Πυρηνική ενέργεια και Ραδιενεργά απόβλητα

Γράφει ο Τραϊκούδης Χρήστος. Οικονομολόγος, προϊστάμενος εμπορικού τμήματος Α’ υλών εταιρείας ανακύκλωσης, Msc in politics & economics in S.E and Eastern Europe, UoM

Πριν από 69 χρόνια στο Ηνωμένο Βασίλειο εγκαινιάζεται ο πρώτος πυρηνικός σταθμός ενέργειας, ο οποίος θα παρείχε ηλεκτρικό ρεύμα και στα νοικοκυριά.

Η ένταση παραγωγής σταθμών πυρηνικής ενέργειας, η οποία σε οριακό ρυθμό τη δεκαετία του ’70 ήταν η μεγαλύτερη, είδε μετά το ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό του Τσέρνομπιλ να μειώνεται δραματικά. Η Ιταλία σταμάτησε τη λειτουργία  όλων πυρηνικών αντιδραστήρων.  Ένα άλλο ατύχημα στη Βόρεια Ιαπωνία το 2011 έπειτα από τσουνάμι το οποίο έπληξε το σταθμό στην πόλη Φουκοσίμα, προκάλεσε νέα παγκόσμια επιβράδυνση κατασκευής πυρηνικών σταθμών αλλά και αποφάσεις κυβερνήσεων όπως αυτής της Γερμανίας να κλείσουν κάποιους.

Η κλιματική αλλαγή και η ανάγκη μείωσης του αποτυπώματος άνθρακα όμως, καθώς και η πρόσφατη γεωπολιτική κρίση με τη Ρωσία έφερε αναθεώρηση σχετικά με τη χρήση πυρηνικής ενέργειας σε ορισμένες χώρες με υψηλή ζήτηση σε ρεύμα λόγω της βιομηχανίας.

Τί γίνεται όμως με τα ραδιενεργά απόβλητα που προκύπτουν τόσο από τη λειτουργία των σταθμών, όσο και από τον παροπλισμό τους;   

Teleray Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire dans l’App Store

Στη Γαλλία υπάρχει εφαρμογή ώστε οι πολίτες να γνωρίζουν τα επίπεδα ακτινοβολίας ανά πάσα στιγμή και σε κάθε περιοχή της χώρας.

Ο χώρος αποθήκευσης ραδιενεργών αποβλήτων στη Μάγχη της Γαλλίας βρίσκεται κοντά στο Λα Αγ (La Hague), στη Νορμανδία. Πρόκειται για ένα από τα μεγαλύτερα κέντρα επεξεργασίας και προσωρινής αποθήκευσης ραδιενεργών υλικών στην Ευρώπη. Εκεί συγκεντρώνονται και υποβάλλονται σε επεξεργασία χρησιμοποιημένα καύσιμα από πυρηνικούς αντιδραστήρες, πριν αποθηκευτούν προσωρινά ή σταλούν για μακροχρόνια διαχείριση. Η περιοχή έχει δεχτεί έντονη κριτική από περιβαλλοντικές οργανώσεις, λόγω των πιθανών κινδύνων για τη θάλασσα της Μάγχης και τα γειτονικά οικοσυστήματα. Παράλληλα, οι γαλλικές αρχές υποστηρίζουν ότι εφαρμόζονται αυστηρά μέτρα ασφαλείας ώστε να περιορίζονται οι κίνδυνοι διαρροής ραδιενέργειας.

Είδη ραδιενεργών αποβλήτων στη Λα Αγ (La Hague – Μάγχη Γαλλίας)

Στη La Hague δεν πρόκειται για μόνιμο χώρο ταφής, αλλά για κέντρο επανεπεξεργασίας και προσωρινής αποθήκευσης.

Εκεί φτάνουν κυρίως:

– Υψηλής ραδιενέργειας (High-Level Waste, HLW): χρησιμοποιημένα πυρηνικά καύσιμα, τα οποία μετά την επανεπεξεργασία υαλοποιούνται (κλειδώνονται σε γυάλινη μορφή) και αποθηκεύονται προσωρινά.

– Μέσης ραδιενέργειας (Intermediate-Level Waste, ILW): μεταλλικά μέρη καυσίμων, φίλτρα, υλικά από τον εξοπλισμό.

– Χαμηλής ραδιενέργειας (Low-Level Waste, LLW): ρούχα, εργαλεία, γάντια, υλικά συντήρησης που έχουν εκτεθεί σε ακτινοβολία.

Διάρκεια επικινδυνότητας ανά κατηγορία

Ο “κύκλος ζωής” των αποβλήτων εξαρτάται από τον χρόνο ημιζωής των ισοτόπων τους¹:

1. Χαμηλής ραδιενέργειας (LLW): μερικές δεκαετίες – τυπικά γύρω στα 100–300 χρόνια μέχρι να φτάσουν σε επίπεδα φυσικής ακτινοβολίας.
2. Μέσης ραδιενέργειας (ILW): χρειάζονται μερικές χιλιάδες χρόνια για να μειωθεί η ραδιενέργεια σε ασφαλή επίπεδα.
3. Υψηλής ραδιενέργειας (HLW): παραμένουν επικίνδυνα για δεκάδες έως εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Π.χ. τα προϊόντα σχάσης όπως το Πλουτώνιο-239 έχουν ημι-ζωή 24.000 χρόνια.

¹ Ραδιενεργά ισότοπα είναι άτομα με ασταθή πυρήνα που διασπώνται με τον χρόνο εκπέμποντας ακτινοβολία, μέχρι να μετατραπούν σε σταθερά στοιχεία.

Στη Φινλανδία, στο νησί Ολκιλουότο, έχει κατασκευαστεί το Onkalo, το πρώτο στον κόσμο βαθύ υπόγειο αποθετήριο για μόνιμη διάθεση αναλωμένων πυρηνικών καυσίμων. Τα τούνελ βρίσκονται σε βάθος περίπου 450 μέτρων μέσα σε σταθερό βραχώδες υπόβαθρο και θα φτάσουν συνολικά περίπου τα 40 χιλιόμετρα. (αξίζει να δείτε στο διαδίκτυο βίντεο σχετικά με την κατασκευή του). Εκεί τα καύσιμα θα τοποθετούνται σε ειδικά χάλκινα δοχεία, τα οποία περιβάλλονται από πηλό και σφραγίζονται στο πέτρωμα. Η Φινλανδία επιδιώκει με αυτό το έργο να εξασφαλίσει την ασφαλή αποθήκευση των αποβλήτων για χρονικό διάστημα που ξεπερνά τις 100.000 χρόνια, αποτελώντας διεθνές πρότυπο στη διαχείριση ραδιενεργών αποβλήτων.

αρκετές χώρες ακολουθούν το παράδειγμα της Φινλανδίας με υπόγεια γεωλογικά αποθετήρια:

• Σουηδία – έχει εγκρίνει την κατασκευή αποθετηρίου στα νησιά Φόρσμαρκ, με τεχνολογία παρόμοια με της Φινλανδίας (KBS-3)*. Η κατασκευή ξεκίνησε το 2025.
• Γαλλία – αναπτύσσει το έργο Cigéo στο Μπιρό (Bure), για τα υψηλής ραδιενέργειας απόβλητα, σε μεγάλα βάθη αργιλικών σχηματισμών.
• Ελβετία – επέλεξε τοποθεσία στην περιοχή Nördlich Lägern για το μελλοντικό υπόγειο αποθετήριο.
• Καναδάς – προχωρά σε επιλογή τοποθεσίας για γεωλογικό αποθετήριο, με υποψήφιες περιοχές στο Οντάριο.
• ΗΠΑ – έχουν οριοθετήσει την τοποθεσία στο Yucca Mountain στη Νεβάδα, αλλά το έργο έχει «παγώσει» λόγω αντιδράσεων.
• Γερμανία – αναζητά ακόμα κατάλληλη τοποθεσία, με στόχο ένα αποθετήριο που θα λειτουργήσει μετά το 2050.

* Προέρχεται από τα αρχικά Kärnbränslesäkerhet = “Ασφάλεια Πυρηνικών Καυσίμων” στα σουηδικά. Το “3” δείχνει την τρίτη εκδοχή της μεθόδου, που θεωρήθηκε η πιο ασφαλής.

Η μέθοδος βασίζεται στην αρχή των πολλαπλών φραγμάτων:

• ο χαλκός και ο χάλυβας (τεχνητά φράγματα),
• ο βεντονίτης (φυσικο-τεχνητό φράγμα),
• και ο βράχος (φυσικό φράγμα).

Όλα μαζί εξασφαλίζουν ότι τα ραδιενεργά στοιχεία παραμένουν απομονωμένα για τουλάχιστον 100.000 χρόνια.

Το υπόγειο αποθετήριο επιλέχθηκε επειδή προσφέρει μόνιμη, παθητική και ασφαλή απομόνωση των αποβλήτων για δεκάδες χιλιάδες χρόνια, κάτι που καμία άλλη μέθοδος δεν μπορεί να εξασφαλίσει.

Σε αντίθεση με την επιφανειακή αποθήκευση, τα υπόγεια τούνελ μειώνουν τον κίνδυνο ατυχημάτων, τρομοκρατικών ενεργειών ή φυσικών καταστροφών.

Ο βράχος και ο πηλός λειτουργούν ως πολλαπλά φράγματα που απομονώνουν τη ραδιενέργεια.

Μέχρι στιγμής, στην Ελλάδα δεν υπάρχει επίσημη πρόθεση κατασκευής πυρηνικού σταθμού· ωστόσο, η κυβέρνηση έχει ανοίξει στο θέμα, εξετάζοντας τεχνολογίες όπως οι SMR² και συμμετοχή σε διασυνοριακά σχήματα. Το θέμα βρίσκεται σε πρώιμο στάδιο με πολλές προϋποθέσεις και αβεβαιότητες.

²Οι SMRs είναι μικροί, αρθρωτοί πυρηνικοί αντιδραστήρες νέας γενιάς, που υπόσχονται μεγαλύτερη ασφάλεια, ευελιξία και χαμηλότερο κόστος, αλλά βρίσκονται ακόμα σε πρώιμο στάδιο ανάπτυξης

Η Ελλάδα δεν έχει πυρηνική ενέργεια ούτε ογκώδη υψηλά ραδιενεργά απόβλητα, και η κοινωνικοπολιτική κουλτούρα δεν ευνοεί τέτοιου τύπου ανοιχτές συζητήσεις για υπόγεια αποθήκευση. Αντίθετα, στη Φινλανδία ως παράδειγμα το πρόβλημα είναι υπαρκτό, πιεστικό και κεντρικό στην ενεργειακή στρατηγική της χώρας. Οι Σκανδιναβικές χώρες έχουν παράδοση σε διαβούλευση με τις τοπικές κοινωνίες, διαφάνεια και μακροχρόνιο σχεδιασμό. Στην Ελλάδα συχνά αποφεύγονται δύσκολες συζητήσεις με κοινωνικό κόστος, ειδικά αν δεν υπάρχει άμεση πίεση. Έτσι, το ζήτημα των αποβλήτων αντιμετωπίζεται κυρίως τεχνοκρατικά και όχι δημόσια-διότι το δημόσια απαιτεί και μία παιδεία, καθώς και εμπιστοσύνη προς τους θεσμούς και την επιστήμη.

Κάποιοι τύποι ραδιενεργών αποβλήτων στη χώρα μας

• Κυρίως χαμηλής και μεσαίας ραδιενέργειας. π.χ Νοσοκομεία (ιατρική διάγνωση, ακτινοθεραπείες κτλ). π.χ

Τεχνήτιο-99m (Tc-99m)

• Χρόνος ημιζωής: ~6 ώρες.

Χρήση: Εξαιρετικά διαδεδομένο στη πυρηνική ιατρική (σπινθηρογραφήματα οστών, καρδιάς, θυρεοειδούς, νεφρών κ.λπ.).

-Το Tc-99 προέρχεται κυρίως από τη διάσπαση του Μολυβδαινίου-99 (Mo-99).

 -Το Mo-99 (παράγεται σε πυρηνικούς αντιδραστήρες) έχει χρόνο ημιζωής ~66 ώρες και διασπάται με β-διάσπαση σε Tc-99m.

Ιώδιο-131 (I-131)

• Χρόνος ημιζωής: ~8 ημέρες.
• Χρήση: Θεραπεία καρκίνου θυρεοειδούς και υπερθυρεοειδισμού.
• Απόβλητα: Ασθενείς που υποβάλλονται σε θεραπεία αποβάλλουν ραδιενεργό ιώδιο με τα ούρα/κόπρανα τις πρώτες ημέρες → γι’ αυτό τα νοσοκομεία έχουν ειδικά συστήματα αποχέτευσης-δεξαμενές καθυστέρησης ώστε να αποθηκεύονται τα λύματα μέχρι να πέσει η ραδιενέργεια.

 Φθόριο-18 (F-18)

• Χρόνος ημιζωής: ~110 λεπτά (1 ώρα και 50 λεπτά).
• Χρήση: Βασικό ραδιοϊσότοπο στο PET scan (ποζιτρονική τομογραφία).
• Απόβλητα: Πολύ βραχύβιο, οπότε τα απόβλητα (σύριγγες, σωληνάκια) αποθηκεύονται λίγες ώρες και μετά θεωρούνται ασφαλή.
• Λόγω της γρήγορης διάσπασης, τα υλικά συχνά φυλάσσονται λίγες μέρες σε θωρακισμένους χώρους ώσπου να μηδενιστεί η ραδιενέργεια και μετά απορρίπτονται σαν κοινά νοσοκομειακά απόβλητα.
• Ο χρόνος ημιζωής τους είναι από λίγες ώρες έως λίγες δεκαετίες.
• Δεν υπάρχουν καύσιμα αντιδραστήρων ή μακροχρόνια υψηλής δραστικότητας απόβλητα όπως στη Φινλανδία.

Διαχείριση στην πράξη

• Τα περισσότερα ραδιενεργά υλικά αποθηκεύονται προσωρινά σε ειδικούς χώρους μέχρι να χάσουν τη ραδιενέργειά τους και μετά απορρίπτονται ως κοινά απόβλητα.
• Για τα πιο ανθεκτικά ισότοπα, υπάρχει κεντρική εγκατάσταση προσωρινής αποθήκευσης στον «Δημόκριτο».
• Η χώρα ακολουθεί το πλαίσιο της ΕΕ: έχει υποβάλει στην Ευρωπαϊκή Επιτροπή Εθνικό Πρόγραμμα Διαχείρισης Ραδιενεργών Αποβλήτων.

Τα βραχύβια ραδιοϊσότοπα (όπως Tc-99m, F-18, Ga-68) αποθηκεύονται σε ειδικά “decay rooms” (χώροι καθυστέρησης) μέχρι να πέσει η ραδιενέργεια.
Τα μεσαίας διάρκειας (π.χ. I-131, Ir-192) απαιτούν πιο αυστηρές διαδικασίες, ειδικές δεξαμενές ή επιστροφή στους προμηθευτές.

Αρχή που είναι υπεύθυνη
Η Ελληνική Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΕΕΑΕ) είναι η αρμόδια αρχή που εποπτεύει τη διαχείριση, αδειοδοτεί, ελέγχει και κρατά τα σχετικά μητρώα.