Πυρηνικά απόβλητα είναι τα ραδιενεργά απόβλητα που παράγονται από πυρηνικούς αντιδραστήρες ή απομένουν από ερευνητικά έργα, ιατρικές χρήσεις και την κατασκευή πυρηνικών όπλων. Οι μέθοδοι ταξινόμησης μπορεί να διαφέρουν κάπως από χώρα σε χώρα, αλλά δύο κατηγορίες — απόβλητα υψηλής ραδιενέργειας (HLW) και απόβλητα χαμηλής ραδιενέργειας (LLW) — αναγνωρίζονται γενικά, με βάση τη ραδιενέργεια, την πηγή και τον χρόνο ημιζωής. Αυτά τα υλικά είναι δυνητικά επικίνδυνα επειδή εκπέμπουν ιονίζουσα ακτινοβολία, η οποία μπορεί να βλάψει ή να σκοτώσει τα κύτταρα, να προκαλέσει μεταλλάξεις και γενετικές ανωμαλίες και να προκαλέσει καρκίνο. Ο βαθμός κινδύνου εξαρτάται από το επίπεδο και το είδος της ραδιενέργειας, με ορισμένα υλικά να είναι πολύ επικίνδυνα σε ακατέργαστη μορφή και άλλα να αποτελούν μικρή απειλή στις περισσότερες περιπτώσεις. Η ασφαλής διάθεση των πυρηνικών αποβλήτων είναι ένα διαρκές και αμφιλεγόμενο ζήτημα.
Τύποι και πηγές
Τα απόβλητα υψηλής ραδιενέργειας αποτελούνται κυρίως από ράβδους αναλωμένου καυσίμου από πυρηνικούς αντιδραστήρες. Αυτοί οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής βασίζονται στην πυρηνική σχάση για την παραγωγή θερμότητας και το καύσιμο μετατρέπεται σε ράβδους που μπορούν να μετακινηθούν μέσα και έξω από τον πυρήνα του αντιδραστήρα για τον έλεγχο της διαδικασίας. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, ο ρυθμός σχάσης σε μια ράβδο θα μειωθεί σε σημείο που δεν είναι πλέον αποτελεσματική και η ράβδος θα αφαιρεθεί. Οι ράβδοι που αφαιρέθηκαν είναι γνωστές ως ράβδοι αναλωμένου καυσίμου και είναι εξαιρετικά ραδιενεργές, καθώς περιέχουν έναν αριθμό προϊόντων σχάσης — ραδιενεργά στοιχεία που δημιουργούνται από τη διαδικασία σχάσης. Αυτά τα στοιχεία αποσυντίθενται με διαφορετικούς ρυθμούς και με την πάροδο του χρόνου, οι ράβδοι γίνονται λιγότερο ραδιενεργές, αλλά θα παραμείνουν δυνητικά επικίνδυνες για πολλές χιλιάδες χρόνια.
Τα απόβλητα χαμηλής ραδιενέργειας, στις ΗΠΑ, περιλαμβάνουν ουσιαστικά όλα όσα δεν ανήκουν στην κατηγορία των απορριμμάτων υψηλής ραδιενέργειας. Προέρχεται από μια μεγάλη ποικιλία πηγών. Αποτελείται από υλικά που έχουν έρθει σε επαφή με ραδιενεργές ουσίες ή τα οποία έχουν γίνει τα ίδια ραδιενεργά λόγω έκθεσης σε ορισμένες μορφές ακτινοβολίας, καθώς και μικρές ποσότητες ραδιοϊσοτόπων από ερευνητικά ιδρύματα και νοσοκομεία. Παραδείγματα είναι είδη προστατευτικού ρουχισμού που φοριούνται από το προσωπικό που εργάζεται με ραδιενεργά υλικά, καθώς και σύριγγες και βελόνες που χρησιμοποιούνται για την έγχυση ραδιοϊσοτόπων για ιατρικούς σκοπούς. Συνήθως παραμένει δυνητικά επικίνδυνο για μερικές δεκάδες έως μερικές εκατοντάδες χρόνια.
Ορισμένες χώρες έχουν μια ενδιάμεση κατηγορία απορριμμάτων. Αυτό δεν αναγνωρίζεται στις ΗΠΑ, αλλά χρησιμοποιείται στην Ευρώπη και περιλαμβάνει απορριπτόμενα μέρη πυρηνικών αντιδραστήρων που έχουν έρθει σε επαφή με πυρηνικά καύσιμα και υλικά που προκύπτουν από τον παροπλισμό αντιδραστήρων. Μια άλλη κατηγορία είναι τα «υπολείμματα μύλου», τα οποία είναι υπολείμματα από την εξόρυξη ουρανίου από το μετάλλευμά του. Αυτά είναι ελαφρώς ραδιενεργά και συνήθως πιστεύεται ότι αποτελούν περισσότερο χημικό παρά ραδιολογικό κίνδυνο, καθώς συχνά περιέχουν τοξικά βαρέα μέταλλα.
Διάθεση
Τα απόβλητα υψηλής ραδιενέργειας αποθηκεύονται γενικά επί τόπου σε πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής έως ότου καταστεί διαθέσιμος κατάλληλος χώρος διάθεσης. Κατά τη διάρκεια αυτής της αρχικής περιόδου αποθήκευσης, διατηρείται κάτω από τουλάχιστον 20 πόδια (6 μέτρα) νερού, το οποίο απορροφά την ακτινοβολία. Η προτιμώμενη επιλογή για μακροπρόθεσμη απόρριψη είναι βαθιά κάτω από το έδαφος, με το ραδιενεργό υλικό να είναι εγκλωβισμένο σε γυαλί και να παρακολουθείται προσεκτικά. Η εύρεση ενός κατάλληλου τόπου διάθεσης είναι, ωστόσο, προβληματική, καθώς τα σχέδια αποθήκευσης αποβλήτων υψηλής ραδιενέργειας σε οποιαδήποτε δεδομένη τοποθεσία τείνουν να συναντούν σφοδρή αντίθεση. Οι ράβδοι αναλωμένου καυσίμου μπορούν επίσης να αποθηκευτούν πάνω από το έδαφος σε μεγάλα μεταλλικά και τσιμεντένια δοχεία.
Μια άλλη επιλογή για τις ράβδους αναλωμένου καυσίμου είναι η επανεπεξεργασία. Αφού αφαιρέθηκε μια δέσμη πυρηνικών καυσίμων από έναν αντιδραστήρα, εξακολουθεί να περιέχει το μεγαλύτερο μέρος του αρχικού ουρανίου της, αλλά αναμεμειγμένο με προϊόντα σχάσης υψηλής ραδιενέργειας. Αυτό το ραδιενεργό κοκτέιλ μπορεί να διαχωριστεί μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται πυρηνική επανεπεξεργασία, η οποία ταξινομεί τα στοιχεία του αναλωμένου καυσίμου και επιτρέπει την ανάκτηση και επαναχρησιμοποίηση χρήσιμου καυσίμου. Αυτή η διαδικασία εξακολουθεί να αφήνει πίσω κάποια απόβλητα υψηλής ραδιενέργειας που πρέπει να απορριφθούν, αλλά η ποσότητα είναι πολύ μικρότερη. Από το 2013, η επανεπεξεργασία δεν εφαρμόζεται στις ΗΠΑ, αλλά πραγματοποιείται στο Ηνωμένο Βασίλειο και στη Γαλλία.
Τα απόβλητα χαμηλής ραδιενέργειας αποθηκεύονται σε ειδικά δοχεία που, όπου χρειάζεται, έχουν βαθμό θωράκισης ανάλογο με το επίπεδο και το είδος της ραδιενέργειας. Οι ουσίες που εκπέμπουν ακτινοβολία άλφα δεν απαιτούν θωράκιση, καθώς είναι επικίνδυνες μόνο σε περίπτωση κατάποσης ή εισπνοής. Ωστόσο, η ακτινοβολία γάμμα και οι εκπομποί νετρονίων απαιτούν σημαντική θωράκιση. Όπως και με τα απόβλητα υψηλής ραδιενέργειας, τα υλικά θάβονται υπόγεια, αλλά συνήθως σχετικά κοντά στην επιφάνεια.
Ο κίνδυνος που ενέχει τα πυρηνικά απόβλητα
Τα πυρηνικά απόβλητα είναι δυνητικά επικίνδυνα επειδή εκπέμπουν τύπους ακτινοβολίας που έχουν αρκετή ενέργεια για να ιονίσουν άτομα, που σημαίνει ότι τα άτομα φορτίζονται ηλεκτρικά λόγω, για παράδειγμα, της απομάκρυνσης ηλεκτρονίων. Στο ανθρώπινο σώμα, αυτά τα φορτισμένα άτομα μπορούν να αλληλεπιδράσουν με άλλα άτομα, προκαλώντας χημικές αλλαγές στα κύτταρα και στο DNA. Τα υψηλά επίπεδα ιονίζουσας ακτινοβολίας σκοτώνουν τα κύτταρα και μπορούν να προκαλέσουν άμεσα απειλητικά για τη ζωή αποτελέσματα, ενώ τα χαμηλότερα επίπεδα μπορεί να προκαλέσουν γενετική βλάβη και καρκίνο. Για να βάλουμε τα πράγματα στη θέση τους, ωστόσο, τα πυρηνικά απόβλητα δεν είναι απαραίτητα πιο επικίνδυνα από τα χημικά δηλητήρια, τα οποία παράγονται σε πολύ μεγαλύτερες ποσότητες. Έχει υπολογιστεί ότι η δημόσια έκθεση σε καρκινογόνους παράγοντες από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι από πυρηνικά απόβλητα, λόγω χημικών και φυσικών ραδιενεργών στοιχείων, που απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα από την καύση άνθρακα.