Your browser does not support Javascript, in order to see this website. Please turn it on.

Radioaktyvių atliekų tvarkymas ir dėjimas į atliekynus

Radioaktyviosios atliekos paprastai tvarkomos vadovaujantis principu „koncentruok ir sulaikyk, neleisk išplisti“. Jis pagrįstas tuo, kad atliekos (atliekose esantys radionuklidai) koncentruojamos ir laikomos izoliuotos, kad nepasklistų aplinkoje ir nepadarytų žalos žmonėms ir aplinkai. Atliekos įvairiais būdais koncentruojamos, stengiantis sumažinti jų tūrį ir izoliuojamos. Šis principas taikomas ir kietoms, ir skystoms atliekoms. Taip pat atliekos turi būti laikomos izoliuotos pakankamai ilgai, tol, kol didžioji dalis jose esančių radionuklidų suskils (pavirs stabiliais branduoliais) ir nebekels pavojaus.

Kai kuriais atvejais, kai koncentruoti neįmanoma ar netikslinga, minėtas principas nėra taikomas. Atliekas, kuriose tėra tik trumpaamžių radionuklidų, pakanka laikyti (saugoti) kol jose esantys radionuklidai suskils. Paprastai pakanka atliekas išlaikyti 10 pusėjimo trukmių. Per tą laiką aktyvumas sumažėja apie 1000 kartų. Pavyzdžiui, medicinoje itin dažnai naudojamo 131I pusėjimo trukmė 8 dienos. Prireiks 80 dienų, kad šio šaltinio aktyvumas sumažėtų 1000 kartų.

Radioaktyviųjų atliekų tvarkymui taikomi griežti saugos reikalavimai, apskaita ir kontrolė. Kiekvienos rūšies atliekos yra tvarkomos ir dedamos į atliekynus (kapinynus) skirtingai.

Atliekyno, į kurį dedamos radioaktyvios atliekos, tipą apsprendžia šalies geologinės sąlygos ir specifinės reikmės (atliekų kiekis, jų ypatybės). Atliekynai projektuojami taip, kad radionuklidų patekimas į aplinką (biosferą) neviršytų leistinų ribinių verčių, kad būtų minimali darbuotojų ir gyventojų apšvita bei kad atliekyno priežiūros poreikis jį uždarius būtų minimalus. Šie tikslai gali būti pasiekiami derinant technines priemones su vietovės savybėmis.

Trumpaamžėms labai mažai aktyvioms atliekoms šalinti daugelį dešimtmečių naudojamos tranšėjos žemėje. Paprasti, be inžinerinių barjerų paviršiniai atliekynai – tai vandeniui nelaidžiame molingame grunte iškastos tranšėjos. Toks šalinimo būdas gali būti laikomas saugiu tik tada, jeigu visi atliekose esantys radionuklidai suskyla per numatomą atliekyno priežiūros laikotarpį. Tokio tipo atliekynai yra Švedijoje, Suomijoje, JAV, Pietų Afrikoje.

Pastebima bendra tendencija, kad laikui bėgant labiau pasitikima daugiabarjerėmis inžinerinėmis sistemomis, o ne vienu, dažniausiai gamtiniu, barjeru. Tokios atliekynų sistemos dažnai susideda iš betono rūsių, tarpų tarp pakuočių užpildymo, atliekų imobilizavimo, vandens drenažo sistemų. Sudėtingi atliekų šalinimo įrenginiai su ilgaamžiais gelžbetonio barjerais daug geriau ir patikimiau izoliuoja radioaktyviąsias atliekas, negu vien tik gamtinė aplinka. Juose galima saugiai šalinti ne tik labai mažo, bet ir didesnio aktyvumo radioaktyviąsias atliekas.

 

Radioaktyvių atliekų apdorojimo būdai

Atliekų sukietinimas

Sukietinimas – dujinio ar skysto pavidalo radioaktyviųjų atliekų pavertimas kietomis atliekoms, siekiant sukurti fiziškai stabilią, nedispersišką medžiagą, kurią būtų patogu transportuoti ir saugoti. Atliekų apdorojimo galutinis tikslas – pagaminti pakuotes, tinkamas saugoti, transportuoti ir laidoti.

Garinimas

Garinimas – tai radioaktyviųjų atliekų tirpalo koncentravimas kaitinant. Tai vienas tradicinių skystų atliekų apdorojimo būdų. Atliekų garinimo įrenginiuose susidarantis švarus kondensatas yra paprasčiausiai išleidžiamas į aplinką, o garinimo likučiai arba koncentratas sukietinami (pavyzdžiui, cemento terpėje). Šis metodas gali būti taikomas daugumai radionuklidų (išskyrus lakius) koncentruoti. Svarbiausias šio metodo trūkumas yra didelės energijos sąnaudos bei eksploatavimo kaina.

Nusodinimas

Cheminis nusodinimas – skystų atliekų apdorojimo metodas, kai cheminiais priedais skatinamas ištirpusių radioaktyviųjų medžiagų nuosėdų formavimasis. Nuosėdos atskiriamos nuo skysčio centrifuguojant, filtruojant ar kitais būdais.

Jonų mainai

Tai skysčių išvalymo, priemaišų atskyrimo, deaktyvavimo, taikant mineralines ar polimerines jonitines medžiagas, būdas. Daugelis gamtinių medžiagų (pavyzdžiui, įvairūs molių mineralai, ceolitas, humusinga žemė) pasižymi jonų pakaitos savybe. Gamtinis ceolitas buvo pirmoji medžiaga panaudota jonų mainams. Tačiau gamtinės medžiagos nepasižymi dideliu efektyvumu, todėl dažnai jos pakeičiamos sintetinėmis. Labiausiai įprastos jonitinės medžiagos yra jonų mainų dervos. Jonų mainų metodas labai dažnai taikomos skystoms radioaktyviosioms atliekoms apdoroti. Apdorojus skystas atliekas gaunamas švarus vanduo, o radionuklidai susikoncentruoja dervoje. Šis metodas taikomas ir Ignalinos atominėje elektrinėje.

Jonų mainų derva yra netirpus organinis polimeras (paprastai 1-2 mm skersmens grūdelių pavidalo). Grūdeliai turi poringą paviršių, kuris gali lengvai „sugauti“ ar išlaisvinti jonus. Vienų jonų sorbcija vyksta išlaisvinant kitus. Jonų mainai – dažniausiai grįžtamas procesas

Jonitinės medžiagos būna arba katijonitinės (pakeičiami teigiamą elektrinį krūvį turintys metalų jonai) arba anijonitinės (pakeičiami neigiamo krūvio anijonai). Tam, kad vienu metu vyktų ir katijonų ir anijonų mainai naudojami abiejų tipų jonitinių medžiagų mišiniai arba skystis prateka keletą skirtingų jonitinių medžiagų. Jonų pakaitos metodu apdorojamose skystose atliekose neturi būti skendinčių kietų dalelių (kietos dalelės turi būti iš anksto pašalintos filtruojant) ir ištirpusių druskų, o ištirpę radionuklidai turi būti tinkamos apdoroti cheminės formos.

Filtravimas

Filtravimas – atliekų apdorojimas, kurio metu įvairiais filtrais (filtravimo popieriaus, audinio, stiklo ar polimerinio pluoštų) kietos dalelės atskiriamos nuo skysčio ar dujų.

Pastaraisiais dešimtmečiais buvo ištirtos medžiagos, galinčios iš skystos terpės pašalinti tam tikrų cheminių elementų jonus. Geriausiai ištobulintos filtruojančios medžiagos, skirtos Cs ir Co jonams pašalinti. Skystoms atliekoms tekant pro selektyvų jonų mainų filtrą jame kaupiasi radionuklidai. Tokiu būdu galima pakeisti didelį kiekį jonitinių dervų. Šis būdas yra daug efektyvesnis radionuklidų koncentravimo būdas už įprastinį jonų mainų metodą. Dėl to, kad filtrai sukaupia labai daug radionuklidų, šiuo metodu pavyksta pasiekti labai didelius savituosius aktyvumus. Todėl gali kilti problemų tvarkant panaudotus filtrus.

Tepalų filtravimas ir nusodinimas

Tepaluose esančios radioaktyvios medžiagos dažniausiai yra kietų dalelių pavidalo. Todėl taikant filtravimo ar nusodinimo įrenginius ir centrifugas šios dalelės gali būti atskiriamos, o išvalyti tepalai pakartotinai naudojami. Susidariusios antrinės atliekos yra toliau apdorojamos, pavyzdžiui, sudeginamos.

Įstiklinimas

Šiuo metu tai vienintelis metodas, taikomas didelio aktyvumo skystoms atliekoms sukietinti. Labai aktyvias atliekas būtina imobilizuoti taip, kad jos kietoje būsenoje išliktų stabilios daugelį tūkstantmečių. Terpe pasirinktas borosilikatinis stiklas. Didžioji dalis labai aktyvių atliekų susidaro perdirbant panaudotą kurą ir jos būna skysto pavidalo. Skystos atliekos pirmiausiai išgarinamos ir sausa liekana sumaišoma su išlydyto stiklo mase. Susidaręs mišinys supilamas į nerūdijančio plieno konteinerius (1 pav.). Masei atvėsus, konteineriai užvirinami. Taip apdorotas atliekas galima saugoti ir dėti į atliekynus. Metodas naudojamas visur, kur yra perdirbamas panaudotas kuras – Prancūzijoje, Japonijoje, Rusijoje, Didžiojoje Britanijoje, JAV.


1 pav. Konteineris su įstiklintomis labai radioaktyviomis atliekomis

Atliekų cementavimas

Iš visų skystų atliekų koncentratų sukietinimo būdų šiandien pirmenybė teikiama cementavimui. Tai paprastas, patikimas ir nebrangus metodas, plačiai taikytas pavojingoms ir toksinėms atliekoms apdoroti. Sukaupta didelė šio metodo taikymo patirtis – tai seniausias atliekų sukietinimo būdas. Naudojant specialiai parinktus cemento mišinius, atliekas galima imobilizuoti (2 pav.). Metodas tinka tiek kietoms atliekoms, tiek įvairių formų nuosėdoms ar skystų atliekų koncentratams apdoroti. Paprastai kietos atliekos patalpinamos į konteinerį ir užliejamos paruoštu cemento skiediniu. Kiek kitaip cementuojamos tyrės pavidalo atliekos: jos gali būti maišomos su cementu bei kitais priedais arba tiesiogiai konteineryje ar statinėje arba specialiai įrengtoje maišyklėje ir gautas reikiamos konsistencijos mišinys išpilamas į konteinerius ar statines. Pakuotės su monolitiniais atliekų blokais tinka saugoti, transportuoti ir laidoti. Neseniai šis metodas įdiegtas Ignalinos atominėje elektrinėje.

Cementuojant dažnai naudojami specialūs cementai (sulfatams atsparus cementas, šlako cementas) arba cemento priedai. Pavyzdžiui, ceolito, vermikulito, molio (bentonito) priemaišos gerina kai kurių katijoninės būsenos radionuklidų sulaikymą, o tam tikros organinės medžiagos – betono mišinio takumą ir sukietėjusios masės atsparumą vandeniui, formaldehidas stabdo organinių atliekų puvimą.

Cementavimas turi daug privalumų. Tai ekonomiškas sprendimas įvairių rūšių atliekoms sukietinti. Beveik visų rūšių atliekos gali būti arba sumaišytos su cemento mišiniu arba užlietos skiediniu. Sucementuotos atliekos yra atsparios aplinkos poveikiui ir labai gerai sulaiko kai kuriuos radionuklidus. Cemento mišiniams yra būdingos didelės pH vertės, o tokios sąlygos laiduoja labai mažą daugumos radionuklidų tirpumą ir mobilumą, stabdo mikrobiologinius procesus. Cementavimo procesas paprastas, vyksta įprastinėje temperatūroje, o technologija gerai patikrinta. Jo produktas yra nedegus ir termiškai, chemiškai ir biochemiškai stabilus.

Didžiausias trūkumas – cementavimo mišinyje atliekos gali sudaryti tik nedidelę mišinio dalį, todėl cementuojant padidėja atliekų tūris ir atitinkamai atliekų tolimesnio saugojimo ir dėjimo į atliekynus kaina. Be to, sucementuotos organinės jonų kaitos dervos tam tikromis sąlygomis gali išbrinkti ir pažeisti atliekų terpės vientisumą. Metodas nelabai tinka apdoroti organines atliekas ir atliekas, kuriose didelė druskų koncentracija. Didėjant druskų koncentracijai, mažėja cementavimo produkto mechaninis tvirtumas.

Cementavimo produktai nėra itin atsparūs vandens poveikiui, todėl šiuo būdu apdorotas atliekas būtina apsaugoti nuo drėgmės.


2 pav. Cementuotos radioaktyviosios atliekos

Bitumavimas

Atliekų maišymas su išlydytu bitumu (kaip ir cementavimas) yra dažnai naudojamas radionuklidų imobilizavimo būdas. Skystų atliekų koncentratų sukietinimas maišant su išlydytu bitumu yra vienas tradicinių metodų. Bitumuota masė yra vandenyje labai mažai tirpi ir labai mažai pralaidi, todėl labai gerai sulaiko radionuklidus. Tačiau kyla abejonių dėl bitumo terpės stabilumo. Kitas pavojus – bitumo degumas. Ypač nesaugu, kai bitumo terpė turi didelę druskų koncentraciją.

Polimerizavimas

Įvairūs polimerai (polietilenas, poliesteris, poliuretanas, epoksidinės dervos ir pan.) yra naudojami sukietinti garinimo koncentratus, panaudotas jonų pakaitos dervas, nuosėdas ir pelenus. Tinka tirpioms druskoms ar organinėms medžiagoms apdoroti. Šio metodo trūkumas yra tas, kad polimerizuotoje masėje būna nedidelė atliekų dalis. Kaip ir bitumuojant, tenka rūpintis priešgaisrine sauga.

Iš visų polimerų dažniausiai taikomi poliesteris ir epoksidinės dervos. Abiem atvejais procesas vyksta normalioje temperatūroje, naudojama palyginti paprasta įranga. Taip atliekos apdorojamos Japonijoje, Prancūzijoje, Indijoje, Šveicarijoje, Vokietijoje.

Deginimas

Didelė dalis branduolinėse elektrinėse susidarančių radioaktyviųjų atliekų yra degios. Daugelyje šalių (JAV, Belgijoje, Švedijoje, Japonijoje, Vokietijoje, Didžiojoje Britanijoje) šios atliekos yra sudeginamos. Iš visų tūrio mažinimo technologijų deginimas yra pats efektyviausias. Radioaktyviosios atliekos deginamos įrenginiuose, labai panašiuose į buitinių ir pramoninių atliekų deginimo įrenginius. Deginimo metodas gali būti taikomas tiek kietų (popierius, drabužiai, plastikai, guma, filtrai), tiek skystų atliekų (jonitinių dervų, tepalų) tūriams sumažinti. Deginant atliekų tūris sumažėja nuo 7 iki 100 kartų, priklausomai nuo atliekų sudėties ir priemaišų kiekio. Be pelenų deginant susidaro ir kitų antrinių radioaktyviųjų atliekų, visų pirma užterštų oro filtrų, o tai mažina deginimo efektyvumą.

Deginimas aukštoje temperatūroje

Tai yra patobulinta atliekų deginimo technologija, taikoma Japonijoje. Deginimo įrenginys turi galingą kaitinimo šaltinį, todėl pasiekiama 15000 0C temperatūra, todėl esant nedideliam nedegių priemaišų (pavyzdžiui, metalų) kiekiui, šios išsilydo. Metodą galima taikyti įvairių atliekų mišiniams apdoroti. Šiuo būdu degių atliekų tūrį pavyksta sumažinti 100 kartų. Deginant metalus, oro filtrus, šilumą izoliuojančias medžiagas tūris sumažinamas nuo 3 iki 5 kartų. Vienas šio metodo trūkumų yra tai, kad būtina sudėtinga ir patikima išleidžiamo oro valymo sistema.

Pelenų tvarkymas

Deginant atliekas radionuklidai koncentruojasi pelenuose. Pelenus, kurių aktyvumas itin didelis, būtina izoliuoti ypatingai patikimai. Gali būti taikomos įvairios terpės: cementas, keramika, stiklas, epoksidinės dervos, polimerinės matricos.

Taikant pelenų cementavimo technologiją, ypatingas dėmesys turi būti kreipiamas į tai, kad deginamose atliekose nebūtų aliuminio, nes šarminėje aplinkoje vyksta intensyvi reakcija kurios metu išsiskiria vandenilio dujų. Jeigu susidarančios dujos nesuspėtų pasišalinti, padidėjus slėgiui pakuotės viduje ar cementuotų atliekų porose, pakuotė gali suskilti.

Plastmasių lydymas

Polietileno, poliuretano ir kitų plastikų atliekos išlydomos 170-1800 0C temperatūroje standartinėse statinėse. Atliekų tūris sumažėja apie 20 kartų. Procesas efektyvus ir paprastas – vyksta santykinai neaukštoje temperatūroje.

Metalų lydymas

Perlydant metalo laužą, sumažėja užimamas tūris ir susidaro vientisi metalo blokai, kuriuos patogu saugoti ir dėti į atliekynus. Tūris sumažėja nuo 5 iki 20 kartų. Prieš lydant metalo laužas turi būti gerai išrūšiuotas; skirtingi metalai turi būti lydomi atskirai.

Egzistuoja keletas metalo lydymo variantų: indukcinis, plazmos lanko ir kiti. Proceso metu didžioji dalis lakių radionuklidų išgaruoja. Kita dali radionuklidų koncentruojasi šlako sluoksnyje. Taigi, metalo liejinio aktyvumas būna mažesnis už pradinį metalo laužo aktyvumą – metalas dalinai dezaktyvuojamas. Lydymo privalumai yra žymus atliekų tūrio sumažinimas, galimybė pakartotinai naudoti lydant išvalytą metalą.

Plazminis lydymas

Plazminis lydymas yra labai efektyvus metodas įvairioms atliekoms apdoroti. Plazminėje krosnyje pasiekiama 5000 0C temperatūra. Besisukančioje plazminėje krosnyje išlydytos atliekos išpilamos tiesiogiai į konteinerius, skirtus dėti į atliekyną. Galima apdoroti metalus, betoną, oro filtrus, asbestą, plastikus, jonitines dervas. Atliekų tūris sumažinamas 3-6 kartus. Tai labai brangus metodas, taikomas Japonijoje, Rusijoje, Šveicarijoje, JAV.

Presavimas

Tai paprastas, patikimas ir laiko patikrintas atliekų tūrio mažinimo būdas, kuris dažnai taikomas apdorojant įvairių rūšių kietas atliekas. Nedidelės jėgos (apie 5 tonų) atliekų presavimo įrenginių pagrindas yra hidraulinis arba pneumatinis presas, suslegiantis atliekas tinkamos formos konteineryje arba statinėje. Priklausomai nuo atliekų prigimties, atliekų tūrį paprastai pavyksta sumažinti nuo 3 iki 10 kartų.

Nedidelės jėgos presas dažnai taikomas įvairioms šiukšlėms presuoti, siekiant palengvinti jų transportavimą, saugojimą ar tolimesnį apdorojimą. Dažnai taip apdorotos atliekos pakartotinai presuojamos didelės jėgos presu.

Presavimas didelės jėgos presu

Taikant didelės jėgos (virš 500 tonų) presus, atliekos presuojamos patalpintos metalo statinėse (3 pav.). Metodas taikomas visų rūšių kietoms atliekoms. Tūris sumažinamas nuo 4 iki 10 kartų. Jeigu prieš naudojant tokį „superpresą“ atliekos suspaudžiamos nedidelės jėgos presu, tai tūris sumažėja apie 2 kartus.


3 pav. Atliekų presavimas didelės jėgos presu

Radioaktyvių atliekų kiekio mažinimas

Paprasčiausias būdas sumažinti radioaktyviųjų atliekų poveikį aplinkai ir jų tvarkymo bei laidojimo išlaidas yra atliekų kiekio mažinimas, kuris apima organizacinius, technologinius ir ekonominius aspektus.

Atliekų kiekį daugiausiai lemia branduolinio reaktoriaus tipas, galia, projekto ypatumai, eksploatavimo trukmė, atliekų tvarkymo strategija. Pats efektyviausias būdas sumažinti atliekų kiekį yra tinkami sprendimai planuojant ir projektuojant naujus branduolinius įrenginius. Tačiau ir vėlesnėse fazėse įmanoma, nors ir ne taip efektyviai, sumažinti atliekų kiekius pertvarkius gamybos procesą. Jį galima sumažinti ir organizacinėmis priemonėmis: taikant pažangią atliekų tvarkymo politiką (ekonomines priemones, pvz. mokesčius), keliant darbuotojų kvalifikaciją. Taip pat iš anksto planuojant branduolinės energetikos įrenginių eksploatavimo nutraukimo procesą.

Visos „gera praktika“ besivadovaujančios branduolinės energetikos įmonės yra įdiegę efektyvias radioaktyviųjų atliekų mažinimo programas. Įprastiniai veiksmai, leidžiantys sumažinti branduolinių objektų eksploatavimo atliekų kiekį:

  • kontroliuojamų zonų dydžių ribojimas (minimizuojant);
  • medžiagų pakartotinis naudojimas;
  • atliekų rūšiavimas - kontroliuojamose zonose būtina atliekas kruopščiai skirstyti į radioaktyvias ir neradioaktyvias ir eliminuoti skirtingų atliekų susimaišymo galimybę;
  • nuoseklus atliekų kiekio mažinimo filosofijos diegimas (atliekų kiekio mažinimo programos parengimas, modernių technologijų diegimas, reguliarūs darbuotojų mokymai, informacijos apie atliekų tvarkymo pasiekimus skleidimas).

Itin efektyvus būdas atliekų kiekiui sumažinti yra pakartotinis naudojimas. Pavyzdžiui, rekomenduojama naudoti tokią įrangą ir medžiagas, kurias galima naudoti kelis kartus, vietoje vienkartinių apsauginių drabužių naudoti daugkartinius, valomus arba skalbiamus. Radionuklidais užterštoje zonoje nereikėtų naudoti medienos, o ją pakeisti metalu ar plastikais, kuriuos nesunku dezaktyvuoti. Galima pakartotinai naudoti ne tik metalo atliekas, bet ir skysčius.

Didžioji dalis branduoliniuose objektuose susidarančių skystų atliekų nėra radioaktyvios. Todėl, jeigu radionuklidų kiekis neviršija nustatytų švarumo lygių, atliekos gali būti išleidžiamos į aplinką, neviršijant nustatytų apribojimų. Skystų ir kietų radioaktyviųjų atliekų kiekį sumažinti galima įdiegus atliekų pakartotinio naudojimo programą. Skysčiai branduolinėse elektrinėse gali būti naudojami kelis kartus – elektrinės reikmėms pakartotinai naudojamas išvalytas skalbyklos vanduo, dezaktyvavimo tirpalai bei regeneruotos jonų mainų dervos.

 

Labai mažai radioaktyvių atliekų tvarkymas ir dėjimas į atliekyną

Labai mažai radioaktyvios trumpaamžės atliekos nekelia didelio pavojaus, tačiau jas tvarkant reikia laikytis radiacinės saugos reikalavimų. Branduolinėse elektrinėse naudojamos įvairios medžiagos – metalas, mediena, popierius, betonas ir t.t. gali būti šios rūšies atliekos. Jos yra šalinamos dedant į žemės paviršiuje įrengtus atliekynus. Šis procesas gana paprastas: atliekos kraunamos į dėžes arba polietileno maišus, jie užpilami smėliu ir uždengiami vandens nepraleidžiančiu specialios medžiagos sluoksniu, o šis užpilamas natūraliu gruntu. Taip įrengtame atliekyne sudėtos atliekos nekels jokios grėsmės aplinkai ir žmonėms visą jų pavojingumo laikotarpį.


1 pav. Labai mažai radioaktyvių trumpaamžių atliekų tranšėjinis atliekynas

Lietuvoje tranšėjinis atliekynas įrengiamas Ignalinos AE teritorijoje.

 

Trumpaamžių mažai ir vidutiniškai radioaktyvių atliekų tvarkymas ir dėjimas į atliekynus

Į mažai radioaktyvių atliekų kategoriją dažniausiai patenka apsauginiai drabužiai, popierius, mediena, filtrai, panaudoti prietaisai, metalo laužas, betonas. Atliekų skleidžiama spinduliuotė nėra didelė, todėl jas galima apdoroti ir transportuoti be specialių ekranų. Šios atliekos paprastai laidojamos žemės paviršiuje įrengtuose atliekynuose, turinčiuose daugiabarjerę saugos sistemą, garantuojančią, kad atliekose esantys radionuklidai suskils pačiame atliekyne ir nepasklis aplinkoje.

Panaudotos jonų mainų dervos, skystų atliekų koncentratai, reaktorių komponentai, pelenai dažniausiai priskiriami vidutiniškai radioaktyvių atliekų kategorijai. Tačiau jų skleidžiama spinduliuotę yra daug stipresnė, todėl būtinos patikimos apsaugos priemonės – ekranai ar distanciniu būdu valdoma įranga. Šios atliekos paprastai laidojamos taip pat, kaip ir mažai radioaktyvios atliekos.

Paviršinis atliekynas – tai žemės paviršiuje įrengti gelžbetonio rūsiai, kuriuose sudėtos pakuotės su radioaktyviosiomis atliekomis, uždengti daugiasluoksniu, atspariu aplinkos poveikiui, apdangalu. Šis būdas yra visuotinai pripažintas ir naudojamas daugelyje valstybių. Prieš dėjimą į atliekyną atliekos apdorojamos ir supakuojamos.


1 pav. Mažai ir vidutiniškai radioaktyvių trumpaamžių atliekų paviršinis atliekynas

Paviršinio atliekyno Lietuvoje koncepcija parengta išnagrinėjus analogiškų atliekynų kitose šalyse (Japonijoje, Prancūzijoje, Ispanijoje, Slovakijoje) projektus ir eksploatavimo patirtį. Įvertinus jų privalumus ir trūkumus, Lietuvos gamtinių sąlygų ypatumus, atlikus poveikio aplinkai vertinimą, pasirinkta pilkapio tipo daugiabarjerė konstrukcija. Tai tokia konstrukcija, kai įrengiama vienas kitą papildančių natūralių ir dirbtinų barjerų sistema, kuri patikimai izoliuoja radioaktyviąsias atliekas ir apsaugo aplinką nuo galimos taršos. Lietuvoje paviršinis atliekynas bus statomas iš natūralių medžiagų, kurios yra patvarios ir ilgaamžės. Atliekų pakuotes, sukrautas gelžbetonio rūsiuose, dengs molio ir grunto sluoksniai. Gelžbetonis sulaiko radionuklidus ir apsaugo nuo žmonių ar gyvūnų įsibrovimo į atliekyno vidų. Molio ir grunto barjerai neleidžia drėgmei prasiskverbti iki rūsių. Planuojamasis atliekynas bus sudarytas iš atskirų sekcijų, lengvai pritaikomas mažesniam ar didesniam atliekų kiekiui.

Kraunant atliekas į gelžbetonio rūsį, jis bus uždengtas laikinu stogu. Po juo bus nuotoliniu būdu valdomas kranas, kuris perkels atvežtas atliekų pakuotes. Kai rūsys bus visiškai užpildytas ir užsandarintas, laikinas stogas bus perkeliamas prie kito rūsio. Užpildyti ir užsandarinti rūsiai bus uždengti molio ir grunto sluoksniais.

Nustatyta, kad taip įrengti atliekynai išlieka patvarūs visą trumpaamžių mažai ir vidutiniškai radioaktyvių atliekų pavojingumo laikotarpį.

Lietuvos Respublikos Vyriausybės nutarimu patvirtinta paviršinio atliekyno mažai ir vidutiniškai radioaktyvioms trumpaamžėms atliekoms laidoti vieta – Visagino savivaldybėje, Stabatiškėse, šalia Ignalinos AE. Ši vieta patvirtinta atsižvelgus į poveikio aplinkai vertinimo rezultatus, specialistų išvadas, kaimyninių šalių – Baltarusijos ir Latvijos – ekspertų argumentus ir pastabas.


2 pav. Ignalinos AE apylinkių žemėlapis.

red  Stabatiškės – mažo ir vidutinio aktyvumo trumpaamžių radioaktyviųjų atliekų atliekyno vieta.

 

Ilgaamžių radioaktyviųjų atliekų tvarkymas

Ilgaamžės radioaktyviosios atliekos – tai atliekos, savo sudėtyje turinčios radionuklidų, kurių pusėjimo trukmė ilgesnė nei 30 metų (235U, 238U, 226Ra, 239Pu, 63Ni, 14C, 36Cl, 129I...).

Ilgaamžės radioaktyviosios atliekos yra šios:

  • panaudotas branduolinis kuras;
  • metalinės reaktorių, kuro rinklių dalys ir valdymo strypai;
  • reaktoriuje panaudotas grafitas;
  • panaudoti jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniai.

Šiandien visuotinai pripažįstama, kad panaudoto branduolinis kuro ir kitų ilgaamžių didelio aktyvumo radioaktyviųjų atliekų dėjimas į atliekyną žemės gelmėse yra vienintelis aplinkosaugos požiūriu darnus ir saugus sprendimas. Dėjimas į atliekyną giluminiuose atliekynuose yra grindžiamas stabilios geologinės aplinkos panaudojimu. Radioaktyviosios atliekos apgaubiamos keletu vienas kitą sustiprinančių ir papildančių pasyvių barjerų. Atliekyno sauga išliktų pakankama, net jeigu viename iš barjerų atsirastų defektų arba jis neatitiktų numatytų funkcijų. Žmonių ir aplinkos saugą užtikrintų natūralūs barjerai – giliai slūgsančios uolienos kartu su dirbtiniais. Dirbtiniai barjerai taikomi prie atliekyno aplinkos sąlygų ir konstruojami taip, kad izoliuotų atliekyne laikomas radioaktyviąsias atliekas ir neleistų joms pasklisti, o atliekyną uždarius jo nereikėtų prižiūrėti.


1 pav. Giluminio atliekyno schema

Šiuo metu pasaulyje tėra vienintelis giluminis atliekynas – Amerikoje ilgaamžės transuraninės atliekos dedamos į eksperimentinį atliekyną, įrengtą akmens druskos kloduose. Panaudotas branduolinis kuras kol kas niekur nededamas į atliekynus. Visas panaudotas branduolinis kuras saugomas laikinose saugyklose, kurios būna „šlapio“ tipo (kuras laikomas vandens baseinuose) arba „sauso“ tipo (kuras laikomas specialiuose konteineriuose). Abu saugojimo būdai yra saugūs ir tam tikrą laiką nekelia pavojaus aplinkai. Ilgaamžių radioaktyviųjų atliekų tvarkymo srityje intensyviausiai dirbama JAV, Suomijoje, Švedijoje, Japonijoje, Prancūzijoje, Belgijoje, Šveicarijoje. Šiose valstybėse konstruojami dėjimo į atliekynus konteineriai ir statomos požeminės laboratorijos, kuriose tiriamos uolienų mechaninės ir cheminės savybės.


2 pav. Grimsel (Šveicarija) laboratorijos, kurioje atliekami tyrimai giluminiam atliekynui įrengti, tunelis

Kristalinis pamatas yra panaudotam branduoliniam kurui ir ilgaamžėms radioaktyviosioms atliekoms dėti į atliekyną pasaulyje geriausiai ištirta geologinė terpė. Papildomas šios aplinkos privalumas yra tai, kad ši geologinė formacija giliau ar mažiau giliai yra aptinkama visur. Lietuvoje esama tektoninių procesų mažai paveiktų gana didelių kristalinio pamato blokų, slūgsančių giluminiam atliekynui tinkamame gylyje. Tokie blokai yra perspektyvi vieta giluminiam atliekynui įrengti. Lietuvoje kristalinį pamatą dengia nuosėdinės uolienos, kurių storis kinta nuo 200-300 m Pietryčių Lietuvoje iki 2000 m Baltijos pajūryje. Taikant šiuolaikines technologijas įmanoma kristalinio pamato uolienose įrengti šachtas ir apie 500 m gylyje išgręžti 150-500 m ilgio tunelius, o į juos patalpinti konteinerius su panaudotu kuru. Visi tarpai tarp varinių kuro konteinerių ir uolienų būtų užpildomi specialiu vandeniui nelaidžiu moliu (bentonitu). Molingos uolienos irgi yra perspektyvi terpė, nes molis yra labai mažai laidus vandeniui ir pasižyminti sorbcinėmis savybėmis. Tačiau molis ne toks tvirtas ir mažiau stabilus negu kristalinio pamato uolienos, todėl molyje įrengti atliekyną būtų sudėtingiau negu kristalinio pamato uolienose. Lietuvoje ir kristalinį pamatą, ir perspektyvius molio klodus dengia įvairios kilmės ir savybių nuosėdinių uolienų storymė.

Ilgaamžių radioaktyviųjų atliekų tvarkymas Lietuvoje

Lietuvoje panaudotas branduolinis kuras saugomas „sauso“ tipo saugyklose Ignalinos AE teritorijoje, specialiuose konteineriuose. Šiuose konteineriuose laikyti atliekas saugu mažiausiai 50 metų. Per šį laikotarpį turi būti nuspręsta, kaip galutinai sutvarkyti ilgaamžes radioaktyviąsias atliekas.


3 pav. Ignalinos AE panaudotas branduolinis kuras saugomas specialiuose konteineriuose

Lietuvoje nagrinėjami keli panaudoto branduolinio kuro ir ilgaamžių radioaktyviųjų atliekų galutinio sutvarkymo būdai:

  1. Panaudoto branduolinio kuro padėjimas į atliekyną Lietuvos giluminiame atliekyne. Šis būdas laikomas pagrindiniu scenarijumi.
  2. Panaudoto branduolinio kuro padėjimas į atliekyną regioniniame giluminiame atliekyne. Norint įrengti tokį atliekyną, būtinas kelių šalių bendradarbiavimas.
  3. Pasinaudoti kitų valstybių techninėmis galimybėmis.

Strateginiai sprendimai dėl panaudoto branduolinio kuro ir kitų ilgaamžių atliekų tolesnio tvarkymo bus priimti atsižvelgus į gamtines, socialines ir ekonomines sąlygas bei politinius veiksnius.