ZAGOTAVLJANJE TRAJNE IN VARNE REŠITVE RAVNANJA Z RADIOAKTIVNIMI ODPADKI IN IZRABLJENIM GORIVOM
V Sloveniji izrabljeno gorivo (IG) nastaja v jedrski elektrarni Krško (NEK) in v raziskovalnem reaktorju Triga na Institutu “Jožef Stefan“. NEK izrabljeno gorivo skladišči na območju elektrarne, Institut “Jožef Stefan” pa je doslej vse izrabljeno gorivo iz raziskovalnega reaktorja vrnil proizvajalcu v ZDA. Visokoradioaktivni odpadki (VRAO) bodo nastali pri razgradnji jedrske elektrarne oziroma po odločitvi za predelavo IG, pri kateri nastanejo tudi VRAO.
Smernice Resolucije o nacionalnem programu ravnanja z radioaktivnimi odpadki in izrabljenim gorivom za obdobje 2023 – 2032 (ReNPROIG 23 – 32) določajo, da je potrebno najprej zagotoviti varno skladiščenje izrabljenega goriva (IG) in visokoradioaktivnih odpadkov (VRAO) in nato njihovo varno odlaganje. Skladno s tretjo revizijo Programa razgradnje NEK in Programa odlaganja RAO in IG iz NEK je predvideno:
- mokro skladiščenje izrabljenega goriva v bazenu na lokaciji NEK, čemur bo sledilo
- suho skladiščenje izrabljenega goriva,
- pakiranje in priprava za odlaganje ter
- odlaganje odpadkov v globokem geološkem odlagališču.
Glede na tehnološki napredek v zadnjem desetletju bi bilo smiselno proučiti še druge sodobne možnosti predelave in recikliranja izrabljenega goriva v predelano jedrsko gorivo. Sodobni postopki namreč omogočajo bistveno zmanjšanje prostornine, razpolovne dobe in radiotoksičnosti izrabljenega goriva in visokoradioaktivnih odpadkov. V vsakem primeru pa na koncu ostanejo visokoradioaktivni odpadki, ki jih je potrebno trajno odložiti.
Smernice Nacionalnega programa ravnanja z radioaktivnimi odpadki in izrabljenim gorivom 2023-2032 določajo, da naj Slovenija enakovredno upošteva dve možnosti:
- spremlja in sodeluje v pobudah za skupno geološko odlagališče v eni od držav EU,
- obenem pa za primer, če skupno odlagališče ne bi bilo mogoče, načrtuje tudi geološko odlagališče v Sloveniji za odpadke iz lastnega jedrskega programa.
Odlaganje visokoradioaktivnih odpadkov (VRAO) in izrabljenega goriva (IG) v Sloveniji
Konzervativne ocene količine izrabljenega goriva ob koncu obratovanja leta 2043 znašajo manj kot 2500 izrabljenih gorivnih elementov. Med razgradnjo Nuklearne elektrarne Krško (NEK) bo predvidoma nastalo še 82 ton VRAO. Te VRAO predstavljajo aktivirani materiali, ki izvirajo predvsem iz sistema sredične instrumentacije, sistema jedrske instrumentacije ter sistema regulacije in položaja palic. Trenutno so izrabljeni gorivni elementi shranjeni v bazenu za izrabljeno gorivo v NEK.
IG in VRAO se najprej hranijo v suhem skladišču na lokaciji NEK katerega gradnja se je končala in je bilo v letu 2023 iz bazena v suho skladišče premeščenih 592 gorivnih elementov. Trajanje skladiščenja je določeno ob upoštevanju hlajenja IG in optimalnega polnjenja vsebnikov za odlaganje v dveh variantah scenarijev: trajanje skladiščenja 60 let po zaprtju NEK do leta 2103 (osnovni scenarij-optimalna rešitev) in trajanje skladiščenja 32 let po zaprtju NEK do leta 2075 (alternativna rešitev). Načrtovan je cestni prevoz IG iz suhega skladišča do odlagališča.
V študiji odlaganja VRAO in IG iz 2019, je predvideno, da bo IG in VRAO trajno odloženo v geološko odlagališče.
Gradnja geološkega odlagališča se bo začela 6 let pred začetkom rednega obratovanja z gradnjo pomožnih nadzemnih objektov, nato se bo začela gradnja obrata za enkapsulacijo in gradja podzemnih konstrukcij. Gradnja teh konstrukcij bo trajala 5 let.
Pri osnovnem scenariju se začne odlaganje IG in VRAO leta 2093, pri alternativnem scenariju pa po krajšem obdobju skladiščenja leta 2065. V obeh primerih so vse potrebne dejavnosti v zvezi z umeščanjem, izgradnjo, obratovanjem, razgradnjo in zapiranjem odlagališča enake, obratovanje pa traja 10 let. Koncept odlaganja pri obeh scenarijih temelji na švedskem modelu odlaganja SKB KBS-3V in na lokaciji odlagališča predvideva vse skupke sestavnih delov, sistemov in konstrukcij, potrebne za to, da odlagališče obratuje kot neodvisen jedrski objekt.
Zaradi obratovalnih zahtev in za zagotovitev potrebne fizične zaščite bo celotno območje odlagališča razdeljeno na štiri območja: neograjeno območje s podpornimi zgradbami in sistemi, industrijsko območje z ograjami za zagotovitev industrijske fizične zaščite, tehnološko nadzemno območje z ograjami za zagotovitev radiološke in jedrske varnosti (z obratom za enkapsulacijo, servisnimi zgradbami in pomožnimi sistemi) ter podzemne objekte (z dostopno klančino in tuneli, servisnim območjem in tuneli za odlaganje z odlagalnimi vrtinami).
Obrat za enkapsulacijo bo obsegal enote za sprejem transportnih zabojnikov z izrabljenim gorivom za enkapsuliranje v bakrene vsebnike, z območjem za manipulacijo, za odpremo in transport vsebnikov v podzemne odlagalne objekte, enoto za obdelavo in pakiranje NSRAO, administrativno zgradbo, skladiščne in pomožne objekte ter sisteme.
Gorivni elementi bodo najprej vstavljeni v masivne bakrene vsebnike, ki bodo nato zatesnjeni. Glavna funkcija vsebnikov je izolacija izrabljenih gorivnih elementov od okolja. Vsebnik je valjaste oblike in premera pribl. 1 meter in višine 4,7 m s 5 cm debelo protikorozijsko bakreno oblogo. Na notranji strani je ojačan z vložkom iz litega železa, ki lahko sprejme štiri gorivne elemente v primeru izrabljenega goriva tlačnovodnega reaktorja. Po vstavitvi izrabljenih gorivnih elementov v vsebnik se pokrov vsebnika zatesni s strojem za varjenje z elektronskim snopom. Vsebnik, napolnjen z IG, tehta približno 25 ton.
Podzemni del odlagališča leži na globini 500 m pod površjem. Kot alternativa pa je obravnavana tudi globina 800 m. Obsega dve območji: osrednje servisno območje in odlagalno območje. Podzemni del je mogoče doseči na več načinov: osebje ga lahko doseže skozi servisni jašek, za odpadke po spiralni klančini ali pa skozi navpični dostopni jašek svetlega premera 8,0 m. Klančina je dolga 5 km (alternativno 8 km), 7 m široka in 7 m visoka. Servisni jašek ima svetli premer 5 m. Servisni jašek bo služil tudi kot del prezračevalnega sistema (dovod zraka). Odlagališče je opremljeno s 3 m širokim prezračevalnim jaškom, ki lahko služi tudi za zasilni izhod.
Poleg izrabljenega goriva in visoko radioaktivnih odpadkov bodo v eno od opuščenih odlagalnih enot v servisnem območju podzemnega dela odlagališča odloženi še dolgoživi institucionalni nizko- in srednjeradioaktivni odpadki (NSRAO), VRAO iz razgradnje NEK in dolgoživi NSRAO iz NEK, VRAO in drugi RAO iz razgradnje suhega skladišča, dolgoživi NSRAO in morebitni VRAO iz obratovanja in razgradnje odlagališča.
Razgradnja geološkega odlagališča se začne 2104 in njegovo zaprtje 2108 s polnjenjem podzemnih predorov in odlagalnih območij. Odlagalni predori bodo zatesnjeni z betonskimi čepi debeline 6 m.
Poleg osnovnega scenarija so analizirane tudi alternativne rešitve, npr. 50-letni dolgoročni nadzor po zaprtju, enkapsulacija v skupnem regionalnem obratu za enkapsuliranje ter odlaganje v mednarodnem odlagališču, pa tudi nekaj alternativ osnovni zasnovi.
Odlaganje visokoradioaktivnih odpadkov (VRAO) in izrabljenega goriva (IG) v regionalnem oz. večnacionalnem odlagališču
Vsaka evropska država mora sama poskrbeti za odgovorno in primerno ravnanje s svojimi radioaktivnimi odpadki. Le malo držav je do zdaj sprejelo končno rešitev za svoje izrabljeno gorivo in visokoradioaktivne odpadke. Edina do zdaj priznana varna rešitev je odlaganje v geološko odlagališče globoko pod površjem Zemlje. Tovrstna rešitev je najbolj trajnostna, saj ne prelaga okoljskih bremen na naslednje generacije. Izgradnja nacionalnega odlagališča za izrabljeno gorivo in visokoradioaktivne odpadke je za mnoge države še vedno nerešeno vprašanje.
Tudi države, ki nimajo jedrskih elektrarn, uporabljajo jedrske tehnologije, pri katerih nastajajo manjše količine dolgoživih visokoradioaktivnih odpadkov. Lastno odlagališče je za države, kjer je tovrstnih odpadkov malo, velik tehnični in gospodarski izziv. Smiselna rešitev je lahko tudi razvoj enega oziroma manjšega števila regionalnih odlagališč, ki prinaša mnoge tehnične in ekonomske prednosti. Z delitvijo stroškov načrtovanja in obratovanja odlagališča lahko države prihranijo več sto milijonov evrov.
ARAO v okviru pobud za skupno geološko odlagališče v eni od držav EU kot aktivni član sodeluje v združenju ERDO katerega poslanstvo je priprava organizacijskih osnov za uresničitev razvoja skupnega evropskega pristopa k odlaganju IG in VRAO.
Sodelujemo tudi v aktivnostih evropske tehnološke platforme IGD-TP (Implementing Geological Disposal of Radioactive Waste technological Platform, ki omogoča pridobivanje znanj in kompetenc za izgradnjo geološkega odlagališča za IG in VRAO. Poleg tega ARAO sodeluje še v mednarodnem združenju za sodelovanje na področju jedrske energije (IFNEC – The International Framework For Nuclear Energy Cooperation) in v delovnih skupinah združenja World Nuclear Association (WNA).
V okviru priprave tretje revizije Programa odlaganja RAO in IG iz NEK je bila 2019 izdelana študija odlaganja VRAO in IG, kjer je bila obravnavana tudi možnost odlaganja VRAO in IG v mednarodnem odlagališču. V ta namen sta bili analizirani dve možnosti, koncept komercialne storitve odlaganja v večnacionalnem odlagališču in koncept partnerskega sodelovanja z delitvijo stroškov pri odlaganju v večnacionalnem odlagališču. Koncept komercialne storitve vključuje državo ponudnika storitev, ki razvija geološko odlagališče z namenom sprejema izrabljenega goriva iz več držav (npr. pobuda Južne Avstralije iz 2016), medtem ko koncept sodelovanja vključuje sodelovanje med partnerskimi državami v skupnem projektu za razvoj in izgradnjo odlagališča v eni izmed partnerskih držav.
Analiza obeh konceptov pokaže, da je takšna možnost odlaganja smiselna in načeloma izvedljiva rešitev. V primeru konzervativne ocene za koncept partnerskega sodelovanja 5 držav, ki bi si enakomerno delile stroške investicije izgradnje skupnega geološkega odlagališča, obratovalni stroški pa bili sorazmerni z inventarjem odloženih VRAO in IG, bi znašal strošek odlaganja vseh VRAO in IG iz NEK približno polovico stroškov, če bi le te odložili samostojno.
Načrti za razvoj skupnih rešitev in tehnologij za ravnanje z radioaktivnimi odpadki v Evropi so bili analizirani tudi v evropskem projektu EURAD. Številne države se zavedajo koristi izmenjave dobrih praks, informacij in sodelovanja z drugimi državami v zvezi z različnimi vidiki ravnanja z radioaktivnimi odpadki, npr. razvojem in izmenjavo tehnologij, metodologij, pristopov, izobraževanjem in izmenjavo osebja itd. Poleg tega so nekatere države pripravljene deliti informacije o objektih, ki bi lahko bili v prihodnje na voljo za skupno rabo. Dosedanje izkušnje kažejo, da čeprav je bila večina predlaganih skupnih rešitev ravnanja z radioaktivnimi odpadki tehnično izvedljiva in ekonomsko privlačna, so takšni projekti večinoma propadli zaradi drugih ne tehničnih razlogov, kot so različni politični in ekonomskih razlogi.