Kam sa ukladá vyhorené jadrové palivo?


Kam sa ukladá vyhorené jadrové palivo?

Tušíte, čo sa deje s vyhoreným jadrovým palivom? Keďže ide o pomerne nebezpečný odpad a treba s ním citlivo narábať, je možné ho nejakým spôsobom zlikvidovať? Alebo sa musí umiestniť na skládku? Kam vlastne po využití v procese výroby elektrickej energie putuje, aby nebol škodlivý pre obyvateľstvo, rastliny a živočíchy, ale aj celkovo pre životné prostredie?

Ako vysvetľujú Dana Barátová a Vladimír Nečas z Fakulty elektrotechniky a informatiky, Ústav jadrového a fyzikálneho inžinierstva Slovenskej technickej univerzity v Bratislave, v rámci programu vývoja hlbinného úložiska v Slovenskej republike, ktorý prebiehal v rokoch 1996 až 2001 bolo v postupnom procese výberu vhodnej oblasti na výstavbu hlbinného úložiska určených päť perspektívnych lokalít v dvoch hostiteľských horninách (sedimentárne a kryštalické horniny). V súčasnosti je totiž preferovanou alternatívou konečného nakladania s vyhoreným jadrovým palivom jeho priame ukladanie v hlbinnom úložisku spolu s rádioaktívnymi odpadmi, ktoré nie sú uložiteľné v Republikovom úložisku v Mochovciach. 

Hĺbka uskladnenia v rámci hlbinného úložiska býva zvyčajne sto metrom pod zemským povrchom. Je to úložiska na Slovenskuprakticky zariadenie v stabilnej geologickej formácii, určené na uskladnenie rádioaktívnych odpadov v pevnej forme (viď úvodný obrázok). Dôležité je povedať, že tento typ hlbinného uskladnenia má tú výraznú črtu, akou je pasívna bezpečnosť. Po uskladnení paliva sa totiž zabezpečuje priaznivými charakteristikami hostiteľského prostredia. U nás na Slovensku bolo teda vybraných päť perspektívnych lokalít – ide o Pohorie Tríbeč, Veporské vrchy, Stolické vrchy, Cérová vrchovina a Rimavská kotlina (viď obrázok úložiska na Slovensku).

Nielen prostredie, bezpečnosť hlbinného úložiska býva zaistená aj inak. Ako uviedla Dana Barátová, ide o kombináciu viacerých inžinierskych bariér (samotná forma odpadu, úložný kontajner, tesniaci a výplňový materiál) a vhodnej geologickej formácie, tzv. multibariérový koncept ukladania. „Predtým, ako bude úložisko vybudované a prevádzkované, musia byť vykonané komplexné bezpečnostné analýzy pre všetky etapy jeho vývoja. Jednou z najdôležitejších bezpečnostných analýz je hodnotenie dlhodobej bezpečnosti hlbinného úložného systému s ohľadom na možné uvoľňovanie rádiokontamintov z ukladaného odpadu.“

Dlhodobá bezpečnosť hlbinného úložiska sa podľa Dany Barátovej hodnotí na základe vytvoreného modelu, ktorý vychádza z určitého scenára. „Pri jeho tvorbe je potrebné zvážiť, ktoré charakteristiky, udalosti a procesy sú významné z hľadiska posudzovania dlhodobej bezpečnosti.“ Popísala významné procesy, ktoré ovplyvňujú uvoľňovanie rádionuklidov z vyhoreného jadrového paliva a ich následný transport systémom inžinierskych bariér a prírodnou formáciou. „Tieto procesy boli zohľadnené aj v koncepčnom modeli migrácie rádionuklidov z hypotetického úložiska pre vyhorené jadrové palivo. Na základe vytvoreného modelu a vykonaných simulácií bola urobená analýza časových priebehov aktivitných tokov dlho žijúcich rádionuklidov. Z týchto časových priebehov je možné vidieť, že aktinoidy sú výrazne sorbované na bentonitovej výplni a hostiteľskej hornine, preto ich príspevok nie je relevantný pre veľmi dlhé časové obdobie (viac ako milión rokov).“ Najvýznamnejšími prispievateľmi k celkovému aktivitnému toku sú podľa nej najmä dlho žijúce aktivačné a štiepne produkty, ktoré majú slabé retenčné vlastnosti (napr. C-14, Cl-36, Cs-135, I-129, Se-79). Simulácie boli realizované simulačným softvérom GoldSim, ktorého Radionuclide Transport modul umožňuje dynamicky modelovať hmotnostný tok v rámci systému inžinierskych a prírodných bariér.

Dana Barátová prezentovala tieto zaujímavé fakty počas konferencie sekcie Ženy v jadre, ktorá sa uskutočnila koncom apríla 2017 v Častej-Papierničke. V rámci toho podujatia sa konalo aj Valné zhromaždenie Slovenskej nukleárnej spoločnosti.

Ako sme na tom ale v súčasnej dobe s výrobou elektrickej energie s využitým jadra? Ako uvádza Juraj Kopřiva v príspevku na stránke Slovenskej nukleárnej spoločnosti, čistá výroba elektrickej energie v členských krajinách Organizácie pre hospodársku spoluprácu a rozvoj (OECD) vzrástla v roku 2016 o 0,9 %. V porovnaní s rokom 2015 však podiel jadrových zdrojov na celkovej výrobe klesol o 0,1 % na 18,1 %. Celková kumulatívna výroba elektrickej energie v OECD z jadra v roku 2016 bola 1 873,6 TWh, čo predstavuje pokles o 2,7 TWh.

Autor vo svojom príspevku tvrdí, že Európa bola jediným regiónom, ktorý znížil svoju jadrovú výrobu o 19,6 TWh alebo o 2,4 % na 790 TWh, v dôsledku pokračujúceho vyraďovania jadrovej energie v Nemecku, ako aj poklesu výroby v Českej republike a Francúzsku spôsobenému predĺženými odstávkami. V Slovinsku a vo Švajčiarsku boli aj prevádzkové výpadky.

Ďalej pripomenul, že obnoviteľné zdroje zaznamenali veľký nárast o 9,5 % a menší, ale stále výrazný nárast o 2,2 % si pripísali aj vodné elektrárne. Fosílne palivá klesli o 0,2 % a 0,1 %. Nefosílne obnoviteľné zdroje predstavovali 22,4 % celkovej výroby v porovnaní s 21,6 % v roku 2015.

 

Foto a info zdroj: Prezentácia Dany Barátovej a Vladimíra Nečasa, Hodnotenie bezpečnosti hlobinného úložiska pre vyhorfeté jadrové palivo

Spracovala: Slávka Habrmanová, NCP VaT pri CVTI SR

Uverejnila: ZVČ

Hore
kúpa časopisov jún 2016
TVT 2017 fotografická súťaž
film Cesta času
kam za vedou 1
QUARK
Extrapolácie 2017
téma mesiaca
Aurelium - centrum vedy
Prechod VK na VND - jeseň
Veda v Centre
TVT 2017 výtvarná súťaž
Noc výskumníkov 2017
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
kam za vedou 2
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Je vedecky dokázané, že chuť niektorých jedál cítime neskôr, kvôli veľkosti molekúl.
Zistite viac