Atomerőművek és radioaktív hulladékok kezelése

Az előadások a következő témára: "Atomerőművek és radioaktív hulladékok kezelése"— Előadás másolata:

1 Atomerőművek és radioaktív hulladékok kezelése
Neutron aktivációs módszer

2 Atomerőművek működése
Fűtőanyag előállítása (2-4% 235U) Lassítás: a láncreakcióhoz lassú no szükséges Szabályozás: átlagosan 2,47 no keletkezik, ezt le kell csökkenteni Hűtés: 3 körös hűtő rendszerrel

3 Atommag-reakciók A fő reakció: 235U + no = 144Ba + 89Kr + 3 no
A 235-ös urán hasadásának energia mérlege: A hasadás kinetikus energiája: MeV A β-bomlás energiája: MeV A γ-bomlás energiája: Mev A hasadáskor keletkező neutronok energiája: MeV A neutrinókkal távozott energia MeV A hasadás pillanatában keletkező sugárzás MeV Sok energia szabadul fel: Gazdaságos üzemeltetés

4 Maghasadás n-besugárzásra
A reakció több lépéses → melléktermékek keletkezhetnek

5 Melléktermékek Rövid felezési idejű, sugárzó termékek: 90Y 2,7 nap
131I 8,0 nap 89Sr nap 192Ir nap 60Co ,3 nap 137Cs év β és γ sugárzásra hajlamosak → Egészség-károsító hatásúak

6 Radioaktív hulladék A keletkező hulladék elhelyezése az atomenergetika legnagyobb problémája. A hulladék kezelésének két fő módja: hígítva a környezetbe bocsátjuk koncentráljuk és megfelelő helyen tároljuk

7 Az Európai Unióban keletkező hulladékok mennyisége (m3/év)

8 Hulladékok csoportosítása
Halmazállapot alapján: Szilárd: 90% éghető anyag → hamvasztásos térfogat csökkentés Folyékony: Szilárdítás (bepárlás, lecsapás) Ioncserélő gyanták alkalmazása Gáz: membránszűrőkkel, a nemesgázok szűrése nehézkes

9 A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség csoportosítása:
Kis aktivitású (low level wastes-LLW) Ipari, gyógyászati, tudományos kutatási hulladékok Felszín közeli lerakóban elhelyezhető Közepes aktivitású (intermediate level wastes-ILW) Reaktorok vízkezelési gyantái, fém alkatrészek, vegyi iszap Szilárdítás, sugárvédelem Nagy aktivitású (high level wastes-HLW) Elhasznált fűtőelemek, reprocesszális folyamatok hulladéka Üvegmátrixban α-sugárzó Fűtőelemek Mélységi lerakókban

10 A biztonságos tárolás feltételei
A végleges tárolás fő meghatározó követelményei: Meghatározott időtartamon át a végleges tárolókban a hulladékoknak tökéletesen elzártnak kell lennie. Ez alatt az idő alatt a hulladékok rövid élettartamú, általában legnagyobb része lebomlik. A tökéletes elzárásnak ebben a szakaszában a nagy élettartamú hulladékok kijutását mind a technikailag megvalósított zárórendszer falának, mind a tárolót körülvevő geológiai környezetnek meg kell akadályoznia. Elegendően hosszú idő eltelte után, amikor a hulladékok legnagyobb része lebomlott, a műszakilag kialakított gátaknak már nem lesz elsődlegesen fontos szerepe, mivel a geológiai környezet nyújtotta gátló hatás is elegendővé válik az anyagtranszport megakadályozására.

11 Alternatív megoldás: Neutron aktivációs módszer
A folyamat lépései: A radioaktív atommagot termikus (lassú) neutronnal bombázzuk Az atommag abszorbeálja a neutront A létrejövő gerjesztett mag γ- sugárzást bocsát ki A keletkezett rövid felezési idejű mag β és γ- sugárzás közepette bomlik Stabil atommag jön létre

12 A neutron aktivációs módszer sematikus ábrája

13 Összefoglalás Az atomerőművekben keletkező nukleáris hulladék sugároz, így kezelést igényel. A természetbe való visszajuttatás csak rövid távon alkalmazható. A tárolás bonyolult és nehezen megoldható. A neutron aktivációs módszerrel a probléma forrását, a radioaktív magokat szüntethetjük meg.