف، زباله ها ذوب شده و از بين بروند. با توجه به متغيرهاي فراوان و مسائل

ناشناخته ديگر، اين روش بسيار نظري جلوه مي کند و قابل اعتماد نيست.يکي ديگر از روش ها اين است که

مي توان زباله هاي پرتوزا را در ورقه هاي يخي دفن کرد.چنانچه زباله در مرکز ورقه هاي يخي در قطب

قرار داده شود، تجمع و حرکت يخسار، به اندازه کافي کند هست و تا پيش از رسيدن زباله به حاشيه يخ،

هزاران سال طول مي کشد. طي اين زمان بلندمدت، زباله هاي پرتوزا بي زيان خواهند شد.

اين راه حل چندين مشکل دارد. به طور مثال امکان حرکت ناپايدار يخ که ظرفيت پذيرش زباله را تعيين مي

کند و همچنين افزايش گرماي زمين را نبايد دست کم گرفت. از طرف ديگر، در صورتي که سلول هاي

نگهداري زباله آسيب ببينند امکان دارد زباله ها در سطح گسترده اي پراکنده شود که نکته بسيار مهمي

است. هر چند که اين پيشنهاد براي بسياري از سياستمداران خوشايند است ولي ممکن است آسيب هاي

شديدي به بشر وارد آورد.در روش ديگري زباله ها را در يک مخزن زيرزميني که در يک توده سنگ مناسب

حفر شده است، قرار مي دهند اين توده سنگ بايد يک سد نهايي در برابر مهاجرت زباله هسته اي از مخزن

باشد، به نحوي که بتوان امکان ايجاد هرگونه شکاف در سيستم هاي نگهداري زباله را کاهش داد. بسيار بعيد

است که براي ذخيره کردن زباله هايي از اين نوع از فلزهاي خنثي که در برابر خوردگي مقاومت بالايي دارند

مانند پلاتين و طلا استفاده شود، در نتيجه بايد براي اطمينان به فلزات محافظ ديگر که دچار خوردگي مي

شوند، برنامه ريزي هاي لازم صورت گيرد.

هم اکنون اين روش در برخي از کشورهاي اروپايي به ويژه آلمان مورد استفاده قرار مي گيرد.ريختن زباله

هاي هسته اي در بستر اقيانوس نيز مدنظر قرار گرفته است. زيرا تصور مي شود که زباله در نهايت طي

مي تواند به درون گوشته زمين انتقال يابد. از لحاظ نظري با ريختن اين duction Sub فرآيندهاي فرورانش

زباله ها در اقيانوس مي توان اين معضل را حل کرد ولي شناخت کافي در مورد وضعيت کلي رسوبات اين

ژرفناها وجود ندارد تا بتوان اطمينان داشت که اين زباله ها به مرور زمان بيرون رانده نمي شوند، هرچند که

پاکستاني ها از اين روش استفاده کردند.

روش ديگري که بررسي مي شود دفع زباله هاي اتمي در فضا است به طوري که مواد پرتوزا در يک راکت

قرار گرفته و به فضا فرستاده شود، تا بدين ترتيب اين مشکل از زمين دور شود. اين در حالي است که اين

روش بسيار پرهزينه و خطرناک است به طوري که اگر راکت در هنگام برخاستن از زمين منفجر شود فاجعه

بزرگي رخ مي دهد.هم اکنون بهترين گزينه اي که توسط برخي از کشورها همچون آمريکا و بريتانيا و

فرانسه مورد استفاده قرار مي گيرد، دفع زباله در يک مخزن سنگي است.

در اين روش زباله را در يک مخزن در نزديکي سطح زمين نگهداري مي کنند تا امکان مراقبت بيشتري

فراهم باشد. هرچند اين روش به محافظت بيشتري نياز دارد ولي با ايجاد تونل هاي کم عمق در کوه ها و

بررسي هاي انجام شده، بسيار قابل اطمينان تر از ديگر روش ها است.براساس مقررات آژانس حفاظت ازمناطق دفع زباله هاي هسته اي بايد توانايي قرنطينه و دور نگهداري زائدات هسته اي از EPA محيط زيست

محيط زيست را به مدت ۰ ۱هزار سال داشته باشد، زيرا اين مدت حداقل زماني است که مواد هسته اي به

» نوادا « صورت خطرناک باقي مي مانند. در حدود ۰۲ سال قبل کنگره آمريکا، کوهستان يوکا واقع در ايالت

را به عنوان مناسب ترين منطقه براي نگهداري زباله هاي هسته اي پرعيار تعيين کرد، هر چند که دو منطقه ديگر واقع در ايالت هاي تگزاس و واشينگتن نيز محل دفع زباله هاي اتمي آمريکا است.

کوهستان يوکا داراي ظرفيت ۷۷ هزار تني براي نگهداري زباله هاي اتمي است و تا سال ۰۳۰۲ ميلادي به

طور کامل پر نخواهد شد. قرار است براي جلوگيري از نشت آن و نگهداري مناسب به عنوان يک پروژه

براي نگهداري زباله ها به مدت چند صدسال ديگر گسترش و تکامل يابد. از طرفي مقدار بارش در اين

منطقه در حدود ۵۱ سانتي متر است و مقدار ناچيزي از اين بارش به زمين نفوذ مي کند و آبي هم که در

سطح زمين قرار دارد قبل از نفوذ کردن بخار مي شود. در نتيجه سنگ هايي که در اعماق مخزن اين

کوهستان قرار گرفته اند، خشک و بدون رطوبت هستند که اين مسئله باعث افزايش طول عمر اين مخزن

مي شود. در هر حال بسياري از مناطق جهان که خصوصيات نگهداري زباله هاي اتمي را دارند، هنوز به طور

کامل قابل اطمينان نيستند و لازم است که از محل هاي مطمئن تر و روش هاي پيشرفته تري براي اين

منظور استفاده شود.

Normal 0 false false false EN-US X-NONE FA MicrosoftInternetExplorer4

برچسب‌ها: زباله های هسته ای نوشته شده توسط مهدی مهری دستجردی

+ نوشته شده در شنبه بیست و سوم آذر ۱۳۹۲ ساعت 14:22 توسط moein |

شیمی دبیرستان کرمان ناحیه 2

زباله های هسته ای

ضایعات هسته‌ای

روش های پردازش و دفع ضایعات هسته‌ای

ضایعات هسته‌ای

تعاریف و دسته بندی

منابع اصلی ضایعات هسته‌ای [

روشهای پردازش و دفع ضایعات هسته‌ای

نوشته‌های پیشین

پیوندها