radioactive waste

در آمریکا، ضایعات هسته ای را بر حسب نوع محتویات، پتانسیل تولید حرارتی و شدت پرتوزایی دسته بندی می کنند. این دسته بندی ضایعات هسته ای را به سه قسمت تقسیم می کند:
LLW: ضایعات سطح پایین ( Low Level Waste )
TRU: ضایعات فرا اورانیومی ( Transuranic Waste )
HLW: ضایعات سطح بالا ( High Level Waste ) همانند Sr - 90, Y - ۹۰، و Cs - ۱۳۷
در این دسته بندی، ۹۰ درصد کل ضایعات هسته ای از نوع اول می باشند.
برای ضایعات دسته اول هسته ای، چال کردن کم عمق یا ذخیره سازی کوتاه مدت راه حل در نظر گرفته شدهٔ استاندارد می باشد. برای دو دستهٔ آخر، چال کردن عمیق ضایعات هسته ای راه حلی است که بسیاری از کارشناسان در نظر گرفته اند.
منابع اصلی ضایعات هسته ای
آلایندگان طبیعی همانند پتاسیم - ۴۰
زغال سنگ ( تجمع رادیوایزوتوپ ها حاصل از سوخت ناقص )
نفت و گاز ( منجر به آزادسازی رادون )
معادن ( بخصوص در معادن فسفاتی )
استفاده های پزشکی ( بطور مثال Tc - 99m )
صنایع
محصولات چرخهٔ سوختی
بازپردازش سلاحهای هسته ای
روش های پردازش و دفع ضایعات هسته ای
امروزه روش های پردازش و دفع ضایعات هسته ای نوین عبارتند از:
فشرده سازی ( به انگلیسی: Compaction )
پردازش شیمیایی ( به انگلیسی: Chemical treatment )
شیشه سازی ( به انگلیسی: Vitrification )
محفوظ سازی ( به انگلیسی: Canning and sealing with concrete )
ذخیره سازی ( به انگلیسی: Storage )
در میان مواد باقی مانده در یک چرخه هسته ای اورانیوم مصرف شده از همه مهم تر است. یک رآکتور هسته ای بزرگ هر سال در حدود سه متر مکعب ( ۲۵ تا ۳۰ تن ) اورانیوم مصرف شده تولید می کند. این مواد مصرف شده از مقداری اورانیوم و همچنین مقداری پلوتونیوم و کوریوم تشکیل شده است و به طور کلی حدود ۳٪ از آن از مواد باقی مانده از شکافت تشکیل شده. اکتینیدها ( اورانیوم، پلوتونیوم، و کریوم ) موجود در این ترکیب موجب به وجود آمدن تششعات بلند مدت و کوتاه مدت رادیواکتیویته می شوند.
سوخت مصرف شده دارای خاصیت رادیواکتیو بالایی است و برای حمل آن ها باید تمام جوانب احتیاط را رعایت کرد. البته خاصیت رادیواکتیو این مواد در طول زمان کاهش می یابد. پس از ۴۰ سال تششعات رادیواکتیو این مواد تا ۹۹٪ کاهش می یابند ولی با این حال هنوز هم خطرناک هستند.
میل های سوخت مصرف شده به طور حفاظت شده در حوضچه های مخصوص ( spent fuel pools ) نگهداری می شوند. آب داخل حوضچه گذشته از خنک کردن اورانیوم از خروج تششعات رادیواکتیو جلوگیری می کند. پس از گذشت چند ده سال سوخت ها را که حالا از خاصیت تششع پراکنی آن ها در حد قابل توجهی کم شده از حوضچه ها خارج کرده و به انبارهای خشک انتقال می دهند. در این انبارها سوخت ها را در داخل محفظه های فلزی یا بتنی نگه می دارند، در این مرحله نیز تششعات ایجاد شده توسط سوخت ها هنوز خطرناک است. مدت نگه داری سوخت ها در این مرحله بسته به نوع سوخت می تواند از چند سال تا ده ها سال متغیر باشد، ولی به هر ترتیب سوخت ها باید آنقدر در این مرحله بمانند تا میزان تششعات آن ها به حد استاندارد برسد.
تا سال ۲۰۰۳ ایالات متحده آمریکا بیش از ۴۹۰۰۰ تن از انواع سوخت های مصرف شده در رآکتورهای خود را انبار کرده بود. یکی از پیشنهادهایی که دربارهٔ انبار کردن سوخت در ایالات متحده مطرح شده انبار کردن سوخت های مصرف شده در انبارهای زیرزمینی در کوه های یاکا در نوادا است. به عقیده آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا، پس از گذشت ۱۰۰۰۰ سال سوخت های مصرف شده هسته ای دیگر هیچ تهدید زیست محیطی برای انسان ها و دیگر موجودات زنده نخواهند داشت.
البته راه هایی برای کاهش میزان زباله های هسته ای نیز وجود دارد، یکی از بهترین روش ها باز فرآوری سوخت هسته ای است. در واقع زباله های هسته ای حتی اگر اکتینیدهای آن ها را جدا کنیم، حداقل برای مدت ۳۰۰ سال فعالیت رادیواکتیوی دارند البته مدت تششعات در صورتی که اکتینیدها وجود داشته باشند به هزاران سال می رسد. عده ای عقیده دارند بهترین راه حل ممکن در حال حاضر انباشتن زباله های هسته ای در انبارهاست چراکه احتمالاً در آینده با پیشرفت تکنولوژی راهی برای استفاده از این مواد پیدا خواهد شد به این ترتیب این مواد می توانند خیلی با ارزش تر از آن باشند که دفن شوند.
همچنین صنایع هسته ای حجمی از مواد کم تششع را نیز تولید می کنند. این مواد معمولاً در اثر سرایت مواد تشعشع زا به وجود می آیند که می توانند شامل لباس ها یا پوشش ها، ابزارآلات، تجهیزات پالاینده آب و دیگر موادی که به گونه ای با رآکتور و مواد تشعشع زا ارتباط دارند، باشند. در ایالات متحده کمیسیون تنظیم فعالیت های هسته ای مکرراً اعلام کرده که این مواد می توانند جزئی از زباله های عادی باشند و در زباله دان ها با زباله های عادی دفع شوند یا حتی بازیافت شوند. سطح تششع در بیشتر مواد کم تششع بسیار پایین است و تنها به دلیل استفاده شدن در فعالیت های هسته ای جزو زباله های هسته ای محسوب می شوند و نه برای سطح تشعشعشان. برای مثال براساس استاندارد NRC از نظر سطح تششع یک لیوان قهوه نیز به اندازه زباله های کم تششع تشعشع زاست.
در ایالات متحده آمریکا، پسماندهای هسته ای که از چرخه سوخت در نیروگاه هسته ای یا تولید سلاح هسته ای تولید شده است، در استخرهای ویژه جهت ذخیره سازی موقت، و نیز در صحراهای های جنوب غرب ایالات متحده همانند لایه های عمیق نمکی در نیو مکزیکو دفن می شوند.
پروژهٔ بزرگ ترین محل دفن عمیق زباله های هسته ای سطح بالای جهان که در کوه یاکا در ایالت نوادا مدت ها در حال ساخت بوده است، کماکان دچار مشکلات متعدد مدیریتی، قانونی، و دولتی می باشد.
در اروپا بیشتر زباله های هسته ای را در نیروگاه ها نگهداری می کنند. انگلستان و فرانسه نیز با ایجاد مراکز بازفرآوری مواد هسته ای، به دنبال استفاده مجدد از مواد هسته ای هستند.
در کشورهایی که دارای نیروگاه هسته ای هستند زباله های تشعشع زا کمتر از ۱٪ از کل زباله های سمی تولیدی را تشکیل می دهند. همچنین بسیاری از زباله های سمی با گذشت زمان خاصیت خود را از دست نمی دهند و به هیچ وجه تجزیه پذیر نیستند. به طور کلی مواد تولیدی در اثر سوختن سوخت های فسیلی می توانند از زباله های تولید شده در یک نیروگاه هسته ای خطرناک تر باشند. برای مثال یک نیروگاه زغال سنگی می تواند آثار عمیقی بر روی طبیعت بگذارد و حجم زیادی از مواد سمی و پرتوزا را تولید کند. برخلاف عقیده عموم حجم مواد پرتوزای منتشر شده توسط یک نیروگاه زغال سنگی از یک نیروگاه هسته ای بیشتر است.
زباله های تولید شده بر اثر همجوشی هسته ای با انبار شدن پس از صد سال دوباره قابل استفاده هستند، در مقابل زباله های تولیدی از شکافت هسته ای تا ۱۰۰۰۰ سال می توانند آثار رادیواکتیوی داشته باشند