Radioaktiivsed jäätmed

Radioaktiivsed jäätmed on tootmisjäägid, mis sisaldavad radioaktiivset ainet või on saastunud lubatud taset ületava radioaktiivsusega. Suhteliselt palju tekib radioaktiivseid jäätmeid tuumaelektrijaamades. Radioaktiivsete jäätmete sattumist keskkonda nimetatakse radioaktiivseks reostuseks. Radioaktiivsed jäätmed on juba väga väikeses koguses ohtlikud kõigile elusorganismidele. Radioaktiivsete jäätmete käitlemise ja lõppladustamise eesmärgiks on kaitsta inimesi ja keskkonda. Siiski on see tuumaenergeetika enim vaidlusi tekitav valdkond, hoolimata sellest, et kütusetsükli kõigi etappide jaoks on olemas usaldatavad ja kontrollitud tehnoloogiad. Radioaktiivsed jäätmed võivad olla tõesti ohtlikud, kuid senine praktika on tõestanud, et ohutu käitlemine välistab olulise kahjustava mõju keskkonnale. Suur osa riikidest tunnustab ja jälgib rahvusvahelisi radioaktiivsete jäätmete käitlemise põhimõtteid. Erineva koostise, poolestusaja ja aktiivsusetasemega radioaktiivseid jäätmeid tekib tuumkütusetsükli kõikidel etappidel, eriti aga tuumkütuse kasutamisel reaktoris ja kütuse ümbertöötamisel. Kõik tekkivad jäätmed isoleeritakse keskkonnast, käideldakse ja ladustatakse vastavalt nende omadustele ja potentsiaalsele ohtlikkusele. Tuumaenergeetikat omavates riikides moodustab radioaktiivsete jäätmete kogus alla protsendi kõikide toksiliste jäätmete kogusest. Radioaktiivsete jäätmete käitlemisel kasutatakse nii tavajäätmete käitlemisele omaseid kui ka neile ainuomaseid protseduure nagu kontsentreerimine ja isoleerimine, lahjendamine ja hajutamine, viivitamine ja radioaktiivne lagunemine. Radioaktiivne lagunemine vähendab jäätmete ohtlikkust ja lõpeb kunagi tingimata mitteradioaktiivse lõppsaadusega. Sobivate jäätmekäitlusmeetodite üle on palju vaieldud, võttes arvesse nii probleemi kiirguskaitselist kui ka sotsiaalset aspekti. Üksmeel näib olevat saavutatud seisukohas, et tulevased põlvkonnad peaksid olema samal määral kaitstud kui praegused. Paraku on seda raske üle kanda kiirguskaitse praktiliste standardite tasandile. Näiteks võib aktiivsus ilmneda geoloogilises süvahoidlas mitme tuhande aasta pärast ja meil pole vähimatki ettekujutust, millised on meie järglaste harjumused või elulaad nii kauges tulevikus. Teiseks nõudeks on põhimõte, et igasugune kiiritus peab olema nii väike kui mõistlikult on võimalik saavutada, arvestades majanduslikke ja sotsiaalseid tegureid. See tähendab, et sama liiki jäätmete jaoks on erinevad käitlusvõimalusi, sealhulgas töötlus, immobiliseerimine, pakendamine ja ladustamine. Valiku tegemisel tuleb lähtuda seonduvatest riskidest, kuludest ja teistest raskemini mõõdetavatest, kuid mitte vähem olulistest teguritest. Samuti tuleb valiku tegemisel arvestada kiirguskaitse eesmärkidega, kuid lõpliku otsuse tegemisel võivad määravaks olla hoopis muud asjaolud. Jäätmete ladustamisviisi üle otsustamisel tuleb ühiskonnal vastata raskele küsimusele, kui kaalukaks pidada kauges tulevikus avalduda võivate kahjulike tagajärgede matemaatilist tõenäosust. See pole ainult jäätmete ladustamise ega kiirguskaitse probleem, ehkki seda just sellega seoses rõhutatakse. Eetiline oleks eeldada, et praegused tingimused jäävad kestma ja tulevaste põlvkondade poolt saadav kahjustus on väiksem või võrdne meie põlvkonna poolt saadavate kahjustusega. Selle juures tuleb muidugi arvestada võimalike mõjude sajanditeks ja aastatuhandeteks prognoosimise määramatust. Vabastatud jäätmed on sellised radioaktiivsed jäätmed, mille aktiivsus on nii väike, et neid pole vaja käidelda erinevalt tavalistest mitteradioaktiivsetest jäätmetest. Need sisaldavad väga piiratud hulgal radionukliide ja seega võib neid töödelda nagu tavalisi jäätmeid. Sellised jäätmed ladustatakse koos tavalise olmeprügiga. Uraani kaevandamisel tekkinud aheraineid ei loeta reeglina radioaktiivseteks jäätmeteks, sest nad sisaldavad vähem radioaktiivsust kui uraanimaak ise. Jääkide ladustamisel jälgitakse sellegipoolest mitmeid meetmeid, mis tõkestavad looduslike radioaktiivsete ainete leviku keskkonda. Enamasti üle jäänud aheraine lihtsalt kuhjatakse, aga suuremate kontsentratsioonide korral viiakse see tagasi maa alla. Need jäätmed tekivad sageli väga suurtes kogustes ning sisaldavad üsna madala kontsentratsiooniga looduses esinevaid radionukleiide. Need tekivad uraani ja teiste mineraalide kaevandamisel ja töötlemisel. Madalama astme korral need jäätmed lihtsalt kuhjatakse, muul juhul aga ladustatakse maapinnal. Koguseliselt kõige enam tekib madalaktiivseid jäätmeid, mis moodustavad tervelt 90% radioaktiivsete jäätmete ruumalast, kuid sisaldavad ainult 1% radioaktiivsusest. Need on peamiselt mitmesugused õrnalt saastunud tööriided, laborivarustus, saastatud pinnas ja ehitusmaterjalid, mille käitlemine eraldi kiirgusvarjestust ei vaja. Pärast mürgiste komponentide eraldamist vähendatakse nende jäätmete mahtu kokkupressimise, tuhastamise või muul meetodil ning siis ladustatakse nad erihoidlasse. Viimased asuvad maapinna lähedal või 60–100-meetrise sügavusega maa-alustes käikudes. Need moodustavad mahult umbes 7% ja nende aktiivsuseks on 4% kõikidest radioaktiivsetest jäätmetest. Peamiselt kuuluvad sellesse gruppi mitmesugused vaigud, keemilised setted, reaktori vahetatavad komponendid ja materjalid, mille käitlemine nõuab mingisuguse kiirguskaitse kasutamist nende suurema radioaktiivsuse tõttu. Enamik selle kategooria jäätmetest sorteeritakse ja ladustatakse paigutatuna betooni. Lühiealised jäätmepakendid ladustatakse maapinna-lähedasse hoidlasse, pikaealised aga sügavale maa alla ehitatud lõppladustuspaika. Tänapäevased võimalused ehitusel tagavad ohutuse ja konstruktsioonide vastupidavuse, mille tulemusena välditakse ohtlike ainete lekkimine keskkonda isegi mõne sajandi jooksul. See koosneb kolmest põhikomponendist, milleks on uraan, lõhustussaadused ja aktiniidid. Üle 95% kasutatud tuumkütusest moodustab väheradioaktiivne uraan, mille käitlemine on praktiliselt ohutu. Kuna uraan-235 sisaldus kasutatud tuumkütuses on suurem kui looduslikus uraanis, siis on seda otstarbekas kasutada uue rikastatud tuumkütuse tootmiseks. Kui otsustatakse seda mitte teha, siis radioaktiivsete jäätmete matmine ei põhjusta mingeid erilisi keskkonnariske. Umbes 4% kasutatud tuumkütusest moodustavad lõhustussaadused, mille massist umbes kümnendiku moodustavad radioaktiivsed tugevat beetakiirgust kiirgavad isotoobid. Enamiku lõhustussaaduste poolestusaeg on suhteliselt lühike, ohutuks muutmiseks piisab ladustamisest paariks-kolmeks sajandiks. Selle aja vältel väheneb radioaktiivsus tuhandeid kordi ja saavutab algse uraanimaagi taseme. Konteineritesse ja teatud sideainetesse paigutatud lõhustussaadusi võib ladustada ka madala või keskmise aktiivsusega jäätmetena maapinnalähedastes suhteliselt lihtsa ehitusega ladustuspaikades. Kasutatud kütuse suurima ohuallika moodustavad pika poolestusajaga intensiivset alfakiirgust kiirgavad plutoonium ja väikeaktiniidid, mida on vaid 1%. Kiirgusohutuse tagamiseks tuleb neil lasta radioaktiivselt laguneda biosfäärist isoleerituna sadade tuhandete aastate jooksul. Lõppladustamisel muutub just eralduv soojus lõpphoidla mahtu määravaks teguriks. Asjaolu, kui kõrgeid temperatuure võib maapõue kivimites lubada, määrab ka selle kui tihedalt kasutatud kütust võib ladustada. Viimasest tuleneb aga lõpphoidla ruumala ja mida suurem ruumala, seda kallimaks muutub hind. Nendeks on kogu kasutatud tuumkütus või selle peamised ümbertöötamisjäätmed, sisaldavad 95% kõikide jäätmete radioaktiivsusest, seejuures moodustab nende ruumala ainult 3%. See jäätmeliik nõuab tugeva ioniseeriva kiirguse ja soojuse tekitajana erikäitlemist ja erivahendeid. Mitmetes maades töödeldakse kasutatud kütus ümber uueks tuumkütuseks. Mõnes riigis loetakse aga jäätmeteks kogu kasutatud tuumkütus, mis valmistatakse ette lõppladustamiseks. Viimastel aastatel võib siiski täheldada tendentsi, et lahenduste otsimisel arvestatakse võimalusega neid jäätmeid tulevikus ressursina kasutada. Need materjalid, millele tulevikus mingit kasutusvõimalust ei suudeta hetkel ette näha, kuivatatakse, klaasistatakse boorsilikaatklaasis ja paigutatakse konteineritesse. Olenevalt kasutatavast kütusetsüklist on kõrgaktiivsete jäätmete kogus erinev. Kütuse ümbertöötamisel tekib ainult 3 kuupmeetrit klaasistatud kõrgaktiivseid jäätmeid. Võrdluseks, sama võimsusega sütt põletava elektrijaama tuhajäätmete hulk on 400 000 tonni aastas. Tavaliselt hoitakse ülimalt radioaktiivset kasutatud kütust eribasseinis paksu veekihi all või massiivsete betoonseintega kuivhoidlas ja lastakse tal umbes 5 aastat radioaktiivselt laguneda enne kui kütus ümbertöötamisele saadetakse. Kogu maailma kasutatud tuumkütusest paiknebki umbes 90%, mis on 270 000 tonni, tänapäeval turvaliselt reaktorilähedastes või riikide tsentraalsetes vaheladustuspaikades. Kuna kogu maailmas lisandub aastas keskmiselt 12 000 tonni, millest 3000 tonni töödeldakse ümber, siis otsest pakilist vajadust lõppladustamise järele veel ei ole. Mõned minevikus kasutatud jäätmekäitlusviisid pole eri põhjustel olnud piisavalt head ja mõnel juhul on selle tagajärjeks olnud tegelik või potentsiaalne pikaajaline keskkonnareostus. Üheks näiteks on sõjalised operatsioonid. NSV Liidu ja hiljem Vene Föderatsiooni Põhja laevastiku tuumaallveelaevu on aastate jooksul kasutusest kõrvaldatud. Paljud neist seisavad endiselt dokis, oodates vajalikku käitlemist. Aastate eest esines aga juhtumeid, kus NSV Liit uputas allveelaevadel tekkinud radioaktiivseid jäätmeid ja isegi kasutatud tuumkütuse merre. Tahkete jäätmete väikese aktiivsuse ja merevee lahjendava toime tõttu on doosid elanikkonnale siiski väga väikesed. Mereväelased võivad saada sellest oluliselt suuremaid doose, mis on võrreldavad looduslikest allikatest saadavate doosidega. Mõnel pool maailmas avaldavad mõju kaevandusjäätmete ja radioaktiivsete maakide töötlemisjäätmete suured ladustatud kogused. Peamiselt on need seotud uraani kaevandamisega. Kuid mõnes piirkonnas esineb looduslikke radionukliide nii ohtralt, et kõik kaevandamisjäägid kujutavad endast juba märkimisväärset kiirgusohtu. Teatud tööstusharud, nagu väetiste valmistamine ning nafta- ja gaasitööstus, tekitavad samalaadseid jäätmeid. Kõik protsessiga seotud radionukliidid on loodusliku päritoluga ja seetõttu on alles üsna hiljuti hakatud sellistesse jäätmetesse suhtuma kui kiirguskaitse probleemi. Maakides sisalduvate radionukliidide tasemed on reeglina keskmisest kõrgemad. Keemiliste ja füüsikaliste protsesside tagajärjel suurendatakse neid kontsentratsioone veelgi. Lisaks on maakides sisalduvatel radionukliididel ülipikk poolestusaeg ja jäätmekogused on sageli väga suured. Igavene haud