روش هاي دفع زباله هسته اي

انرژي هسته اي با وجود اينكه در حل بحران انرژي تأثيراتي دارد ولي در مقابل علاوه بر غيراقتصادي بودن، معضلات جديدي را پيش روي بشر قرار داده است.
اوايل هنگام استفاده از انرژي هسته اي، كه آن را درمان همه مشكلات توليد برق در جهان مي پنداشتند، به رغم اينكه نسبت به ساير انرژي ها مثل انرژي باد، توليد برق اندكي دارد توجه زيادي به نياز آينده بشر براي دفع زباله هاي آن نمي شد. اكثر تصميم گيران انتظار داشتند علم بشري در آينده، پاسخ اين سؤال را بيابد ولي اكنون پس از گذشت نيم قرن، ذخيره سازي نامناسب زباله ها همچنان ادامه دارد و هنوز راه حل جديدي براي مشكلات آن ارائه نشده است. اينها پرسش هايي است كه افكار دانشمندان و دولتمردان را به يك اندازه به خود مشغول كرده و تاكنون فراتر از مراحل اوليه بازرسي معمول، هيچ تصميم مشخص و قابل اعتمادي در اين مورد اتخاذ نشده است.
زباله هاي پرتوزا كه از جمله زباله هاي هسته اي اند به عنوان فرآورده جانبي فرآيندهاي صنعتي همچون توليد ميله هاي سوخت اورانيوم براي نيروگاه هاي هسته اي يا در نتيجه كاربردهاي پزشكي و نظامي مواد پرتوزا توليد مي شود.
اين زباله ها به دو گروه تقسيم بندي مي شود كه عبارت است از زباله هاي پرعيار و زباله هاي كم عيار. زباله هاي پرعيار در اصل از عملكرد رآكتورهاي هسته اي به دست مي آيد و ويژگي بارز آن داشتن درصد بسيار زيادي هسته پرتوزا است كه پرتوهاي بتا، گاما و آلفا منتشر مي كند. اين در حالي است كه رآكتورهاي هسته اي براساس شكافت ايزوتوپ اورانيوم 235 كه تحت بمباران نوتروني قرار مي گيرد، كار مي كنند.
رايج ترين سوختي كه در رآكتورهاي هسته اي استفاده مي شود، اورانيوم دي اكسيد است. در عوض زباله هاي كم عيار به تمام زباله هاي هسته اي مي گويند، به استثناي زباله هايي كه در رآكتورها توليد مي شوند. اكثر زباله هاي كم عيار داراي پرتوزايي اندكي هستند. از نمونه هاي اين زباله هاي كم عيار مي توان از زباله هاي حاصل از منابع پزشكي، بازمانده هاي آزمايشگاهي و ميله هاي فلزي ميله هاي سوخت نام برد كه سوخت درون آنها حل شده است.
دفع زباله هاي پرتوزا معضلي است كه حل آن بسيار دشوار است. البته زباله هاي كم عيار را با اين استدلال كه قرار گرفتن در معرض تابش آنها فقط براي افرادي زيان آور است كه براي مدت هاي طولاني به طور مداوم در معرض تابش آن قرار گرفته باشند، معمولاً با زباله هاي خانگي و شهري مخلوط كرده و از بين مي برند.
براي از بين بردن زباله هاي هسته اي پرعيار، راه هاي مختلفي در حال بررسي و تحقيق است كه بسياري از اين روش ها فاقد ارزش و كيفيت لازم هستند، ولي به طور كلي روش هاي زير در جهان در حال انجام است كه به طور مختصر به بررسي آنها مي پردازيم.
يكي از اين روش ها، دفن زباله در چاه هاي عميق است كه در اين روش، چاه عميقي حفر مي كنند تا در نتيجه ادغام گرماي حاصل از فرآيندهاي زمين گرمايي و نيز پرتوزايي سنگ هاي اطراف، زباله ها ذوب شده و از بين برود. با توجه به متغيرهاي فراوان و مسائل ناشناخته ديگر، اين روش بسيار نظري جلوه مي كند و قابل اعتماد نيست.
يكي ديگر از روش ها اين است كه مي توان زباله هاي پرتوزا را در لايه هاي يخ دفن كرد. چنانچه زباله در مركز لايه هاي يخي در قطب قرار داده شود، تجمع و حركت يخ سار، به اندازه كافي كند است و تا پيش از رسيدن زباله به حاشيه يخ، هزاران سال طول مي كشد.
طي اين زمان بلندمدت، زباله هاي پرتوزا بي زيان خواهد شد. اين راه حل چندين مشكل دارد. به طور مثال امكان حركت ناپايدار يخ كه ظرفيت پذيرش زباله را تعيين مي كند و همچنين افزايش گرماي زمين را نبايد دست كم گرفت. از طرف ديگر، در صورتي كه مخزن هاي نگهداري زباله آسيب ببينند، امكان دارد زباله ها در سطح گسترده اي پراكنده شود كه نكته بسيار مهمي است هر چند اين پيشنهاد براي بسياري از سياستمداران خوشايند است، ولي ممكن است آسيب هاي شديدي به بشر وارد آورد.
در روش ديگري زباله ها را در يك مخزن زيرزميني كه در يك توده سنگ مناسب حفر شده است، قرار مي دهند. اين توده سنگ بايد يك سد نهايي در برابر مهاجرت زباله هسته اي از مخزن باشد، به نحوي كه بتوان امكان ايجاد هرگونه شكاف در سيستم هاي نگهداري زباله را كاهش داد.
بسيار دشوار است كه براي ذخيره كردن زباله هايي از اين نوع از فلزهاي خنثي كه در برابر خوردگي مقاومت بالايي دارند مانند پلاتين و طلا استفاده شود، در نتيجه بايد براي اطمينان به فلزات محافظ ديگر كه دچار خوردگي مي شوند، برنامه ريزي هاي لازم صورت گيرد. هم اكنون اين روش در برخي كشورهاي اروپايي به ويژه آلمان مورد استفاده قرار مي گيرد.
ريختن زباله هاي هسته اي در بستر اقيانوس نيز مدنظر قرار گرفته است زيرا تصور مي شود زباله در نهايت طي فرآيندهاي فرورانش مي تواند به درون گوشته زمين انتقال يابد. از لحاظ نظري با ريختن اين زباله ها در اقيانوس مي توان اين معضل را حل كرد، ولي شناخت كافي در مورد وضعيت كلي رسوبات اين ژرفناها وجود ندارد تا بتوان اطمينان داشت اين زباله ها به مرور زمان بيرون رانده نمي شوند، هر چند پاكستاني ها از اين روش استفاده كردند.
روش ديگري كه بررسي مي شود دفع زباله هاي اتمي در فضا است به طوري كه مواد پرتوزا در يك راكت قرار گرفته و به فضا فرستاده شود، تا بدين ترتيب اين مشكل از زمين دور شود. اين در حالي است كه اين روش بسيار پرهزينه و خطرناك است، به طوري كه اگر راكت هنگام برخاستن از زمين منفجر شود، فاجعه بزرگي رخ مي دهد.
هم اكنون بهترين گزينه اي كه توسط برخي كشورها همچون آمريكا، بريتانيا و فرانسه مورد استفاده قرار مي گيرد، دفع زباله در يك مخزن سنگي است. در اين روش زباله را در يك مخزن در نزديكي سطح زمين نگهداري مي كنند تا امكان مراقبت بيشتري فراهم باشد.
هر چند اين روش به محافظت بيشتري نياز دارد، ولي با ايجاد تونل هاي كم عمق در كوه ها و بررسي هاي انجام شده، بسيار قابل اطمينان تر از ديگر روش ها است. براساس مقررات آژانس حفاظت از محيط زيست (EPA) مناطق دفع زباله هاي هسته اي بايد توانايي قرنطينه و نگهداري زباله هاي هسته اي از محيط زيست را به مدت 10 هزار سال داشته باشند، زيرا اين مدت حداقل زماني است كه مواد هسته اي به صورت خطرناك باقي مي مانند.
حدود 20 سال قبل كنگره آمريكا، كوهستان يوكا واقع در ايالت «نوادا» را به عنوان مناسب ترين منطقه براي نگهداري زباله هاي هسته اي پرعيار تعيين كرد، هر چند دو منطقه ديگر واقع در ايالت هاي تگزاس و واشنگتن نيز محل دفع زباله هاي اتمي آمريكا است. كوهستان يوكا داراي ظرفيت 77 هزار تني براي نگهداري زباله هاي اتمي است و تا. سال 2030 ميلادي به طور كامل پرنخواهد شد.،
قرار است براي جلوگيري از نشت آن و نگهداري مناسب به عنوان يك پروژه براي نگهداري زباله ها به مدت چند صد سال ديگر گسترش و تكامل يابد.
از طرفي مقدار بارش در اين منطقه حدود 15 سانتي متر است و مقدار ناچيزي از اين بارش به زمين نفوذ مي كند و آبي هم كه در سطح زمين قرار دارد قبل از نفوذ كردن بخار مي شود. در نتيجه سنگ هايي كه در اعماق مخزن اين كوهستان قرار گرفته اند، خشك و بدون رطوبت هستند كه اين مسئله باعث افزايش طول عمر اين مخزن مي شود. در هر حال بسياري از مناطق جهان كه خصوصيات نگهداري زباله هاي اتمي را دارند، هنوز به طور كامل قابل اطمينان نيستند و لازم است از محل هاي مطمئن تر و روش هاي پيشرفته تري براي اين منظور استفاده شود.
ترجمه: عليرضا سزاوار