1 / 27

PROGRESÍVNE TECHNOL Ó GIE V MANAGEMENT E R Á DI O AKT Í VNYCH ODPADOV

PROGRESÍVNE TECHNOL Ó GIE V MANAGEMENT E R Á DI O AKT Í VNYCH ODPADOV. R. Burcl. OBSAH Motivácia pre vývoj a zavádzanie nových technológií v managemente radioaktívnych odpadov (RAO) Informačné systémy a klasifikácia RAO Progresívne trendy v managemente

shadi
Download Presentation

PROGRESÍVNE TECHNOL Ó GIE V MANAGEMENT E R Á DI O AKT Í VNYCH ODPADOV

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. PROGRESÍVNE TECHNOLÓGIE V MANAGEMENTE RÁDIOAKTÍVNYCH ODPADOV R. Burcl Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  2. OBSAH • Motivácia pre vývoj a zavádzanie nových technológií v managemente radioaktívnych odpadov (RAO) • Informačné systémy a klasifikácia RAO • Progresívne trendy v managemente • nízko a stredne aktívnych odpadov z prevádzky JZ • odpadov z „back-endu“ palivového cyklu • Závery Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  3. MOTIVÁCIA PRE VÝVOJ A ZAVÁDZANIE NOVÝCH TECHNOLÓGIÍ V súčasnosti sú k dispozícii overené technológie pre bezpečnú úpravu a ukladanie všetkých kategórií RAO • Motivácia: • Bezpečnostné aspekty a lepšie akceptovanie verejnosťou (stálejšie formy upravených odpadov, redukovaný objem, menšie riziko negatívneho vplyvu na populáciu a životné prostredie) • Ekonomické faktory • Nešírenie jadrových zbraní Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  4. INFORMAČNÉ SYSTÉMY A KLASIFIKÁCIA RAO • Cieľ a využitie informačných systémov: • Zber a kvalifikovaná analýza informácií o: • vzniku (množstve a vlastnostiach) odpadov • manipulácii s odpadmi (technológie spracovania a úpravy, skladovania a ukladania) • Podpora (uľahčenie) výmeny technických informácií • Spätná väzba pre samohodnotenie (porovnávaciu analýzu) a ďalší vývoj v krajinách a organizáciach Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  5. INFORMAČNÉ SYSTÉMY A KLASIFIKÁCIA RAO • IAEA Net-Enabled Waste Management Database(NEWMDB) vypracovaná a zavedená pre: • Podporu (technickú aj motivačnú) pri spracovaní národných dát a ich transfere do IAEA DB systémov • Poskytovanie informácií o stave a trendoch v managemente RAO vo svete • Posúdenie stavu a vývoja národných RWM programov, pomoc pri rozhodovaní a plánovaní Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  6. Nationally-Based Information Systems IAEA Information Systems RadWaste Management Profiles (RWMP) NEWMDB RadWaste Inventory Report (RWIR) NEWMDB WEB SITE Member State Information Systems RadWaste Mgmt Status & Trends Report (RWM-S&T) • Sealed RadioactiveSources (SRS) registry • Radioactive WasteManagement (RWM)registry • WIRKS TecDoc-1222(guidance on wasteinventory databases) • guidance on- decom records,- SF records- closure records, ... harmonize / co-ordinate IAEA Research Reactor DB (RRDB) Nuclear Fuel Cycle Information System (NFCIS) Directory of Radioactively Contaminated Sites (DRCS) Power Reactor Information System (PRIS) Int’l Catalogue of SRS and Devices (SOURCES) Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  7. INFORMAČNÉ SYSTÉMY A KLASIFIKÁCIA RAO • Klasifikácia RA0 • Ideálny systém: • Jednoduchá, unifikovaná schéma • Realita: • Viac ako 140 národných systémov klasifikácie RAO, založených na rôznom základe !!! • IAEA Safety Series No. 111-G-1.1 “Classification of Radioactive Waste” (1994) - nevyhovuje • Preto: • Vstupy do NEWMDB podľa národných klasifikačných systémov a prepočet pomocou vzájomne odsúhlasenej „transportation table“ • Príprava nového dokumentu o klasifikácii RAO Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  8. MANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Spracovanie a úprava kvapalných odpadov • Súčasný stav • Obvykle predkoncentrovanie (odparovanie) a solidifikácia koncentrátov do rôznych matríc • Rôzne spôsoby úpravy ionexov, filtračných materiálov, kalov a pod. • Výhodou sú zvládnuté technológie a zabehnutý proces udeľovania licencie Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  9. MANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Spracovanie a úprava kvapalných odpadov • Nevýhody súčasného stavu (motivácia) • Energetická náročnosť • Veľký objem neaktívneho materiálu (balastu) spracovávaný s odpadom • Nároky na priestor na úložisku • Nedostatočné recyklovanie médií, materiálov a chemikálie Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  10. MANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Spracovanie a úprava kvapalných odpadov • Hlavné inovačné trendy • Pokročilé filtračné technológie (UF, osmóza, ...) • Selektívne sorbenty • Kombinácia oboch (modulárne systémy) • Pokročilé technológie úpravy filtračných materiálov a ionexov – extrémne vysoké objemové redukčné faktory a „kvalitný“ produkt – upravený odpad Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  11. MANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Úprava kvapalných odpadov Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  12. MANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Spracovanie a úprava kvapalných odpadov • Výhody inovovaných technológií (motivácia) • Efektívna separácia aktivity od veľkého objemu neaktívneho materiálu (balastu) od samého začiatku procesu • Veľké objemové redučné faktory (nad 10 000) • Nevýhody • Zložité technológie, cena, ... • Manipulácia s materiálom s vyššou špecifickou aktivitou (stredne aktívny odpad) Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  13. MANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Úprava kvapalných odpadov Koncept „nulových kvapalných RAO“ na JE v USA Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  14. MANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Úprava filtračných materiálov a použitých ionexov • Balenie (kontajnerizácia) do HIC s prípadným sušením priamo v HIC – licencia na uloženie?? • Spaľovanie, príp. superkompakcia - pre filtračné materiály a cartridge • Tepelná deštrukcia (napr. parný reforming, molten metal technológia, vitrifikácia...) - hlavne pre ionexy Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  15. MANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Úprava filtračných materiálov a použitých ionexov • Parný reforming/pyrolýza • THermal Organic Reduction(THOR) proces, Studsvik, Inc. • Princíp: pyrolýza častíc odpadu (suchou prehriatou parou) na plyn/aerosol a následný reforming (spálenie) v špeciálnom reaktore bez prístupu kyslíka • Produkt: suchý granulovaný produkt podobný sklu resp, keramike s vynikajúcimi parametrami pre ukladanie • Vysoká retencia aktivity (vrátane tekavých izotopov, napr. Cs) v produkte (viac ako 99,9 %) Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  16. Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  17. MANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Vitrifikácia stredne a nízkoaktívnych odpadov • Prakticky výhradne • Cold crucible • Plazma • Výhody: • Výborné parametre produktu • Malé rozmery a dlhá (dlhšia) životnosť taviacej pece • Kontinuálna/diskontinuána prevádzka • Vysoký výkon zariadenia pri rozumnej cene • Variabilmé zloženie matrice Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  18. MANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Vitrifikácia stredne a nízkoaktívnych odpadov • Aplikácia pre: • Úpravu vlhkých odpadov (koncentráty, ionexy, kaly a pod.) a kalcinátov (odparky) rôzneho zloženia • Úpravu odpadov s vysokým obsahom kyseliny boritej, alkálií, prímesí kovových častíc a iných komplikovaných komponent Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  19. MANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Úprava pevných nízko a stredne aktívnych odpadov • Superkompaktor (red. faktor 6:1 az 10:1) • Spaľovanie - renesancia tejto technológie (red. faktor 30:1 az 100:1) • Pretavba dekontaminovaných kovov • Plazmové tavenie, niekedy kombinované s vitrifikáciou produktu (7000-10000 C, organika totálne deštruovaná, anorganika transformovaná do formy sklu alebo keramike podobného popola s nízkou vyluhovateľnosťou Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  20. MMANAGEMENT NÍZKO A STREDNE AKTÍVNYCH ODPADOV Z PREVÁDZKY JZ Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  21. MANAGEMENT ODPADOV Z „BACK-ENDU“ PALIVOVÉHO CYKLU Partitioning and Transmutácia (P&T) Partitioning je vlastne rozšírenie súčasných reprocesingových technológií o rozšírenú separáciu minoritných aktinidov a vybraných štiepnych produktov (napr. Tc99, Zr93, Cs135, Pd107, Se79...) Transmutácia predpokladá zavedenie výroby nových typov paliva a používanie nových ožarovacích zariadení - špeciálnych FBR prípadne systémov s externým urýchľovačom (ADS alebo ADTS) Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  22. MANAGEMENT ODPADOV Z „BACK-ENDU“ PALIVOVÉHO CYKLU Partitioning and Transmutácia (P&T) • Reálna technologická možnosť riešiť významnú časť problémov s odpadom z „back-endu“ palivového cyklu • Hlavný cieľ P&T je redukovať dlhodobé riziko spojené s ukladaním paliva a vysokoaktívneho odpadu (zdrojový člen). Transformácia dlhodobého radiologického rizika spojeného s uloženým odpadom na 300-500 rokov umožní zabezpečiť reálnu inštitucionálnu kontrolu. Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  23. MANAGEMENT ODPADOV Z „BACK-ENDU“ PALIVOVÉHO CYKLU Partitioning and Transmutácia (P&T) • Čo je reálne v horizonte niekoľko rokov (dekády)? • Aplikácia „superreprocessingu“ pre oddelenie malého množstva dlhožijúcich rádionuklidov, ich bezpečné skladovanie až do poteciálnej transmutácie, event. imobilizácie a definitívneho uloženia • Redukcia požiadaviek na kapacitu (nových) hlbinných úložísk • Potenciálne využitie štiepneho materiálu z vyhoretého paliva • Jedoduchšia ochrana pred zneužitím štiepnych materiálov Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  24. MANAGEMENT ODPADOV Z „BACK-ENDU“ PALIVOVÉHO CYKLU Partitioning and Transmutácia (P&T) • Čo je nevyhnutné? • Zmeniť prístup k reprocesingu paliva!!! • Vyvinúť a vybudovať systém pokročilých jadrových zariadení umožňujúci aplikovať transmutáciu a zabezpečiť jeho prevádzkovanie po dobu najmenej 100 rokov • Vybudovať (medzinárodné) hlbinné úložisko(á) pre kontrolované uloženie netransmutovateľných reziduí • Dobudovať a aplikovať systém rozšíreného safeguardu vo vzťahu na separované minoritné aktinidy Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  25. Závery • Inovované technológie spracovania a úpravy RAO sa najširšie uplatňujú v managemente nizko a stredne aktívnych prevádzkových odpadov z JE • Aplikácia pokročilých filtračných technológií a využívanie špecifických meničov ionov v kombinácii s progresívnymi metódami úpravy filtračných materiálov umožnujú významne redukovať požiadavky na objem úložiska nízko a stredne aktívnych odpadov • Cold crucible je perspektívna technológia pre vitrifikáciu nízko a stredne aktívnych kvapalných odpadov, koncentrátov ako aj kalcinátov, obzvlášť s obsahom kyseliny boritej a alkálií Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  26. Závery (pokr.) • Plazmové tavenie je perspektívnou metódou pre úpravu pevných odpadov, zaručujúcou vysoký objemový redukčný faktor a veľmi dobrú kvalitu výsledného produktu. • Partitioning and Transmutácia dlhožijúcich rádionuklidov (hlavne aktinidov) je posudzovaná ako perspektívna možnosť managementu najzložitejších odpadov z prevádzky JE. Narozdiel od partitioningu, ktorý možno priemyselne aplikovať v relatívne krátkej dobe, transmutácia stále vyžaduje rozsiahle a dlhodobé výskumné aktivity. Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

  27. Závery (pokr.) • Pri každej úvahe o inovácii je potrebné vyhnúť sa volunterizmu a inovácii za každú cenu. Vývoj technológií pre management odpadov je relatívne pomalý a unáhlenosť môže skôr uškodiť ako pomôcť • Je nevyhnutné hľadať rozumné a zdôvodnené riešenie zohľadňujúce okrem technologických aspektov tiež: • Finančné (ekonomické) aspekty • Celý komplex bezpečnostných aspektov • Safeguards Chemické problémy nakládání s radioaktivními odpady Řež 8. 6. 2004

More Related