إن ظهور الطاقة النووية يوفر فرصا واعدة لمصادر الطاقة المنخفضة التكلفة وعالية الكفاءة. ومع ذلك، فإن التخلص السليم من النفايات النووية لا يزال يمثل تحديًا كبيرًا.
تعد النفايات النووية من أصعب أنواع النفايات التي يصعب إدارتها لأنها شديدة الخطورة. ومن هنا، سنستكشف أكبر مشاكل التخلص من النفايات النووية وحلولها.
ويشار إلى المواد الناتجة عن العمليات النووية والتي تكون إما مشعة بشكل طبيعي أو ملوثة بعناصر مشعة أخرى مخلفات نووية.
وهي النفايات المشعة أثناء عملية إنتاج الطاقة النووية. هناك الكثير من الجدل حول كيفية التخلص من هذه النفايات، وهذا ينطبق بشكل خاص في حالة النفايات عالية الإشعاع (HLW).
وفقا لوكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، يتم تصنيف النفايات النووية إلى ست فئات عامة. وتشمل هذه:
- الوقود النووي المستهلك من المفاعلات النووية
- مخلفات مطحنة اليورانيوم من التعدين وطحن خام اليورانيوم
- النفايات عالية المستوى الناتجة عن إعادة معالجة الوقود النووي المستهلك
- النفايات ذات المستوى المنخفض
- نفايات ما بعد اليورانيوم من برامج الدفاع.
- المواد المشعة التي تحدث بشكل طبيعي والتي تنتج عن المسرعات.
يعد التخلص من النفايات النووية أو إدارة النفايات المشعة جزءًا مهمًا من توليد الطاقة النووية ويجب اتباع بعض المبادئ التوجيهية المهمة والصارمة من قبل محطات الطاقة النووية والشركات الأخرى.
وتضمن هذه المبادئ التوجيهية أن يتم التخلص من كافة النفايات النووية بشكل آمن ودقيق وبأقل قدر ممكن من الضرر للحياة (سواء كانت حيوانية أو نباتية). تنتج المحطة النووية نفايات نووية مشعة، والتي يمكن أن تسبب أضرارا جسيمة لصحة الإنسان والبيئة
ويجب على المرء تجنب ملامسة مثل هذه النفايات النووية المشعة. لا يمكن للمرء أن يناقش الطاقة النووية في بعض البلدان دون أن يطل ما يسمى بمشكلة "النفايات النووية" برأسه، ولكن في بلدان أخرى لا يشكل هذا الأمر مشكلة على الإطلاق.
جدول المحتويات
10 أكبر مشاكل وحلول التخلص من النفايات النووية
سنستكشف مشاكل وحلول التخلص من النفايات النووية، ومن المتوقع أن يكون الأمر مثيرًا للاهتمام.
مشاكل التخلص من النفايات النووية
- لا يوجد حل للتخزين على المدى الطويل
- مكلفة للتنظيف
- نصف عمر طويل
- مشكلة المواصفات
- الكسح
- إعادة معالجة النفايات النووية أمر ضار
1. لا يوجد حل للتخزين على المدى الطويل
ولا توجد مستودعات آمنة لتخزين النفايات على المدى الطويل، على الرغم من أن محطات الطاقة النووية توفر 11% من الكهرباء في العالم من 449 مفاعلاً نووياً عاملاً.
طريقتنا الأساسية للتعامل مع النفايات المشعة في الوقت الحالي هي ببساطة تخزينها في مكان ما ومحاولة معرفة ما يجب فعله بها لاحقًا. أحد "أماكن التخزين" الشائعة الاستخدام لعقود من الزمن كانت بحارنا ومحيطاتنا لقدرتها الكبيرة على تخفيف الإشعاع.
على سبيل المثال، يقوم مصنع الوقود النووي البريطاني في سيلافيلد بإيداع النفايات النووية في البحر الأيرلندي منذ الخمسينيات. وتم تسجيل ممارسات مماثلة في العديد من المواقع الأخرى، مثل إلقاء المفاعلات المشعة من الغواصات والأسلحة السوفيتية في المحيط المتجمد الشمالي أو عدد لا يحصى من الحاويات المليئة بالنفايات النووية على طول ساحل سان فرانسيسكو.
ومع ذلك، فإن هذه الطريقة في التعامل مع مثل هذه المواد الخطيرة ليست آمنة، حيث ينتشر التلوث الإشعاعي عبر نظامنا البيئي البحري مما يؤدي إلى الإضرار بالمسطحات المائية والأنواع الموجودة فيه.
2. مكلفة للتنظيف
نظرًا لطبيعة النفايات النووية الخطرة بطبيعتها، فإن تنظيفها مكلف للغاية ويمكن أن يؤثر سلبًا على صحة المشاركين في عملية التنظيف.
على سبيل المثال، حدث سيناريو غير سار تحت الغابات الجميلة في شمال ألمانيا. منجم الملح السابق، آسي، والذي تم استخدامه كمستودع للنفايات النووية لـ 126,000 حاوية من النفايات المشعة في السبعينيات، يظهر عليه علامات الانهيار.
وعلى الرغم من ظهور بعض الشقوق الخطيرة في الجدران بالفعل في عام 1988، إلا أن الحكومة قررت مؤخرًا فقط ضرورة نقل النفايات النووية! وتكلف ألمانيا 140 مليون يورو سنويًا فقط لمتابعة الإجراءات الأمنية للمشاركين في التحقيق، وليس للنقل الفعلي للنفايات.
كما أن نقل النفايات النووية وحده ينطوي على مخاطر كبيرة. إذا وقع حادث أثناء النقل إلى منشأة تخزين، فقد يكون التلوث البيئي الناتج مدمرًا.
إن تكلفة تنظيف كل شيء وجعل كل شيء آمنًا مرة أخرى للأشخاص والحيوانات والنباتات مرتفعة جدًا. لا يوجد طريق بسيط أو سهل عند محاولة تنظيف المواد المشعة المنسكبة؛ وبدلاً من ذلك، قد يستغرق الأمر سنوات للتأكد من أن المنطقة آمنة للعيش فيها أو حتى لزيارتها مرة أخرى.
في حالة الحوادث الخطيرة للغاية، قد يستغرق الأمر عشرات السنين حتى تبدأ الأشياء في النمو أو الحياة بشكل طبيعي مرة أخرى.
3. نصف عمر طويل
إذا كنت تتساءل عن عمر النصف في العناصر المشعة، فهو ببساطة مقدار الوقت اللازم للنواة المشعة للخضوع للتحلل بنسبة 50٪.
الآن، تتمتع منتجات الانشطار النووي بنصف عمر طويل. وهذا يعني أنها ستظل مشعة لعدة آلاف من السنين، أي أنها تشع لفترة طويلة، وبالتالي تظل تهديدًا محتملاً طوال الوقت. لذلك، لا يمكن التخلص منها في منطقة مفتوحة.
علاوة على ذلك، إذا حدث أي شيء لأسطوانات النفايات التي يتم تخزين النفايات النووية فيها، فقد تكون هذه المواد متطايرة للغاية وخطيرة لسنوات عديدة قادمة. إن عمر منتج النفايات النووية المشعة طويل جدًا.
4. مشكلة المواصفات
تتمثل المشكلة الرئيسية للتخلص من النفايات المشعة في إصرار الحكومات على تعريف الوقود النووي المختنق بالرماد جانبًا بأنه نفايات مشعة، والتأكيد بشكل غير صادق على أن سبب الاحتفاظ به في المخازن ليس أنه لم يسبب أي ضرر هناك، بل أن له قيمة مستقبلية. ولكن لا توجد طريقة معروفة للتخلص منها بشكل دائم كنفايات
كذبة حكومية أخرى هي أنها تمثل خطراً كبيراً عند تخزينها. وإذا صدقنا هذا، فإنه يشكل معضلة: المجازفة بدفنه أو المخاطرة بالاحتفاظ به مع حمايته من اللوم عن جني الأموال من الوقود الأحفوري، الذي تلحق نفاياته الضرر بالناس.
5. الكسح
والمشكلة السيئة بشكل خاص في الدول النامية هي أن الناس غالبًا ما يذهبون للبحث عن النفايات النووية المهجورة التي لا تزال مشعة. وفي بعض البلدان، هناك سوق لهذه الأنواع من السلع المهملة، وهو ما يعني أن الناس سوف يعرضون أنفسهم عن طيب خاطر لمستويات خطيرة من الإشعاع لكسب المال.
ولكن لسوء الحظ، يمكن للمواد المشعة أن تكون شديدة التطاير وتسبب بعض المشاكل. عادة، ينتهي الأمر بالأشخاص الذين يبحثون عن هذه الأنواع من المواد في المستشفيات وقد يموتون بسبب مشاكل تتعلق بالمواد المشعة أو ناجمة عنها.
لسوء الحظ، بمجرد تعرض شخص ما للنفايات النووية، يمكنه بعد ذلك تعريض أشخاص آخرين لم يختاروا البحث عن النفايات النووية للمواد المشعة.
6. إعادة معالجة النفايات النووية أمر ضار
تعد إعادة معالجة النفايات النووية ملوثة للغاية وهي واحدة من أكبر مصادر النشاط الإشعاعي الناتج عن الإنسان على هذا الكوكب.
خلال هذه العملية، يتم فصل البلوتونيوم من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية عن وقود اليورانيوم المستهلك. ويستخدم البلوتونيوم بعد ذلك كوقود جديد أو لصنع أسلحة نووية.
وفي حين يعتقد البعض أن فكرة إعادة معالجة الوقود النووي المستنفد تصب في صالحنا إلى حد كبير، فإنه لا يزال من الثابت أن إعادة المعالجة النووية ليست الحل لمشكلة النفايات؛ بل هي مشكلة في حد ذاتها.
كمية النفايات التي خلفتها أعلى. تولد العمليات الكيميائية المستخدمة لإذابة قضبان الوقود المستهلك كمية كبيرة من النفايات السائلة المشعة، والتي يجب تخزينها بشكل آمن (تتكرر مشكلة التخزين مرة أخرى).
يعد البلوتونيوم من بين أكثر المواد سمية التي عرفها الإنسان على الإطلاق. ويتراكم في العظام والكبد مما يجعل من الصعب تقدير آثاره على الأفراد.
إن إعادة المعالجة النووية هي عملية قذرة للغاية. تم العثور على بعض النشاط الإشعاعي الناتج عن أكبر منشأة لإعادة المعالجة النووية في لاهاي في فرنسا في الدائرة القطبية الشمالية.
حلول لمشاكل التخلص من النفايات النووية
- بناء مفاعلات الثوريوم بالملح المنصهر
- تخزين الوقود المستخدم
- التخلص الجيولوجي العميق
- الحفاظ على العقل الإيجابي في التعامل مع المشاكل
- الحد من النفايات في المقام الأول
1. بناء مفاعلات الثوريوم بالملح المنصهر
إحدى الطرق لحل مشكلة النفايات النووية هي بناء مفاعلات الثوريوم بالملح المنصهر. ويمكن جعل هذه الأنواع من المفاعلات آمنة بطبيعتها، مما يعني أنها لا تستطيع أن "تزدهر" مثل تشيرنوبيل، كما أنها لن تذوب مثل فوكوشيما إذا انقطعت الكهرباء تماما.
ويمكن تغذية مفاعلات الثوريوم بالنفايات النووية الموجودة بمرور الوقت ليتم "حرقها" في التفاعلات النووية داخل المفاعل. كما ستنتج المفاعلات الطاقة الكهربائية.
نعم، ينتج عن تفاعل الثوريوم أيضًا نفايات نووية، لكن خط تحلل الثوريوم ينتج عناصر مستقرة بشكل أسرع بكثير. لا يلزم تخزين النفايات النووية بشكل آمن إلا لبضع مئات من السنين بدلاً من مئات الآلاف من السنين باستخدام مفاعلات تعتمد على اليورانيوم والبلوتونيوم.
يمكن تصميم تكنولوجيا الثوريوم بحيث "تحرق" الأكتينيدات (باقي العائلة الأفقية في الجدول الدوري).
إن بناء مصنع الثوريوم أقل تكلفة بكثير. يمكن دفن "بصمة" مفاعل بقدرة 450 ميجاوات ولن يظهر سوى كوخ توليد الكهرباء والاتصال بالشبكة وطريق الوصول. ستكون مساحة الطاقة الشمسية أكثر من 1000 فدان و(حاليًا) عمر إنتاجي يتراوح بين 20-30 عامًا.
الثوريوم يجعل إدارة الطاقة والنفايات بجميع أنواعها أسهل بكثير.
2. تخزين الوقود المستخدم
بالنسبة للوقود المستخدم المصنف على أنه نفايات مشعة عالية المستوى (HLW)، فإن الخطوة الأولى هي التخزين للسماح بتحلل النشاط الإشعاعي والحرارة، مما يجعل التعامل معه أكثر أمانًا.
عادة ما يتم تخزين الوقود المستخدم تحت الماء لمدة خمس سنوات على الأقل ثم في كثير من الأحيان في مخزن جاف. قد يتم تخزين الوقود المستخدم في أحواض أو براميل جافة، إما في مواقع المفاعلات أو مركزيًا.
وبعيدًا عن التخزين، فقد تم دراسة العديد من الخيارات التي تسعى إلى توفير حلول مقبولة بشكل عام وآمنة وسليمة بيئيًا للإدارة النهائية للنفايات المشعة. الحل الأكثر تفضيلاً على نطاق واسع هو التخلص الجيولوجي العميق.
3. التخلص الجيولوجي العميق
يتم تخزين النفايات المشعة لتجنب أي فرصة لتعرض الأشخاص للإشعاع، أو أي تلوث. ويتحلل النشاط الإشعاعي للنفايات مع مرور الوقت، مما يوفر حافزًا قويًا لتخزين النفايات عالية الإشعاع لمدة 50 عامًا تقريبًا قبل التخلص منها.
من المتفق عليه على نطاق واسع أن التخلص الجيولوجي العميق هو الحل الأفضل للتخلص النهائي من النفايات الأكثر إشعاعًا المنتجة.
عادةً ما يتم إرسال معظم النفايات المشعة منخفضة المستوى (LLW) للتخلص منها على الأرض مباشرة بعد تعبئتها لإدارتها على المدى الطويل.
وهذا يعني أنه بالنسبة لأغلبية (90% من حيث الحجم) جميع أنواع النفايات التي تنتجها التقنيات النووية، فقد تم تطوير وسيلة للتخلص منها ويجري تنفيذها في جميع أنحاء العالم.
وينصب التركيز على كيفية ومكان بناء مثل هذه المرافق. يمكن بدلاً من ذلك إعادة معالجة الوقود المستخدم غير المخصص للتخلص منه مباشرةً لإعادة تدوير اليورانيوم والبلوتونيوم الذي يحتوي عليه.
ينشأ بعض السائل المنفصل (HLW) أثناء إعادة المعالجة؛ يتم تزجيج هذا في الزجاج وتخزينه في انتظار التخلص النهائي. يتم أيضًا تخزين النفايات المشعة متوسطة المستوى (ILW) التي تحتوي على نظائر مشعة طويلة العمر في انتظار التخلص منها في مستودع جيولوجي.
تتخلص العديد من الدول من (ILW) التي تحتوي على نظائر مشعة قصيرة العمر في مرافق التخلص القريبة من السطح، كما يتم استخدامها للتخلص من (LLW).
بعض البلدان في المراحل الأولية من النظر في التخلص من ILW و HLW، في حين حققت بلدان أخرى، وخاصة فنلندا، تقدما جيدا.
لقد بحثت معظم الدول في التخلص الجيولوجي العميق، ومن السياسات الرسمية أن تكون وسيلة فعالة للتخلص من النفايات النووية.
4. الحفاظ على العقل الإيجابي في التعامل مع المشاكل
أولاً، علينا أن نتوقف عن المبالغة والتأكيد على المخاطر والصعوبات المرتبطة بالتعامل مع النفايات المشعة والطاقة النووية في كل فرصة ممكنة.
في الوقت الحالي، توجد في الولايات المتحدة أكوام من النفايات عالية المستوى الإشعاعي الناتجة عن المفاعلات الانشطارية، من المصادر الطبية المستخدمة لعلاج السرطان، بالإضافة إلى أكوام من النفايات ذات المستوى الإشعاعي المنخفض في جميع أنحاء البلاد.
وهذا لا يشكل أي خطر على الصحة على الإطلاق. ولكن بعد ذلك، فهو ليس حلاً طويل الأمد وليس أفضل ما يمكن القيام به، ولكننا لسنا جميعًا محاطين بسحب الغبار المشع.
يمكننا أن نبدأ بإجراء مقارنة عقلانية مع مشاكل التخلص من النفايات والتلوث المرتبطة بالطرق الأخرى لتوليد الطاقة.
بعد أن تم ذلك، يمكننا بعد ذلك بناء مفاعلات توليد سريعة الطيف لحرق الأكتينيدات طويلة العمر في "مجرى النفايات" من الماء الخفيف، والماء الثقيل، والمفاعلات الحرارية المهدئة بالجرافيت، والعديد منها انشطاري، ومعظمها قابل للانشطار. قابلة للانشطار.
وبدلاً من ذلك، يمكننا أن نتعلم كيفية التعامل مع نمو سكان العالم من البشر. إن السيطرة على هذا النمو، ثم خفض عدد السكان إلى مستوى معقول ومستقر، سوف تبدو فجأة مشاكل توليد الطاقة والتخلص من النفايات أكثر قابلية للإدارة، بغض النظر عن مصدر الطاقة المستخدم في نهاية المطاف.
5. الحد من النفايات في المقام الأول
تركز هذه الطريقة بشكل خاص على تخزين النفايات الناتجة عن المفاعلات النووية والتخلص منها. ومع ذلك، كان هناك أيضًا استثمار كبير في إيجاد طرق لتقليل كمية النفايات الناتجة في المقام الأول.
يوجد حاليًا 55 شركة نووية ناشئة بتمويل قدره 1.6 مليار دولار. القطاع النووي مقيد للغاية ويمثل حواجز كبيرة أمام اللاعبين الجدد بسبب تاريخ NRC (اللجنة التنظيمية النووية) ككيان يهدف إلى إحباط انتشار الأسلحة النووية وليس كيانًا يركز على التعامل مع رواد الأعمال المبتكرين.
وفي الختام
في الختام، ومن خلال هذه المقالة والاتجاه المجتمعي الحالي، فإن التخلص السليم من النفايات النووية لا يزال يمثل مشكلة صعبة تعيق نمو الطاقة النووية.
تكمن المشكلة الرئيسية في فترات التنصيف التي تنتجها النظائر المشعة، والتي تكون طويلة جدًا. عمر بعضها أكثر من مليون سنة. ومن ثم، فإن هذا يجعل التحكم في النفايات النووية وإدارتها أكثر صعوبة.
ومع ذلك، فإن الطريقة الأكثر استخدامًا للتخلص من النفايات النووية هي التخزين، إما باستخدام أسطوانات فولاذية كدروع مشعة أو باستخدام طرق التخلص الجيولوجي العميق.
ولكن بعد ذلك، لا يزال التخلص من النفايات النووية عن طريق التخزين يثير الكثير من المخاوف، حيث أن تسرب النفايات النووية قد يسبب كوارث بيئية ضخمة بالإضافة إلى التأثير على صحة الإنسان.
توصيات
- 7 الآثار البيئية لتعدين خام الحديد
. - 8 أفضل ماجستير في برامج إدارة النفايات
. - 14 طرق التخلص من النفايات الكيميائية
. - أهم 10 آثار سلبية للتخلص غير السليم من النفايات على البيئة
. - تكلفة قطع الزوايا: المخاطر الخفية للتخلص غير السليم من نفايات الأعمال
Ahamefula Ascension هو مستشار عقارات ومحلل بيانات وكاتب محتوى. وهو مؤسس مؤسسة Hope Ablaze وخريج إدارة البيئة في إحدى الكليات المرموقة في الدولة. إنه مهووس بالقراءة والبحث والكتابة.