مخلفات إشعاعية

مخلفات إشعاعية هي مصطلح يطلق على كل مخلفات تحتوي على مواد إشعاعية، وغالباً ما تنتج عن عمليات الإنتاج النووية كالانشطار النووي، ولكن هنالك الكثير من الصناعات التي تنتج مخلافات إشعاعية ولا تتم فيها تفاعلات نووية، غالبية المخلفات النووية لا تحتوي على تراكيز عالية من النظير المشع ولكنها تبقى مصدر خطر وتلوث إشعاعي على الجسم البشري.
ما زال التخلص من المخلفات الإشعاعية قضية شائكة تواجه الصناعات النووية، وكان هنالك قناعة سابقة بأن هذه القضية قد تم حلها، إلا أن تقريراً صادراً عن الوكالة الدولية للطاقة الذرية عام 2007 أظهر أن التخلص عبر الدفن العميق لا يستطيع منع المخلفات الإشعاعية من الوصول إلى التربة ومصادر المياه وتهديد وجود الكائنات الحية على سطح هذا الكوكب.
في الولايات المتحدة على سبيل المثال: تظهر الأرقام الصادرة عن دائرة الطاقة وجود ملايين الغالونات من المخلفات الإشعاعية وآلاف الأطنان من الوقود النووي الناضب (المستهلك) بالإضافة لكميات هائلة من التربة والماء الملوث إشعاعياً وأن تنظيف هذه المخلفات الموجودة حالياً سوف يستغرق حتى عام 2025 م.

ماهي المخلفات الإشعاعية

عادة ما تحتوي النفايات أو المخلفات الإشعاعية على عدة نظائر مشعة: ولهذه النظائر المشعة بنية غير مستقرة ونشاط إشعاعي ناتج عن تفكك نويات الذرات غير المستقرة وخلق إشعاع مؤين يسبب تأيين الوسط الذي تمر فيه وبالتالي يشكل خطراً على الحياة.

فيزياء

إن الطاقة الإشعاعية الموجودة في المخلفات الإشعاعية تضمحل مع الزمن، ولكل نظير مشع نصف عمر (الزمن اللازم للنظير المشع ليفقد نصف طاقته الإشعاعية)، بعض النظائر المشعة مثل البلوتونيوم 239 الموجود في الوقود النووي الناضب يبقى خطراً على الحياة لمئات الآلاف من السنين نتيجة أن عمر النصف فيه طويل جداً (24110 سنة)  بينما يكون عمر النصف لبعض المواد مثل اليود المشع 131 قصيراً (8 أيام).
كلما زادت سرعة تفكك النظير المشع كلما زاد نشاطه الإشعاعي، الطاقة المنبثقة ونوع الإشعاع المؤين هما عاملان مهمان في تحديد مدى خطورة المادة، والخصائص الكيميائية للمادة تحدد مدى سهولة وقابلية تسربها وانتشارها.

حركيات الدواء

تستعمل العديد من النظائر المشعة في علاج أمراض مختلفة وهذا القسم معنى بدراسة مدى تأثير المخلفات الإشعاعية على الجسم البشري، يمكن للمخلفات الإشعاعية أن تلحق أضراراً بالغة في جسم الإنسان قد تصل إلى التسبب بالوفاة، وُجد أن معالجة حيوانات بالغة بالإشعاعات أو بالعناصر المسببة للطفرات الجينية (تأثير يمكن تحصيله عند التعرض للمخلفات الإشعاعية) والأدوية المضادة للسرطان؛ يمكن التعرض لهذه العوامل أن يسبب السرطان في هذه الكائنات، إن تحديد النشاط الإشعاعي وحركيات الدواء لأي مادة مشعة يساعد في حساب مدى خطورة التعرض لهذه المادة المشعة.

مصادر المخلفات الإشعاعية

للمخلفات الإشعاعية عدة مصادر أهمها: ناتج استخدام الوقود النووي وعملية إنتاج الأسلحة النووية، كما تساهم بعض الصناعات الطبية والدوائية وبعض الصناعات التكنولوجية في إنتاج المخلفات الإشعاعية.

النهاية الأمامية

وتسير إلى الجزء الأول من دورة الوقود النووي بدءاً من مرحلة البحث والاستخراج مروراً بتكوين الوقود النووي المخصب وانتهاءً باستخدام الوقود النوويواستخراج الطاقة منه وتحوله إلى وقود نووي ناضب، تنتج المخلفات الناتجة عن هذا الجزء من الدورة جسيمات ألفا وتحتوي على الراديوم، المادة الرئيسية الموجودة في مخلفات النهاية الأمامية لدورة الوقود النووي هي اليورانيوم الناضب المتكون من العنصر U-238 بالإضافة إلى 0,3% من U-235، ونظراً لكثافتها ووزنها النوعي العالي فإن هذه النفايات تستخدم في صناعة القذائف المضادة للدروع والدبابات وفي السطوح المقعرة لليخوت.
وقد يتم تحويله إلى أنواع أخرى من النفايات

النهاية الخلفية

و تشمل هذه الدورة عملية تفريغ الوقود النووي الناضب وتعبئته ونقله ومعالجته والتخلص منه، يكون الوقود الناضب على شكل قضبان يتم إخراجها من المفاعل وتبريدها من الحرارة الناتجة عن تفكك النظائر المشعة الباقية، تصدر المخلفات الناتجة عن عملية الانشطار النووي أشعة بيتا وأشعة غاما وتحتوي هذه المخلفات على أكتينيدات تصدر جسيمات ألفا.

إعادة معالجة الأسلحة النووية

و هي عكس عملية التصنيع، وتصدر جسيمات ألفا إلا أن إصدارها من أشعة بيتا وأشعة غاما قليل.

الاستخدامات الطبية

ينتج عن الصناعات والاستخدامات الطبية مخلفات إشعاعية مصدرة لأشعة بيتا وأشعة غاما.

المواد المشعة المتكونة في الطبيعة

هنالك عدة مواد ومركبات تحتوي على عناصر مشعة متكونة في الطبيعة، استخدام هذه المركبات في الصناعات المختلفة يؤدي لتكون مخلفات إشعاعية مصدرة لأجسام ألفا وأهما هو بوتاسيوم 40 (40-K)، معظم الصخور في الطبيعة - نظراً لكيفية تكونها - تحتوي على تراكيز ضئيلة من المواد المشعة المتكونة في الطبيعة.

أهداف معالجة المخلفات الإشعاعية

أهم أهداف معالجة المخلفات الإشعاعية هي التخلص من أو تدمير النظائر المشعة لمنع ضررها ووقاية البيئة والإنسان، ويتم ذلك عبر عزل أو ترقيق (تخفيف التركيز) أو تدمير المخلفات الناتجة، وحتى الآن فإن أكثر هذه الطرق قابلية للتحقيق كان وما يزال الدفن العميق للمخلفات الإشعاعية، الهدف الأساسي من هذه العملية هو عزل المخلفات الإشعاعية ومنع تسربها للنظام البيئي حتى يزول النشاط الإشعاعي الناتج عنها بأن تتأين كل العناصر المشعة الموجودة داخلها.