Długoterminowe projekty unijne dotyczące rozszczepienia jądrowego już przynoszą rezultaty!
Dwa duże, finansowane ze środków unijnych projekty dotyczące utylizacji odpadów radioaktywnych umożliwiły naukowcom osiągnięcie konsensusu w kilku kluczowych kwestiach związanych z chemiczną trwałością zarówno wysokoaktywnych odpadów szklanych, jak i zużytego paliwa jądrowego. Te dwa projekty to GLAMOR (Krytyczna ewaluacja mechanizmów rozpadu wysokoaktywnych szklanych odpadów radioaktywnych w warunkach odpowiadających utylizacji geologicznej) i MICADO (Niepewność modelu mechanizmu rozpadu zużytego paliwa na składowisku odpadów radioaktywnych). Celem obydwu jest ocena niepewności w kilku deskrypcyjnych i predykcyjnych procedurach modelowania oraz opis procesów rozpadu szklanych kontenerów na odpady radioaktywne i zużytego paliwa jądrowego na składowisku w okresach geologicznych. Jeden i drugi projekt wytyczył nowe ścieżki w tej dziedzinie badań poprzez wykorzystanie wspólnego zestawu istniejących danych doświadczalnych i istniejących modeli. Utylizacja geologiczna - izolacja w głębokich formacjach geologicznych - jest obecnie uznawana za najbezpieczniejsze, długofalowe rozwiązanie w stosunku do długożyciowych odpadów radioaktywnych. Na świecie szczególny nacisk kładziony jest na wysokoaktywne odpady radioaktywne pozostające po zużytym paliwie jądrowym po usunięciu z elektrowni jądrowej, gdyż są one odpowiedzialne za ponad 98% radioaktywności generowanej w tych zakładach. W krajach dysponujących możliwościami przerobu te wysokoaktywne odpady radioaktywne mogą mieć postać zwitryfikowaną. Ewentualnie, samo zużyte paliwo może być uznane za formę odpadu. Potencjalne lokalizacje wysypisk w Europie, w formacjach granitu, gliny i soli, są stabilne przez dziesiątki milionów lat i charakteryzują się bardzo powolnym ruchem wód gruntowych. Do tej pory naukowcy koncentrowali się na budowaniu dużych baz danych eksperymentalnych w celu przeprowadzenia symulacji długofalowej interakcji wód gruntowych z różnymi typami szklanych odpadów radioaktywnych i zużytego paliwa jądrowego. Mowa tu o szkle o składzie podobnym do szkła wytwarzanego w zakładach przerobu i stowarzyszonych zakładach witryfikacji, jak na przylądku La Hague we Francji czy w Sellafield w Wlk. Brytanii. Projekt GLAMOR, realizowany w latach 2002 - 2006, został dofinansowany przez Komisję Europejską na kwotę 232.351 EUR z tematu "Energia jądrowa" Piątego Programu Ramowego (5PR) Europejskiej Wspólnoty Energii Atomowej (Euratom). Naukowcy z Belgii i Francji wspólnie zweryfikowali główne hipotezy i niepewności modeli dotyczące rozpadu szklanych odpadów jądrowych w systemach czystej wody bez składowiskowych materiałów znajdujących się w pobliżu źródła promieniowania, takich jak bentonit i produkty korozji metali. Ustalono, że istnieje miara rozpadu resztkowego szklanych odpadów radioaktywnych w czystej wodzie. Owa miara resztkowego rozpadu "ostatecznego" może mieć niezwykle istotne znaczenie dla oceny funkcji bariery i przeciętnego okresu życia szkła, ponieważ jest aż o 10.000 razy niższa od początkowego tempa rozpadu. W takich środowiskach można przewidywać przeciętne okresy życia witryfikowanych, wysokoaktywnych bloków odpadów na poziomie około 100.000 lat i więcej. Naukowcy pracujący nad projektem stwierdzili również, że miarę rozpadu resztkowego należy uwzględniać w obliczeniach do analizy bezpieczeństwa stanowiska utylizacji geologicznej. Etap spadku tempa rozpadu, który poprzedza miarę rozpadu resztkowego można wyjaśnić za pomocą kilku mechanizmów ujętych w modelach. Symulacje modelowe nie pozwalają na wysnucie wniosków, który mechanizm był najbardziej dominujący, aczkolwiek porównanie dało wyraźny obraz kluczowych problemów pojawiających się przy interpretacji wyników i uwydatniło kilka słabości leżących u podstaw modeli koncepcyjnych. Naukowcy pracujący nad realizowanym następnie projektem MICADO oparli się na przełomowych pracach przeprowadzonych w ramach projektu GLAMOR. Projekt MICADO, realizowany w latach 2007 - 2010, otrzymał od Komisji Europejskiej dofinansowanie na kwotę 1,3 mln EUR z budżetu tematu "Zarządzanie odpadami radioaktywnymi" Szóstego Programu Ramowego (6PR) na mocy traktatu Europejskiej Wspólnoty Energii Atomowej (Euratom). Naukowcy z Belgii, Francji, Hiszpanii, Niemiec, Szwajcarii, Szwecji i Wlk. Brytanii, z europejskich instytucji odpowiedzialnych za gospodarkę odpadami, organizacji technicznych wspomagających ustawodawców, uczelni i organizacji badawczych ocenili obecny stan wiedzy na temat zachowań zużytego paliwa w warunkach składowania. Zespół przeanalizował aktualną wiedzę doświadczalną, hydrogeologiczne warunki graniczne i aktualną wiedzę na temat procesów fizyko-chemicznych regulujących uwalnianie radionuklidu - atomu o niestabilnym jądrze - aby zidentyfikować główne punkty niepewności. Przeprowadzono odrębne analizy niepewności w zakresie ewolucji zużytego paliwa: w ciągu pierwszego tysiąca lat, kiedy kontener pozostaje nadal nietknięty, oraz w ciągu kolejnych kilkuset lub kilku tysięcy lat - w okresie charakteryzującym się prawdopodobnie warunkami nasycenia wodorowego, w których wodór będzie powstawać w wyniku korozji kontenera przez bardzo długi czas, a następnie w warunkach cechujących się obniżonym stężeniem wodoru, gdzie otoczenie nadal oddziałuje redukująco. Zespół odkrył, że niepewności dotyczące powierzchni zużytego paliwa wystawionego na działanie roztworów - niezwykle istotny czynnik, jeżeli chodzi o obliczanie tempa rozpadu - można znacznie ograniczyć. Analiza dużych zbiorów danych eksperymentalnych oraz modeli rozpuszczania się podłoża zużytego paliwa wskazuje, że podłoże z UO2 może służyć za skuteczną barierę izolacyjną przez dziesiątki tysięcy po miliony lat. Kilka procent pozostałego jodu i cezu jednak nie wiąże się z podłożem UO2 i te frakcje mogą zostać szybko uwolnione przy kontakcie z wodą. Są one jednak niższe niż przewidywano dotychczas. Naukowcy mają teraz nadzieję, że wyniki obydwu projektów wspomogą znaczące, dalsze badania naukowe w tej dziedzinie.Więcej informacji: European Nuclear Society: http://www.euronuclear.org/
Kraje
Belgia, Szwajcaria, Niemcy, Hiszpania, Francja, Szwecja, Zjednoczone Królestwo