Mi lesz veled, atomhulladék?

Az atomenergia-ipar a legnagyobb támadási felületet hulladékai kezelésével adja ellenzőinek. Most radioaktív hulladékok tárolására is előszeretettel használt cirkonról (ZrSiO4) derült ki, hogy erre a célra a korábban véltnél kevésbé alkalmas anyag. Egy új, brit és amerikai fizikusok mérésein alapuló kutatás szerint ugyanis az alfa-sugarak hatására a kristályos cirkon lassan amorf szerkezetűvé alakul át, és a radioaktív sugarak kijutnak a hulladék környezetébe is. Az átalakulás tempóját új módszerrel mérték meg, és a korábban tapasztaltnál jóval gyorsabbnak találták. Az eredmény jelentőségét mutatja, hogy azt a Nature hasábjain tették közzé.

Mint már említettük, az évezredek alatt lejátszódó folyamatokat kénytelenek vagyunk laboratóriumokban szimulálni, de nem biztos, hogy a szimulált folyamatok valóban megfelelnek a természetben lassan végbemenő átalakulásoknak. Ezért igen értékes információt hordoznak azok a fémtárgyak, amelyek hosszú időt töltöttek föld vagy víz alatt.

1676. június 1-jén süllyedt el a Kronan svéd hadihajó. Felszínre hozták az egyik bronz ágyút, melynek anyaga 95 százalékban réz volt, és az üledék elzárta az oxigéntől. A vizsgálatok szerint az ágyú a korrózió következtében évente csak a milliméter tízezred részével vékonyodott, tehát egy öt centiméter vastag rézlemez évmilliókig kitartana. Az ágyú körüli üledéket elemezve kimutatták, hogy a fegyverről levált réz mindössze négy centimétert vándorolt el 300 év alatt. Ez a vizsgálat is igazolta a korábbi megfigyelést: a fémek nagyon lassan vándorolnak agyagban gazdag környezetben.

A Britanniából kivonuló római katonák a felesleges katonai felszerelést elásták, hogy ne kerüljön a harcias bennszülött törzsek kezére. Az elásott készletekről pontos leltárt vettek fel. Kr.u. 86-ban például 12 tonna vasszöget ástak el a skóciai Inchtuthil római erődjénél, amit az 1990-es években tártak fel a régészek. A szöghalom külső néhány centiméterében feküdt szögek erősen korrodálódtak, a belső részek viszont szinte semmit sem változtak kétezer év alatt. Feltételezhető tehát, hogy egy 25 cm vastag acéltartály a föld mélyén, ezer éven túl is megvédené tartalmát.

Fémek és más elemek talajbeli vándorlásáról szerencsére már milliárd évekre visszanyúló adataink is vannak. 1972-ben izgalmas nyomozás indult egy francia urándúsító üzemben, mert nem volt megfelelő a beszállított uránérc izotópösszetétele: a ma normális 0,7% helyett csak 0,4% urán-235-öt tartalmazott. Hamar kiderült, hogy nincs szó bűntényről vagy lopásról, a hiányzó mennyiséget a természet tüntette el mintegy 1,7-1,8 milliárd évvel ezelőtt. Afrikában, a mai Gabon területén, Oklo közelében természetes atomreaktor működött. Az urán-235 részaránya akkor még 3% volt. (A két izotóp részaránya az eltérő felezési idők miatt változik, a könnyű izotóp gyorsabban fogy.) A nagy esőzések következtében a sziklák erodálódtak, a víz egy porózus homokkőből álló medencében ülepítette le az uránt. A hűtő- és moderáló közeg szerepét a rétegeken átszivárgó víz töltötte be; a reaktor addig működött, míg a hűtővíz gőzzé nem vált. Egy-egy lehűlési periódust követően a reaktor újraindult.

Ez a szakaszos működés kb. egymillió évig maradhatott fenn. Később kiderült, hogy legalább másfél tucatnyi természetes atomreaktor működött a környéken. A reaktorok egy részének környezete nagyon gazdag volt bitumenben. Ugyanis az elpusztult, elbomlott baktériumokból, algákból létrejött szerves anyagot a reaktor működése idején a forró víz feloldotta, ebből a folyadékból szilárdult meg később a sugárzás és hő hatására a bitumen. Megszilárdulása közben magába zárta az uránvegyületet és a maghasadás termékeit, ezzel azok "mozgásképtelenné váltak", a bitumen a víztől is megvédte őket. A reaktor működését követő 1,2 milliárd év (!) alatt a sugárzó anyag nem vándorolt el jelentős mértékben, visszamaradtak stroncium-, cézium-, rubídium- és báriumizotópok. Természetes atomreaktorok agyagos környezetben is működtek, bár ezek kevésbé tartották helyben a sugárzó izotópokat.

A hazai helyzet

Magyarországon a nukleáris hulladékokat kezdetben az izotóptechnika alkalmazásában élen járó KFKI-ban, majd 1960-tól a solymári kísérleti izotóptemetőben tárolták. 1977-től fogad hulladékot a korszerű tároló Püspökszilágyiban, Pest megyében. A létesítmény kapacitásának további bővítését, üzemeltetésének meghosszabbítását tervezik. Márciusban kezdenek hozzá a biztonságnövelő intézkedésekhez - a medencékbe lerakott anyagokat átválogatják, meghatározzák izotóptartalmukat, újracsomagolják, majd ismét elhelyezik. Magyarországon mostanában évente 15-20 köbméter nem atomerőműből származó eredetű, kis és közepes aktivitású hulladék elhelyezéséről kell gondoskodni.

Alacsony radioaktivitású nukleáris hulladéktemető Japánban

A Paksi Atomerőműben a tervezett 30 éves üzemidő alatt 20 ezer köbméter kis és közepes aktivitású hulladék keletkezik, nagyjából ennyivel kell majd számolni az erőmű lebontása során is. Radioaktív hulladék lesz a légszűrőkből, víztisztító gyantákból, valamint az elhasznált védőeszközökből, szerszámokból, alkatrészekből, tisztítóeszközökből is. 1996-ig Paksról is Püspökszilágyiba szállították a kis és közepes aktivitású hulladékot, 1997-től a tárolást az erőmű átmenetileg saját területén oldja meg. Eközben egy nemzeti program keretében keresik a végleges lerakóhelyet. Alapos földtani kutatások után Bátaapáti-Üveghuta térségét találták alkalmasnak, ahol egy felszín alatti gránitformációban alakítják ki a tárolót. Két darab, egyenként 1700 méter hosszú vágatot alakítanak ki, mindkét vágat kiépítésénél már túl vannak a munka felén. A kormány decemberi határozata "kiemelt állami beruházásnak" minősítette a tároló építését.

Kiégett kazetták átmeneti tárolója Pakson (Forrás: Paksi Atomerőmű)

Az atomerőműben elhasznált, kiégett, nagy aktivitású nukleáris fűtőelem-kötegek a reaktorból való kiemelésük után először pihentető medencébe kerülnek. Ötévi víz alatti tárolás után a kötegeket konténerbe teszik. Az 1990-es évek közepéig államközi egyezmény alapján a kiégett fűtőelemeket a Szovjetunióba, illetve Oroszországba szállították újrafeldolgozásra. Jelenleg ez a megoldás már nem működik - a visszaszállításról esetenként kellene megegyezést kötni. A biztonság érdekében helyben kellett megoldás találni. Az 50 éves átmeneti paksi tárolást biztosító "Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolója" 1997-ben fogadta az első 450 kazettát. A tároló moduláris felépítésű, száraz kamrás rendszerű, az igények szerint fokozatosan bővíthető. Ez a megoldás azonban mindenképpen csak átmeneti, ezért 1995 végén kormányprogram indult a végleges elhelyezés megoldására. A hazai mélységi tárolóhelyet 2047-re kell kialakítani. Nemzetközi tapasztalatok szerint egy ilyen terület kutatása és építésének előkészítése 20-25 évi munkát igényel. A kutatások jelenleg a Nyugat-Mecsekben folynak.

Jéki László