پسمان هاي هسته اي

مقدمه:

مهمترين مسئله اي که امروزه فکر دست اندر کاران و متخصصين هسته اي در اين رشته و همچنين متخصصين محيط زيست را به خود مشغول داشته است،برخورد منطقي و علمي با پسمان هاي هسته اي مي  باشد.

پسمان پرتو زا موادي هستند که حاوي و يا آلوده به مواد پرتوزا در غلظت هاي مشخصي که هيچ گونه استفاده بعدي براي آنها در نظر گرفته نشده است و رفع آلودگي آنها،اقتصادي و مقرون به صرفه نباشد.

پسمان هاي هسته اي شامل موادي به ظاهر زايد و باقيمانده از انجام عمليات و آزمايشهاي گوناگون با مواد پرتو زا مي باشند.

تا اوايل دهه 1950 کشور آمريکا  که داراي مواد هسته اي قابل ملاحظه و پسمان زايي گسترده اي بوده است،از روش هاي رقيق سازي و يا پخش در هوا و گاهي دفن در قعر اقيانوس ها و بعضي دشت ها استفاده مي کرده است .از آن تاريخ به بعد تصميمات ديگري از جمله دفن در زير زمين هاي چند لايه اي مطرح شد و تکنولوژي پسمان ها در انجماد سازي و غيره به وجود آمده است و در اولين کنفرانس "بهره برداري صلح جويانه از انرژي اتمي" که در سال 1995 در ژنو برگزار گرديد استفاده از معادن متروکه براي خنثي کردن  پسمان هاي هسته اي مطرح شد.

 پسمانداري هسته اي جهان: 

با توجه به 575 راکتور هسته اي در جهان،مسئله پسمان هسته اي به يک معضل و تنگناي جهاني تبديل شده است. انرژي هسته اي منبع توليد الکتريسيته براي 31 کشور جهان است که فعلاً 17% انرژي جهان از اين طريق به دست مي آيد.چندين کشور به خصوص ژاپن،چين،روسيه در فکر گسترش برنامه ساخت نيروگاهاي هسته اي هستند.با اين حال ساير کشور ها مواد سمي توليد شده از انرژي هسته اي را مانعي بزرگ براي استفاده بيش از پيش از اين منبع مي دانند.آلمان،سوئد،بلژيک از کشور هايي هستند که براي انرژي هسته اي خود ضرب الاجل تعيين کرده اند.اين کشور ها چه در فکر توسعه انرژي هسته اي باشند و چه در فکر از کار اندازي نيرو گاههاي موجود،با مسئله هاي پسمان هاي هسته اي موجودمواجه هستند.

در کارخانه جات غني سازي اورانيم معمولاً فرآيند به صورت جريان متقابل مي باشد.بدين گونه که پسمان در هر مرحله،مراحل پايين  تر را تغذيه مي کندکه هم بازده کارخانه افزايش مي يابد و هم آبشاري به طور به طور افزايشي در ايجاد پسمان شکل مي گيرد که البته کليه مراحل اعم از مراحل غني کننده و فقير کننده در دو جهت متقابل،مصارف خاص خود را دارند.

بديهي است يکي از ويژگي هاي سوخت هسته اي نسبت به سوخت هاي ديگر،وجود مقدار زيادي از مواد قابل استفاده در سوخت مصرف شده پس از پايان يک دوره بهره برداري از آن است.به عنوان نمونه از اورانيوم با غناي 2تا 4%که ماده اصلي سوخت اکثر راکتور هاي قدرت را تشکيل مي دهد،تنها 1 تا 2% براي توليد انرژي،مورد استفاده قرار مي گيرد و بقيه آن به اضافه پلوتونيم و ايزوتوپ هاي قابل استفاده ديگر و پاره هاي شکافت در سوخت مصرفي باقي مي مانند.در فرايند باز فرآوري،اين عناصر و مواد جدا سازي اورانيم و پلوتونيم آن،دوباره به چرخه سوخت بازگردانده مي شوندکه آرايش پرتوزايي اين راديو نوکلوئيد ها و هسته هاي ويژه در اين پسمان ها محرز است. همچنين خطرات بحراني شدن مواد قابل شکافت در مخازن نيز وجود دارد و حسابرسي اين مواد اين معضل را چندين برابر مي سازد. لازم به ذکر است که مشکل اساسي در کليه مراحل،جلوگيري از نفوذ پرتو گاما است.

همانطور که در طراحي و ساخت غلاف ميله سوخت، نهايت دقت به عمل مي آيد تا امکان پخش پاره هاي شکافت به خنک کننده ها و محيط روي ندهد در طراحي پيمانگور ها نيز اين ترتيب بايد رعايت شود تا امکان عبور مواد پرتو زا به گذر گاه هاي جانبي وجود نداشته باشد.

 اثرات زيست محيطي پسمان ها:

اثرات زيست محيطي کلي پسمان ها ناشي از اندر کنش عوامل زير است:

-تکنولوژي

-فراواني

-جمعيت

-تأثيرات متقابل انها

تقسيم بندي پسمان هاي پرتو زا:

-پسمان سطح پايين(LLW)، کمتر از 0.1 کوري بر متر مکعب A<0.1 ci.m-3

- پسمان سطح متوسط(ILW)، بين 0.1 تا 10000 کوري بر متر مکعب

 - پسمان سطح  بالا (HLW)، بزرگتر از 10000 کوري بر متر مکعب،    A<104  ci.m-3

استحاله  پسمان :

استحاله به معني تبديل يک عنصر به ديگري و الحاق يک ايزوتوپ به ديگري است.فرايند فيزيکي اصلي که باعث استحاله ميشود شکافت هسته اي نام دارد.

روش متداول آزمايش پسمان هاي مايع:

-تصفيه و سانتريفيوژ

-تبادل يوني

-تبخير کردن

-رسوب گيري

-اسمز کردن

-جذب

-تزريق در لايه هاي زمين

مشکلات بين المللي پسمان هاي  هسته اي

- عدم وجود موقعيت مناسب زمين شناسي براي دفن پسمان ها

- نداشتن حمايت مالي و اقتصادي کافي

- نبود نيروي انساني ماهر براي نگهداري پسمان ها

 معيار هاي انتخاب محل:

- تاريخچه پايداري زمين شناسي

- وضعيت تکتونيکي

- وضعيت منطقه از لحاظ آتشفشاني بودن

- سطح آبهاي زير زميني و وضعيت مناطق عبور

- وضعيت لايه بندي و سطوح تماس لايه هاي زمين شناسي در محيط اطراف

- خواص شکاف هاي بسته شده و تاريخچه آنها

- خواص شکاف هاي پر شده و تاريخچه آنها

- خواص و تاريخچه دگر گوني سنگ،شيمي سنگ وقابليت جريان سيال در آن

- ميدان فشار سيال در محيط

- ميدان تنش و حرارت در سنگ

- وضعيت توپو گرافي منطقه

- وضعيت و پرا کنش خاک در منطقه

- آب و هواهاي اقليمي منطقه و تغييرات آن

- شناخت آبهاي سطحي و بيو لوژي زميني وآبي

- معيار هاي اقتصادي،سياسي وفرهنگي منطقه

- ميزان بارندگي

- حيات وحش و پوشش گياهي منطقه

- شناخت درز ها و شکاف ها

- ژئو شيمي محيط

- فاصله از مناطق مسکوني و مردم

- دسترسي به راههاي ارتباطي

- دسترسي به امکانات جهت احداث محل دفن و تهيه ما يحتاج سايت