Predobrada i obrada

listPredobrada radioaktivnog otpada

Predobrada podrazumijeva prikupljanje otpadnih radioaktivnih materijala, po potrebi razvrstavanje otpada temeljem njegovih radioloških, fizikalnih, kemijskih i patogenih svojstva, te kemijsku prilagodbu i dekontaminaciju otpada. Osobito je važna, jer je upravo tada najbolja prilika za eventualno izdvajanje materijala za recikliranje, kao i otpada koji nije radioaktivan i koji se može osloboditi od radiološke kontrole i odložiti kao “običan otpad”. Radioaktivni se otpad razvrstava ovisno o svojstvima na radioaktivni otpad za površinsko, podzemno ili duboko odlaganje.

Razvrstavanje otpadnih radioaktivnih materijala, izvor: Nuclear Decommissioning Authority (NDA), Velika Britanija

Otpad koji sadrži pretežno kratkoživuće radionuklide ne treba miješati s dugoživućim otpadom. Međusobno miješanje NSRAO treba biti ograničeno na otpad koji je radiološki i kemijski kompatibilan. Posebnu pozornost treba obratiti na razdvajanje materijala koji su zapaljivi, eksplozivni, kemijski reaktivni ili na drugi način opasni, ili na one koji sadrže slobodne tekućine ili plinove pod tlakom. Tekući RAO treba biti prikupljen, razdvojen i kemijski prilagođen prije obrade i kondicioniranja.

Postupkom dekontaminacije, koristeći uporabu mehaničkih, kemijskih i elektrokemijskih metoda, uklanja se površinska kontaminacija. Kontaminirani predmeti se mogu dekontaminirati do te mjere da više nisu radioaktivni materijal i nisu predmet radiološkog nadzora. Mogu se ponovno koristiti i time se može smanjiti količina radioaktivnog otpada. Za dekontaminaciju tekućeg otpada često treba kombinirati više postupaka, a u procesu može nastati sekundarni otpad (filteri, mulj).

listPrivremeno skladištenje nekondicioniranog NSRAO-a

Nekondicionirani otpad se inicijalno skladišti u ustanovi u kojoj je nastao. Otpad prethodno mora biti razdvojen i pripremljen za skladištenje do raspada radioloških izotopa do propisanih granica ili za daljnju obradu. U ustanovama koje koriste radioaktivne tvari, kratkovječni nisko radioaktivni otpad može se čuvati u jednostavnim skladištima, od jednostavnih sigurnosnih ormara do pokretnih sefova, u jednoj ili više namjenskih prostorija.

Potrebno je učinkovito održavati radioaktivni inventar kako bi se izbjeglo nepotrebno gomilanje otpada u radnom prostoru. Otpad nastao u manjim postrojenjima za proizvodnju radioizotopa prije postupka obrade zahtijeva skladištenje do raspadanja dominantnih radionuklida. U većim postrojenjima potrebno je osigurati posebne objekte za skladištenje nastalog otpada.

listObrada RAO-a

Obradi RAO-a prethodi niz operacija, primjerice prikupljanje otpada, segregacija, kemijska i fizikalna prilagodba i dekontaminacija. U procesu obrade zadatak je povećati sigurnost i ekonomičnost pohranjivanja otpada promjenom njegovih osobina.

Sustavi za obradu paketa RAO-a su:

  • “vruća ćelija” (“hot cell”) za rastavljanje uređaja u kojima se nalaze izvori visokih aktivnosti i njihovo stavljanje u odgovarajuće nove pakete,

                          „Vruća ćelija“, izvor: „Nuklearni objekti Srbije“

  • digestor – laboratorijski ormar za izvođenje kemijskih postupaka s posebnim izvodom za ventilaciju za kondicioniranje radioaktivnih izvora koji proizvode praškaste i plinovite kontaminante,

Digestor

  • kompaktor – uređaj za smanjivanje volumena krutog otpada zbijanjem.

                                                                                      Kompaktor RWC 250 sa klipom i pritisnom pločom, izvor: „Nuklearni objekti Srbije“

listObrada NSRAO-a

Obrada NSRAO-a može uključivati:

  • smanjenje volumena otpada (spaljivanjem zapaljivog otpada, zbijanjem (kompaktiranjem) krutog otpada i raščlanjivanjem ili rastavljanjem glomaznog otpada);
  • uklanjanje radionuklida (isparavanjem ili ionskom zamjenom za tekući otpad i filtracijom plinovitog otpada);
  • promjenu oblika ili sastava (kemijskim procesima kao što su precipitacija, flokulacija i otapanje u kiselini, kemijska i termička oksidacija);
  • promjenu svojstava otpada.

.

Spaljivanjem zapaljivog krutog NSRAO-a obično se postiže najviši stupanj smanjenja obujma, a pri tome se dobije i stabilniji oblik otpada. Produkti spaljivanja na koje treba obratiti pažnju su kiseline, poliklorirani bifenili (PCB) i razne druge tvari koje ne predstavljaju radioaktivnu opasnost, ali su jednako opasni za ljude i okoliš. Spaljivanje nisko i srednje radioaktivnog otpada iz NE Krško obavlja se u Švedskoj.

.

Peć za spaljivanje otpada, izvor: ENRESA

.

Zbijanje (kompaktiranje) je pogodna metoda za smanjenje volumena određenih vrsta otpada. Metoda zbijanja otpada u bačvama je prikladna za čvrsti stlačivi otpad, a u određenim slučajevima za oblaganje tako zbijenog otpada može se koristiti i cementna smjesa. Kompaktiranjem se volumen NSRAO-a može smanjiti do 5 puta, uz doduše, porast specifične aktivnosti.

                                                                                        Kompaktor, izvor: JAVYS                                           Kompaktirani spremnici, izvor: COVRA

Za smanjenje volumena u NE Krško se koristi postupak superkompaktiranja bačvi, gdje se koriste visokotlačni kompresori koji bačve i njihov sadržaj komprimiraju silom od 10 do 15 MN. Time se značajno reducira volumen bačve. Komprimirani otpad pohranjuje se u posebne, za to namijenjene bačve i spremnike.

Postupak kompaktiranja u NE Krško, izvor: Nuklearna elektrana Krško

Raščlanjivanje, rastavljanje, rezanje ili druge tehnike usitnjavanja mogu se koristiti prije kondicioniranja robusnijeg otpada. Za usitnjavanje se općenito koristi abrazivno rezanje, rezanje plamenom i plazmom, piljenje i hidrauličko kidanje. Svrha rezanja je lakše pakiranje u bačve i spremnike. Za nezapaljiv i nestlačiv kruti otpad, ukoliko ne postoji mogućnost pohranjivanja do raspada ili dekontaminacije, treba razmotriti mogućnost direktnog kondicioniranja bez prethodne obrade.

.

Upotrebom ionskih izmjenjivača za tekući otpad uklanjaju se radionuklidi. Za smanjenje volumena tekućega RAO-a u NE Krško koriste se filtriranje, isparavanje i sušenje u bačvi. Isparjela se neradioaktivna voda vraća u proces, a preostala se radioaktivna masa suši u bačvi. Zagrijavanjem bačve izvlači se vodena para i tako nastaje čvrst i suh talog. Voda nastala kao posljedica obrade NSRAO-a može se ispustiti u okoliš samo u skladu sa sigurnosnim propisima. Suprotno, krute tvari potrebno je prethodno filtrirati, kiseline i lužine neutralizirati te sav štetan sadržaj obradom ukloniti. Tekući organski otpad zbog svoje kemijske prirode zahtjeva drugačiju obradu i treba biti odvojen od tekućeg NSRAO-a.

.

Uparivač tekućeg RAO-a, izvor: „Nuklearni objekti Srbije“

.

.

Radioaktivne čestice i aerosole u plinskim ispustima može se ukloniti filtracijom pomoću visoko učinkovitih filtera zraka (eng. High Efficiency Particulate Air – HEPA). Ventilacija s filterima za zadržavanje čestica (HEPA) se posebno izvodi za digestor i „hot cell“ i mora biti nezavisna od glavnog ventilacijskog sustava. Jod i plemeniti plinovi mogu biti uklonjeni filterima na bazi aktivnog ugljena. Iskorišteni filteri smatraju se krutim radioaktivnim otpadom.

listObrada VRAO-a

Program zbrinjavanja visoko radioaktivnog otpada (VRAO) uključuje skladištenje u tekućem obliku, preobrazbu u čvrsti oblik, pakiranje otpada i skladištenje paketa s otpadom. Tekući VRAO je uglavnom pohranjen u posebnim rezervoarima prije eventualnog prevođenja u kruti oblik (solidificiranja). Tekući VRAO koji nastaje ponovnom preradom ING-a iz komercijalnih elektrana prevodi se u kruti oblik ostakljivanjem (vitrificiranjem).

.

 

Vitrificirani otpad, izvor: ENRESA