Швецияның радиоактивтік қалдықтарды кезендік сақтау жүйесі
KBS-3
Швецияның радиоактивтік қалдықтарды қауіпсіз сақтау жүйесі KBS-3: технология, қағидалары, табиғи сақтау орындарының зерттелуі және Финляндияда қолданылуы.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Швед радиоактивті қалдықтарды жою жүйесі
Swedish radioactive waste disposal system
KBS 3 (ядролық отын қауіпсіздігі – kärnbränslesäkerhet) – Statens Strålskyddsinstitut (мемлекеттік радиациялық қорғау агенттігі) тапсырысы бойынша Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB) әзірлеген жоғары деңгейлі радиоактивті қалдықтарды жою технологиясы. Технологияны Габонның Окло қаласындағы табиғи реактор және Канаданың Саскачеван провинциясындағы Сигар көліндегі уран кені сияқты әртүрлі табиғи сақтау орындарын зерттеу арқылы жасады. Базалық теория бойынша, бұл орындардағы радиоактивті тау жыныстары мыңдаған жылдар бойы болған және адамдардың денсаулығы мен әл-ауқатына әсер етпеген. KBS 3 Финляндиядағы Posiva компаниясы құрылып жатқан Onkalo пайдаланылған ядролық отын қоймасында да қолданылады. Қалдықтарды жою әдісі келесі қадамдардан тұрады:
KBS 3 (an abbreviation of kärnbränslesäkerhet, nuclear fuel safety) is a technology for disposal of high level radioactive waste developed in Sweden by Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB) by appointment from Statens Strålskyddsinstitut (the government's radiation protection agency). The technology was developed by studying different natural storage facilities such as the natural reactor in Oklo, Gabon and the uranium mine in Cigar Lake, Saskatchewan, Canada. The general theory is that radioactive rock in these sites has been present for thousands of years, and has not affected the health and well being of human populations. KBS 3 is also to be used in Finland at the Onkalo spent nuclear fuel repository, being built by Posiva. The disposal method consists of the following steps:
Алдымен қалдықтар 30 жылға дейін аралық сақтау орнында сақталады. Қалдықтар құйма темірден жасалған контейнерлерге салынады. Құйма темірден жасалған канистрлер мыс (CuOFP қорытпасы) капсулаларына енгізіледі. Капсулалар кристаллдық тау жынысына 500 метр тереңдікте бұрғыланған, диаметрі екі метр және тереңдігі сегіз метр болатын дөңгелек тесікке, бентонит балшығының қабатына орналастырылады. Сақтау орны толғаннан кейін бұрғылау тесігі жабылып, учаске белгіленеді. Егер туннельден тау жынысына жасалған тесіктер тік болса, бұл әдіс KBS 3V деп аталады, ал көлденең болса – KBS 3H. Қазірге дейін қарастырылып отырған жалғыз әдіс – KBS 3V. Базалық теория бойынша, радиоактивті тау жыныстары жерде әрқашан болған және жалпы алғанда адамдар үшін қауіпсіз. Сонымен қатар, Cigar Lake және Oklo актинидтердің жер асты сулары немесе басқа да жолдармен оңай көшпейтінін көрсетті. Пайдаланылған отын радиоактивті керамикадан тұрады, оның қысқа жартылай ыдырау мерзімі бар радиоактивті элементтері ыдырағанша салқындатылады, сондықтан жылу шығаруы ескерілмейді. Бастапқыда керамикалық отын коррозияға төзімді цирконий қорытпасынан жасалған герметикалық түтіктерге оралған. Сондықтан пайдаланылған отын кез келген дәстүрлі мағынада суға ерімейді және механикалық тұрғыдан берік. Басқа элементтер (кристаллдық тау жынысы, коррозияға төзімді мыс цилиндрлер және т.б.) жер асты суларымен байланысты әсерді және отынға ену және оны еріту жылдамдығын азайтатыны ғылыми тұрғыдан дәлелденген. Егер учаске дұрыс таңдалса, кез келген ағып кету теңіз суына түсіп, ыдырауға дейін қауіпсіз сіңіріледі. Жер сілкінісі және басқа да төтенше жағдайларға қарсы геологиялық тұрақтылықты мұқият учаске таңдау арқылы одан әрі арттыруға болады. Бұл қауіпсіздік факторлары көбейіп, отындағы радиоактивті элементтердің көп бөлігі ыдырайды, ал ең ұзақ өмір сүретін, ең аз радиоактивті изотоптар ғана қалады. Осы кезде қоймадағы заттар табиғи уран кен орындарынан кем емес қауіпсіз. Бұл процесс жан-жақты зерттелген және жақсы түсінілген химия мен геологияға негізделген. Қалдықтарды жою қаупін өлшеу қиын, себебі мыңдаған жылдар бойы деректерді жинау қажет. Алайда, процестерді білу және тәуекелді басқару әдістемесін қолдану арқылы SKB және Posiva компаниялары жүргізген ұзақ мерзімді қауіпсіздікті бағалауда KBS 3 қоймаларымен байланысты тәуекелдер мұқият зерттелді.
The waste is first stored in intermediate storage for 30 years. The waste is encapsulated in cast iron canisters. The cast iron canisters are encapsulated in copper (CuOFP alloy) capsules. The capsules are deposited in a layer of bentonite clay, in a circular hole, eight meters deep and with a diameter of two meters, drilled in a tunnel 500 metres down into crystalline rock. After the storage facility is full, the drill hole is sealed and the site marked. If the holes into the rock from the tunnel are drilled vertically, the method is called KBS 3V and if they are drilled horizontally it is called KBS 3H. The only method considered so far is KBS 3V. The overall theory is that radioactive rock has always been present in the earth, and it is generally harmless to human populations. Further, Cigar Lake and Oklo have proven that actinides do not easily migrate via ground water or other means. Spent fuel consists of radioactive ceramic, cooled until its short half life radioactives have decayed, so its heat production is negligible. When initially made, the ceramic fuel is also wrapped in sealed tubes of corrosion resistant zirconium alloy. Therefore, spent fuel is not water soluble in any conventional sense, and is mechanically sturdy. The other elements present (crystalline bedrock, corrosion resistant copper cylinders, etc.) have been scientifically proven to reduce the exposure to ground water, and the rate at which it can penetrate to the fuel and dissolve it. Further, if correctly sited, any leakage will enter seawater, providing a safe dilution until decay. Geological stability against earthquakes and other extreme events can be further increased by careful site selection. These safety factors multiply, extending the containment lifetime until most radioactive elements in the fuel have decayed, and only the longest lived, least radioactive isotopes remain. At this point, the contents of the repository are at least as safe as natural deposits of uranium. The process has been extensively studied and depends on well understood chemistry and geology. The risk of waste disposal is difficult to measure due to the necessity of gathering data over thousands of years. However, by employing process knowledge and risk management methodology, the risk associated with KBS 3 repositories have been thoroughly investigated in the assessments of long term safety performed by SKB and Posiva.
Мекемелер
Бұл әдісті қолданатын алғашқы объектілер Швецияның Эстхаммар қаласында, Форсмарк атом электр станциясының жанында, және Финляндияның Эурайоки қаласында, Олколуото атом электр станциясының жанындағы Онкало пайдаланылған ядролық отын қоймасында орналасады. 2019 жылы Posiva компаниясы Онкало үшін пайдаланылған ядролық отынды өңдеу объектісінің құрылысын және Онкало туннельдеріндегі қажетті жабдықтарды орнату жұмыстарын бастайтынын хабарлады. Контракт Skanska компаниясына тапсырылды, және аяқталу күні 2022 жылғы жазға жоспарланған. Объектінің жұмысы 2020 жылдары басталады. Эстхаммардағы объектіде 6000 капсулаға орын бар, және жыл сайын 200 капсуладан сақтауға жоспарлануда.
The first facilities using this method will be located in Östhammar, Sweden, next to the Forsmark Nuclear Power Plant, and in Eurajoki, Finland, at the Onkalo spent nuclear fuel repository next to the Olkiluoto Nuclear Power Plant. In 2019, Posiva Ltd. announced that the construction of the spent nuclear fuel handling facility for Onkalo and installation of the requisite equipment in the Onkalo tunnels will begin. The contract was awarded to Skanska, and the expected date of completion will be in summer 2022. The operation of the facility will begin in the 2020s. The Östhammar facility will have space for 6,000 capsules and the plan is to deposit 200 capsules into storage annually.
Сын
2012 жылы Швецияның Стокгольм қаласындағы Корольдік технология институтының зерттеу тобы KBS 3 мыс капсулаларының SKB және Posiva мәлімдегендей коррозияға төзімді еместігін көрсететін зерттеу нәтижелерін жариялады. Оған жауап ретінде STUK (Финляндияның ядролық қауіпсіздік агенттігі) Posiva компаниясынан толыққанды түсіндіру талап етті. Posiva Швеция мен Финляндияда жүргізілген тәуелсіз зерттеулерді өз қауіпсіздік зерттемелеріне сілтеме жасап жоққа шығарды. SKB қосымша зерттеулер жүргізіп, коррозия процесінің болмағанын, ал алғашқы тәжірибелердің дұрыс орындалмағанын және/немесе дұрыс емес қорытындыларға келгенін көрсетті.
In 2012, a research group at the Royal Institute of Technology in Stockholm, Sweden, published research that suggests that the copper capsules of KBS 3 are not as corrosion proof as SKB and Posiva claim. In response, STUK (the Finnish nuclear safety office) asked Posiva for further explanation. Posiva dismissed the independent research in Sweden and Finland, referring to its own safety studies. SKB undertook follow up studies, which indicated that the corrosion process does not exist, and that the initial experiments were not correctly executed and/or the wrong conclusions were drawn.