Co robić z wypalonym paliwem z polskich elektrowni jądrowych? - ENERGETYKA JĄDROWA - ELEKTROWNIE JĄDROWE - ODPADY NUKLEARNE - PALIWO NUKLEARNE - WYKORZYSTANIE WYPALONEGO PALIWA - EKOATOM
Farnell, An Avnet Company   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Fluke Europe B.V.  

Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika

Dodaj firmę Ogłoszenia Poleć znajomemu Dodaj artykuł Newsletter RSS
strona główna ARTYKUŁY Energetyka Co robić z wypalonym paliwem z polskich elektrowni jądrowych?
drukuj stronę
poleć znajomemu

Co robić z wypalonym paliwem z polskich elektrowni jądrowych?

fot. H. F. Albrecht i R. Kiedrowski – Kernenergie in Deutschland. Ein Bildatlas/Ullstein

W artykule przedstawiono podstawowe informacje na temat wypalonego paliwa i jego specyficznych właściwości oraz omówiono możliwe sposoby postępowania z nim po wyładowaniu z reaktora w świetle tego, co w tej kwestii robi się na świecie. Zwrócono też uwagę na znaczenie wypalonego paliwa jako źródła materiałów jądrowych, które po jego przerobie będą nadawały się do ponownego wykorzystania w reaktorach lekko wodnych lub w późniejszym okresie – w reaktorach na neutronach prędkich.

Przeciwnicy energetyki jądrowej operują często argumentem, że pomimo iż została ona zapoczątkowana ponad pięćdziesiąt lat temu, na przełomie lat 50 i 60 ubiegłego wieku, to „dotąd nie rozwiązano ostatecznie” problemu odpadów promieniotwórczych zawartych w wypalonym paliwie jądrowym. Pojawiają się w związku z tym pytania: czy problem ten jest rozwiązywalny, a jeżeli tak, to dlaczego dotąd nie został rozwiązany? Czy przyczyny tego stanu rzeczy leżą w sferze technologicznej, ekonomicznej lub politycznej? Wreszcie jakie znaczenie ma tu sama specyfika wypalonego paliwa, a w szczególności – jakie znaczenie ma fakt spadku aktywności (promieniotwórczej) i spadku emisji ciepła w miarę upływu czasu od wyładowania wypalonego paliwa jądrowego z reaktora?

Zamierzeniem tego artykułu jest ułatwienie Czytelnikowi znalezienia odpowiedzi na te pytania i jednocześnie pokazanie możliwych sposobów podejścia do sprawy zagospodarowania wypalonego paliwa – począwszy od potraktowania go jako odpadu promieniotwórczego, poprzez stanowisko "czekaj i obserwuj" (wait-and-see), częściowe wykorzystanie jego potencjału energetycznego w zamkniętym cyklu paliwowym reaktorów lekkowodnych aż do całkowitego wykorzystania tego potencjału w cyklu paliwowym reaktorów powielających na neutronach prędkich IV generacji (nazywanych dalej reaktorami prędkimi). Zobaczymy, że w miarę tak ukierunkowanej zmiany koncepcji zagospodarowania wypalonego paliwa wymiar problemu jego aktywności promieniotwórczej i podnoszonego przez przeciwników energetyki jądrowej „zagrożenia dla pokoleń” może zostać radykalnie zmniejszony. Aby tak mogło się stać potrzebne jest szerokie zrozumienie tej tematyki, warunkujące najwłaściwsze decyzje polityczne i społeczne, których czas realizacji będzie uzależniony od okresu wdrożenia nowych technologii i od wyników odpowiednich analiz ekonomicznych.

Rozważania nad zarysowanym tu problemem warto zacząć od najprostszego możliwego wariantu postępowania z wypalonym paliwem czyli otwartego cyklu paliwowego.

Otwarty cykl paliwowy reaktorów lekkowodnych

Otwarty cykl paliwowy (ang. once through) polega  na tym, że nie przewiduje recyklingu odzyskanych z wypalonego paliwa materiałów rozszczepialnych, a zatem rezygnuje się z przerobu tego paliwa. Pojawia się zatem konieczność jego zagospodarowania w sposób odpowiedni do jego właściwości i w takich rozmiarach objętościowych w jakich ono fizycznie występuje. Ilość wyładowywanego wypalonego paliwa w przeliczeniu na rok wynosi obecnie w przypadku reaktora lekkowodnego II generacji średnio około 27 ton (20 m3) na 1000 MW(e). W przypadku reaktorów generacji III lub III+ ilość ta będzie mniejsza, rzędu 20 ton.

Wypalone paliwo jest przechowywane przez jakiś czas w wypełnionym wodą basenie przyreaktorowym. Wymuszona cyrkulacja wody zapewnia jego chłodzenie, a jej gruba warstwa nad paliwem (około 3 metry) gwarantuje wystarczające dla bezpieczeństwa personelu elektrowni obniżenie poziomu promieniowania. Narastanie ilości wypalonego paliwa w miarę eksploatacji reaktora zaczyna po pewnym czasie (około 10 lat) sprawiać kłopoty, gdy pojemność basenów służących do przeładunków reaktora i schładzania wypalonego paliwa ulega zapełnieniu. Trzeba wówczas przenieść to paliwo do innego czasowego przechowalnika (ang. interim storage). Może nim być przez kilka lat basen „młodszego” reaktora tej samej elektrowni, a w dłuższym okresie czasu przechowalnik zewnętrzny, który może być zlokalizowany na terenie elektrowni, lub w innym miejscu, np. jako przechowalnik centralny dla wszystkich elektrowni atomowych w kraju. Przechowalnik taki może mieć postać basenu o głębokości wody co najmniej 7 metrów, lub może być przystosowany do przechowywania wypalonego paliwa w stanie suchym (w specjalnych pojemnikach, lub bunkrach). Budowa przechowalników zewnętrznych wymaga oczywiście wyboru i zapewnienia ich najwłaściwszej lokalizacji oraz odpowiednich nakładów finansowych, choć w tym przypadku są to zagadnienia nieporównywalnie łatwiejsze do realizacji od tych, które mogą dotyczyć późniejszej budowy składowiska (ang. final depository).

Przechowywanie wypalonego paliwa w okresie wielu dziesięcioleci nie stanowi problemu technologicznego i nie stwarza zagrożenia dla ludzi i środowiska. Po upływie około 50 lat od wyładowania z reaktora jego aktywność promieniotwórcza i emisja ciepła maleją około tysiąc razy. Upraszcza to znacznie sprawę ewentualnego składowania tego paliwa, co jest jednym z powodów odkładania w czasie budowy składowiska.

Przykład przechowalnika mokrego można znaleźć na terenie elektrowni Oskarshamn w Szwecji, w którym wypalone paliwo jest przechowywane w centralnej instalacji CLAB w basenach o pojemności do 5000 ton paliwa znajdujących się kilkadziesiąt metrów pod powierzchnią ziemi (rys. 1). Przechowalnik o pojemności takiej jak CLAB zapełniłby się w ciągu 50 lat, gdyby kierować do niego paliwo z reaktorów o łącznej mocy 5000 MW(e).

Wnętrze podziemnego, basenowego przechowalnika wypalonego paliwa w Oskarshamn (Szwecja). Źródło: Central interim storage facility for spent fuel – CLAB. Prospekt wydany przez Swewdish Nuclear Fuel and Waste Management Co. (SKB)

Rys. 1. Wnętrze podziemnego, basenowego przechowalnika wypalonego paliwa w Oskarshamn (Szwecja). Źródło: Central interim storage facility for spent fuel – CLAB. Prospekt wydany przez Swewdish Nuclear Fuel and Waste Management Co. (SKB)

follow us in feedly
Średnia ocena:
 
REKLAMA

Otrzymuj wiadomości z rynku elektrotechniki i informacje o nowościach produktowych bezpośrednio na swój adres e-mail.

Zapisz się
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
Komentarze (3)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
No avatar
Gość
Analiza problemów ekonomiki reprocessingu versus bezpośrednie składowanie wypalonego paliwa jądrowego przy zmianach cen uranu - według zasad naukowych - zawiera opracowanie Matthew Bunn i inni, The Economics of Reprecessing vs. Disposal of SNF, Harvard University. Polecam Autorowi, nim weźmie sie za tak trudny problem.
Brak obrazka
A ja zrozumiałem, że wiadomo co z tym plutonem zrobić tylko nie wiadomo kto ma z nim coś zrobić.
No avatar
Krzysztof M
Zrozumiałem, że nie wiadomo, co z tym pasztetem zrobić. Dobrze zrozumiałem?
Stowarzyszenie Elektryków Polskich
Stowarzyszenie Elektryków Polskich
ul. Świętokrzyska 14, Warszawa
tel.  +48 22 5564-302
fax.  +48 22 5564-301
$nbsp;
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl