X
تبلیغات
دکتر وقردوست
سایت بهداشت محیط ایران
بهداشت محیط و آب وفاضلاب و مواد زائد و کمپوست و بهداشت مواد غذایی

زباله های اتمی

از دیدگاه اژانس بین المللی انرژی اتمی :

موادی که شامل مواد رادیو اکتیو یا مواد آلوده شده با رادیو اکتیو در مقدار یا سطح اکتیویته بالاترازآنکه اجازه برخورد معمولی  با انها(داشته  باشیم) و همینطوراین که هیچ استفاده ای برای انها پیش بینی نشده باشد.


 

 

راد(مقدار اشعه دریافتی): راد واحدی است که دز جذب شده از پرتو گیری را بدون توجه به  ذایعات  بیولوژیکی نشان میدهد مقدارانرژی که صرف جابه جا کردن یک دین نیرو درفاصله یک سانتیمترمی شود.

 

رم: یک واحد واقعی زیست شناسی برای مبحث اثرات اشعه جذب شده در انسان.

 

گردش مواد رادیواکتیو در طبیعت
) زباله های تولید شده در نیروگاه های هسته ای)

این مواد همواره پس از دفع در زباله ها یا فاضلاب های شهری و صنعتی از طریق خاک و آب وارد آب های سطحی یا زیرزمینی شده و به طرق مختلف مورد استفاده  حیوانات و گیاهان قرار می گیرند. استفاده از گیاهان آلوده ومصرف شیر وگوشت حیواناتی که از طریق آب یا گیاه آلوده شده اند، موجب ورود این مواد به بدن انسان شده و عوارض بی شماری در محیط زیست به وجود می آورند. خطرآلودگی انسان به مواد رادیواکتیو از طریق آب در بسیاری از موارد مورد تایید قرارگرفته است. به حدی که دفع اینگونه مواد در آب دریاها واقیانوس ها ممنوع شده است.

 

هم اینک بیشترین مقدار زباله های هسته ای مربوط به تولید پلوتونیم است که برای تهیه بمبهای هسته ای در صنایع نظامی مورد استفاده قرار می گیرد. این زباله ها به حالت خمیری و یا سیال درمخازن مخصوص نگهداری می شوند.

 

روش های مختلفی که برای جامد کردن اینگونه زباله ها به کار می رود، عبارتند از :

خشک کردن ، شفاف یا کریستالی کردن آنها است.

 اهمیت سوخت هسته ای و سطوح مواد رادیواکتیو

در هر هشت مگاوات ساعت انرژی الکتریکی تولید شده در نیروگاه هسته ای، 30 گرم زباله رادیواکتیو به وجود می‌آید. برای تولید همین مقدار برق با استفاده از زغال سنگ پر کیفیت، هشت هزار کیلوگرم دی اکسید کربن تولید می‌شود که در دما و فشار جو، 3 استخر المپیک را پر می‌کند. می‌بینید حجم زباله های رادیواکتیو بسیار کمتر است، ولی خطر آنها به مراتب بیشتر است و مراقبت از آنها به مراتب بیشتر است و مراقبت از آنها ضرورتی تر و دشوارتر. زباله های رادیواکتیو براساس مقدار و نوع ماده رادیواکتیو به 3 گروه تقسیم می‌شوند:


Low-Level : زباله های سطح پایین از نوع بی خطرترین مواد رادیواکتیو هستند که مدت زمان بسیار کوتاهی توانایی تشعشع دارند. لباس کارکنان درگیر با این مواد، ابزار و تجهیزات کاری آنها، فیلترها و ... از این دسته مواد هستند. این نوع از زباله ها نیازی به محافظت های مخصوص (Shield کردن) ندارند، اما آنگونه هم نیستند که مانند زباله های عادی با آنها برخورد شود. آنها معمولآ سوزانده می شوند و در عمق کم دریا یا خشکی دفن می شوند.

Intermediate-Level : این دسته از زباله ها شامل موادی مانند پسابهای شیمایی، روکش فلزی سوختها و بسیاری از مواد زائد نیروگاههای اتمی هستند. این نوع مواد دارای عمر کوتاه تشعشع هستند اما لازم است که توسط پوشش های مخصوص محافظت یا Shield شوند، چرا که در عمر محدود خود تشعشع قابل توجه دارند، لذا این مواد را معمولآ در میان بلوک های بتون قرار می دهند و در مکانهای مخصوص انبار می کنند.

High-Level : از نمونه این نوع از زباله ها می توان دقیقآ به تفاله های سوخت هسته ای رآکتورها اشاره کرد، که شرایط نگهداری بسیار سخت تر و پر هزینه تری دارند. آنها باید با پوشش های مخصوص، محافظت یا Shield شوند و سپس در دماهای زیر صفر در انبارهایی در عمق حد اقل 1.5 کیلومتری زمین نگهداری شوند

مراحل مدیریت این ضایعات عبارتند از:

انبارداری موقتی
سوخت مصرف شده که از رآکتور خارج می‌شود، بسیار داغ و رادیواکتیو است و تشعشع و یونهای فراوانی را می‌تاباند. از این رو باید هم آن را سرد کرد و هم از تابیدن پرتوهای رادیواکتیو آن به محیط جلوگیری کرد. در کنار هر رآکتور، استخرهایی برای انبار کردن سوخت مصرف شده وجود دارد. این استخرها، مخزن هایی بتونی مسلح به لایه های فولاد زنگ نزن هستند که 8 متر عمق دارند و پر از آب هستند. آب هم میله های سوخت مصرف شده را خنک می‌کند و هم به عنوان پوششی حفاظتی در برابر تابش رادیواکتیو عمل می‌کند. به مرور زمان، شدت گرما و تابش رادیواکتیو کاهش می‌یابد، به طوری که پس از چهل سال، به یک هزارم مقدار اولیه ( زمانی که از رآکتور خارج شده بود ) می‌رسد.

بازفرآوری انبارنهایی
3 درصد سوخت مصرف شده در یک رآکتور آب سبک را ضایعات بسیار خطرناک رادیواکتیو است. این مواد را می‌توان با روش های شیمیایی از یکدیگر جدا کرد و اگر شرایط اقتصادی و قوانین حقوقی اجازه دهد، می‌توان سوخت مصرف شده را برای تهیه سوخت هسته ای جدید بازیافت کرد.
کارخانه هایی در فرانسه و انگلستان وجود دارند که مرحله بازفرآوری سوخت نیروگاههای کشورهای اروپای و ژاپن را انجام می‌دهند. البته این کار در ایالات متحده ممنوع است.
رایج ترین شیوه بازفرآوری، purex نام دارد که مخفف عبارت جداسازی اورانیوم و پلوتونیوم است. ابتدا میله های سوختی را از یکدیگر جدا می‌کنند و در اسید نیتریک حل می‌کنند؛ سپس با استفاده از مخلوطی از فسفات تری بوتیل و یک حلال هیدرو کربن، اورانیوم و پلوتونیوم مصرف نشده را جدا می‌کنند و به عنوان سوخت جدید به مراحل تهیه سوخت می‌فرستند..

مفهوم انهدام و ذخیره موقت از نظر سازمان جهانی

ضایعات هسته ای سطح بالا را پس از جدا سازی، حرارت می‌دهند تا به پودر تبدیل شود. پس از فرآیند که آهی کردن خوانده می‌شود، پودر را با شیشه مخلوط می‌کنند تا ضایعات را در محفظه ای محبوس کنند. این فرآیند شیشه سازی نام دارد. شیشه مایع برای ذخیره سازی درون محفظه هایی از جنس فولاد ضد زنگ قرار می‌گیرند و این محفظه‌ها را در منطقه ای پایدار ( از نظر جغرافیایی ) انبار می‌کنند. پس از یک هزار سال، شدت تابش های رادیواکتیو ضایعات هسته ای به مقدار طبیعی کاهش پیدا می‌کند. این نقطه تا به امروز، انتهای چرخه سوخت هسته ای است

طرق رفع الودگی:

خصوصیات  زباله های هسته ای هنگام دفع عبارت است از

1-هدایت گرمایی مناسب

2-مقاوم در برابر تجزیه های شیمیایی

3-جامد بودن

4-کنترل نشت و حداقل حلالیت در اب

5-کمترین حجم ممکن

6-مقاوم در برابر  ضربه و فشار

 

جمع آوری و حمل ونقل زباله های رادیو اکتیو

آژانس بین المللی انرژی اتمی پس مانده های رادیواکتیوجامد را درچهارگروه درجه بندی کرده

درجه 1- پس مانده هایی که پرتوزایی آنها از 2/0 راد در ساعت کمتر بوده و مولد اشعه های گاما و بتا هستند. این پس مانده ها بدون مقررات ویژه حمل و نقل قابل دفن هستند.

درجه 2- پس مانده هایی هستند که مواد رادیواکتیو آن از 2/0 تا 2 راد در ساعت بوده و بیشتر مولد اشعه های گاما و بتا هستند. برای حمل و نقل اینگونه پس مانده ها باید از ظروف مخصوصی که دارای حفاظ سیمانی یا سربی باشند، استفاده کرد.

درجه 3- پس مانده هایی هستند که اشعه گاما و بتا تولید می کنند و مقدار گاما آن قابل توجه نیست . شدت رادیواکتیو این مواد بیش از 2 راد درساعت است . حمل و نقل این مواد طبق مقررات ویژه بین المللی باید دقیقا رعایت شود. استفاده از ظروف حفاظ دار هنگام حمل ونقل و توجه خاصی در عدم وجود کوچکترین مخاطره ای برای موجودان زنده هنگام دفن یا پس از آن ، اساس  این تجربه را تشکیل می دهد. پیشنهاد دفن این مواد  در اعماق اقیانوس ها و کویرهای خشک و بی آب و علف که خود با بسیاری از مسائل زیست محیطی مواجه است هم اکنون به سختی مورد اعتراض واقع می شود. پرتاب این مواد به فضای خارج از کره زمین از طریق سفینه و موشک نیز راه حل دیگری بوده است که آن هم مسائل و مشکلات ویژه ای به وجود  آورده و غیر اصولی تلقی می شود.

درجه 4- این نوع پس مانده ها مولد اشعه آلفا هستند که دارای نیمه عمر های بسیار طولانی می باشند. پرتوسازی این مواد معمولابرحسب کوری در متر مکعب گزارش می شود.

روش های مختلف دفع زباله های اتمی

زباله های رادیواکتیو جامد به چند طریق زیر قابل دفع هستند:

1- ذخیره موقت مواد.

2- ذخیره نهایی مواد به شکلی که قابل دسترس می باشند.

3- دفع پسماندها در یخچالهای طبیعی(نظیر قطب شمال)

4- دفع پسماندها در دریاها و اقیانوسها(روش غیر مجاز)

5-دفع پسماندها در فضا (روش غیر مجاز)

 

روش های مختلف دفع زباله های اتمی

الف – ذخیره موقت مواد

ب – ذخیره نهایی مواد به شکلی که قابل دسترسی باشند

گرچه ذخیره دائم و دفع نهایی زباله های هسته ای از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است ، ولی معایبی نیز داراست که به شرح زیر خلاصه می گردد:

الف – عدم دسترسی به اینگونه مواد ، اگر پس از گذشت زمان ضرورت اجرای روش بهتر و پیشرفته تری احساس شود.

ب – عدم دسترسی به اینگونه مواد برای بازیافت برخی از مواد رادیواکتیو که احتمالا در آینده مورد استفاده دوباره بشر قرار خواهند گرفت.

. برای ذخیره کردن اینگونه زباله ها در آغاز ظروف استوانه ای استیل به قطر 30 و ارتفاع 300 سانتی متر استقرار یافته و به محل ارسال می گردند.

برای تبادل گرما، اطراف این محموله ها بایستی دارای هوای آزاد یا آب خنک باشد. در عملیات دفن محدوده مخازن حاوی مواد تا حدود 10 فوت با خاک پوشش داده شده و احتمالا با استفاده از گردش هوا در خلل و فرج خاک حرارت تولیدی از مواد را به خارج هدایت می کنند.

بهترین مناطقی که می توانند زباله های جامد هسته ای را در خود جای دهند به این شرح هستند:
 

نمک زارها به شکل بسترهای ضخیم.

سنگهای رسی حاصل از ته نشینی رس تحت فشار.

صخره های کریستالی بسیار سخت نظیر صخره های گرانیتی بوجود آمده در دمای زیاد.

منابع سنگهای آهکی و دولومیتی شکل گرفته تحت فشار.

 

دو روش عمده در ذخیره سازی دائم

روش اول – ذخیره دائم زباله های اتمی پس از دقت کافی در انتخاب محل و طبق ضوابط ویژه بهداشتی و ایمنی انجام می شود. در روش اول نخست چاهی به عمق حدود 3000 متر احداث می کنند، سپس وسایل و ابزار لازم را به قسمت های تحتانی چاه انتقال میدهند. پس از طی این مرحله کانال های متعدی به صورت افقی در جهت های مناسب به طول 1000 متر از عمق چاه نخست احداث کرده و به تدریج مخازن استوانه ای شکل را که حاوی مواد هسته ای بوده و بخوبی محافظت شده اند، در آنها قرار می دهند. در پایان تا ارتفاع 4/3این مخازن را از خاک پرمی کنندو 4/1 بقیه بسته به نوع پسماند با مواد حفاظتی ویژه پوشیده خواهند شد. بدین ترتیب ، عمل ایجاد چاه و بارگیری آنها یکی پس از دیگری با توجه به میزان زباله های تولیدی ادامه خواهد یافت.

روش دوم – این است که چاه هایی به عمق 6000 متر احداث می کنند و در حدود بیش از 2000 متراز آن را برای دفن زباله های هسته ای که در مخازن استوانه ای جاسازی می شوند، اختصاص می دهند. بقیه ارتفاع چاه با مواد حفاظتی ویژه که پیش از آن با توجه به نوع و میزان مواد رادیواکتیوبررسی شده باشند، پوشش داده شده و پر می شوند.

 

روش های دیگر:

دفع در یخچالهای قطب شمال                                                                                        لایه های یخ در قطب شمال از ضخامت بسیار خوبی برخوردار هستند. این مناطق به علت دوری از اجتماعات انسانی و عدم امکان اکتشاف ، اگرخارج از چهارچوب مناطق زلزله خیز باشند،محل مناسبی برای دفع زباله های هسته ای به شمار می روند. نقصان درجه حرارت تا حدود بسیار زیاد بر نقطه انجماد آب و هدایت گرمای مخازن از ویژگی های حسن انتخاب این مناطق است.

 

معایب دفع در یخچال:به طور مثال امکان حرکت ناپایدار یخ که ظرفیت پذیرش زباله را تعیین می کند و همچنین افزایش گرمای زمین را نباید دست کم گرفت. از طرف دیگر، در صورتی که سلول های نگهداری زباله آسیب ببینند امکان دارد زباله ها در سطح گسترده ای پراکنده شود که نکته بسیار مهمی است.

روش دفع در یخچال ها به دو صورت انجام می شود:

فرورفتن تدریجی در یخ

با احداث یک چاهک عمیق در یخ و قراردادن مخازن در داخل آن ، یخ های اطراف به ویژه مناطق تحتانی چاهک در اثر حرارت مخازن ذوب شده و محموله ها به طرف پایین می روند ودر اعماق لایه های یخ ته نشین می شوند. بدین ترتیت عملیات ته نشینی مخازن آنقدر ادامه خواهد یافت تا پس از 3 تا 5/4 کیلومتر از سطح یخ ظروف حاوی زباله های هسته ای که به سنگ های سخت زیرین برخورد می کنند متوقف شوند.

استفاده از کابل سیمی

مخزن حاوی زباله های هسته ای در حفره ای با ارتفاع مشخص قرار می گیرد و به وسیله کابل به قسمت های پایین لایه های ضخیم یخ فرستاده می شود تا ارتباط کاملی با مخازن حاوی مواد وجود داشته باشد. بدین ترتیب، حفاظت کاملی به وسیله سطوح مختلف لایه های یخ به وجود آمده و زباله های اتمی در محدوده مشخصی دفن و قابل کنترل خواهند بود. کاهش حرارت در این مرحله نیز از مزایای این روش است.دفن زباله های اتمی در اعماق اقیانوس ها یا خروج آنها از مدار زمین به وسیله آپولوها و دیگر امکانات موجود از روشهای دیگری محسوب می شوند که خوشبختانه اکنون ممنوع اعلام شده است.

 

در روش دیگری زباله ها را در یک مخزن زیرزمینی که در یک توده سنگ مناسب حفر شده است، قرار می دهند این توده سنگ باید یک سد نهایی در برابر مهاجرت زباله هسته ای از مخزن باشد، به نحوی که بتوان امکان ایجاد هرگونه شکاف در سیستم های نگهداری زباله را کاهش داد. بسیار بعید است که برای ذخیره کردن زباله هایی از این نوع از فلزهای خنثی که در برابر خوردگی مقاومت بالایی دارند مانند پلاتین و طلا استفاده شود، در نتیجه باید برای اطمینان به فلزات محافظ دیگر که دچار خوردگی می شوند، برنامه ریزی های لازم صورت گیرد. هم اکنون این روش در برخی از کشورهای اروپایی به ویژه آلمان مورد استفاده قرار می گیرد

 

 

ریختن زباله های هسته ای در بستر اقیانوس نیز مدنظر قرار گرفته است. زیرا تصور می شود که زباله در نهایت طی فرآیندهای فرورانش Sub duction می تواند به درون گوشته زمین انتقال یابد. از لحاظ نظری با ریختن این زباله ها در اقیانوس می توان این معضل را حل کرد ولی شناخت کافی در مورد وضعیت کلی رسوبات این ژرفناها وجود ندارد تا بتوان اطمینان داشت که این زباله ها به مرور زمان بیرون رانده نمی شوند، هرچند که پاکستانی ها از این روش استفاده کردند

 

 

روش دیگری که بررسی می شود دفع زباله های اتمی در فضا است به طوری که مواد پرتوزا در یک راکت قرار گرفته و به فضا فرستاده شود، تا بدین ترتیب این مشکل از زمین دور شود. این در حالی است که این روش بسیار پرهزینه و خطرناک است به طوری که اگر راکت در هنگام برخاستن از زمین منفجر شود فاجعه بزرگی رخ می دهد.

بهترین متد های موجود(جدیدترین) در برخی کشورها:

بهترین گزینه ای که توسط برخی از کشورها همچون آمریکا و بریتانیا و فرانسه مورد استفاده قرار می گیرد، دفع زباله در یک مخزن سنگی است. در این روش زباله را در یک مخزن در نزدیکی سطح زمین نگهداری می کنند تا امکان مراقبت بیشتری فراهم باشد. هرچند این روش به محافظت بیشتری نیاز دارد ولی با ایجاد تونل های کم عمق در کوه ها و بررسی های انجام شده، بسیار قابل اطمینان تر از دیگر روش ها است.براساس مقررات آژانس حفاظت از محیط زیست EPA مناطق دفع زباله های هسته ای باید توانایی قرنطینه و دور نگهداری زائدات هسته ای از محیط زیست را به مدت ۱۰ هزار سال داشته باشد، زیرا این مدت حداقل زمانی است که مواد هسته ای به صورت خطرناک باقی می مانند.       مثلا کنگره آمریکا، کوهستان یوکا واقع در ایالت «نوادا» را به عنوان مناسب ترین منطقه برای نگهداری زباله های هسته ای تعیین کرد، هر چند که دو منطقه دیگر واقع در ایالت های تگزاس و واشینگتن نیز محل دفع زباله های اتمی آمریکا است.

جدید ترین مطالب

جدیدترین مطالب سایت بهداشت محیط ایران

blogskin