Poznaj atom

Czy zużyte paliwo można poddać recyklingowi?

Poniedziałek 12 marca 2012

Przemysł jądrowy jako jedyny bierze pełną odpowiedzialność za swoje odpady. Aż 96 proc. masy wypalonego paliwa jądrowego można poddać recyklingowi, pozostałe 4 proc. zatapia się w szkle i przechowuje się w szczelnych betonowych składowiskach. Na świecie działa obecnie 5 dużych zakładów prowadzących tego typu działalność, w Wielkiej Brytanii, Francji, Japonii, Rosji i Indiach. Ponadto, budowa tego typu zakładów (a właściwie reaktywacja działających w przeszłości) jest rozważana w USA.

Pierwiastki promieniotwórcze towarzyszą nam na każdym kroku, znajdują się np. w pokarmach które spożywamy - jednak ich ilość i aktywność są małe i nie stanowią zagrożenia dla zdrowia. Natomiast odpady promieniotwórcze to substancje, które posiadają w swoim składzie izotopy promieniotwórcze w ilości i o aktywności, które są groźne dla zdrowia. Zalicza się do nich m.in. wypalone paliwo jądrowe, które wstępnie klasyfikuje się jako odpady wysokoaktywne. Paliwo jądrowe nie ulega procesowi spalania (czyli utleniania) w reaktorach, jak np. benzyna w silnikach samochodowych. "Wypalanie" paliwa jądrowego oznacza wykorzystywanie go w reaktorach do przeprowadzania reakcji rozszczepień jąder atomowych, aż do momentu, kiedy zabraknie jąder nadających się do rozszczepienia przy użyciu obecnych technologii (w praktyce nie wszystko da się rozszczepić – współcześnie nie ma możliwości dopalenia paliwa w całości, zawsze pozostają jakieś „resztki”. Jednak pracę poprawiające wydajność wypalania trwają).

Istnieją dwie możliwości postępowania z wypalonym paliwem – recykling (ponowny przerób) lub wysłanie do głębokiego składowiska geologicznego. Pierwsza możliwość jest w tej chwili relatywnie droga, jednak uzasadniona z punktu widzenia ekologii. Pozwala zmniejszyć o 95% objętość i zredukować radiotoksyczność odpadów kierowanych do składowiska ostatecznego. Metoda odzysku pozwala też znacznie ograniczyć zapotrzebowanie na uran. Druga opcja jest tańsza, ale bardziej uciążliwa dla środowiska i mniej racjonalna z punktu widzenia gospodarki surowcami.

Opisując recykling zużytego paliwa jądrowego należy w pierwszej kolejności przedstawić etapy przerobu paliwa. Ten dosyć złożony proces składa się z następujących faz: cięcie (rozdzielenie prętów paliwowych na tzw. łuski), rozpuszczanie z wykorzystaniem kwasu azotowego, ekstrakcja przy użyciu rozpuszczalnika (umożliwia rozdzielenie i oczyszczenie uranu i plutonu) i na ostatnim etapie zeszklenie i kondycjonowanie odpadów promieniotwórczych wraz
z przechowywaniem pojemników z odpadami.

Proces recyklingu odpadów polega na fizycznym i chemicznym oddzieleniu elementów nadających się do ponownego wykorzystania. Są to uran (a dokładniej uran z przerobu lub zubożonego, który najpierw jest przechowywany w postaci płynnej, a później przerabia się go w oktatlenek triuranu), pluton, główne źródła radiotoksyczności i odpady promieniotwórcze (produkty rozszczepienia, aktynowce mniejsze, odpady ze struktur metalicznych). Z uzyskanego plutonu (tlenek w postaci proszku) uzyskuje się specjalne paliwo typu MOX (Mixed Oxyde Fuel). W przypadku uranu zubożonego, którego część składuje się tymczasowo jako zapas, jest on wykorzystany do produkcji nowego paliwa jądrowego (przetworzonego uranu wzbogaconego).

Przyjmuje się, że z każdych 2,5 t wypalonego paliwa można odzyskać około 28 kg plutonu, w którym znajduje się około 65% izotopów rozszczepialnych plutonu -ponieważ ogólnie pojęty „pluton” jest tak naprawdę mieszaniną różnych izotopów, z których nie wszystkie są rozszczepialne. Pozostałą część wypalonego paliwa (4% pierwotnej masy, na którą składają się produkty rozszczepienia i transuranowce z wyjątkiem plutonu) poddaje się procesowi zeszkliwienia i wysyła do składowiska.

Facebook