Czy powinniśmy obawiać się odpadów radioaktywnych?

Co lepiej: czy odpady (radioaktywne lub nie, z elektrowni jądrowych czy z innych) wyrzucać do otoczenia, czy przechowywać pod kontrolą?

Odpady radioaktywne są zagęszczane, zamykane w pojemnikach i składowane w magazynach pod kontrolą, podczas gdy odpady z elektrowni z paliwem organicznym są rozpraszane w otoczeniu.

System barier zatrzymujących produkty radioaktywne z dala od biosfery

System zamykania odpadów radioaktywnych i ich składowania wybiera się stosownie do aktywności odpadów i długości czasu, w ciągu którego odpady stanowią potencjalne zagrożenie dla człowieka i środowiska. Zeszklone odpady wysokoaktywne zawierające praktycznie wszystkie izotopy długożyciowe¹⁵², są zwykle zamykane w systemie wielu barier i umieszczane głęboko pod ziemią – stąd często stosowana nazwa składowiska głębinowego. W systemie tym stosuje się materiały naturalne, tak by układ składowiska geologicznego był maksymalnie podobny do środowiska naturalnego. Układ wielu kolejnych barier gwarantuje bezpieczeństwo – nawet, jeśli jedna z nich zawiedzie, pozostałe powstrzymają skutecznie rozchodzenie się materiałów radioaktywnych.

Rys. 3.4. Składowsko paliwa wypalonego KBS w Szwecji¹⁵³

Na początek odpady wysokoaktywne są witryfikowane¹⁵⁴ w postaci cylindrów szklanych o bardzo wysokiej odporności na wymywanie przez wodę. Odporność tę potwierdziło wiele doświadczeń, w których wykazano, że przez tysiąc lat zaledwie mały ułamek procenta odpadów przenika do wody, nawet jeśli zeszklone odpady są omywane wodą. W rzeczywistości nie dopuszczamy do tego, bo zeszklone odpady są zamykane w pojemniki z miedzi lub stali nierdzewnej, nie dopuszczające do kontaktu wody ze szkłem. Jak długo pojemnik miedziany jest szczelny, żadne radioizotopy nie mogą wydostać się na zewnątrz. Główne zagrożenie stanowi korozja (powodowana przez tlen i związki siarki rozpuszczone w wodach podziemnych) i ruchy górotworu, które mogą spowodować pęknięcie pojemnika.

Miedź jest materiałem bardzo odpornym na działanie agresywnych substancji w wodzie podziemnej. Wkładka stalowa lub żeliwna pozwala pojemnikowi znieść ogromne obciążenia mechaniczne bez uszkodzenia.

Pojemnik jest otoczony warstwą gliny bentonitowej, zwanej buforową, która zabezpiecza pojemnik przed małymi ruchami skały i utrzymuje go na miejscu. Ta warstwa buforowa spełnia dwie dodatkowe
funkcje. Bentonit puchnie w zetknięciu z wodą, co zabezpiecza znakomicie przed przeniknięciem wody do wnętrza pojemnika. Jednocześnie glina bentonitowa działa jako filtr. Radionuklidy przylegają do  powierzchni cząstek gliny. W mało prawdopodobnym przypadku pęknięcia pojemnika, ogromna większość radionuklidów pozostanie wewnątrz pojemnika. Większość z tych, które wydostaną się z pojemnika, zostanie schwytana przez cząstki gliny bentonitowej. Transport radionuklidów na powierzchnię będzie w ten sposób skutecznie opóźniony, co zapewni dalszy rozpad radioaktywny i zmniejszenie aktywności odpadów zanim wydostaną się na powierzchnię.

Również skała opóźnia transport radionuklidów. Główną jej funkcją jest jednak zabezpieczenie pojemnika i warstwy buforowej przed uszkodzeniem mechanicznym i zapewnienie stabilnego środowiska  chemicznego. Dla całości pojemnika ważne jest, by wody podziemne nie zawierały rozpuszczonych tlenków. Niska prędkość przesączania wody przez skałę jest wielką zaletą wspomagającą utrzymanie  systemu barier. Taki system barier przyjęto w Szwecji do przechowywania wypalonego paliwa¹⁵⁵. a podobne układy barier stosowane są w przechowalnikach paliwa zaprojektowanych w innych krajach np. w Finlandii, USA, Japonii czy w Korei Płd.