ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กากนิวเคลียร์ เป็นผลพลอยได้จากการแยกตัวของนิวเคลียร์ในเครื่องปฏิกรณ์ ของเสียเหล่านี้ถือเป็นความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ เนื่องจากมีความเป็นพิษสูงและมีค่าครึ่งชีวิตที่ยาวนาน ซึ่งหมายความว่าของเสียเหล่านี้ยังคงเป็นอันตรายได้เป็นเวลาหลายร้อยหรือหลายพันปี การจัดการของเสียนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมให้เหลือน้อยที่สุดและหลีกเลี่ยงความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์
ในบทความนี้เราจะอธิบายรายละเอียดว่า กากนิวเคลียร์คุณลักษณะและกลยุทธ์หลักในการจัดการอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ เพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมให้เหลือน้อยที่สุด
ลักษณะสำคัญของกากกัมมันตภาพรังสี
มันถูกเรียกว่า กากนิวเคลียร์ กับวัสดุใด ๆ ที่มีนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีที่มีความเข้มข้นที่เป็นอันตรายตามมาตรฐานที่กำหนดโดยหน่วยงานกำกับดูแล มีหลายวิธีในการจำแนกประเภทของเสียนี้ ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิด สถานะทางกายภาพ หรือระดับของกิจกรรม ด้านล่างเราจะอธิบายเกณฑ์การจำแนกประเภทหลัก:
- สภาพร่างกาย: กากกัมมันตรังสีอาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซก็ได้ แต่ละประเภทต้องใช้วิธีรักษาและการเก็บรักษาที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับรูปแบบทางกายภาพ
- ประเภทของรังสีที่ปล่อยออกมา: การปล่อยกัมมันตภาพรังสีมีสามประเภทหลัก: การปล่อยอัลฟา (α), เบต้า (β) และแกมมา (γ) แต่ละคนมีปฏิสัมพันธ์กับสสารในลักษณะที่แตกต่างกันและต้องการระดับการป้องกันที่แตกต่างกัน
- ครึ่งชีวิต: ระยะเวลาที่ใช้ในการลดรังสีลงครึ่งหนึ่งจะกำหนดว่าสารตกค้างมีอายุสั้นหรือยาว ขยะที่มีอายุยืนยาวเป็นปัญหาอย่างยิ่งเนื่องจากการคงอยู่ของมัน
- กิจกรรมเฉพาะ: หมายถึงความเข้มของรังสีที่ปล่อยออกมาจากมวลต่อหน่วยของของเสีย ยิ่งมีกิจกรรมมากเท่าใดก็ยิ่งจำเป็นต้องมีการป้องกันมากขึ้นเท่านั้น
- ความเป็นพิษต่อรังสี: ความเป็นพิษต่อรังสีจะวัดความเสียหายทางชีวภาพที่อาจเกิดขึ้นจากของเสีย เกณฑ์นี้มีความสำคัญในการกำหนดวิธีปฏิบัติในการจัดการและจัดเก็บอย่างปลอดภัย
การรั่วไหลและอันตรายที่เกี่ยวข้องกับกากกัมมันตภาพรังสี
เพิ่มเติมจาก ยูเรเนียม 90% ที่ใช้ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ยังคงใช้งานได้แม้ว่าจะ "ใช้แล้ว" ก็ตาม อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี ของเสียนี้จะถูกจัดการเหมือนของเสียแทนที่จะนำกลับมาใช้ใหม่ บางประเทศได้เริ่มสอบสวนกระบวนการขั้นสูงของ การรีไซเคิล และนำของเสียนี้ไปแปรรูปใหม่เพื่อลดปริมาณของเสียทั้งหมดที่ต้องจัดเก็บ โปรแกรมเหล่านี้มีศักยภาพในการ ลดกากกัมมันตภาพรังสีลง 90%.
เมื่อไม่ผ่านกระบวนการแปรรูป กากกัมมันตภาพรังสียังคงเป็นความเสี่ยงต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมเป็นเวลาหลายพันปี ข้อเสนอบางประการในการจัดการขยะนี้รวมถึงการฝังมันลึกลงไปในโลกหรือปล่อยมันออกสู่อวกาศ อย่างไรก็ตาม การจัดเก็บที่ปลอดภัยในคอนเทนเนอร์แบบพิเศษยังคงเป็นตัวเลือกที่เป็นไปได้มากที่สุด
การจัดเก็บกากกัมมันตภาพรังสี
การจัดเก็บกากกัมมันตภาพรังสีต้องใช้วิธีแก้ปัญหาระยะยาวเนื่องจากมีครึ่งชีวิตที่ยาวนาน ของเสีย กิจกรรมสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกมันจะต้องถูกแยกออกจากสภาพแวดล้อมของมนุษย์เป็นเวลาหลายร้อยหรือหลายพันปี
วิธีแก้ปัญหาทั่วไปคือ การจัดเก็บทางธรณีวิทยาลึกเช่นเดียวกับในกรณีของโรงงาน Oskarshamn ในสวีเดน ซึ่งขยะถูกเก็บไว้นานกว่า 100,000 ปีในสภาพที่ปลอดภัย อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีความก้าวหน้าในการจัดการขยะ แต่ปัญหาของการจัดเก็บระยะยาวยังคงเป็นความท้าทาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศเช่นสหรัฐอเมริกา ซึ่งละทิ้งโครงการ เช่น เงินฝากบนภูเขา Yucca
ปัจจุบันมีมากกว่า เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว 50.000 ตัน สะสมเฉพาะในประเทศสหรัฐอเมริกา แสดงให้เห็นขนาดของปัญหาการจัดเก็บ
การแปรรูปและการรีไซเคิลกากกัมมันตภาพรังสี
มีเทคโนโลยีเกิดใหม่ที่แสวงหา ปิดวงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ โดยการนำของเสียกลับมาแปรรูป ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแยกวัสดุที่ใช้งานได้เหลืออยู่ในของเสียเพื่อสร้างพลังงานใหม่ ซึ่งช่วยลดปริมาณของเสียที่มีกัมมันตภาพรังสีที่ต้องเก็บไว้ในระยะยาวได้อย่างมาก
อย่างไรก็ตาม มีความท้าทายที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลซ้ำ ซึ่งรวมถึง ค่าใช้จ่าย ค่าใช้จ่ายสูงและการถกเถียงเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้น นอกจากนี้ ห้ามนำกระบวนการแปรรูปซ้ำในบางประเทศเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับการแพร่กระจายของนิวเคลียร์
แม้ว่าพลังงานนิวเคลียร์จะเป็นแหล่งพลังงานสำคัญที่ไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก แต่ปัญหาของเสียยังคงเป็นอุปสรรคที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งต่อการนำพลังงานดังกล่าวไปใช้อย่างแพร่หลาย เมื่อการวิจัยดำเนินไป การนำของเสียกลับมาแปรรูปและการรีไซเคิลอาจกลายเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้มากขึ้น
ท้ายที่สุดแล้ว การจัดการกากกัมมันตภาพรังสีอย่างเหมาะสมเพื่อปกป้องสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของประชาชนในระยะสั้นและระยะยาวถือเป็นสิ่งสำคัญ แม้ว่าจะมีการนำเสนอวิธีแก้ปัญหาหลายประการแล้ว แต่การจัดเก็บทางธรณีวิทยาในเชิงลึกยังคงปลอดภัยที่สุด และการนำของเสียกลับมาผ่านกระบวนการเป็นแนวทางที่ยังต้องมีการพัฒนา