آشنایی با زباله‌های هسته‌ای و خطرات آن


پوریا فیروزنژاد
در نیروگاه‌های هسته‌ای ضایعاتی تولید می‌شود که به دلیل حساسیت مضاعف زباله‌های رادیواکتیو، مدیریت پسماندهای هسته‌ای باید تحت قوانین و محدودیت‌های خاصی انجام شود. انرژی هسته‌ای با وجود آن که در حل بحران انرژی تاثیرگذار است؛ اما مشکلات جدیدی را پیش روی بشر قرار داده است. اکنون پس از گذشت نیم قرن از آغاز استفاده از انرژی هسته‌ای، ذخیره‌سازی نامناسب زباله‌ها هم‌چنان ادامه دارد و هنوز راه‌حل جدیدی برای رفع این معضل ارائه نشده است. این موضوع همواره مورد توجه دانشمندان و دولتمردان بوده است. در هر هشت مگاوات انرژی برق تولید شده در نیروگاه هسته‌ای 30 گرم زباله رادیواکتیو تولید می‌شود؛ البته برای تولید همین مقدار برق با استفاده از زغال سنگ با کیفیت، هشت هزار کیلوگرم دی اکسید کربن تولید می‌شود. بنابراین حجم زباله‌های رادیواکتیو بسیار کم‌تر است؛ اما به مراتب خطرناک‌‌تر هستند و مراقبت از آن‌ها ضرورتی‌تر و دشوارتر. زباله‌های رادیواکتیو را بر اساس مقدار و نوع ماده رادیواکتیو می‌توان به 3 گروه تقسیم کرد: الف ـ سطح پایین: لباس حفاظتی، لوازم، تجهیزات و فیلترهایی که حاوی مواد رادیواکتیو با عمر کوتاه هستند. این موارد نیازی به پوشش محافظتی ندارند و معمولا فشرده شده و سپس در چاله‌های کم عمق دفن شده و یا آتش زده می‌شوند. ب ـ سطح متوسط: پسمانده‌های شیمیایی، پوشش میله سوخت و مواد نیروگاه‌های برق هسته‌ای جزو زباله‌های سطح متوسط طبقه‌بندی می‌شوند. این دسته نیز عموما عمر کوتاهی داشته، ولی نیاز به پوشش محافظ دارند، این زباله‌ها را می‌تواند درون بتون قرار داد و در مخزن زباله‌ها گذاشت. ج ـ سطح بالا: همان سوخت مصرف شده راکتورها است و نیاز به پوشش محافظی و سردسازی دارند. ـ انبار کردن موقتی سوخت مصرف شده که از راکتور خارج می‌شود، ‌بسیار داغ و پرتوزا است و سطح تشعشع بالایی دارد. از این رو هم باید آن را سرد کرد و هم از تابیدن پرتوهای رادیواکتیو به آن محیط جلوگیری کرد. در کنار هر راکتور، استخرهایی برای انبارکردن سوخت مصرف شده وجود دارد. این استخرها، مخزن‌های بتونی مجهز به لایه‌های فولادی ضد زنگ هستند که 8 متر عمق دارند و پر از آب هستند. آب هم میله‌های سوخت مصرف شده را خنک می‌کند و هم به عنوان پوشش حفاظتی در برابر تابش رادیواکتیو عمل می‌کند، به مرور زمان شدت گرما و تابش رادیواکتیو کاهش می‌یابد، به طوری که پس از 40 سال به یک هزارم مقدار اولیه (زمانی که از راکتور خارج شده بود) می‌رسد.  باز فرآوری و انبار کردن نهایی ـ3 درصد سوخت مصرف شده در یک راکتور آب سبک، ضایعات بسیار خطرناک رادیواکتیو هستند. این مواد را می‌توان با روش‌های شیمیایی از یکدیگر جدا کرد و اگر شرایط اقتصادی و قوانین حقوقی اجازه دهد می‌توان سوخت مصرف شده را برای تولید سوخت هسته‌ای جدید بازیافت کرد. کارخانه‌هایی در فرانسه و انگلستان وجود دارند که مرحله باز فرآوری سوخت نیروگاه‌های کشورهای اروپایی و ژاپن را انجام می‌دهند. البته این کار در ایالات متحده ممنوع است. رایج‌ترین شیوه باز فرآوری، purex نام دارد که مخفف عبارت جداسازی اورانیوم و پلوتونیوم است، ‌در این روش ابتدا میله‌های سوختی را از یکدیگر جدا کرده و در اسید نیتریک حل می‌کنند. سپس با استفاده از مخلوطی از فسفات‌‌ترین بوتیل و یک حلال هیدروکربن، اورانیوم و پلوتونیوم مصرف نشده را جدا می‌کنند و به عنوان سوخت جدید به مراحل تهیه سوخت می‌فرستند. ضایعات هسته‌ای سطح بالا را پس از جداسازی، حرارت می‌دهند تا به پودر تبدیل شوند. سپس پودر را درون شیشه‌ای خاص قرار داده و حرارت می‌دهند. این فرآیند شیشه‌سازی نام دارد. شیشه مایع برای ذخیره‌سازی درون محفظه‌هایی از جنس فولاد ضد زنگ قرار می‌گیرد. این محفظه‌ها را در منطقه‌ای پایدار از نظر زمین‌شناسی انبار می‌کنند. پس از هزار سال، شدت تابش رادیواکتیو ضایعات هسته‌ای به مقدار طبیعی کاهش پیدا می‌کند. این نقطه تا امروز، انتهای چرخه سوخت هسته‌ای است. خطر عمده زباله‌های هسته‌ای آن است که نیمه‌عمر برخی عناصر، زمان فعال زباله‌های رادیواکتیو را به هزاران سال می‌رسانند. واپاشی رادیواکتیویته باید زمان خود را طی کند؛ حتی اگر هزاران سال طول بکشد. یکی از فرضیه‌هایی که برای حل این معضل مطرح می‌شود؛ دفع زباله‌های اتمی در فضا است به طوری که مواد پرتوزا درون یک راکت قرار بگیرد و به فضا فرستاده شود. این در حالی است که این روش بسیار پرهزینه و خطرناک است؛ چرا که اگر راکت به هنگام برخاستن از زمین منفجر شود؛ فاجعه بزرگی رخ خواهد داد. هم اکنون بهترین روشی که برای دفع زباله های رادیواکتیو توسط دانشمندان آمریکا بریتانیا و فرانسه مطرح شده است؛ دفع این زباله‌ها در مخزن سنگی است.

سه شنبه 26 دي 1396
05:13:42
 
 
Copyright © 2018 velaiatnews.com - All rights reserved
E-mail : info@velaiatnews.com - Power by Ghasedak ICT