Branduolinės atliekos – tai radioaktyviosios atliekos, susidarančios branduoliniuose reaktoriuose arba likusios po mokslinių tyrimų projektų, medicininio naudojimo ir branduolinių ginklų gamybos. Klasifikavimo metodai įvairiose šalyse gali šiek tiek skirtis, tačiau pagal radioaktyvumą, šaltinį ir pusėjimo trukmę paprastai pripažįstamos dvi kategorijos – didelio aktyvumo atliekos (HLW) ir mažo aktyvumo atliekos (LLW). Šios medžiagos yra potencialiai pavojingos, nes skleidžia jonizuojančiąją spinduliuotę, kuri gali pažeisti arba nužudyti ląsteles, sukelti mutacijas ir apsigimimus bei sukelti vėžį. Pavojaus laipsnis priklauso nuo radioaktyvumo lygio ir tipo, kai kurios žaliavos yra labai pavojingos, o kitos daugeliu atvejų nekelia grėsmės. Saugus branduolinių atliekų šalinimas yra nuolatinis ir prieštaringas klausimas.
Tipai ir šaltiniai
Didelio aktyvumo atliekos daugiausia susideda iš panaudoto branduolinio kuro strypų iš branduolinių reaktorių. Šios elektrinės naudojasi branduolio dalijimusi šilumai gaminti, o iš kuro gaminami strypai, kuriuos galima perkelti į reaktoriaus aktyvią zoną ir iš jos, kad būtų galima valdyti procesą. Po kurio laiko strypo dalijimosi greitis sumažės iki taško, kai jis nebeefektyvus, ir strypas bus pašalintas. Pašalinti strypai yra žinomi kaip panaudoto kuro strypai ir yra labai radioaktyvūs, juose yra daug dalijimosi produktų – radioaktyvių elementų, susidarančių dalijimosi proceso metu. Šie elementai skyla skirtingu greičiu ir laikui bėgant strypai tampa mažiau radioaktyvūs, tačiau išliks potencialiai pavojingi daugelį tūkstančių metų.
Žemo aktyvumo atliekos JAV apima iš esmės viską, kas nepatenka į didelio aktyvumo atliekų kategoriją. Jis ateina iš pačių įvairiausių šaltinių. Jį sudaro medžiagos, kurios liečiasi su radioaktyviosiomis medžiagomis arba pačios tapo radioaktyviomis dėl kai kurių spinduliuotės formų poveikio, taip pat nedideli kiekiai radioaktyviųjų izotopų iš tyrimų įstaigų ir ligoninių. Pavyzdžiai yra apsauginiai drabužiai, kuriuos dėvi darbuotojai, dirbantys su radioaktyviomis medžiagomis, ir švirkštai bei adatos, naudojami radioaktyviųjų izotopų injekcijoms medicinos tikslais. Paprastai jis išlieka potencialiai pavojingas nuo kelių dešimčių iki kelių šimtų metų.
Kai kuriose šalyse yra tarpinė atliekų kategorija. Tai nepripažįstama JAV, bet naudojama Europoje, įskaitant išmestas branduolinių reaktorių dalis, kurios liečiasi su branduoliniu kuru, ir medžiagas, gautas nutraukus reaktorių eksploatavimą. Kita kategorija yra „malūno atliekos“, kurios yra urano išgavimo iš jo rūdos likučiai. Jie yra tik šiek tiek radioaktyvūs ir paprastai manoma, kad jie kelia daugiau cheminių medžiagų nei radiologinį pavojų, nes dažnai juose yra nuodingų sunkiųjų metalų.
Šalinimas
Didelio aktyvumo atliekos paprastai laikomos vietoje atominėse elektrinėse, kol atsiras tinkama atliekų šalinimo vieta. Per šį pradinį saugojimo laikotarpį jis laikomas bent po 20 pėdų (6 metrų) vandens, kuris sugeria spinduliuotę. Palankus ilgalaikio laidojimo variantas yra giliai po žeme, kai radioaktyviosios medžiagos yra įdėtos į stiklą ir atidžiai stebimos. Tačiau rasti tinkamą laidojimo vietą yra sudėtinga, nes planai saugoti labai radioaktyvias atliekas bet kurioje konkrečioje vietoje sulaukia aršių pasipriešinimų. Panaudoto kuro strypai taip pat gali būti laikomi virš žemės dideliuose metaliniuose ir betoniniuose konteineriuose.
Kitas panaudoto kuro strypų variantas yra perdirbimas. Iš reaktoriaus išėmus branduolinio kuro pluoštą, jame vis dar yra didžioji dalis pradinio urano, bet sumaišyto su labai radioaktyviais skilimo produktais. Šį radioaktyvųjį kokteilį galima atskirti per procesą, vadinamą branduoliniu perdirbimu, kuris rūšiuoja panaudoto kuro elementus ir leidžia atgauti bei pakartotinai panaudoti naudingą kurą. Šis procesas vis dar palieka labai radioaktyvių atliekų, kurias reikia šalinti, tačiau jų kiekis yra daug mažesnis. Nuo 2013 m. perdirbimas nevykdomas JAV, o vykdomas JK ir Prancūzijoje.
Mažo aktyvumo atliekos laikomos specialiuose konteineriuose, kurie, esant reikalui, turi radioaktyvumo lygį ir tipą atitinkantį ekranavimo laipsnį. Alfa spinduliuotę skleidžiančias medžiagas ekranuoti nereikia, nes jos pavojingos tik prarijus ar įkvėpus. Tačiau gama spinduliuotei ir neutronų skleidėjams reikalingas didelis ekranas. Kaip ir didelio aktyvumo atliekos, medžiagos yra palaidotos po žeme, bet paprastai gana arti paviršiaus.
Branduolinių atliekų keliama rizika
Branduolinės atliekos yra potencialiai pavojingos, nes skleidžia spinduliuotę, kuri turi pakankamai energijos atomams jonizuoti, o tai reiškia, kad atomai įkrauna elektrą, pavyzdžiui, pašalinus elektronus. Žmogaus kūne šie įkrauti atomai gali sąveikauti su kitais atomais, sukeldami cheminius pokyčius ląstelėse ir DNR. Didelis jonizuojančiosios spinduliuotės kiekis žudo ląsteles ir gali sukelti tiesioginį pavojų gyvybei, o mažesnis kiekis gali sukelti genetinę žalą ir vėžį. Tačiau žiūrint į situaciją, branduolinės atliekos nebūtinai yra pavojingesnės nei cheminiai nuodai, kurių susidaro daug didesni kiekiai. Apskaičiuota, kad anglimi kūrenamų elektrinių vėžį sukeliančių medžiagų poveikis visuomenei yra daug didesnis nei branduolinių atliekų dėl cheminių medžiagų ir natūralių radioaktyvių elementų, patenkančių į atmosferą deginant anglį.