إدارة النفايات المشعة عالية المستوى

الوقود النووي المستنفد المخزن تحت الماء في موقع هانفورد
إدارة النفايات المشعة عالية المستوى تتعلق الإدارة بالنفايات المشعة بكيفية التعامل مع المواد المشعة الناتجة أثناء إنتاج الطاقة النووية والأسلحة النووية.
تتعلق إدارة النفايات المشعة عالية المستوى بكيفية التعامل مع المواد المشعّة الناتجة أثناء إنتاج الطاقة النووية والأسلحة النووية. تحتوي النفايات المشعة على مزيج من نويدات قصيرة العمر وطويلة العمر، إضافة إلى نويدات غير مشعة. يتحدث تقرير عن ما يقارب 47 ألف طن من النفايات النووية عالية المستوى المخزّنة في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 2002.
عناصر ما بعد اليورانيوم الأكثر ضررًا في الوقود المستهلك هي النبتونيوم–237 (نصف عمر مليوني عام) والبلوتونيوم–239 (نصف عمر 24 ألف عام). نتيجة لذلك، تتطلب النفايات المشعة عالية المستوى معالجةً وإدارةً دقيقتين للنجاح في عزلهما عن المحيط الحيوي. عادةً ما يتطلب هذا معالجةً تليها إستراتيجية إدارة طويلة الأمد تشمل تخزينًا دائمًا للنفايات أو التخلص منها أو تحويلها إلى صيغة غير سامة. تلي قاعدة نصف العمر اضمحلال النشاط الإشعاعي، والتي تعني أن معدل الاضمحلال يتناسب عكسًا مع مدة الاضمحلال. بكلمات أخرى، سيكون إشعاع نظير طويل العمر مثل الأيودين–129 أقل شدة من إشعاع نظير قصير العمر مثل الأيودين–131.
تدرس الحكومات في جميع أنحاء العالم مجموعةً من خيارات إدارة النفايات والتخلص منها، وتحتوي عادةً مستودعات تخزين جيولوجية عميقة، على الرغم من تقدم محدود نحو تطبيق حلول على المدى البعيد لإدارة النفايات. يرجع هذا جزئيًا إلى أن الأطر الزمنية التي نواجهها عند التعامل مع النفايات المشعة تتراوح من 10 آلاف عام حتى مليون عام، بحسب دراسات عن تأثير الجرعات الإشعاعية المقدرة.
وبناء على ذلك، حدّد الفيزيائي والمهندس هانس آلفن شرطين لازمين لإدارة فعالة للنفايات المشعة عالية المستوى: (1) تشكلات جيولوجية دائمة و (2) مؤسسات بشرية دائمة على مدى مئات آلاف السنين. وكما يشير آلفين، لم تدُم أي حضارة بشرية معروفة لفترة طويلة، ولم يُكتشف أي تشكُّل جيولوجي بحجم مناسب لمستودع تخزين نفايات مشعة دائم وثابتًا لفترة طويلة من الزمن. ومع ذلك، قد يخلق تجنّب مواجهة المخاطر المتعلقة بإدارة النفايات المشعة أخطارًا موازيةً أكبر. إدارة النفايات المشعة هي مثال عن تحليل سياسات تتطلب حرصًا خاصًا على مخاوف أخلاقية دُرست في ضوء انعدام اليقين والمستقبل: اعتبارات لـ «تأثيرات الممارسة التكنولوجيا على أجيال المستقبل».
ثمة جدالات حول ما ينبغي أن يشكّل أساسًا علميًا وهندسيًا مقبولين للمضي قدمًا في استراتيجيات التخلص من المواد المشعة. هناك من حاجج، على أساس نماذج المحاكاة الجيوكيمائية المعقدة، بأن التخلي عن السيطرة على المواد المشعة للعمليات الجيوهيدرولوجية في إغلاق مستودع هو مخاطرة مقبولة. يؤكد هؤلاء أن «النظائر الطبيعية» تمنع الحركة تحت سطح الأرض للنويدات المشعة، الأمر الذي يجعل التخلص من النفايات النووية في التشكلات الجيولوجية المستقرة غير ضروري. إلا أن النماذج الحالية لهذه العمليات غير محددة تجريبيًا: بسبب الطبيعة تحت الأرضية لهذه العمليات في التشكلات الجيولوجية الصلبة، لم يتم التحقق من دقة نماذج محاكاة الحاسوب من خلال الملاحظة التجريبية، بالتأكيد ليس خلال فترات من الزمن تساوي نصف العمر المميت للنفايات المشعة عالية المستوى. من جهة أخرى، يصر البعض على ضرورة مستودعات التخزين الجيولوجية العميقة في التشكلات الجيولوجية المستقرة. تُظهر خطط الإدارة الوطنية في عدة بلدان مقاربات متنوعة من أجل حسم هذا الجدال.
يُشير الباحثون إلى ضرورة التفحص النقدي للتنبؤات حول الأضرار الصحية لفترات طويلة كهذه. تأخذ الدراسات العملية بعين الاعتبار حتى 100 عام فقط في ما يتعلق بالتخطيط الفعال وتقييمات التكلفة. يبقى السلوك بعيد المدى للنفايات المشعة موضوع أبحاث مستمرة. توصَف أدناه استراتيجيات الإدارة وخطط التنفيذ للعديد من الحكومات الوطنية التمثيلية.