cs.llcitycouncil.org
Energie a životní prostředí

Jak je dodáván jaderný odpad?

Jak je dodáván jaderný odpad?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Radioaktivní materiál

Radioaktivní materiály jsou některé z nejvíce těkavých sloučenin na povrchu planety. Se správnou technologií však ani vlak nemůže proniknout působivými štíty, které je chrání před jakýmkoli nebezpečím na silnici, trati nebo po moři. V průběhu desetiletí rafinovaného inženýrství se vědci vyvinuli mechanicky robustně baňky na jadernou dopravu. Tyto baňky jsou schopné odolat největšímu potenciálu a devastujícímu nebezpečí při přepravě po celém světě. Ačkoli mnoho lidí zpochybňuje bezpečnostní systémy a opatření zavedená k ochraně jaderného odpadu z prostředí a všeho dalšího před potenciálním nebezpečím záření.

Postavit baňku pro přepravu nejnebezpečnějšího materiálu na světě není snadný úkol. Baňka musí být dostatečně těžká, aby poskytovala dostatečné stínění, aby se zabránilo pronikání radiace * na stěny nádoby. Přesto musí být kontejner dostatečně pevný, aby odolal i těm nejtěžším nehodám. Ne všechny typy radioaktivních materiálů však emitují stejné formy záření. Inženýři musí umístit a vyrobit různé radioaktivní přepravní baňky, které obsahují různé druhy radioaktivního materiálu. Radioaktivní materiál se rozprostírá mnohem dále než jen vyhořelé jaderné palivo. Přichází v mnoha státech, od plynů po kapaliny a pevné látky.

Jaderný odpad

Jaderný odpad je obvykle materiál, který je ponechán po vyčerpání jaderného paliva. Jelikož je jaderné palivo tak energeticky bohaté, neprodukuje mnoho jaderného odpadu. Například pokud by celá populace USA spoléhala pouze na jadernou energii, každá osoba by generovala 39,5 gramů jaderného odpadu. Ekvivalentně, pokud by se energie získávala spalováním dřeva, každý jednotlivec by skončil 10 000 kg.

Různé formy záření vyžadují různé typy ochrany

Radioaktivní materiály jsou klasifikovány podle prvku odpovědného za emitování záření. Obecně platí, že čím těžší je prvek, tím vyšší je radioaktivní energie. Existují také dvě formy záření, ionizující, a neionizující. Neionizující záření dodává atomu více energie, ale nezpůsobuje jeho fyzickou změnu. Nejběžnějšími formami neionizujícího záření jsou viditelné světlo, infračervené záření, mikrovlny atd. I když jsou radioaktivní, obvykle nepředstavují velké nebezpečí. Ionizující záření na druhé straně způsobuje fyzické změny v molekulách a nutí je, aby ztratily elektrony nebo se úplně rozpadly. Rozbití atomu má za následek uvolnění absurdního množství záření. I když lze záření ovládat a využívat k velkolepým věcem, musí být ve světě obsaženo nejsilnější kontejnery.

Vytvoření baňky, která si zaslouží ochranu zaměstnanců v jaderné energetice, široké veřejnosti a životního prostředí před desítkami let kontaminace, vyžaduje, aby byla provedena s nejvyšší úrovní přesnosti a přísné kvality, aby se zabránilo katastrofě.

* Radiace je energie, která je vypuštěna z atomu. Cestuje jako elektromagnetická vlna (stejně jako sluneční paprsek) nebo jako subatomární částice, která cestuje neuvěřitelně rychle. Když záření zasáhne jiný atom, vydá veškerou svou energii atomu a může způsobit jeho zahřátí. To je to, co nám umožňuje vidět a udržovat nás v teple a někdy napájet celou naši elektroniku.

Druhy baněk

Ne všechny radioaktivní látky emitují stejné úrovně záření, a proto vyžadují různý stupeň ochrany konstruované z různých materiálů. Baňky se liší pro účely, jako jsou malé nepropustné nádoby, které jsou zkonstruovány pro použití k přepravě radioaktivních plynů a lékařských izotopů. Přeprava vyhořelého jaderného paliva vyžaduje největší ochranu. Baňky na jadernou dopravu mohou být více než u konce50 tun!

Kontejner na jaderný odpad [Zdroj obrázku:Wikimedia Commons]

Úroveň ochrany závisí na dvou hlavních proměnných: množství materiálu, které se přepravuje, a typu záření, které je emitováno.

Malé radioaktivní částice vyzařují záření s nižší energií, obvykle emitorů beta částic. Vyzařovače částic beta jsou snadno izolovány s minimálním stíněním záření. Vzhledem k tomu, že částice jsou tak malé, největší problém vyvstává z možnosti zlomeniny nebo nedokonalosti. Zlomenina by mohla umožnit malým částicím uniknout z nádoby a ven do světa. Nádoby však nemusí být tak odolné jako jiné formy ionizujícího záření.

Těžší atomy vydávají vyšší energiigama záření.Gama paprsky vyžadují podstatně více stínění, protože se jedná o paprsky s nejvyšší energií ze všech záření. Velké atomy, jako je uran, generují nejvíce gama záření. Ve středu atomu jsou protony a neutrony. Neutrony jsou vynikajícími absorbéry gama záření, což z nich dělá skvělé štíty proti gama paprskům. Čím více neutronů, tím lepší nádoba, a proto se k zachycení vysokoenergetického záření používají extrémně těžké prvky. Ocel, olovo, beton a někdy dokonce ochuzený uran se používají k výrobě kontejnerů, z nichž největší mají suché hmotnosti vyšší než 50 tun.

Stavba neproniknutelného štítu

Stěny kontejneru mohou být přes Tloušťka 35 centimetrů zajistit, aby neuniklo žádné gama záření. Vytvoří se bezešvá baňka, která obsahuje záření gama kováním těla z pevné jednotky z oceli. Je ironií, že gama záření se používá ke kontrole každého centimetru baňky před uvedením do provozu. Vládní pracovníci mají extrémně vysoké bezpečnostní předpisy a postupy, které jsou přísně dodržovány.

Některé radioaktivní materiály musí být obklopeny silnou vrstvou olova. Olovo je jedním z nejměkčích kovů, i když jedním z nejlepších při absorpci záření. Olověné štíty zabraňují kontaktu záření s vnější baňkou. I když je gama záření snadno zadržitelné, může ionizovat další částice a nutit je k uvolňování nebezpečnějších forem záření. Aby však bylo zajištěno, že jsou baňky přiměřené, vládní zaměstnanci dodržují nejpřísnější bezpečnostní postupy, aby se zabránilo nehodě.

Jak se připravují a přepravují radioaktivní materiály

Samotná hmotnost jaderných baněk brání letecké přepravě většiny jaderného odpadu. Většina radioaktivních materiálů používá stejné přepravní trasy, kterými cestuje veřejnost, konkrétně vlakem.

Jakmile je jaderné palivo vyčerpáno, stále obsahuje 96% uranu, 1% plutonia a 3% štěpných produktů (z jaderné reakce) a několik transuranů (to, co po rozpadu uranu zůstane). Během provozu pracuje jaderný reaktor asi300 stupňů. Uvnitř aktivní zóny reaktoru však mohou teploty překročit1000 stupňů. Po vyčerpání je palivo stále extrémně horké. Musí to být ochlazeno v sklad vyhořelého paliva několik měsíců předtím, než může být bezpečně odesláno v přepravní baňce. Pole pro vyhořelé palivo jsou obvykle masivní chladicí bazény, ve kterých je uložen radioaktivní materiál, dokud nedosáhne udržitelné úrovně.

Po ochlazení se palivo umístí do vhodné nádoby. Některé sudy pojmou vyhořelé palivo až120 let! Příležitostně je však nutné palivo přepravovat na velké vzdálenosti. I když to mohlo trvat měsíce chlazení, palivo je stále nesmírně horké.

Většina přepravních baněk je naplněna vodou, aby absorbovala část tepelné energie. I když v uzavřeném regionu samotná voda často nestačí. Chladicí žebra jsou obvykle integrována na vnější straně přepravního kontejneru, aby rozptylovala teplo do atmosféry. Baňka se po umístění na vozidlo nepřetržitě pohybuje, aby poskytovala nepřetržitý proud vzduchu. Kontinuální přeprava také omezuje dobu, po kterou je baňka vystavena ve zranitelnějším kontejneru, i když jsou baňky prakticky neproniknutelné.

Jak nebezpečná je přeprava?

Přeprava radioaktivních látek je přesná a bezchybně bezpečná operace, která se provádí denně po celém světě bez problémů. Podle Světové jaderné asociace se po veřejných komunikacích, železnicích a lodích ročně po světě běžně přepravuje asi 20 milionů zásilek všech velikostí obsahujících radioaktivní materiály. V průběhu let byl radioaktivní materiál přepravován miliony kilometrů po celém světě. Přestože v průběhu desetiletí došlo k drobným nehodám, nikdy nedošlo k úniku kontejneru s vysoce radioaktivním zařízením do životního prostředí.

Zajištění bezpečnosti přísným testováním

Zatímco odborníci na jaderné inženýrství jsou kompetentní ve své práci, nic není ponecháno náhodě. Mezinárodní jaderné protokoly vyžadují, aby všechny agentury provedly rozsáhlé testování jakéhokoli přepravního kontejneru před jeho implementací do reálného světa.

Jeden takový test provedený v roce 1984 společností British Nuclear Fuels zkoumal sílu jejich jaderných kontejnerů v rámci „operace Smash Hit“. Nejnepravděpodobnější události byly podrobeny zkoušce na nejextrémnější úrovni za nejhorších podmínek, aby se zjistilo, jak dobře mohou baňky fungovat a obsahovat jaderný odpad.

Baňka, která podstoupila většinu testování, selhala během jednoho z 8metrových pádových testů. Malé množství vody se uvolnilo, když kontejner narazil do země neuvěřitelnou silou. Zatímco postřik neobsahoval téměř žádné záření a nepředstavuje žádnou hrozbu pro životní prostředí, společnost Sellafield Ltd (formálně známá jako British Nuclear Fuels) přepracovala baňku tak, aby vydržela celou sílu, než bude použita se skutečným vyhořelým palivem. Následující experimenty úspěšně prokázaly způsobilost kontejneru, protože byl otlučen v nejextrémnějších situacích.

Při nakládání s radioaktivním materiálem vždy existuje inherentní riziko. Přísné zásady upravující jakýkoli aspekt nakládání s radioaktivním materiálem, stejně jako přesné technické postupy, však významně snižují pravděpodobnost vzniku nehody. Jaderná politika je neustále revidována a reformována, aby byla zajištěna bezpečnost veřejnosti.

Napsal Maverick Baker


Podívejte se na video: How waste recycling helps our planet - Zero to Landfill