¿Cuál es la masa y el volumen total de todos los desechos nucleares almacenados en el mundo?

Answer 1

Todas las máquinas generan residuos, y los reactores de fisión no son una excepción. Usted preguntó acerca de los desechos nucleares, que entiendo que significa desechos radiactivos. Todos estos desechos se descomponen a un estado estable después de un período de tiempo y se convierten en desechos normales. Esta descomposición es exponencial, por lo que si creamos Q pies cúbicos de desechos radiactivos nuevos cada año, la cantidad total existente se estabiliza rápidamente a un múltiplo constante de Q, que depende solo de la vida media del material. Por ejemplo, si la vida media es de un año, tenemos

inicio de año … inventario …
1 0Q
2 1Q
3 1.5Q
4 1.75Q

… Siempre es 1Q + 1/2 la cantidad existente previamente. Esto converge rápidamente a 2Q.

Entonces, ¿cuál es la vida media típica de los residuos nucleares? Aquí debemos considerar los tres tipos diferentes de materiales radiactivos producidos en reactores: actínidos, productos de fisión y desechos de bajo nivel.

Los actínidos suelen tener una vida media larga, pero no son residuos. Son combustibles que pueden separarse (reprocesarse) y quemarse. Esto se hace a escala industrial hoy, en Francia.

Los productos de fisión tienen una amplia gama de vidas medias. Muchos decaen a la estabilidad en segundos. Algunos se usan en medicina. Cs137 y Sr90, con vidas medias de 30 años, son responsables de la mayor parte de la radiotoxicidad de los productos de fisión. Por lo tanto, la cantidad acumulada constante de estos productos de fisión es aproximadamente 44 veces su producción anual. En todo el mundo, la energía térmica producida por la fisión fue de aproximadamente 2.765e10 GJ en 2009
http://www.world-nuclear.org/inf…
lo que significa que se crearon alrededor de 340 toneladas de productos de fisión
http://www.wolframalpha.com/inpu…
de los cuales alrededor del 6% era Cs137 y Sr90. Entonces 44 * 0.06 * 340 = 900 toneladas de estos productos de fisión radiotóxicos existentes en cualquier momento, suponiendo nuestra tasa de producción actual. Suficiente para llenar un cubo de 25 pies de lado.

Los desechos de bajo nivel incluyen elementos como piezas metálicas del reactor, ropa protectora, etc. que se vuelven radiactivos en el curso de la operación del reactor. La vida media típica de estos materiales es de 10 años, lo que lleva a una cantidad de equilibrio 15 veces la producción anual. Los Estados Unidos han eliminado recientemente alrededor de 3 millones de pies ^ 3 por año.
http://www.nrc.gov/waste/llw-dis…
(aunque esta fuente de 1992 da aproximadamente la mitad de eso
http://papers.ssrn.com/sol3/pape…)
Estos números incluyen desechos de cosas como la medicina nuclear, pero excluyen algunos desechos militares. Si estimamos 4 * 3M ft ^ 3 * 15, obtenemos 180M ft ^ 3 en todo el mundo.

Answer 2

Reciclaje de residuos nucleares y gestión: los reactores de agua a presión y los reactores de agua hirviendo exhiben la mayor demanda de gestión de residuos nucleares: avances tecnológicos NextGen, encuestas profesionales y tendencias futuras de la industria – 2024.

Los desechos de alto nivel (HLW) creados debido al uso de reactores nucleares se han identificado como un problema importante a nivel mundial. A diferencia de los desechos industriales, los riesgos asociados con los desechos nucleares, como su radioactividad, se debilitan con el tiempo. El combustible nuclear usado que queda después de haber pasado más de 3 años en reactores, generando calor para producir electricidad, es el HLW más significativo producido durante la generación nuclear. Por lo tanto, la mayoría de las estrategias de gestión de residuos nucleares están destinadas a la eliminación de residuos de alto nivel. Transparency Market Research (TMR) encuentra que HLW representó la participación dominante del 35,9% en el mercado mundial de gestión de residuos nucleares en 2016.

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El panorama de proveedores de este mercado es, por lo tanto, altamente competitivo, con compañías como Areva SA, Veolia Environment Services, Bechtel Corporation, US Ecology, Inc. y Augean Plc., Que emergen como los jugadores más destacados. Estas empresas exhiben una amplia cartera de servicios de gestión de residuos nucleares.

Answer 3

Respuesta corta: los desechos almacenados en los EE. UU. Son aproximadamente 60,000 toneladas (desechos de alto nivel). Tome eso y multiplíquelo por cuatro ya que EE. UU. Tiene 104 de las más de 400 plantas nucleares mundiales y obtenemos 240,000 toneladas. A través del NEI (lo siento, no hay enlace, se agregará más adelante), los desechos nucleares de los EE. UU. Se adaptarían a un campo de fútbol y tendrían aproximadamente 18 pies de altura (altura típica de las barras de combustible para un reactor de agua ligera). Entonces, con las dimensiones de un campo de fútbol de 160 pies por 360 pies con una altura de 18 pies, obtenemos 1,036,800 pies cúbicos. Multiplica por cuatro rendimientos 4,147,200 pies cúbicos. Por supuesto, esta es la respuesta corta y supone que todas las plantas del mundo han operado durante tanto tiempo como las de Estados Unidos, lo que por supuesto no es cierto. Ampliaré esta pregunta más tarde para poner este volumen en perspectiva.

Answer 4

El Instituto de Energía Nuclear dice:

“Combustible nuclear usado y desechos radiactivos de alto nivel;

Una planta de energía nuclear típica en un año genera 20 toneladas métricas de combustible nuclear usado. La industria nuclear genera un total de aproximadamente 2,300 toneladas métricas de combustible usado por año.

Durante las últimas cuatro décadas, toda la industria ha producido unas 62,500 toneladas métricas de combustible nuclear usado. Si los conjuntos de combustible usado se apilaran de extremo a extremo y de lado a lado, esto cubriría un campo de fútbol de aproximadamente siete yardas de profundidad “. La URL es http://www.nei.org/resourcesands …

Wikipedia nos cuenta lo siguiente sobre el desperdicio heredado del sistema de desarrollo de armas nucleares de los Estados Unidos;

Residuos heredados
Debido a las actividades históricas típicamente relacionadas con la industria del radio, la minería de uranio y los programas militares, existen numerosos sitios que contienen o están contaminados con radiactividad. Solo en los Estados Unidos, el Departamento de Energía afirma que hay “millones de galones de desechos radiactivos”, así como “miles de toneladas de combustible y material nuclear gastado” y también “enormes cantidades de suelo y agua contaminados”. [9] A pesar de las grandes cantidades de desechos, el DOE ha establecido el objetivo de limpiar con éxito todos los sitios actualmente contaminados para 2025. [9] El sitio de Fernald, Ohio, por ejemplo, tenía “31 millones de libras de producto de uranio”, “2.5 billones de libras de desechos”, “2.75 millones de yardas cúbicas de tierra y escombros contaminados”, y una “porción de 223 acres del Gran Acuífero subyacente de Miami tenía niveles de uranio superiores a los estándares para beber “. [9] Estados Unidos tiene al menos 108 sitios designados como áreas contaminadas e inutilizables, a veces muchos miles de acres. [9] [10] El DOE desea limpiar o mitigar muchos o todos para el año 2025, sin embargo, la tarea puede ser difícil y reconoce que algunos nunca pueden ser remediados por completo. En solo una de estas 108 designaciones más grandes, el Laboratorio Nacional Oak Ridge, había por ejemplo al menos “167 sitios conocidos de liberación de contaminantes” en una de las tres subdivisiones del sitio de 37,000 acres (150 km2). [9] Algunos de los sitios de EE. UU. Eran de naturaleza más pequeña, sin embargo, los problemas de limpieza eran más fáciles de abordar y el DOE había completado con éxito la limpieza, o al menos el cierre, de varios sitios. [9]
http://en.wikipedia.org/wiki/Rad …

Los rusos nunca estuvieron tan preocupados por las consecuencias de sus procesos industriales como lo estaba Occidente, por lo que se puede suponer que produjeron dos o tres veces más desperdicio que nosotros. Esto le da una idea, luego agrega los números que Scott Carleton da para la industria de la energía nuclear fuera de los EE. UU. Y obtiene una idea aún mejor de la enorme cantidad de desechos listos para su eliminación.