پسمان های هسته ای
مقدمه:
مهمترین مسئله ای که امروزه فکر دست اندر کاران و متخصصین هسته ای در این رشته و همچنین متخصصین محیط زیست را به خود مشغول داشته است،برخورد منطقی و علمی با پسمان های هسته ای می باشد.
پسمان پرتو زا موادی هستند که حاوی و یا آلوده به مواد پرتوزا در غلظت های مشخصی که هیچ گونه استفاده بعدی برای آنها در نظر گرفته نشده است و رفع آلودگی آنها،اقتصادی و مقرون به صرفه نباشد.
پسمان های هسته ای شامل موادی به ظاهر زاید و باقیمانده از انجام عملیات و آزمایشهای گوناگون با مواد پرتو زا می باشند.
تا اوایل دهه 1950 کشور آمریکا که دارای مواد هسته ای قابل ملاحظه و پسمان زایی گسترده ای بوده است،از روش های رقیق سازی و یا پخش در هوا و گاهی دفن در قعر اقیانوس ها و بعضی دشت ها استفاده می کرده است .از آن تاریخ به بعد تصمیمات دیگری از جمله دفن در زیر زمین های چند لایه ای مطرح شد و تکنولوژی پسمان ها در انجماد سازی و غیره به وجود آمده است و در اولین کنفرانس "بهره برداری صلح جویانه از انرژی اتمی" که در سال 1995 در ژنو برگزار گردید استفاده از معادن متروکه برای خنثی کردن پسمان های هسته ای مطرح شد.
پسمانداری هسته ای جهان:
با توجه به 575 راکتور هسته ای در جهان،مسئله پسمان هسته ای به یک معضل و تنگنای جهانی تبدیل شده است. انرژی هسته ای منبع تولید الکتریسیته برای 31 کشور جهان است که فعلاً 17% انرژی جهان از این طریق به دست می آید.چندین کشور به خصوص ژاپن،چین،روسیه در فکر گسترش برنامه ساخت نیروگاهای هسته ای هستند.با این حال سایر کشور ها مواد سمی تولید شده از انرژی هسته ای را مانعی بزرگ برای استفاده بیش از پیش از این منبع می دانند.آلمان،سوئد،بلژیک از کشور هایی هستند که برای انرژی هسته ای خود ضرب الاجل تعیین کرده اند.این کشور ها چه در فکر توسعه انرژی هسته ای باشند و چه در فکر از کار اندازی نیرو گاههای موجود،با مسئله های پسمان های هسته ای موجودمواجه هستند.
در کارخانه جات غنی سازی اورانیم معمولاً فرآیند به صورت جریان متقابل می باشد.بدین گونه که پسمان در هر مرحله،مراحل پایین تر را تغذیه می کندکه هم بازده کارخانه افزایش می یابد و هم آبشاری به طور به طور افزایشی در ایجاد پسمان شکل می گیرد که البته کلیه مراحل اعم از مراحل غنی کننده و فقیر کننده در دو جهت متقابل،مصارف خاص خود را دارند.
بدیهی است یکی از ویژگی های سوخت هسته ای نسبت به سوخت های دیگر،وجود مقدار زیادی از مواد قابل استفاده در سوخت مصرف شده پس از پایان یک دوره بهره برداری از آن است.به عنوان نمونه از اورانیوم با غنای 2تا 4%که ماده اصلی سوخت اکثر راکتور های قدرت را تشکیل می دهد،تنها 1 تا 2% برای تولید انرژی،مورد استفاده قرار می گیرد و بقیه آن به اضافه پلوتونیم و ایزوتوپ های قابل استفاده دیگر و پاره های شکافت در سوخت مصرفی باقی می مانند.در فرایند باز فرآوری،این عناصر و مواد جدا سازی اورانیم و پلوتونیم آن،دوباره به چرخه سوخت بازگردانده می شوندکه آرایش پرتوزایی این رادیو نوکلوئید ها و هسته های ویژه در این پسمان ها محرز است. همچنین خطرات بحرانی شدن مواد قابل شکافت در مخازن نیز وجود دارد و حسابرسی این مواد این معضل را چندین برابر می سازد. لازم به ذکر است که مشکل اساسی در کلیه مراحل،جلوگیری از نفوذ پرتو گاما است.
همانطور که در طراحی و ساخت غلاف میله سوخت، نهایت دقت به عمل می آید تا امکان پخش پاره های شکافت به خنک کننده ها و محیط روی ندهد در طراحی پیمانگور ها نیز این ترتیب باید رعایت شود تا امکان عبور مواد پرتو زا به گذر گاه های جانبی وجود نداشته باشد.
اثرات زیست محیطی پسمان ها:
اثرات زیست محیطی کلی پسمان ها ناشی از اندر کنش عوامل زیر است:
-تکنولوژی
-فراوانی
-جمعیت
-تأثیرات متقابل انها
تقسیم بندی پسمان های پرتو زا:
-پسمان سطح پایین(LLW)، کمتر از 0.1 کوری بر متر مکعب A<0.1 ci.m-3
- پسمان سطح متوسط(ILW)، بین 0.1 تا 10000 کوری بر متر مکعب
- پسمان سطح بالا (HLW)، بزرگتر از 10000 کوری بر متر مکعب، A<104 ci.m-3
استحاله پسمان :
استحاله به معنی تبدیل یک عنصر به دیگری و الحاق یک ایزوتوپ به دیگری است.فرایند فیزیکی اصلی که باعث استحاله میشود شکافت هسته ای نام دارد.
روش متداول آزمایش پسمان های مایع:
-تصفیه و سانتریفیوژ
-تبادل یونی
-تبخیر کردن
-رسوب گیری
-اسمز کردن
-جذب
-تزریق در لایه های زمین
مشکلات بین المللی پسمان های هسته ای
- عدم وجود موقعیت مناسب زمین شناسی برای دفن پسمان ها
- نداشتن حمایت مالی و اقتصادی کافی
- نبود نیروی انسانی ماهر برای نگهداری پسمان ها
معیار های انتخاب محل:
- تاریخچه پایداری زمین شناسی
- وضعیت تکتونیکی
- وضعیت منطقه از لحاظ آتشفشانی بودن
- سطح آبهای زیر زمینی و وضعیت مناطق عبور
- وضعیت لایه بندی و سطوح تماس لایه های زمین شناسی در محیط اطراف
- خواص شکاف های بسته شده و تاریخچه آنها
- خواص شکاف های پر شده و تاریخچه آنها
- خواص و تاریخچه دگر گونی سنگ،شیمی سنگ وقابلیت جریان سیال در آن
- میدان فشار سیال در محیط
- میدان تنش و حرارت در سنگ
- وضعیت توپو گرافی منطقه
- وضعیت و پرا کنش خاک در منطقه
- آب و هواهای اقلیمی منطقه و تغییرات آن
- شناخت آبهای سطحی و بیو لوژی زمینی وآبی
- معیار های اقتصادی،سیاسی وفرهنگی منطقه
- میزان بارندگی
- حیات وحش و پوشش گیاهی منطقه
- شناخت درز ها و شکاف ها
- ژئو شیمی محیط
- فاصله از مناطق مسکونی و مردم
- دسترسی به راههای ارتباطی
- دسترسی به امکانات جهت احداث محل دفن و تهیه ما یحتاج سایت
نویسنده: مژده اصولی
