Unter nuklearer Abfallwirtschaft versteht man die Gesamtheit von Aktivitäten, die zu ihrer Wiederverwendung, ihrem Verschwinden oder ihrer Neutralisierung und Evakuierung an geeignete Orte führen.
Die Behandlung dieser Abfallarten muss unter Gewährleistung der Langzeitsicherheit erfolgen.
Schwach- und mittelradioaktive Abfälle sind solche, deren wichtigste radioaktive Partikel eine Halbwertszeit von weniger als oder gleich 30 Jahren haben.
Das Management radioaktiver Stoffe umfasst alle administrativen und technischen Aufgaben, die erforderlich sind, um:
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die Manipulation
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die Behandlung
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Konditionierung
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Transport vom Kernkraftwerk zum Lager.
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der Speicher
Diese Maßnahmen müssen sowohl wirtschaftliche als auch Sicherheitsfaktoren berücksichtigen. Einer der wichtigsten Nuklearunfälle ereignete sich in der Nuklearabfallbehandlungsanlage Tokaimura. Bei diesem Unfall von Hisashi Ouchi erhielt ein Arbeiter des Werks die höchste Strahlendosis, die je ein Mensch erhalten hat.
Die meisten dieser Abfälle stammen aus allen Arten von nuklearen Einrichtungen: aus einem Kernkraftwerk, aus medizinischen Zentren mit Strahlentherapie- oder Radiodiagnostikprogrammen und anderen Einrichtungen, in denen Kernenergie verwendet wird. Bei der Stilllegung von Kernkraftwerken fallen hochaktive, aber auch schwach- und mittelaktive Abfälle an.
Im spanischen Nuklearsystem wird dieser Prozess vom Nuclear Safety Council (CSN) geregelt.
Wie erfolgt die Isolierung von Atommüll?
Die Isolierung von nuklearem Abfall erfolgt durch die Zwischenschaltung natürlicher und künstlicher Barrieren zwischen dem radioaktiven Abfall und dem Menschen. Barrieren verhindern das Entweichen von Radionukliden in die Umwelt.
Ziel ist es, alle Fluchtwege in die Umwelt zu unterdrücken und die Wanderung von Radionukliden durch das Grundwasser an die Oberfläche zu verhindern oder zu verlangsamen.
Natürliche Barrieren bestehen aus verschiedenen geologischen Formationen. Die künstlichen Barrieren bestehen aus Immobilisierungsmatrizen, Betonwänden und Spezialtonen.
Die vier Barrieren, die zur Eindämmung radioaktiver Stoffe verwendet werden, sind die folgenden:
Chemische Barriere
Die chemische Barriere immobilisiert den Abfall in einer festen, stabilen und dauerhaften Matrix, die inert ist. Dieser Vorgang wird als Konditionierung bezeichnet. Die am häufigsten verwendeten Materialien für die Matrix sind: Zement, Asphalt und Polymere. Zu diesen Materialien gehören die chemischen Elemente des Periodensystems, die geeignet sind, radioaktive Atome nicht durchzulassen.
Physikalische Barriere
Die physikalische Barriere ist der Behälter, in dem immobilisierter Atommüll eingeschlossen ist, wodurch dessen Kontakt mit der Außenwelt und die mögliche Verbreitung radioaktiver Stoffe vermieden werden. Die Behälter sind Metallfässer, korrosionsbeständig und mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, die die Abführung der Restwärme ermöglicht.
Technische Barriere
Aus technischer Sicht besteht diese Barriere aus Bauwerken, Abschirmungen und Speichersystemen.
Geologische Barriere
Die geologische Barriere wird durch die geologische Formation der Erdkruste gebildet, in der Atommüll gelagert wird. Es muss stabil und wasserdicht sein, um das Entweichen radioaktiver Elemente in die Umwelt zu verhindern, falls sie die drei vorherigen Barrieren überschreiten.
Was ist die Konditionierung radioaktiver Abfälle?
Die Konditionierung von Atommüll besteht aus einer Reihe von Prozessen. Diese Prozesse reichen von der Abfallproduktion bis zur Lagerung in Fässern, nach der Behandlung und Immobilisierung.
Ein Rest mit geringer und mittlerer radioaktiver Aktivität kann in zwei Teile unterteilt werden.
Ein Teil dieses Atommülls ist dekontaminiert, enthält fast das gesamte Gesamtvolumen des Originalmülls und weist eine geringe radioaktive Aktivität auf. Der andere Teil ist eine Konzentration von radioaktivem Material mit geringem Volumen und mit einer radioaktiven Aktivität, die der des ursprünglichen Atommülls nahekommt, die umgewandelt wird in:
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Im Fall von flüssigem Atommüll ein festes Produkt.
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Ein kompakter Feststoff bei festem Atommüll.
Welche Konditionierungsphasen gibt es?
Die Konditionierung besteht aus drei Phasen:
Vorbehandlung
Bei der Vorbehandlung wird Atommüll klassifiziert (basierend auf seiner radioaktiven Aktivität, Halbwertszeit und chemischen Zusammensetzung), zerhackt, dekontaminiert und für den radioaktiven Zerfall und Transport gelagert.
Hauptbehandlung
Bei der Hauptbehandlung wird das Volumen des nuklearen Abfalls reduziert und die nukleare Aktivität wird in diesem reduzierten Volumen konzentriert. Auf diese Weise wird die Lagerkapazität der Anlagen optimiert.
Im flüssigen Atommüll wird das Radionuklid von der Lösung getrennt, wo es durch chemische Fällung, Zentrifugation, Filtration, Verdampfung und Ionenaustausch gelöst und anschließend aufkonzentriert wird.
Fester Atommüll wird normalerweise kompaktiert, wodurch kleine "Pellets" mit ausreichender Festigkeit erhalten werden, um seine Ausdehnung zu verhindern. Diese Tabletten werden in einen größeren Behälter gegeben und mit Zement immobilisiert. Feste organische und biologische radioaktive Abfälle und brennbare Flüssigkeiten werden verbrannt und ihre Asche mit Zement immobilisiert.
Wegfahrsperre und Verpackung
Bei der Immobilisierung und Verpackung werden alle Bestandteile des Abfalls durch Verfestigungsprozesse (mit Zement) immobilisiert. Das so erhaltene feste Produkt ist chemisch inert, feuerbeständig, strahlungsstabil, wasserunlöslich und ein Restwärmeleiter. Das feste Produkt und sein Behälter werden als Paket bezeichnet und garantieren die Unbeweglichkeit der Radionuklide.
