Radioaktivnost i zbrinjavanje radioaktivnog otpada u RH doc

Radioaktivnost i zbrinjavanje radioaktivnog otpada u RH doc. dr. sc. Želimir Veinović Rudarsko-geološko-naftni fakultet

Zračenje ili radijacija – energija koju elektromagnetski valovi ili čestice nose kroz prostor ELEKTROMAGNETSKI VAL ČESTICA Alfa (α) raspad – emitiranje alfa čestica koje zbog velike mase (2 protona i 2 neutrona – jezgra helija) imaju mali domet, a zaustavlja ih list papira. Opasne su ako se izvor α-zračenja proguta ili udahne. Beta (β) raspad – emitiranje beta čestica (elektrona), a domet im je nekoliko metara. Iako prodiru kroz tanku plastiku, zaustavlja ih tanki sloj aluminijske folije. α Gama (γ) zračenje – elektromagnetsko zračenje visoke frekvencije koje apsorbira nekoliko centimetara olova ili pet puta deblji sloj betona. β γ

Efektivna doza zračenja odnosi se na tijelo koje ga upija, a ne na izvor zračenja i mjeri se sievertima [Sv]. Banana sadrži izotop elementa kalija (40 K) koji je prirodno radioaktivan. Ima ga toliko da zrači s radijacijom od 0, 1 µSv (doza koju banana preda onome tko ju je pojeo…). Snimanje zuba rendgenom – oko 5 µSv, dakle: 50 banana.

Primjeri nekih dodatnih doza u odnosu na prosječne doze za stanovnika 5 m. Sv/god 1 m. Sv/god Doza za pojedinog stanovnika u posebnim okolnostima Doza za pojedinog stanovnika (uz prirodnu radijaciju) 0, 07 m. Sv Rendgenski pregled (RTG) glave 0, 02 m. Sv RTG pluća 0, 7 m. Sv 2, 2 m. Sv RTG zdjelice Kompjutorizirana tomografija (Computed Tomography – CT) glave 6, 2 m. Sv CT zdjelice 1, 14 m. Sv/god Prosječno u Zagrebu 1 m. Sv/god Prosječno u Hrvatskoj 1 m. Sv/god Prosjek za radnika u nuklearnoj elektrani (NE) Krško 0, 0024 m. Sv/god U neposrednoj blizini NE Krško, radi rada elektrane

Prosječna ukupna godišnja doza koju primi stanovnik Hrvatske (4 m. Sv) (promjer odbojkaške lopte) Dopuštena doza za zaposlenike nuklearne elektrane (20 m. Sv) (promjer lopte za pilates) Smrtonosna doza zračenja (3 Sv) može se predočiti s visinom Ciboninog tornja!

Ozračenje tijekom leta Moskva-Tokio (zelena linija) i ozračenje osobe koja živi 20 km od Fukušime (plava linija) 12 dana nakon nesreće u Fukušimi. (Ing. Ondřej Ploc, Czech Technical University)

IZVORI RAO • (Tehnološki koncentrirani) prirodno radioaktivni materijali • Medicina i industrija • Istraživanja • Vojni otpad • Pri proizvodnji električne energije u NE

PRIRODNO RADIOAKTIVNI MATERIJALI Naturally Occurring Radioactive Materials - NORM • • • Aluminij (boksit) Bakar Fluorspar Gips Molibden Fosfati Fosfor Kalij (potaša) Plemeniti metali (zlato, srebro) Rijetke zemlje (uključujući monazit) • Kositar • • • Titan: leukoksen, ilmenit, rutil Tungsten Vanadij Cirkon Ugljen (i pepeo) Nafta i zemni plin (radij iz slojeva u kojima se nalazi sirovina) • Geotermalna energija Ne smatraju se radioaktivnim otpadom

U PROIZVODNJI ELEKTRIČNE ENERGIJE • 1 GW reaktor/god (7 mlrd k. Wh) – Jalovina u rudnicima ~ 50, 000 Mg – Osiromašeni U ~ 220 Mg – Iskorišteno gorivo ~ 25 Mg • Ni. SRAO tijekom rada i razgradnje TERMOELEKTRANA NA UGLJEN

VRLO NISKO RADIOAKTIVNI OTPAD – sadrži zanemarivu specifičnu aktivnost pa nije opasan za okoliš i zdravlje pučanstva NISKO RADIOAKTIVNI OTPAD – sadrži radionuklide s kratkim vremenom poluraspada, male aktivnosti i zanemarivim udjelom radionuklida s dugim vremenom poluraspada SREDNJE RADIOAKTIVNI OTPAD – KRATKOŽIVUĆI sadrži radionuklide s kratkim vremenom poluraspada, a DUGOŽIVUĆI otpad sadrži radionuklide s dugim vremenom poluraspada VISOKO RADIOAKTIVNI OTPAD – sadrži velik udjel radionuklida u obliku fisijskih produkata i transuranskih (dugoživućih) elemenata koji se stvaraju u jezgri reaktora ISKORIŠTENO NUKLEARNO GORIVO koje nemamo namjeru prerađivati možemo svrstati u kategoriju visoko radioaktivnog otpada

Do trenutka odlaganja, u posebno projektirana odlagališta, nisko i srednje radioaktivni otpad se čuva u posebno projektiranim skladištima. Istrošeno nuklearno gorivo (ING) se nakon vađenja iz reaktora hladi u bazenima s bornom vodom, na dubini od oko 14 m, koja služi i kao štit od radijacije. Bazeni se nalaze u sklopu nuklearne elektrane neposredno uz reaktor. Nakon vađenja iz bazena za hlađenje, ING se premješta u suho skladište gdje se čuva do trenutka kada će se odlagati u duboka geološka odlagališta.

Odlagališta RAO se projektiraju u ovisnosti o vrsti otpada. Tako se nisko i srednje radioaktivni otpad odlaže u pripovršinskim ili plitkim odlagalištima, a za dugoživući i visokoradioaktivni otpad predviđena su duboka geološka odlagališta. Za razliku od skladišta, građevinskih objekata u kojem se RAO čuva privremeno, odlagališta se projektiraju na način da RAO u njima ostane sigurno izoliran do trenutka kad mu aktivnost ne bude ispod aktivnosti opasne po ljude i okoliš. U tu svrhu se primjenjuju različite inženjerske barijere – čelični spremnici, nepropusni slojevi od bentonitne gline, matična stijena…

Kao zemlja članica EU, Hrvatska ima obvezu uspostaviti Nacionalni program za zbrinjavanje radioaktivnog otpada (RAO). RAO koji Hrvatska mora zbrinuti: • nisko i srednje radioaktivni otpad i iskorištene izvore ionizirajućeg zračenja nastale primjenom u medicini, industriji, znanosti, vojnoj i javnoj upotrebi • pola nisko i srednje radioaktivnog otpada iz nuklearne elektrane Krško (NEK) • pola visoko radioaktivnog otpada odnosno istrošeno nuklearno gorivo iz NEK Uz navedeno, Hrvatska mora sanirati lokacije s NORM-om.

U Hrvatskoj postoje dva skladišta institucionalnog RAO: skladište u sklopu Instituta za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI) i ono Instituta Ruđer Bošković (IRB). Oba se nalaze u Zagrebu i oba su sanirana i zatvorena, a otpad u njima kondicioniran i pohranjen u spremnicima. U ovim skladištima nalazi se ukupno 7, 5 m 3 RAO.

Tipovi otpada u skladištima Instituta za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI) i Instituta Ruđer Bošković (IRB) su: • • radioaktivni gromobrani (500 komada) medicinski izvori (npr. korišteni u teleterapijskom liječenju) industrijski izvori (npr. korišteni u industrijskoj radiografiji, kalibraciji…) izvori iz istraživačkih ustanova (npr. iz plinskog kromatografa, spektroskopa) različiti otpad iz medicine (igle, cjevčice…) svjetleća boja (koja sadrži radionuklide) dijelovi optičkih uređaja (materijal za sprječavanje rasta plijesni i magljenja) radioaktivni javljači dima (njih 33 000)

Lokacije u RH s prirodno radioaktivnim materijalima (povišena koncentracija urana i radija) su: • pepeo i šljaku termoelektrane (TE) Plomin • pepeo i šljaku u Kaštel Sućurcu • fosfogips kod Kutine.

Hrvatska i Slovenija suvlasnice su nuklearne elektrane Krško (NEK), svaka s udjelom od 50%. Prema Direktivi 2011/70/Euratom i temeljem Ugovora između Vlade Republike Hrvatske i Vlade Republike Slovenije Hrvatska je dužna zbrinuti polovicu RAO koji nastaje radom i nakon razgradnje NEK, predviđene za 2043. godinu. Cjelokupni do sad nastali pogonski nisko i srednje radioaktivni otpad (oko 2 500 m 3) skladišti se u krugu NEK. Do 2043. godine bi ga trebalo biti oko 3 500 m 3, a razgradnjom elektrane trebalo bi nastati dodatnih 5 400 m 3 RAO. Istrošeno nuklearno gorivo iz NEK se čuva i hladi u bazenu u sklopu elektrane. Od 2019. skladištit će se u suhom skladištu na lokaciji NEK. Njegovo odlaganje je predviđeno za pod kraj ovog stoljeća. Do predviđenog kraja rada elektrane 2043. godine trebalo bi se skupiti 2 283 gorivnih elemenata (GE).

RADIOAKTIVNI OTPAD KOJI HRVATSKA MORA ZBRINUTI RAO Medicinski izvori i različit otpad iz medicine (igle, cjevčice…) IZVOR TRENUTNA LOKACIJA • Skladište Instituta za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI) • Teleterapijsko liječenje • Radiofarmaceutski preperati • • Korišteni u industrijskoj radiografiji, kalibraciji • • Iz plinskog kromatografa, spektroskopa • Skladište IMI-ja i IRB-a • Za izradu oznaka vidljivih u tami • Skladište IMI-ja i IRB-a • Materijal za sprječavanje rasta plijesni i magljenja • Skladište IMI-ja i IRB-a Radioaktivni javljači dima • Iz opće uporabe • Radioaktivni gromobrani • Iz opće uporabe Izvori za mjerenje debljine leda na helikopterima, osvjetljavanje ciljnika na oružju i kalibraciju • Industrijski izvori Izvori iz istraživačkih ustanova Svjetleća boja Dijelovi optičkih uređaja Pogonski nisko i srednje radioaktivni otpad nakon razgradnje NEK Istrošeno nuklearno gorivo (ING) KOLIČINA Skladište Instituta Ruđer Bošković (IRB) Skladište IMI-ja i IRB-a • 7, 5 m 3 Skladište IMI-ja i IRB-a • 33 000 kom. • Skladište IMI-ja i IRB-a • 500 kom. Iz vojne uporabe • Vojna skladišta • Manje količine • Nuklearna elektrana Krško (NEK) • Skladište u krugu NEK • 4 450 m 3 • • NEK • Bazen u krugu NEK 1 142 gorivna elementa