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Abgebrannten Kernbrennstoff Pool

Storage Center El Cabril,
Spanien

Radioaktiver Abfall

Radioaktiver Abfall

Eines der Hauptprobleme bei der Nutzung der Kernenergie ist die Entsorgung von Atommüll, da diese sehr gefährlich und schwer zu beseitigen sind.

Radioaktive Abfälle sind Stoffe, die aus der friedlichen Nutzung der Kernenergie stammen und radioaktive Isotope enthalten, für die keine Wiederverwendung zu erwarten ist. Die Abfälle abgebrannter Kernbrennstoffe aus der Kernspaltung im Kern des Kernspaltungsreaktors stellen die bekannteste Form radioaktiver Abfälle dar und gehören aufgrund ihrer langen Lebensdauer in der Umwelt zu den am schwierigsten zu handhabenden. aber auch andere menschliche Aktivitäten führen zur Erzeugung dieser Art von Abfällen (zum Beispiel Medizin, Forschung, industrielle Anwendungen ...).

In der Geschichte der Industrie wurden viele Abfälle aus Produktionsprozessen erst viele Jahre nach ihrem Auftreten als giftig für den Menschen oder als umweltgefährdend eingestuft, und manchmal erst, nachdem Umwelt- oder Gesundheitsnotfälle erforderlich waren. die öffentliche Meinung zu beunruhigen, auf die Verabschiedung spezifischer restriktiver Gesetze oder effektiverer Eliminierungsverfahren zu drängen.

Im Vergleich zu diesem Rahmen wurden die potenziellen Risiken durch Verschwendung von Kernenergie sofort erkannt und aus diesem Grund wurden bereits bei der Entwicklung der ersten kommerziellen Kernkraftwerke Komplettlösungen für die Abfallbehandlung erdacht und umgesetzt. Viel früher, am Ende des Wirtschaftsbooms, war die Bevölkerung der Industrieländer alarmierter und misstrauischer gegenüber diesen Themen.

Herkunft des Atommülls

Kernkraftwerke sind wichtige Quellen radioaktiver Abfälle. Abgebrannter Kernbrennstoff enthält große Mengen an radioaktivem Uran, Plutonium, Cäsium und vielen anderen Isotopen, für die es keine Anwendungen gibt. Bei der Demontage eines Kernkraftwerks werden große Mengen an Baustoffen, Rohren usw. freigesetzt. Sie sind stark radioaktiv.

Nuklearmedizin erzeugt auch AtommüllKernkraftwerke sind jedoch nicht die einzigen Anlagen, die Atommüll erzeugen. Nuklearmedizin, Strahlentherapie und Brachytherapie in Krankenhäusern erzeugen eine breite Palette von leicht radioaktiven Abfällen. Zahlreiche Industrien wie die Ölindustrie und bestimmte Forschungszentren produzieren ebenfalls leichte radioaktive Abfälle. Bei der Entwicklung von Atomwaffen wird neben wiederverwendbarem Kernbrennstoff auch radioaktives Material freigesetzt, das überhaupt nicht verwendet werden kann. Radioaktive Abfälle fallen auch bei der Gewinnung und Verarbeitung von Kernbrennstoffen an. Schließlich liefert die radioaktive Abfall verarbeitende Industrie auch radioaktive Abfälle.

Abfälle können ganz anderer Natur sein. Feststoffe sind beispielsweise abgebrannte Brennstäbe, Filter, Werkzeuge, kontaminierter Boden und Kleidung, aber auch Flüssigkeiten wie Kühlwasser oder Lösungsmittel, die radioaktive Substanzen enthalten. Grundsätzlich wird jede Form von Abfall, die radioaktiv kontaminiert ist, als radioaktiver Abfall eingestuft.

Europäische Einstufung von Atommüll

AtommüllDa nicht alle Länder dieselbe Klassifikation verwenden, hat die Europäische Kommission Vereinheitlichungskriterien empfohlen, für die sie die folgende Klassifikation mit Wirkung zum 1. Januar 2002 vorschlägt:

Übergangsnuklearabfall: Abfall, hauptsächlich medizinischen Ursprungs, der während der vorübergehenden Lagerung zerfällt und dann als nicht radioaktiver Abfall entsorgt werden kann.

Atommüll mit geringer und mittlerer Aktivität: Die Konzentration in Radionukliden ist so bemessen, dass während der Evakuierung nur ausreichend Wärmeenergie entsteht. Sie werden auch als kurzlebige Reste klassifiziert, die Nukleide mit einer Halbwertszeit von höchstens 30 Jahren und einer begrenzten Konzentration an langlebigen Alpha-Radionukliden enthalten, sowie als langlebige Reste mit Radionukliden und einem Alpha-emittierenden Leben lang, dessen Konzentration über den Grenzwerten für kurzlebige Abfälle liegt.

Hochaktive nukleare Abfälle: Abfälle mit einer solchen Konzentration an Radionukliden, dass die thermische Erzeugung bei der Lagerung und Entsorgung berücksichtigt werden muss. Diese Art von Abfall fällt hauptsächlich bei der Behandlung und Konditionierung abgebrannter Brennelemente an.

Atommüll mittlerer und geringer Aktivität

Atommüll mittlerer Konzentration wird durch Radionuklide erzeugt, die bei der Spaltung (die derzeit in Kernkraftwerken verwendet wird) in geringen Mengen freigesetzt werden, die weit unter den für die Sicherheit und den Schutz von Menschen als gefährlich geltenden Mengen liegen.

Bei einer Behandlung werden die in diesen Nebenprodukten enthaltenen radioaktiven Elemente abgetrennt und die entstehenden Rückstände in Stahlfässern abgelagert, die sie mit Teer, Harzen oder Zement verfestigen.

Atommüll mit geringer radioaktiver Aktivität (Kleidung, Werkzeuge usw.) wird gepresst und mit Beton zu einem festen Block vermischt. Wie im vorigen Fall werden diese auch in Stahlfässern eingeführt.

Hochaktiver nuklearer Abfall

Sobald der Brennstoff in einem Kernkraftwerk verbraucht ist, wird er aus dem Reaktor entnommen und in einem Wasserbecken aus Beton- und Edelstahlwänden innerhalb der Anlage zwischengelagert, um eine Strahlungsbarriere zu schaffen und Leckagen zu verhindern.

Zwar können diese Becken durch einen Vorgang namens „Umpacken“ erweitert werden, doch sehen die neuesten allgemeinen Abfallpläne den Bau von temporären Trockenlagern im Kernkraftwerk selbst vor. Dies wäre eine Ergänzung zu den Pools im Zwischenschritt, bis ein endgültiger Standort festgelegt ist.

Untersuchungen zur endgültigen Lagerung werden in zahlreichen Ländern durchgeführt, von denen einige, wie Finnland und die USA, sehr wichtige Schritte für den Bau und die Inbetriebnahme unternommen haben.

Verbrauchter Kernbrennstoff

Lagerung radioaktiver Abfälle in COVRAIn einem Kernspaltungsreaktor wird spaltbares Material (Uran, Plutonium usw.) mit Neutronen bombardiert, die durch die Kettenreaktion erzeugt werden. Tatsächlich gibt es jedoch nie eine vollständige Spaltung des gesamten "Brennstoffs" der tatsächlich an der Kettenreaktion beteiligten Atome ist sehr gering. Dabei entstehen zwei Hauptkategorien von Atomen:

  • eine Quote von "umgewandelten" Atomen, die ein oder mehrere Neutronen "eingefangen" haben, ohne "zu brechen" und daher "schwer" sind (dies sind Elemente, die zur Gruppe der Aktiniden gehören).
  • ein Teil der sogenannten Spaltprodukte, dh Atome, die tatsächlich durch Spaltung "gebrochen" wurden und daher viel "leichter" sind als die ursprünglichen Kerne (Cäsium, Strontium usw.); teilweise sind sie gasförmig.
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    Referenzen

    Geändert am: 20. Oktober 2019