زباله سوز هسته ای

یک مسئله ثابت در نیروگاه هسته ای این است که پسمانها برای میلیونها سال خطرناک بوده٬ و این که محتوائی نمی تواند برای مدت طولانی مورد اطمینان باشد. تظاهر کنندگان بوسیله بحث متقابل که در صنایع دیگر متقاعد نمی شوند٬ پسمانهای سمی دائم که با احتیاط کمتر و انتقاد کمتری در دور اندازی می شوند تنها جواب کامل تبدیل رادیونوکلیدهای خطرناک به محصولات با عمر کوتاه است. حال این کارسودمندی در بر خواهد داشت یا نه مورد بحث نمی باشد و خارج از مبحث کنونی است.

ابتدا سؤلاتی در ارتباط با به اصطلاح اکتنیدهای جزئی عناصر ترانس اورانیم بجز پلوتونیم تشکیل شده بر اثر جذب نوترونها بوسیله اورانیم یا از طریق فروپاشی محصولات اولیه مطرح گردید. ملاحظه بنیادی در رابطه با نپتونیم – 237 با نیمه عمر 1/2 میلیون سال٬ دختر گسیل کننده آلفای آمرسیم – 241 می باشد٬ اگر چه با افزایش پرتودهی سوخت٬ عناصر دیگر ترانس پلوتونیم همچون کوریم مهمتر شدند.

جمع بندی یک آزمایش مفصل این بود که هر گونه خطر حاصل از چنین عناصر برای تصدیق تلاش بسیار بالا که مورد نیاز برای غلبه بر آن می باشد بسیار جزئی بوده است. با وجود این سازمانهای ژاپنی یک برنامه تحقیقاتی را در ترکیب با توسعه ایمنی ( شناخته شده بصورت زمینه های نامناسب ) با یارانه انرژی٬ با تخمین 5 درصد٬ از شکافت اکتنیدهای جزئی سرمایه گزاری کرده٬ پیش قدمی دارد acronym امگا ( OMEGA ) است٬ روشهائی عایداتی از اکتنیدها داشته٬ و اهداف همچنین صنعتگران را با بحث ارزشمند اغتا نموده اند. قراردادهائی با چندین گروه تحقیقاتی اروپائی و امریکائی و ژاپنی منعقد گردیده است.

عملیات دارای دو جنبه مجزا است ٬ جداسازی اکتنیدهائی جزئی از سوخت تخلیه شده و تبدیل متعاقب آن به گونه های با عمر کوتاه٬ معمولاً بخشی در تبدیل ( P&T ) مورد نظر در حال حاضر اگتنیدهای جزئی توده محصولات شکافت را دنبال می کنند٬ لذا بخش بندی به معنای جداسازی از پسمان با اکتیویته بالا و به ناچار افزایش تعداد جریانهای آلوده لذا مشکلی که می تواند خطرات بیشتری را در کوتاه مدت که در نهایت ذخیره می گردد بوجود آورد.

 

بخش بندی

روشی از تلاش های انجام پذیرفته جهت استخراج عناصر ترانس اورانیم از پسمانهای نظامی در امریکا توسعه یافته٬ و لذا دورهشت باقیمانده را آسان نموده است. مسئله این است که اکتنیدهای ترانس پاوتونیم از نظر شیمیائی مشابه لانتانیدها بوده تشکیل دهنده تقریباً یک چهارم تا یک سوم کل محصولات شکافت ( یک قله از بهره شکافت اعداد جرمی 130 تا 150را پوشش می دهد ) تشکیل داده٬ و استخراج کننده شناخته شده ای نین آنها بطور مناسب وجود ندارد.

اکتیل ( فنیل ) - N٬ N- دی ایزو بوتیل گربونیل متیل نسفین اکسید( CMPO )٬ یکی از استخراج کننده هائی که بطور گسترده ای در فرایند تورکس ( ( TRUEX ) بکار رفته هر دو گروه را در کنار پلادیم٬ تکنسیم و مقداری آهن را استخراج می کند. جداسازی بیبشتر می تواند بوسیله کمپلکس انتخابی با عوامل گوناگون در یک باز شستشوی پیشرونده یا در چرخه دوم ( فرایند تالسپیک ) حاصل گشته٬ و چنین شمای مرکبی در سال  1987 گزارش شده و برای بکار گیری در بعضی از سایتها آمده است. آزمایشات برای بکار گیری آن در مایعات با اکتیویته بالا نیز شروع شده است.

CMPO دارای مشکلاتی است مثلاً نیاز به TBP بعنوان هم محلول برای مقابله با تمایل در تقطیر فاز سوم دارد. سنتز مشکل و پر هزینه بودند در حالی که از دورهشت نهائی با TBP با حضور فسفر و عدم مناسبت بعدی آن برای سوزاندن ممانعت می گردد. ملاحظاتی برای دورهشت تحقیقاتی را برای محلولهای دارای صرفاً عناصر سبکتر٬ برای بکار بردن در هر دو فرایند اصلی و فرعی تشکل یافته است. مالون آمیدهای جایگزین شده نشاندهنده امید ویژه ای بوده٬ و براحتی سنتز می گردد٬ ولی  اثر آنها هنوز در مقیاس آزمایشگاهی شناخته شده است.

در بخش بندی که تا کنون بطرف ایمنی طولانی مدت هدایت شده٬ اکتنیدهای جزئی را از پسمان با اکتیویته بالا جابجا شده تنها نصف عملیات است. محصولات شکافت همچون ید – 129و تکنسیم باقی می مانند. شماهای جامع پیشنهاد شده عملیات پسمان شامل جداسازی اینها است٬ و رادیونوکلیدهای اصلی رها کننده گرمای سزیم - 137 و استرانسیم - 90 که وسعت پسمان با اکتیویته بالا را برای دورهشت تغلیظ می نماید می باشد.

سزیم و استرانسیم بطور معمول بوسیله تبادل این جداسازی شده و معادله کننده های بر اساس مواد معدنی ( پایه از مواد آلی خالص در مقابل تابش ) برای این منظور پیشنهاد شده اند. متناوباً٬ استخراج با حلال چشم اندازهای بهتری را پیشنهاد کرده٬ متحمل ترین استخراج کننده ها از نوع اترهای تاجدار ( که از نظر تجارتی هنوز قابل دسترسی نیستند )٬ یا مطابق کار روسها که بوسیله آنها انجام پذیرفته و در ایالات متحده نیز مطابق آن انجام پذیرفته٬ جایگزین شده کبالت قابل دوراندازی بر اساس یک استخوان بندی کربن - بور مباشد.

چنانچه کار زیادی برای پسمان با اکتیویته بالا لازم باشد٬ مشکلاتی برای بازیابی فلزات با روشی استراتژیک همچون رودیم و پلادیم ممکن است نیروی خود را از دست بدهند. استخراج کننده های ویژه برای جداسازی نمکهای آنها از محلول مایع پیشنهاد شده فلزات خود ممکن است از پسمان شیشه شده خود٬ مثلاً بوسیله تماس با سرب ذوب شده احتمالاً پس از مدت خشک شدن برای فروپاشی 102- Rh جداسازی شوند.

در صورتی که نوکلیدهای مورد نطر بصورت مقتضی در فرایند اصلی هدایت شوند ممکن است از اسنخراج از پسمان با اکتیویته بالا اجتناب گردد. در سیستم پورکس این حالت تنها برای نپتونیم امکان پذیر است٬ که در حال حاضر به پسمان می رود ولی با تغییرات کمی در شیمی فرایند می تواند جریان پلوتونیم را دنبال تماید. این امر می تواند منبع اصلی بلافاصله خطر طولانی مدت از پسمان را جابجا کند ولی مقدار قابل مقایسه ای در نهایت به شکل آمرسیم رشد می نماید.

گفته می شود که پنتونیم با اورانیم و پلوتونیم بصورت فلز یا اکسید مخلوط گشته و بعنوان یک سم قابل سوختن عمل می کند در شروع پرتودهی نوترونهارا بدون شراکت در شکافت جذب نموده٬ در انتهای چرخه به اندازه کافی برای ساختن شراکتی اصلی انتقال و لذا تهی سازی ماده شکافت پذیراولیه را جبران می نماید. لذا محدوده تنظیم کنترل را که در صورتی که لازم باشد کاهش می دهد.

تا کنون تنها سیستم های آبی مورد بررسی قرار گرفته اند. در فرایندIFR٬ اکتنیدها بطور خود کار پلوتونیم را دنبال می کنند٬ و لذا بعنوان بخشی از لانتانیدها عمل می کنند٬ ولی علی الظاهر آلودگی برای اجتناب از مشکلات کافی است. مجدداً٬ سوخت برای نوع مذاب نمکی اساساً می تواند برای جابجائی تنها محصولات شکافت با عمر نسبتاً کوتاه٬ یا هر چیز دیگر چرخش یافته فراوری گردد.