¿Dónde deben almacenarse los desechos nucleares y cómo debemos marcarlos?

Hii Rahul, El desperdicio de alto nivel más significativo de un reactor nuclear es el combustible nuclear usado que queda después de haber pasado unos tres años en el reactor generando calor para la electricidad. Los desechos de bajo nivel se componen de elementos levemente contaminados, como herramientas y ropa de trabajo de la operación de la central eléctrica, y constituyen la mayor parte de los desechos radiactivos. Los elementos desechados como desechos de nivel intermedio pueden incluir filtros usados, componentes de acero del interior del reactor y algunos efluentes del reprocesamiento.

Volumen

Contenido radiactivo

Residuos de alto nivel

3%

95%

Residuos de nivel intermedio

7%

4%

Residuos de bajo nivel

90%

1%

Generar suficiente electricidad para una persona produce solo 30 gramos de combustible usado cada año.

Los desechos de alto nivel generan solo el 3% del volumen total de desechos provenientes de la generación nuclear, pero contienen el 95% de la radiactividad que surge de la energía nuclear. Los desechos de bajo nivel representan el 90% del volumen total de desechos radiactivos, pero contienen solo el 1% de la radiactividad.

Manejo de combustible usado

El combustible nuclear usado es muy caliente y radiactivo. Se puede manipular y almacenar de forma segura siempre que se enfríe y los trabajadores de la planta estén protegidos de la radiación que produce un material denso como el hormigón o el acero, o unos pocos metros de agua.

El agua puede proporcionar convenientemente enfriamiento y protección, por lo que un reactor típico tendrá su combustible removido bajo el agua y transferido a una piscina de almacenamiento. Después de aproximadamente cinco años, se puede transferir a contenedores de concreto ventilado en seco, pero de lo contrario puede permanecer en la piscina de forma indefinida, generalmente por hasta 50 años.

Cerca de la central nuclear de Oskarshamn en Suecia hay una instalación llamada CLAB (primer plano). Almacena todo el combustible usado de las centrales nucleares suecas que han proporcionado más del 40% de la electricidad del país (SKB)

Dentro de CLAB, el combustible nuclear usado se almacena bajo el agua (SKB)

Actualmente, la mayoría del combustible usado no se recicla, pero el reprocesamiento del combustible usado para recuperar uranio y plutonio evita el desperdicio de un recurso valioso. La mayor parte del combustible usado, aproximadamente el 96%, es uranio, y hasta el 1% es plutonio, y el 3% restante son desechos de alto nivel. Tanto el uranio reprocesado como el plutonio se han reciclado en combustible nuevo. El plutonio mezclado con uranio en sus formas de óxido se conoce como combustible de óxido mixto (MOX).

Los desechos de alto nivel (ya sea como combustible usado después de 50 años de enfriamiento, o el 3% separado del combustible reprocesado) serán eliminados bajo tierra en depósitos geológicos.

Residuos intermedios y de bajo nivel.

Los desechos de nivel intermedio y bajo se eliminan más cerca de la superficie, en muchos depósitos establecidos. Los sitios de eliminación de desechos de bajo nivel están construidos específicamente, pero no son muy diferentes de los sitios de desechos municipales normales.

La energía nuclear no es la única industria que crea desechos radiactivos. Otras industrias incluyen medicina, investigación de partículas y espacio, petróleo y gas y minería, por nombrar solo algunas. Algunos de estos materiales no se producen dentro de un reactor, sino que son formas concentradas de material radiactivo natural.

Los desechos nucleares civiles de las centrales nucleares nunca han causado ningún daño, ni planteado un peligro ambiental, en más de 50 años de la industria de la energía nuclear. Su gestión y eliminación final es sencilla.

Depósito de desechos de nivel bajo e intermedio en Olkiluoto en Finlandia (Posiva)

Una característica de todos los desechos radiactivos que los distingue de la cantidad mucho mayor de otros desechos industriales tóxicos es que su radiactividad se descompone y disminuye progresivamente. Por ejemplo, después de 40 años, el combustible usado extraído de un reactor solo tiene una milésima parte de su radioactividad inicial restante, lo que hace que sea mucho más fácil de manejar y desechar.

Disposición

La categorización (alta, intermedia, baja) ayuda a determinar cómo se tratan los desechos y dónde terminan. Los desechos de alto nivel requieren protección y enfriamiento, los desechos de bajo nivel se pueden manejar fácilmente sin blindaje.

Todas las instalaciones de desechos radiactivos están diseñadas con numerosas capas de protección para garantizar que las personas permanezcan protegidas durante el tiempo que sea necesario para que la radiactividad se reduzca a niveles de fondo. Los desechos intermedios y de bajo nivel están enterrados cerca de la superficie. Para la eliminación de desechos de bajo nivel, no es muy diferente de un vertedero municipal normal. Los desechos de alto nivel pueden permanecer altamente radiactivos durante miles de años. Deben ser eliminados bajo tierra en instalaciones de ingeniería construidas en formaciones geológicas estables. Si bien actualmente no existen tales instalaciones para desechos de alto nivel, se ha demostrado su viabilidad y ahora hay varios países en proceso de diseño y construcción.

Si alguna consulta por favor comente o bandeja de entrada.

Sandeep Chatterjee

Supongo que la pregunta abarca los desechos radiactivos, así como los materiales nucleares no deseados. Algunos desechos tienen una vida corta, se permite su descomposición en un lugar seguro hasta que el nivel de radiactividad esté por debajo del nivel en el que se considera una amenaza para los humanos y el medio ambiente. Luego se libera para su eliminación como desecho no radiactivo.

Por ejemplo, los desechos de yodo radiactivo que contienen I-125, I-131 o I-132 pueden permanecer en reposo durante meses. Durante este tiempo, el nivel de radioactividad disminuirá, cuando se haya desvanecido puede eliminarse como residuo no radiactivo normal.

Algunos desechos radiactivos tienen un nivel de radiactividad tan bajo que se considera aceptable desecharlo con los desechos normales. Por ejemplo, los detectores de humo que contienen americio-241 se pueden mezclar con los desechos domésticos normales en el Reino Unido. Cuando revisé la regla por última vez, el límite era un detector de humo por cubo de basura. La forma de la fuente radiactiva en un detector de humo limitará en gran medida la propagación de la radiactividad del detector de humo.

Esta respuesta está limitada a los Estados Unidos. El tema es bastante complicado, así que aquí tengo algunas simplificaciones excesivas. No dude en sugerir mejoras a la respuesta.

Hay al menos cuatro clases de desechos nucleares en los EE. UU., Y no se manejan de la misma manera.

Residuos de alto nivel (HLW)
Esto es gastar combustible nuclear (SNF) y los desechos creados por el reprocesamiento de SNF. SNF es el combustible que se ha eliminado de un reactor nuclear cuando ya no se puede utilizar. También se llama combustible agotado, pero la mayor parte del uranio y el plutonio todavía está allí. Ya no se puede usar porque todos los productos de fisión (en los que se fisionan el uranio y el plutonio) absorben demasiados neutrones para que el combustible funcione de manera eficiente. En teoría, el SNF podría disolverse en ácido y el uranio y el plutonio útiles podrían eliminarse para su reutilización. Estados Unidos no hace esto porque 1) puede ser desviado para armas nucleares, 2) es muy desordenado, 3) el combustible de uranio nuevo es barato.

Actualmente todo el HLW se almacena para su disposición geológica. La mayor parte se encuentra en piscinas de agua para mantenerlo fresco, pero después de varios años se puede almacenar en seco. Finalmente, el HLW será reprocesado en combustible nuevo o enterrado en sitios geológicos estables. La ciencia de esto es sencilla pero la política parece ser insuperable (en los Estados Unidos).

Residuos transuránicos (TRU)
Se trata de residuos que tienen un número atómico superior al uranio, una vida media superior a 20 años y una actividad de al menos 100 nCi / g. Los militares disponen de los suyos en la planta piloto de aislamiento de residuos. El desperdicio civil está esperando una forma de deshacerse de él. Probablemente se eliminará con el HLW.

Residuos de bajo nivel (LLW)
Esto es un desperdicio que no es SNF, o del procesamiento de SNF, o TRU, etc. Básicamente, LLW es todo lo que no se ajusta a una definición más restrictiva. Este desecho se subclasifica como Clase A, Clase B o Clase C, dependiendo de su radiactividad (siendo A la más baja). Este desperdicio se está eliminando realmente. Está enterrado en el suelo en una de las cuatro instalaciones de LLW en los Estados Unidos. Cada instalación tiene reglas sobre qué tipo de desperdicio tomarán y de qué estados. Esto es muy político. Algunos estados no tienen un lugar para deshacerse de su LLW, por lo que solo lo almacenan.

Algunos LLW son mayores que la Clase C (GTCC). Este es un desperdicio que se define como LLW ya que no provino del procesamiento de combustible, pero excede la definición de desperdicio de Clase C. No hay forma legal de deshacerse de él. La suposición es que se aprobarán leyes para que pueda eliminarse con el HLW.

No incluí otros tipos en esta breve discusión:

  • Relaves de minas de uranio
  • Materiales radiactivos naturales (NORM)
  • Materiales radioactivos naturales mejorados tecnológicamente (TNORM)
  • Residuos mixtos (radiactivos y también peligrosos por otros motivos).
  • Etc.

Finalmente, algunos SNF pueden reprocesarse en combustible nuevo. Aparte de eso, todos los desechos radiactivos serán enterrados en el suelo.

Tenga en cuenta que la única forma en que los humanos manejan cualquier desperdicio es:

  • Reprocesar y / o reutilizar si es posible.
  • Dispersarse en el agua.
  • Dispersarse en el aire.
  • Enterrar en el suelo.

No hay otras opciones para residuos peligrosos de ningún tipo.

En cuanto a marcarlo, este tema ha sido estudiado por expertos gubernamentales y de la industria.

Un cántico para la montaña Yucca

Cómo comunicar los peligros de los desechos nucleares a las civilizaciones futuras.

Déjalo reposar un rato para que las cosas de corta duración se desvanezcan.

Conviértelo en cuentas de vidrio.

Ponga las cuentas de vidrio en algún lugar sensible.

Digamos que la sociedad se derrumba, finalmente llega el apocalipsis zombi, y la civilización pierde la noción de dónde enterramos los desechos.

¿El estacionamiento lleno de desechos nucleares ocupa un lugar destacado en su lista de preocupaciones? Hemos perdido 6 mil millones de personas por los zombis. ¿Te preocupa perder un par de cientos que tropiezan con los desechos y los usan para calentar sus cuevas?