Radioaktyviųjų atliekų tvarkymo principai

Vadovaujantis Tarptautinės atominės energijos agentūros rekomendacijomis, radioaktyviosios atliekos turi būti tvarkomos laikantis šių pagrindinių radioaktyviųjų atliekų principų, teigiančių, kad:

 

Šiuos principus Lietuvoje įteisina Lietuvos Respublikos radioaktyviųjų atliekų tvarkymo įstatymas.

Lietuva, siekdama įgyvendinti tarptautiniu mastu priimtas radioaktyviųjų atliekų tvarkymo nuostatas, 2003 m. pabaigoje pasirašė ir ratifikavo Jungtinę panaudoto kuro saugaus tvarkymo ir radioaktyviųjų atliekų tvarkymo saugos konvenciją.

Radioaktyviųjų atliekų tvarkymas apibrėžiamas kaip veikla atliekant radioaktyviųjų atliekų pradinį apdorojimą, apdorojimą, galutinį apdorojimą, vežant, saugant ir šalinant radioaktyviąsias atliekas. Gali būti mažinamas radioaktyviųjų atliekų tūris, keičiamos radioaktyviųjų atliekų savybės (fizinės, cheminės ir kt.). Trumpumo dėlei kartais radioaktyviųjų atliekų pradinis apdorojimas, apdorojimas ir galutinis apdorojimas vadinamas viena sąvoka – radioaktyviųjų atliekų perdirbimas.

Pasirenkant radioaktyviųjų atliekų perdirbimo būdus ir metodus turi būti taikomos tokios radiacinės saugos priemonės, kad dozės, kurias gali gauti jas tvarkantys darbuotojai ir gyventojai, būtų mažiausios, kokias tik galima pasiekti atsižvelgiant į ekonominius ir socialinius veiksnius.

Pasirinkti tinkamą radioaktyviųjų atliekų perdirbimo technologiją daugeliu atveju yra gana sudėtingas uždavinys. Įtakos turi radioaktyviųjų atliekų perdirbimo kaina bei įvairios radioaktyviųjų atliekų savybės.
Tarptautinė atominės energijos agentūra (TATENA) rekomenduoja taikyti dvi radioaktyviųjų atliekų šalinimo strategijas:

 

Pirmosios strategijos taikymo pavyzdžiai: kietųjų ir skystųjų radioaktyviųjų atliekų, užterštų trumpaamžiais radionuklidais, išlaikymas iki nebekontroliuojamųjų lygių, susidariusių skystųjų radioaktyviųjų atliekų kietinimas. „Atskiesti ir išsklaidyti” strategijos gali būti laikomasi tvarkant skystąsias ir dujines radioaktyviąsias atliekas. Šiuo atveju skystos ir dujinės radioaktyviosios atliekos, neviršijančios nebekontroliuojamųjų taršos lygių, šalinamos į aplinką. (Visais atvejais būtina įvertinti, kokia bus įtaka žmonių apšvitai ir kaip tai paveiks aplinką.)

1 pav. Radioaktyviųjų atliekų tvarkymo etapai

 

Radioaktyviųjų atliekų tvarkymo sistema

„Gera”  radioaktyviųjų atliekų tvarkymo sistema susideda iš jų tvarkymo technologinių grandžių, įgyvendinamų nuosekliai, viena po kitos, – nuo radioaktyviųjų atliekų susidarymo momento iki jų palaidojimo. Radioaktyviųjų atliekų tvarkymo sistemos komponentai pateikti 2 paeiksle.

2 pav. Radioaktyviųjų atliekų tvarkymo sistemos komponentai

 

 

Radioaktyviųjų atliekų klasifikavimas branduolinės energetikos objektuose

Radioaktyviosios atliekos gali būti kietos, skystos ir dujinės, todėl pagal tai parenkami jų tolesnio perdirbimo ir laidojimo (šalinimo) būdai bei metodai.

Skystosios radioaktyviosios atliekos klasifikuojamos ir turi būti rūšiuojamos atsižvelgiant į:

 

Kietosios radioaktyviosios atliekos klasifikuojamos pagal 1 lentelėje pateiktus kriterijus.

 

1 lentelė. Kietųjų radioaktyviųjų atliekų klasifikavimas

* turinčios beta ir/arba gama spinduolių, kurių pusėjimo trukmė mažesnė negu 30 metų, įskaitant Cs¹³⁷, ir/arba ilgaamžių alfa spinduolių, kurių išmatuotas ir/arba apskaičiuotas, naudojant aprobuotus metodus, savitasis aktyvumas atskiroje atliekų pakuotėje neviršija 4000 Bq/g, su sąlyga, kad suvidurkinus pagal visas atliekų pakuotes vidutinis vienos atliekų pakuotės ilgaamžių alfa spinduolių savitasis aktyvumas neviršija 400 Bq/g.
** turinčios beta ir/arba gama spinduolių, kurių pusėjimo trukmė didesnė negu 30 metų, neįskaitant Cs¹³⁷, ir/arba ilgaamžių alfa spinduolių, kurių išmatuotas ir/arba apskaičiuotas, naudojant aprobuotus metodus, savitasis aktyvumas atskiroje atliekų pakuotėje viršija 4000 Bq/g, taip pat jeigu suvidurkinus pagal visas atliekų pakuotes atliekų pakuotes vidutinis vienos atliekų pakuotės ilgaamžių alfa spinduolių savitasis aktyvumas viršija 400 Bq/g.
*** priklausomai nuo priimtinumo kriterijų panaudotiems uždariesiems šaltiniams.

Kietųjų radioaktyviųjų atliekų tvarkymas

Ignalinos atominėje elektrinėje kietosios radioaktyviosios atliekos susidaro eksploatuojant, remontuojant ir modernizuojant įvairius įrenginius, tvarkant patalpas ir vykdant statybos bei remonto darbus.

Susidariusios labai mažo aktyvumo atliekos iš pradžių kraunamos į plastmasinius maišus, skirstant jas į degias (popierius, medis, plastmasės), kurių yra apie 40 proc., ir nedegias (metalai, betonas ir kitos statybinės atliekos). Kietųjų atliekų transporto koridoriuje plastmasiniai maišai sudedami į 3 m³ metalinius transporto konteinerius ir vežami specialias saugyklas. Mažo ir vidutinio bei didelio aktyvumo atliekos kraunamos tiesiai į transporto konteinerius tose vietose, kuriose jos susidaro. 1995 m. pradėtas eksploatuoti 70 t presas, kuriuo mažojo radioaktyvumo atliekos supresuojamos į 0,8 m³ tūrio ir 600-700 kg svorio paketus.

Degioms mažo ir vidutinio radioaktyvumo atliekoms priskiriami darbo drabužiai, popierius, skudurai, individualios saugos priemonės, statybinės medžio atliekos, medinio korpuso filtrai, plastmasės ir gumos gaminiai. Nedegioms mažo ir vidutinio radioaktyvumo atliekoms – statybinės šiukšlės, plytos, betonas, šiluminės izoliacijos medžiagos, įvairios detalės, mazgai, filtrai ir kitos metalo atliekos. Šios atliekos saugomos saugyklose.

Didelio aktyvumo radioaktyviosios atliekos – panaudoti reaktoriaus komponentai (valdymo strypai, papildomi sugėrikliai, valdymo ir apsaugos sistema, technologiniai kanalai ir kt.) bei panaudoto branduolinio kuro rinklių elementai, susidarantys pjaustant rinkles. Šios atliekos kraunamos į 0,7 m³ metalinius transporto konteinerius ir kurį laiką saugomos baseinuose, po to išvežamos ir sudedamos į atskirus betoninių antžeminių saugyklų skyrius. Kietųjų atliekų saugyklų kompleksas yra Ignalinos AE teritorijoje.

Saugyklose įrengti specialūs kėlimo mechanizmai, naudojamos transporto priemonės, įrengta ventiliacijos sistema su oro valymu, sumontuoti transporto mašinų ir konteinerių plovimo įrenginiai, speciali kanalizacijos sistema ir kt. Degių kietųjų atliekų saugyklose taip pat įrengtos priešgaisrinės apsaugos sistemos. Mažo, vidutinio ir didelio aktyvumo radioaktyviųjų atliekų pakrovimo ir iškrovimo operacijos atliekamos nuotoliniu valdymu, nes yra nemažas jonizuojančiosios spinduliuotės lygis.

Skystųjų radioaktyviųjų atliekų tvarkymas

Ignalinos AE susidaro nemažai radioaktyvaus vandens srautų. Tai pirminio šilumnešio drenažas, deaktyvacijos srautai, laboratorijų atliekos, grindų drenažo, dušų ir specialiojoje skalbykloje panaudotas vanduo, joninių dervų regeneracijos skysčiai. Užteršto vandens srautai surenkami rezervuaruose, po to jie tiekiami į garintuvus, o po papildomo valymo grąžinami į gamybos ciklą. Radioaktyvieji garintuvų koncentratai surenkami 1500 m³ tūrio rezervuare. Jie galutinai apdorojami bitumavimo įrenginyje. Karštas bitumuotas produktas šildomas ir siurbliais per vamzdžius pumpuojamas į saugyklą, kurią sudaro 12 antžeminių stačiakampių gelžbetonio rezervuarų.

 

Kadangi rezervuarai jau yra užpildyti, Ignalinos atominėje elektrinėje įrengtas ir 2005 m. bus pradėtas eksploatuoti skystųjų atliekų cementavimo ir sukietintų pakuočių laikinojo saugojimo kompleksas.

Panaudotas branduolinis kuras ir jo tvarkymas

Viena aktualiausių problemų – panaudoto branduolinio kuro saugojimas. Nuo Ignalinos AE eksploatavimo pradžios panaudotas kuras saugomas reaktoriaus patalpose įrengtuose specialiuose vandens baseinuose. Siekiant, kad sumažėtų išsiskirianti šiluma bei jonizuojančiosios spinduliuotės lygiai, juose panaudotas branduolinis kuras saugojamas mažiausiai penkerius metus. Tačiau tai laikinas saugojimo būdas, nes panaudoto kuro saugojimo baseinai greitai bus užpildyti.
Todėl nuo 1999 m. kovo mėn. pradėti panaudoto branduolinio kuro perkėlimo į sausojo tipo saugyklą bandymai. Pirmasis plieninis konteineris su panaudotu branduoliniu kuru į panaudoto branduolinio kuro saugyklą nugabentas 1999 m. gegužės 12 d. Taigi panaudotas branduolinis kuras po kelerių metų saugojimo specialiuose vandens baseinuose ištraukiamas iš jų ir perkeliamas į plieninius ar gelžbetoninius konteinerius ir vežamas į šalia elektrinės esančią saugyklą. Saugykloje konteineris pastatomas ant specialiai suprojektuotos platformos ir joje išbus mažiausiai 50 metų.


APIE RADIOAKTYVIŲJŲ ATLIEKŲ LAIDOJIMĄ

Nebekontroliuojamos atliekos

Įvertinus radiacinės saugos kriterijus, tos radioaktyviosios atliekos, kurios juos tenkina, yra priskiriamos prie nebekontroliuojamųjų atliekų. Joms radiacinės saugos reikalavimai gali būti nebetaikomi, todėl atliekos tvarkomos kaip neradioaktyviosios.

Labai mažo aktyvumo trumpaamžių radioaktyviųjų atliekų laidojimas tranšėjiniame kapinyne

Labai mažo aktyvumo trumpaamžėms atliekoms priskiriamos tos atliekos, kurių dozės galia 10 cm atstumu nuo paviršiaus ≤ 0,5 mSv/h. Jos laidojamos tranšėjiniame kapinyne. Tranšėjinis kapinynas – žemės paviršiuje iškastos tranšėjos, į kurias talpinamos radioaktyviųjų atliekų pakuotės. Tokio tipo kapinyną Ignalinos atominėje elektrinėje planuojama įrengti artimiausiu metu.

Mažo ir vidutinio aktyvumo trumpaamžių radioaktyviųjų atliekų laidojimas paviršiniame kapinyne

Eksploatuojant Ignalinos AE susidaro daug mažo ir vidutinio aktyvumo trumpaamžių radioaktyviųjų atliekų, o išmontuojant elektrinę jų kiekis padvigubės. Kadangi šios atliekos kelia mažesnę grėsmę nei didelio aktyvumo ilgaamžės atliekos, joms laidoti įrengiami kapinynai žemės paviršiuje ar negiliai (iki keleto dešimčių metrų) po žeme.

 

Nuo Ignalinos AE eksploatavimo pradžios visos atliekos kaupiamos elektrinės teritorijoje įrengtose nelabai patikimose saugyklose, kurios saugą užtikrina tik tam tikrą laiką. LR Vyriausybė 2002 m. vasario 6 d. patvirtintoje Radioaktyviųjų atliekų tvarkymo strategijoje numatė Lietuvoje įrengti naujus radioaktyviųjų atliekų kapinynus, atlikti tyrimus bei parengti rekomendacijas, kaip įrengti paviršinį radioaktyviųjų atliekų kapinyną. Apibendrinusi pasaulinę radioaktyviųjų atliekų laidojimo patirtį, RATA parengė radioaktyviųjų atliekų laidojimo paviršiniame kapinyne koncepciją.

 

Pasirinkta pilkapio („kalvos”) tipo daugiabarjerė konstrukcija. Betono konteineriai su radioaktyviosiomis atliekomis būtų kraunami į pusiau pagilintus betono rūsius, įrengtus virš gruntinio vandens slūgsojimo lygio. Kapinyno apatinis barjeras būtų sudarytas iš specialaus vandeniui nelaidaus molio mišinio, o viršutinis gruntinis barjeras - daugiasluoksnis, nelaidus vandeniui ir atsparus erozijai bei atmosferos poveikiui. Taip įrengtas kapinynas patikimai apsaugotų aplinką nuo galimos taršos. Radionuklidams migruoti iš kapinyno trukdytų keli gamtiniai ir inžineriniai barjerai, t.y., atliekų sukietinimo rišamoji medžiaga (betonas); betoninės atliekų pakuotės; rūsių užpildas tarp pakuočių; betono rūsys; vandeniui nelaidaus molio sluoksnis; kapinyną supantis natūralus gruntas.

Pradėtos paviršiniam kapinynui tinkamos vietos paieškos. Parenkant vietą vadovaujamasi svarbiausiais teisiniais, aplinkosaugos ir techniniai kriterijais. Vietovės hidrologinės savybės, atstumai iki vandenviečių ir vandens telkinių turi būti tokie, kad radionuklidai nepatektų į vandenis. Geocheminės sąlygos turi būti palankios radionuklidų sorbcijai bei nusėdimui ir nepalankios lengvai migruojantiems cheminiams radionuklidų junginiams susidaryti. Paviršiniam kapinynui tinkama geologinė aplinka yra daugelyje Lietuvos regionų.

2 pav. Lietuvos paviršinio kapinyno pilkapio („kalvos”) tipo konceptuali konstrukcija
(šaltinis: www.rata.lt)

 

Didelio aktyvumo ilgaamžių radioaktyviųjų atliekų ir panaudoto branduolinio kuro laidojimas

Didelio aktyvumo ilgaamžės radioaktyviosios atliekos ir panaudotas branduolinis kuras dėl juose esančių radionuklidų savybių turi būti laidojamas gelminiuose kapinynuose. Jie yra įrengiami ne mažesniame negu 500 m gylyje po žeme. Šiuo metu atliekama kapinynams tinkamų vietų Lietuvoje paieška.
Lietuvoje yra kelios perspektyvios geologinės aplinkos PBK laidoti: kristalinis pamatas, molio ir anhidrito bei akmens druskos. Tyrinėjimai parodė, kad galimai tinkamiausios yra molio ir kristalinio pamato uolienos. PKB laidoti kristaliniame pamate siūloma naudoti varinius konteinerius, pasižyminčius labai dideliu atsparumu korozijai, specialia medžiaga užpildant tarpus tarp konteinerių ir geologinės terpės.

Maišiagalos radioaktyviųjų atliekų specialusis laidojimo punktas

1964-1988 m. Širvintų rajone, Bratkuškio miške, 30 km į šiaurės-vakarus nuo Vilniaus buvo eksploatuojamas radioaktyviųjų atliekų, susidariusių medicinoje, moksle, pramonėje ir mokyme, laidojimo punktas. Maišiagalos kapinyne (3 paveikslas) radioaktyviąsias atliekas sudaro panaudoti uždarieji jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniai, kietos radioaktyviosios atliekos, (plastmasės, spec. rūbai, medis ir kt.). Ši paviršinė saugykla yra betoninės konstrukcijos, 15 m ilgio, 5 m pločio ir 3 m aukščio. Jame palaidota apie 60 m³ radioaktyviųjų atliekų. Dabartiniu metu šis kapinynas yra uždarytas, ir atliekos, susidarančios medicinos, pramonės, mokslo ir mokymo įstaigose, t.y., pas smulkiuosius atliekų gamintojus, yra vežamos saugoti į esamas Ignalinos AE saugyklas.

3 pav. Maišiagalos radioaktyviųjų atliekų laidojimo punktas

 

Šiuo metu atliekama šio punkto saugos analizė, o jos pagrindu bus vykdomi saugos pagerinimo darbai (atlieka RATA). Išduodant licenciją šio kapinyno priežiūrai, pagal Radioaktyviųjų atliekų tvarkymo įstatymą, licencijavimo procese taip pat dalyvauja Radiacinės saugos centras.

Radiacinės saugos centro veikla reguliuojant radioaktyviųjų atliekų tvarkymą branduolinės energetikos objektuose

Remiantis Branduolinės energijos ir Radioaktyviųjų atliekų tvarkymo įstatymų nuostatomis, Radiacinės saugos centras vykdo šias funkcijas tvarkant radioaktyviąsias atliekas branduolinės energetikos objektuose: