Odlaganje VRAO-a Odlaganje VRAO-a odnosno ING-a može se planirati nakon što se dovoljno ohlade tijekom mokrog ili suhog skladištenja. Istrošeno nuklearno gorivo može se u cijelosti tretirati kao visokoradioaktivni otpad i kao takvo odlagati, ili se može preraditi, pri čemu se znatno smanjuje količina otpada, ali ne i njegova aktivnost. Na taj se način dobivaju specijalni oblici otpada, poput vitrificiranog (ustakljenog) VRAO-a. Neke od zemalja koje se u pravilu odlučuju za preradu su Francuska, Rusija, Nizozemska, Belgija, Japan, Indija i Kina. Izravno odlaganje ING-a bez prerade uglavnom planiraju SAD, Kanada, Finska i Švedska. Većina zemalja još uvijek nije donijela konačnu odluku.
Između nekoliko različitih koncepata odlaganja VRAO-a, međunarodnim je konsenzusom potvrđeno da je duboko geološko odlaganje u stijeni najprikladniji način za dugotrajnu izolaciju takvog otpada od čovjekove okoline. Pridjev „geološko“ označava da se taj koncept u najvećoj mjeri oslanja na izolacijska svojstva same lokacije. Prirodni ambijenti pogodni za takve projekte su npr. ležišta soli, karbonati, škriljci i granitne stijene. Planirane dubine za smještaj otpada su od 400 do 1.000 metara.
Međutim, razmatrane su i druge metode odlaganja VRAO-a, kao što su odlaganje u prostor ispod dna oceana (ispod tektonske ploče), odlaganje u ledenjacima i odlaganje u svemiru, koje se danas ne razvijaju. Također, ispituje se i nova tehnologija obrade VRAO-a nuklearnim transmutacijama u reaktorima kako bi se promjenom sastava radionuklida u otpadu skratilo vrijeme poluraspada otpada koji se odlaže.
Osim prihvaćenog koncepta geološkog odlagališta na dubini od oko 400 metara ili dublje (koji je u visokoj fazi razvoja u nekoliko zemalja), u kojemu su tuneli za odlaganje spremnika VRAO-a dio cjelovitoga postrojenja na toj dubini, još uvijek se analizira opcija bušenja pojedinačnih vrlo dubokih bušotina u koje bi se ING/VRAO vertikalno spuštao s površine i odlagao u dijelu bušotine između npr. 3 i 5 kilometara. Inicijalni koncept je star preko pola stoljeća, a ponovo je aktualiziran zahvaljujući razvoju tehnologije bušenja u naftnoj industriji.
Odlaganja u duboke geološke formacije
Osnovni zahtjev za bilo koju geološku formaciju jest sposobnost zadržavanja i izoliranja radioaktivnog otpada od čovjekove okoline sve dok radioaktivnost otpada ne padne na dovoljno nisku razinu, neopasnu za čovjeka i njegovu biosferu. Kako bi se povećala sigurnost geološkog odlaganja, takvi koncepti se oslanjaju na sustav nezavisnih i višestrukih barijera koje sprečavaju kretanje radionuklida iz njihove imobilizacijske matrice (spremnika). Ove barijere obično podrazumijevaju: (1) oblik otpada otporan na curenje, (2) antikorozivnu posudu u kojoj se otpad imobilizira, (3) posebne nepropusne inženjerske materijale koji okružuju spremnik, (4) samu geološku formaciju kao osnovnu barijeru koja izolira otpad od čovjekove okoline. Postoji više razloga zašto je koncept odlaganja u duboke geološke formacije danas postao univerzalno razmišljanje gotovo svih zemalja s razvijenim nuklearnim programom:
radi se o apsolutno pasivnom sustavu za izolaciju radionuklida koji ne traži dodatnu uključenost čovjeka u održavanje njegove sigurnosne funkcije, radioaktivni otpad ne predstavlja opasnost za čovjeka sve dok je odložen u dubokom podzemnom odlagalištu, stoga se tuneli i njihove bočne galerije (prostori za odlaganje) buše na nekoliko stotina metara dubine, fleksibilnost i praktičnost odlagališta osiguravaju razne geološke sredine koje su pogodne za odlaganje otpada: solne dome, glina, magmatske stijene (granit, bazalt) te razne metamorfne stijene, opcija odlaganja nisko i srednje radioaktivnog otpada u takva podzemna odlagališta je već desetljećima praksa u nekim baltičkim zemljama (Švedska i Finska) koje ispituju mogućnost odlaganja i VRAO-a. Ovaj se pristup pokazao praktičnim i izvedivim s trenutno postojećom tehnologijom koja se koristi u rudarstvu i sličnim građevinskim djelatnostima, iako konačno odlagalište otpada implicira izostanak namjere za kasnijim preuzimanjem otpada, takva podzemna odlagališta mogu biti osmišljena na način da se otpad može dohvatiti za vrijeme rada ili nakon zatvaranja takvog objekta.
Postupak odlaganja VRAO-a predviđa spuštanje kondicioniranog otpada u obliku paketa u donje razine okna ili transport u odlagalište putem kosih tunela gdje će paketi biti uglavljeni u predviđene bušotine. Većina koncepata predviđa ispunjenje takvih bušotina prikladnim materijalom (punilom) te brtvljenje nakon popunjavanja.
Prikladnim odabirom punila Lokacija dubokog geološkog odlagališta Onkalo, izvor: Posiva Oy
Prikladnim odabirom punila i okolne geološke strukture, visokoradioaktivni materijal mora ostati izoliran od čovjekove okoline za desetke tisuća godina. Dugoročna sigurnost odlagališta VRAO-a može biti sustavno procijenjena putem prediktivnog modeliranja postupne degradacije inženjerskih barijera (oblik otpada, paket, punilo), kojim se predviđa transport radionuklida u okolnu geološku strukturu. Takve tzv. sigurnosne analize moraju biti utemeljene na dobrom fizikalnom razumijevanju procesa koji prate oslobađanje i migraciju radionuklida i njihovu interakciju s materijalima odlagališta (barijerama) i okolnom geološkom formacijom.
Danas u svijetu ne postoji nijedno propisno licencirano odlagalište civilnog VRAO-a. Međutim, nekoliko projekata je prošlo dugogodišnje faze priprema.
Najbliži realizaciji je projekt odlagališta u Finskoj. Zove se Onkalo , što znači špilja, a nalazi se u blizini postojeće nuklearne elektrane Olkiluoto. Nakon pristanka lokalne zajednice 2003. godine, iskopani su pristupni tuneli i podzemna galerija na dubini od 455 metara. Gradnja jedinica za odlaganje je započela nakon dobivanja građevinske dozvole 2015. godine.
Odlagališna galerija (Odlagalište Onkalo), izvor: Posiva Oy Odlagališna galerija (Odlagalište Onkalo), izvor: Posiva Oy
Okno u odlagalištu Onkalo, izvor: Posiva Oy Okno u odlagalištu Onkalo, izvor: Posiva Oy
Odlagališna galerija Uznapredovali projekt odlagališta u američkoj saveznoj državi Nevada, Yucca Mountain , zaustavila je administracija predsjednika Obame 2010. godine, iako je lokaciju odobrio Senat 2002. godine. Daljnja sudbina projekta još uvijek je neizvjesna.
Francuska planira uspostaviti odlagalište Centre Industriel de Stockage Géologique (Cigéo) na lokaciji Bure, u području Meuse/Haute Marne.
Cjelovit pregled projekata odlaganja VRAO-a/ING-a dostupan je na engleskom jeziku ovdje .
Zakonski okviri Ulaz u planirano odlagalište Yucca Mountain, Nevada, SAD (2004.), izvor: abcnews.com
Zakonski okviri Europske unije obvezuju države članice da prepoznaju i procijene utjecaje odlaganja radioaktivnog otpada na ljude i okoliš. Takve je studije potrebno pripremiti već u ranoj fazi planiranja odlagališta, kako bi se pronašle prihvatljive lokacije odlagališta.
Više informacija Sustav višestrukih barijera osigurava sigurno odlaganje VRAO-a.
Struktura goriva Sustav višestrukih barijera odlagališta VRAO-a, izvor: Posiva Oy
Struktura goriva – keramički peleti/tablete smješteni su u metalnim košuljicama/šipkama, koje su zapečaćene na kraju, tako da većina radioaktivnih produkata zadržava unutar samog goriva. Niz takvih gorivnih šipki nalazi se u okviru te čini gorivni element.
Odlaganje VRAO-a i ING-a u duboka geološka odlagališta se smatra najboljim načinom zbrinjavanja ovih materijala iz nekoliko razloga :
predviđena dubina odlaganja (400 – 1.000 m) podrazumijeva dugi put za radionuklide koji će doći do površine, odnosno do razine pitke podzemne vode, jednako kao i smanjenu mogućnost ljudske intruzije; dobro odabrana geološka sredina značit će manju brzinu transporta radionuklida prema površini; inženjerske barijere (spremnik i materijal ispune između stijene i spremnika) predstavljaju dodatnu barijeru koja će sama po sebi usporiti transport radionuklida.
Prvu barijeru predstavlja spremnik za istrošeno nuklearno gorivo, koji se sastoji od unutarnjeg željeznog i vanjskog bakrenog dijela. Unutarnji dio daje mehaničku čvrstoću samom spremniku, te služi za razdvajanje gorivnih elemenata i kao materijal za prijenos topline kroz spremnik, dok je zadaća vanjskog dijela spremnika osigurati dugotrajnu izolaciju radionuklida.
Spremnici se odlažu u bušotine obložene prešanim bentonitom. Bentonit je slabopropusna glina koja bubri u dodiru s vodom, te će u kontaktu s podzemnom vodom u odlagalištu zapuniti postojeće pukotine u stijenskoj masi i stvoriti dodatnu zaštitnu barijeru za prijenos radionuklida iz ING-a.
Konačna barijera je prirodna geološka struktura. Prilikom odabira lokacije za odlaganje istrošenoga nuklearnog goriva bira se stijena koja zadovoljava niz kriterija (cjelovita stijenska masa bez pukotina, slabopropusna stijena, reduktivna sredina, itd.).
Ako se u obzir uzmu nabrojane karakteristike goriva, robustan dizajn spremnika, te vrlo dugo vrijeme koje bi u slučaju eventualnog ispuštanja radionuklida iz spremnika trebalo proteći da kontaminirana voda stigne do površine (što je ključni kriterij za odabir geološke sredine), zaključak je kako ne postoji realna opasnost za stanovništvo.
