Nükleer maddelerin gerek nükleer reaktörlerde gerekse tıbbi ve endüstriyel kullanımı sonucunda radyoaktif atıklar oluşur. İnsan ve çevre sağlığı için zarar verebilecekleri için diğer atıklardan farklı şekilde değerlendirilmeleri gerekir. Farklı radyoaktivite miktarı, fiziksel ve/veya kimyasal durumlarda olabilirler. Bu da farklı müdahale yöntemlerini gerektirebilir. Kaynağı ne olursa olsun ortaya çıkan bu radyoaktif atıklar güvenli, ekonomik ve çevrenin ve halkın kabul edebileceği bir şekilde yönetilmek gerekir.
TEMEL PRENSİPLER
- Üretilen radyoaktif atığı mümkün olan en az seviyede tutmak (radyoaktif işlemlerin önceden planlanması, çalışmaların minimum radyoaktiviteyle gerçekleştirilmesi, atıkların hacminin mümkün olduğu kadar küçük tutulması)
- Radyoaktif atıkları diğer atıklarla karıştırmamak
- Atıkları baştan sınıflandırarak ayrı ayrı toplamak
- Uygun yöntemle bertarafını sağlamak
- Atıkları toplum ve çevre sağlığını en az etkileyecek şekilde yönetmek
- Radyoaktif atık yönetiminin her aşamasını uygun şekilde değerlendirmek
TÜM UYGULAMALAR LİSANS SAHİBİNİN SORUMLULUĞUNDA VE OTORİTENİN KONTROLÜNDE GERÇEKLEŞMELİDİR.
Radyoaktif Atık Yönetimi İlkeleri
Radyoaktif atıkların yönetimi ve bertarafı her yerde ulusal bir sorumluluk olarak ele alınmıştır. Her ne kadar radyoaktif atık yönetimi için değişik ulusal yaklaşımlar olsa da uluslararası iş birliği ile bir dizi temel ilkeler ve yükümlülükler oluşturulmuştur. Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (UAEA)’nın “Radyoaktif Atık Yönetim İlkeleri” buna bir örnektir.
UAEA’nın “Radyoaktif Atık Yönetim İlkeleri” radyoaktif atıkların aşağıdaki hususlar sağlanacak şekilde yönetilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır:
- Ulusal sınırları da aşan boyutta çevre ve insan sağlığı için kabul edilebilir seviyede bir koruma vardır.
- Radyoaktif atıkların gelecek nesiller üzerindeki etkisi bugün kabul edilen seviyelerden daha büyük değildir ve gelecek nesillere gereksiz yükümlülüklerin bırakılmasından kaçınılmıştır.
- Yükümlülüklerin açıkça belirlendiği ve bağımsız düzenleme için önlemlerin alındığı yasal bir çerçeve oluşturulmuştur.
- Değişik adımlar arasındaki bağımlılıklar hesaba katılarak, atık üretimi mümkün olan en az seviyede tutulmaktadır.
- Atık yönetim tesislerinin güvenliği uygun bir şekilde garanti altına alınmaktadır.
Radyoaktif Atık Yönetimi Uygulamaları
- Radyoaktif atıkların yönetimi için gerekli faaliyetler şu şekilde sınıflandırılabilir:
- Üretilen miktarın en aza indirilmesi,
- Güvenli yönetim ve taşıma sırasında koruma için koşullandırma ve paketleme,
- Ara depolama,
- Nihai Depolama.
Atık miktarını azaltma
İleri görüş ve iyi uygulamalarla mevcut tesislerde üretilen atık miktarı azaltılabilir. Yeni teknolojiler ve tesis tasarımları, bakım gereksinimlerinin basitleştirilmesi gibi önlemlerle zaten atık miktarını azaltmayı hedeflemektedir.
Uygunlaştırma ve paketleme
Katı haldeki düşük ve orta seviyeli atıklar çok küçük hacimlerde yoğunlaştırılabilir. Pratikte sıvı haldeki atıklar gömülemez, katı hale dönüştürülmeleri gerekir. Sıvıdaki radyoaktif elementler filtrasyon yahut iyon değişimi ile ayrıştırılırlar ve sonra kurutularak uygun ortama soğurulurlar yahut beton içinde katılaştırılırlar. Uygunlaştırılan düşük ve orta seviyeli atıklar ara depolama için paketlenir veya çelik kap veya kutularda gömülebilir. Örneğin kullanılmış yakıtın yeniden işlenmesinden meydana gelen metalik atıklar yoğunlaştırılır; sonra da gömme için çelik kaplar içinde betonlanır.
RADYOAKTİF ATIK TİPLERİ
Radyoaktif atıklar taşınma, depolama ve atık düzenlemelerini kolaylaştırmak için içerdiği radyoaktif malzemenin konsantrasyonu ve radyoaktif kaldıkları süre dikkate alınarak sınıflandırılırlar. Kategorilerin tanımı ülkeden ülkeye değişmekle beraber radyoaktif atıklar düşük seviye, orta seviye ve yüksek seviyeli atıklar olarak sınıflandırılabilir.
Düşük seviyeli atıklar (DSA), normal olarak işçi tulumları, taşıma kapları, şırıngalar gibi malzemelerin az miktardaki kısa ömürlü radyoaktivite ile teması sonucu oluşur. DSA’lar genellikle lastik eldivenler kullanılarak işleme tabi tutulur. Nükleer güç santrallerinin hizmetten çıkarılması esnasında oluşan bir çok atık DSA sınıfına girer.
Orta seviyeli atıklar (OSA), tipik olarak nükleer malzeme ile birlikte kullanılmış ekipman veya radyoaktif akışkanların temizlenmesinde kullanılmış iyon değişim reçineleri gibi daha çok endüstriyel malzemelerdir. Bunlar tipik olarak ihmal edilebilir düzeyde ısı üretirler, fakat kısa veya uzun süreli radyasyon yayarlar ve korunmak için zırhlama gerekir. Kullanılmış nükleer yakıtların yeniden işlenmesi sırasında yakıtın çözülmeyen metal kısımlarını içeren atıklar OSA kategorisinde değerlendirilir.
Yüksek seviyeli atıklar (YSA), fisyon reaksiyonu sonucunda ortaya çıkan yüksek derecede radyoaktif ve uzun ömürlü elementleri içerirler. Yüksek seviyeli atık kategorisinde ayırım yeniden işlenilmeyecek olan kullanılmış nükleer yakıt (KNY) ve yeniden işleme uygulamasının kalıntıları arasında yapılır. Bu iki alt grup biçim ve içerik olarak farklılıklar arz etseler de (örneğin yeniden işleme atıkları akışkandır) benzer şekilde yönetilirler.
Atıkların işlenmesi ve taşınmasında en önemli faktör atıkların radyoaktivite seviyeleridir. Fakat atıkların nihai depolanması için diğer bir önemli faktör, radyoaktif izotopların yarı ömürleriyle belirlenen izole olarak saklanacak zamanın uzunluğudur. Yüksek seviyeli atık ve kullanılmış nükleer yakıtta bulunan bazı uzun ömürlü izotoplar için binlerce yıllık izolasyon gerekir.
Radyoaktif izotopların yarı ömrü, başlangıçtaki atom sayısının yarısının bozunması için gereken süredir. Yarı ömür izotopa göre, bir saniyeden az bir süreden sonsuza kadar (kararlı durum) değişir. Şekil 4.1’de beş yarı ömürden sonra kalan radyoaktif izotop miktarının orijinal miktarın %3,125’i olduğu görülmektedir. On yarı ömürden sonra ise orijinal miktarın %0.1’inden azına ineceği hesaplanabilir. Tablo 4.1’de yüksek seviyeli atık ve kullanılmış nükleer yakıtların şartlarının saptanmasında önemli olan bazı izotoplar gösterilmektedir. Tabloda yer alan Sezyum, Stronsiyum ve Teknesyum fisyon ürünleridir; diğerleri ise nötron yakalama reaksiyonunun sonucudur.
Nükleer Enerjiden Kaynaklanan Radyoaktif Atıkların Hacimleri
Yüksek enerji yoğunluğu sebebiyle nükleer enerji üretimi sonucunda diğer enerji üretim seçenekleriyle karşılaştırıldığında üretilen birim enerji başına hacim olarak daha az atık oluşturur. Değişik reaktör ve yakıt çevrimleri, değişik miktarlarda ve tipte atık oluşturur. Tablo 4.2 nükleer enerji üretiminde oluşan atık hacimleri hakkında genel bir fikir vermektedir.
Tablo 4.2. 1000 MWe’lık LWR Tarafından Üretilen Radyoaktif Atık Hacmi (m3/yıl)
| Atık tipi | Açık yakıt çevrimi | Kapalı yakıt çevrimi |
| DSA/OSA | 50-100 | 70-190 |
| YSA | 0 | 15-35 |
| Kullanılmış Yakıt | 45-55 | 0 |
Geliştirilen uygulamalar ve teknolojiler nedeniyle üretilen birim elektrik başına atık miktarlarında ve bir anlamda işletme ve bakım harcamalarında kısmen azalmaya doğru bir eğilim vardır.
Şekil: Atık Üretiminin Karşılaştırılması- AB’deki Yıllık Atık Üretimi
Radyoaktif atıkların depolanması
Kullanılmış yakıtın yeniden işlenmesinden ortaya çıkan yüksek seviyeli atık sıvı haldedir ve normal olarak camlaştırma ile (özel bir cam tipi üretilerek) katı hale getirilir. Seramiğe dayalı diğer atık formları da denenmiştir. Bu atık formları, çok dayanıklı olma ve atıkları uzun süreli sabit tutma özelliklerine haizdir. Yeniden işlenmeyecek olan kullanılmış nükleer yakıt ara depolama ve/veya nihai depolama için özel kaplara yerleştirmenin dışında çok fazla uygunlaştırma önlemi gerektirmez.
Ara depolama
Depolama, atıkların gelecekte yeniden işleme amacına göre farklılık gösterir. Böylece güvenlik için aktif izleme, bakım ve kurumsal kontroller sürdürülmelidir. Depolama yeri hazırlandığı zaman düşük ve orta seviyeli atıklar doğrudan düzenli aralıklarla gönderilebilir. Yüksek seviyeli atık ve kullanılmış nükleer yakıtın ara depolanması, radyasyon ve ısı üretiminin azalmasını sağlar. Atıkların ara depolanması onlarca yıl güvenli olarak sağlanabilir.
Nihai Depolama
Nihai depolama radyoaktif atık yönetiminin son adımıdır. Genellikle bu işlem, geri alma amacı olmaksızın atıkları bertaraf etmek, uzun süre izleme ve gözetmeye gerek görmeden halk ve çevreden güvenli bir şekilde izole ederek muhafaza etmek olarak tanımlanır. Radyoaktif atıklar özel olarak hazırlanmış tesislere gömülür ve radyoaktif olmayan atıklarla karıştırılmaz.
Kısa ömürlü atıklar
Kısa ömürlü, düşük ve orta seviyeli atıklar birçok ülkede muhtelif yerlerde rutin bir şekilde bertaraf edilmektedir; bazı sahalar dolmuş ve kapatılmıştır. Bu tesislerin bir çoğu yüzeye yakın olup genellikle izolasyonu artırmak için depo çukurunun içini beton yahut bazı başka malzeme ile kaplamak gibi basit mühendislik bariyerleri ile donatılmıştır. Atık paketleri arasındaki boşluklar toprak, kil veya beton ile doldurulmuştur. Su sızıntısını en aza indirmek için düşük geçirgenlikli örtüler ve depolama ünitelerindeki suyu dışarı atmak için drenaj sistemleri kullanılmıştır.
Bu önlemler atık paketlerinin ömrü boyunca devam eden radyoaktivitesinin olası yayılmasını önlemeye yöneliktir. Bu önlemlerle birlikte düşük ve orta seviyeli atıkların gömme yerlerinde 100-300 yıllık periyotlar için yeraltı suyunun izlenmesi, erişimlerin kısıtlanması, periyodik bakım ve toprak kullanımında kısıtlamalar gibi aktif ve pasif kontroller uygulanmaktadır. Bu periyottan sonra radyoaktif izotoplar ihmal edilebilir seviyelere kadar bozunmuş olacaktır.
Uzun ömürlü atıklar
Yüksek seviyeli atık veya kullanılmış nükleer yakıt gibi uzun ömürlü atıklar için önerilen çözümler daha zor kanıtlanmaktadır. Yüksek seviyeli atıklar ve kullanılmış nükleer yakıtlar için henüz bertaraf (gömme) işlemi uygulanan bir yer bulunmamaktadır; bununla beraber ABD’de savunma uygulamalarından ortaya çıkan uzun ömürlü atıkların gömülmesi uygulamaları mevcuttur. Bir çok ülke (Belçika, Kanada, Çin, Finlandiya, Fransa, Almanya, Rusya, İspanya, İsviçre, İngiltere ve ABD gibi) uzun ömürlü atıkların gömülmesinin geliştirilmesi yönünde programlar yürütmektedir.
Uzun Ömürlü Atıkların Jeolojik Bertarafı
Uzun ömürlü atıklar için bertaraf kavramı, uzun zaman dilimi zarfında emniyeti ve muhafazayı garanti altına almak için atıkları yerin altına gömmektir (derin jeolojik depolamalar). Arzulanan sonuç uzun süre dayanan, çevreye kabul edilemez radyoaktivite salımları olmayan, gelecek nesillere yük getirmeyen ve pasif olarak güvenli bir sistemdir. Günümüzde bu yaklaşımdaki temel husus, jeolojik işlemlerin ve malzeme özelliklerinin dikkate alınan dönem süresince atıkların muhafaza edilmesine yeteceği yönünde kamuoyu güveninin eksik olmasıdır.
