Radioaktivita a ionizující záření... Radioaktivita je přirozeným jevem

Transkript

1 Radioaktivita a ionizující záření... Radioaktivita je přirozeným jevem Radioaktivita je vlastnost některých jader atomů samovolně se rozpadat, přeměňovat se na jádra jednodušší a uvolňovat energii ve formě záření. Starší než Země Většina přirozených radionuklidů vznikla při výbuchu supernovy, který předcházel vzniku naší sluneční soustavy. Do dneška se dochovaly pouze radionuklidy s velmi dlouhým poločasem přeměny. Patří k nim například uran 238 U, jehož poločas přeměny 4,5 miliardy let se rovná odhadovanému stáří Země. Za celou dobu existence naší planety se stačila přeměnit teprve polovina jeho počátečního množství. V přírodě vznikají radionuklidy stále, buď přeměnou jiných nestabilních jader nebo vlivem kosmického záření. Poselství z vesmíru uhlík 12 uhlík 14 Také ve vesmíru vznikají radionuklidy neustále. Krabí mlhovina, kterou můžeme pozorovat v souhvězdí Býka, je rovněž pozůstatkem výbuchu supernovy. Byl zaznamenán v roce 1054 a podobně jako před vznikem naší sluneční soustavy při něm v důsledku vysokých tlaků a teplot vznikly všechny těžší nuklidy včetně radioaktivních. Zvětšený snímek Krabí mlhoviny v souhvězdí Býka Jak se vyznat v atomech? Nuklid je atom s určitým počtem protonů a neutronů v jádře. Izotopy jsou různé nuklidy téhož prvku, v jejichž atomech je stejný počet protonů, ale liší se počtem neutronů. Radionuklid je nestabilní nuklid, podléhající samovolné radioaktivní přeměně. radionuklid 1 H 2 H 3 H izotop vodíku Radioizotop je nestabilní izotop prvku, podléhající samovolné radioaktivní přeměně. K radionuklidům patří atomy uranu 235 U, uranu 238 U a thoria 232 Th, které jsou základem radioaktivity Země. Oba nuklidy uranu 235 U a 238 U jsou současně radioizotopy uranu. nuklid 11 C 14 C 12 C 13 C izotop uhlíku Druhy ionizujícího záření jádro atomu 4 2He e - Radionuklidy jsou zdrojem různých druhů ionizujícího záření. Záření alfa jsou kladně nabité částice jader helia obsahující dva protony a dva neutrony. Záření beta je proud záporně nabitých elektronů nebo kladně nabitých pozitronů. Záření gama nemá podobu pevných částic, ale elektromagnetického vlnění. Co nás před zářením ochrání? Částice alfa mají velmi malý dolet a pronikavost zadrží je například papír nebo lidská pokožka. Částice beta proniknou slabou vrstvou vody, ale zachytí je tenká vrstva hliníku. alfa beta Paprsky gama mají velkou energii a mohou proniknout i lidským tělem pohltit je dokáže například silná olověná nebo betonová deska. gama papír hliník olovo beton

2 čtvrtý pátý šestý sedmý osmý devátý desátý... hodný sluha, nebo zlý pán? Přirozená a umělá radioaktivita Od roku 1896, kdy A. H. Becquerel objevil při zkoumání vzorku uranové soli přirozenou radioaktivitu, se neustále rozšiřují lidské znalosti o světě atomů. Spolu se znalostmi se rozšiřují i možnosti využívat to, co nám mikrosvět atomů nabízí. V současné době známe asi radionuklidů. V přírodě jich byla nalezena přibližně stovka, štěpením těžkých jader jich vzniká okolo dvou set. Většina ostatních radionuklidů vznikla umělou cestou v laboratořích a řada z nich má význam pouze vědecký. Příprava umělých radioizotopů Uranová ruda Pohled do aktivní zóny reaktoru LVR-15 v ÚJV v Řeži Převážná část radionuklidů se připravuje v jaderných reaktorech nebo pomocí urychlovačů částic. Takto vzniká i nejznámější umělý radionuklid kobalt 60 Co, používaný mimo jiné při léčbě a diagnostice zhoubných nádorů. Přístroj s kobaltovým ozařovačem Jak se radioaktivní látky od sebe liší? Jednou z hlavních vlastností zdrojů radioaktivního záření je jejich aktivita. Aktivita vyjadřuje počet radioaktivních přeměn probíhajících v určitém množství radionuklidu za jednotku času. Měří se v becquerelech (1 Bq = 1 přeměna za vteřinu). Becquerel je velice malá jednotka. Lidské tělo obsahuje značné množství radioaktivních látek, převážně draslíku 40 K. Každou vteřinu tak probíhá v našem těle několik tisíc radioaktivních přeměn jen z tohoto zdroje. Základní charakteristika nejdůležitějších přirozených radionuklidů radionuklid poločas typ záření výskyt uran 238 U 4,5 miliard let alfa, gama horniny, voda uran 235 U 6,8 milionů let alfa, gama horniny, voda radium 226 Ra let alfa, gama horniny, voda radon 222 Rn 3,8 dní alfa plyny, voda, horniny draslík 40 K 1,27 miliard let beta, gama horniny, voda, organické látky uhlík 14 C let beta plyn, voda, organické látky vodík 3 H(tritium) 12,3 let beta plyn, voda, organické látky Aktivita všech radioaktivních látek klesá s časem Poločas přeměny je doba potřebná k tomu, aby se přeměnila polovina jader přítomných na počátku v určitém radionuklidu. Po jednom poločase přeměny zbývá jen polovina původní aktivity, po dvou čtvrtina atd. Po deseti poločasech přeměny zůstává už zhruba jen tisícina původní aktivity. první poločas druhý třetí

3 Radioaktivita a ionizující záření... Člověk a záření Radioaktivní záření má nesrovnatelně větší energii než běžná pozemská záření, například světlo nebo teplo. Proto proniká hmotou a svou energií ji může poškozovat, složitou živou hmotu obzvlášť. Při překročení určitých hodnot může rozrušovat organické látky, zabíjet buňky, znemožňovat jejich dělení, porušovat jejich genetický kód. Míra poškození závisí na intenzitě záření a velikosti dávky. pm nm 0,1µm mm cm 100 m λ rentgenové a gama záření lgama defektory ldiagnostika v lékařství lmazání polovod. pamětí lsvětlotisk ultrafialové záření viditelné záření lsvařování infračervené záření ldružicová televize lmikrovlnné trouby radary televize mikrovlny lmobilní telefony lpočítačové monitory lnámořní komunikace lvysokonapěťové vedení rozhlasové vysílání Spektrum elektromagnetického záření radiové kmitočty kmitočet (Hz) Účinek záření na člověka se vyjadřuje pomocí dávkového ekvivalentu, jehož jednotkou je 1 sievert (1 Sv). V praxi je tato jednotka příliš velká, proto se častěji setkáváme s milisieverty (msv). lékařská terapie 8,9% zkoušky jaderných zbraní 3,5% ostatní 0,4% kosmické záření 12,6% Intenzity přibývá od modré k červené lékařská diagnostika 10,6% zemské záření 14,8% radon a produkty jeho rozpadu 41,8% radionuklidy v těle 7,4% Procentuální zastoupení jednotlivých složek ozáření lidí Intenzita radioaktivního záření zemského povrchu v České republice. Ochrana před zářením Při práci s radioaktivními materiály je nutné se chránit. V tzv. horkých komorách odstíněných olovem lze pomocí dálkových manipulátorů a průmyslové televize provádět i poměrně složité operace s vysokoaktivními látkami. Manipulace s radioaktivními materiály v tzv. rukavicové skříni Pracovník u horké komory Ochrana před zářením spočívá: - v co nejkratším pobytu v blízkosti zdroje záření - v zachování dostatečné vzdálenosti od zdroje záření - ve stínění, tj. vkládání vrstev takového materiálu, který záření pohlcuje, mezi zdroj záření a člověka Jak záření měříme? Ionizující záření je neviditelné, ale vzhledem k jeho vlastnostem je lze snadno a přesně zjistit a měřit. K měření slouží detektory a dozimetry. Detektory umožňují určit přítomnost záření a odhadnout jeho intenzitu. Měření scintilačním detektorem v terénu Pracovník s osobním dozimetrem Dozimetry jsou malé a citlivé přístroje k měření velikosti dávky, tzn. množství energie, kterou záření lidskému tělu předalo. Jsou jimi povinně vybavováni všichni pracovníci, kteří mohou být vystaveni působení ionizujícího záření, zaměstnanci jaderných elektráren a dalších jaderných zařízení.

4 ... hodný sluha, nebo zlý pán? Štěpením jader lze uvolnit obrovskou energii Umělou přeměnu jednoho prvku v jiný uskutečnil poprvé roku 1919 anglický fyzik Ernest Rutherford, když ostřelováním atomů dusíku částicemi alfa získal atom kyslíku. neutron jádro uranu štěpný produkt (odštěpek) neutrony Jádro atomu uranu se může po nárazu letícího neutronu rozštěpit. Vzniknou dvě nová jádra štěpné produkty a dva až tři nové neutrony. Při štěpení vzniká velké množství tepla, které můžeme energeticky využít. Nové neutrony letí dál a mohou štěpit další jádra. Rozběhne se řetězová reakce, základ jaderné energetiky. Anglický fyzik Ernest Rutherford ve své laboratoři štěpný produkt (odštěpek) Princip jaderného štěpení Jsou jaderné elektrárny bezpečné? 1. bariéra 2. bariéra 3. bariéra 4. bariéra Při provozu jaderných elektráren je bezpečnost základním a prvořadým požadavkem. Radiační bezpečnost zajišťuje několik bariér. teplá voda Pohon svazkové řídící tyče Víko tlakové nádoby reaktoru Vývody vnitroreaktorového měření Ochranná trubka svazkové řídící tyče Tlaková nádoba reaktoru První bariérou je vlastní struktura jaderného paliva. Pevná krystalická struktura nejčastěji používaného oxidu uraničitého UO 2 má sama schopnost zadržet při normálním provozu reaktoru 99 % vznikajících štěpných produktů. Druhou bariérou je hermetický obal palivové tyče. Jeho úkolem je zachytit zbylé asi 1 % plynných produktů štěpení. Třetí bariérou je reaktorová nádoba a hermeticky uzavřený primární okruh, které jsou odzkoušeny na podstatně vyšší tlak, než jaký může při provozu nastat. Čtvrtou bariérou bývá ochranná obálka neboli kontejnment, silný železobetonový kryt, který je schopen zadržet radioaktivní látky i při největší, tzv. projektové havárii (prasknutí hlavního potrubí primárního okruhu). studená voda Palivové kazety Plášť aktivní zóny Schéma tlakovodního reaktoru Autoregulace reaktoru Dalším významným prvkem zaručujícím bezpečnost jaderné elektrárny je princip autoregulace moderních typů reaktorů. Pokud dojde k neočekávanému zvýšení výkonu, reaktor sám vrátí výkon k původním provozním hodnotám anebo se v něm díky fyzikálním vlastnostem jaderná reakce sama zastaví. Nejvážnější katastrofou s rozsáhlými následky v celé padesátileté historii jaderné energetiky byla v roce 1986 havárie jednoho z bloků jaderné elektrárny v Černobylu. Chyby se dopustila obsluha, která při manipulaci s reaktorem odpojila bezpečnostní systémy, zastaralý grafitový reaktor reagoval na zvýšení teploty opačně než tlakovodní reaktor dalším zvyšováním výkonu, elektrárna navíc nebyla vybavena kontejnmentem, který by zamezil úniku radioaktivních zplodin uvolněných výbuchem. Jaderná elektrárna Černobyl po explozi čtvrtého bloku Vyhořelé jaderné palivo aktivita (Bq) celková aktivita štěpné produkty aktinidy původní ruda doba po vyjmutí z reaktoru v rocích Ve vyhořelém palivu zůstávají produkty štěpení, které obsahují radioaktivní prvky, uvolňující všechny druhy záření. V palivu, které opustí reaktor, dále probíhá radioaktivní přeměna. Tento proces je zpočátku velmi intenzivní a je provázen uvolňováním velkého množství tepla. Vyhořelé palivové kazety je proto nutné chladit 4 až 5 let v bazénech u reaktoru. Teprve když poklesne jejich aktivita i teplota přibližně o polovinu, je možný jejich převoz v hermetických kontejnerech do meziskladu. Aktivita 1 tuny vyhořelého paliva a aktivita odpovídajícího množství uranové rudy Reaktor s bazénem pro vyhořelé palivo

5 Je odpovědné využívat radioaktivitu? Využívání radioaktivity umožnilo převratné změny v medicíně Pomocí Leksellova gama nože lze provádět složité operace v nepřístupných částech mozku. Vysoká dávka záření gama zničí v krátkém okamžiku a zcela bezbolestně přesně vymezený a ostře ohraničený kousek tkáně. Využívá se k tomu 200 kobaltových zářičů, jejichž tenké paprsky se pomocí důmyslného systému clon namíří přesně do místa, které má být operováno. Leksellův gama nůž v pražské Nemocnici Na Homolce Pozitronová emisní tomografie umožňuje měřením aktivity fluoru 18 F obsaženého v testovací látce včas a přesně diagnostikovat závažná mozková onemocnění. Zařízení pozitronové emisní tomografie (PET) Kde všude radioaktivita pomáhá Často si ani neuvědomujeme, jak významnou roli má využívání radioaktivity v našem životě. Medicína Zemědělství Průmysl Diagnostika a léčba nemocí Náhrada chemické Kontrola skrytých konzervace potravin vad materiálu Využívání radiofarmak Šlechtění odolných kultur Výroba polymerů Likvidace škodlivého hmyzu Měření a regulace Archeologie a ochrana památek Věda a výzkum Životní prostředí Určování stáří nálezů Zkoumání bioprocesů Sledování přítomnosti škodlivých látek Zkoumání pravosti uměleckých děl Ošetřování uměleckých předmětů Geologický výzkum Čištění kouřových plynů a odpadních vod Ochrana před požáry (ionizační hlásiče)

6 Je odpovědné využívat jadernou energii? Můžeme se obejít bez jaderné energetiky? Tyto dva malé válečky UO 2 o hmotnosti několika gramů, které se používají jako palivo v jaderných reaktorech, nahradí 1500 kg černého uhlí. Jaderná energetika představuje ekologický zdroj energie, založený na dostatečně velkých celosvětových zásobách uranu. Jadernou energii využívá 32 zemí. V současné době je na světě v provozu 442 jaderných reaktorů s celkovým výkonem MW. Jaderná energetika se na celosvětové výrobě elektřiny podílí 17 %. Zavážení kazet s palivem do reaktoru Země s vysokým podílem jaderné energetiky Francie 73 %, Belgie 60 %, Slovensko 50 %, Švédsko 43 %, Španělsko 34 %, Německo 33 % Mnozí z nás byli dlouho nešťastni v souvislosti se zvyšujícím se počtem jaderných elektráren pro jejich zřejmé nebezpečí, jakož i problémy spojené se skladováním jaderných odpadů. V současnosti však váhavě přiznáváme, že používání uhlí a ropy je pro společnost ještě nebezpečnější než jaderná energie, a to vzhledem k produkci oxidu uhličitého. Ze zprávy Římského klubu akademiků a předních světových vědců z roku Reaktorový sál JE Dukovany Za dobu existence jaderné energetiky nemusely do ovzduší uniknout více než 2 miliardy tun CO 2. Je reálné nahradit jadernou energii z jiných zdrojů? Zásoby fosilních paliv, které tvoří základ světové energetiky, se neustále zmenšují a během několika desetiletí mohou být zcela vyčerpány. Jejich spalováním se do ovzduší uvolňuje velké množství skleníkových plynů, ohrožujících globální klima na zeměkouli. Obnovitelné zdroje energie jsou ekologické a bezpečné, ale málo výkonné a vzhledem k závislosti na přírodních vlivech i nespolehlivé. K nahrazení výkonu MW v jaderném reaktoru by bylo nutné instalovat sluneční články nebo větrné elektrárny na ploše 50 až 60 km 2 nebo pěstovat energetické rostliny na ploše až km 2.

7 Co s radioaktivními odpady? Kde radioaktivní odpady vznikají? Nejvíce radioaktivity je ve vyhořelém palivu jaderných reaktorů. Určitá část radioaktivních odpadů vzniká i během provozu jaderných elektráren a při jejich vyřazování. Radioaktivní odpady, které nepocházejí z jaderné energetiky, se označují jako institucionální radioaktivní odpady. Vznikají ve výzkumu, zdravotnictví, průmyslu, zemědělství a dalších oborech. V České republice je přibližně 250 původců radioaktivních odpadů. Při těžbě a zpracování uranové rudy vznikají odpady o velmi nízké aktivitě. Jedná se o materiály, které jsou izolovány na hlušinových haldách nebo v odkalištích, kde podléhají zvláštnímu režimu nakládání. Bazén s vyhořelým palivem Odkaliště závodu na zpracování uranové rudy Institucionální radioaktivní odpad Jak se od sebe liší? Radioaktivní odpady se od sebe liší obsahem radionuklidů a aktivitou. Nakládání s nimi se řídí jejich aktivitou a poločasem přeměny. Rozdělení podle aktivity Nízkoaktivní Středně aktivní Vysokoaktivní Podle doby potřebné k jejich přeměně Krátkodobé s poločasem přeměny do 30 let Dlouhodobé s poločasem přeměny přesahujícím 30 let krátkodobé radionuklidy dlouhodobé radionuklidy Jak se zneškodňují? 300 let let Zneškodnění radioaktivních odpadů spočívá v jejich úplné izolaci od biosféry po dobu, po kterou mohou být pro člověka a životní prostředí nebezpečné. Této izolace se dosáhne umístěním radioaktivních odpadů v úložištích, v nichž soustava bariér brání uvolnění nebezpečných látek do okolí. nízko a středně aktivní odpady krátkodobé přípovrchové úložiště izolace po dobu let nízko a středně aktivní odpady dlouhodobé hlubinné úložiště vysokoaktivní odpady a vyhořelé palivo izolace po dobu let

8 Co s vyhořelým palivem? Je vyhořelé jaderné palivo odpadem? Vyhořelé palivo obsahuje ještě velké množství energie, kterou však nelze ve většině reaktorů dále využít. Vedle 95 procent uranu 238 U obsahuje 1 % uranu 235 U, 1 % plutonia 239 Pu a asi 2 % štěpných produktů vzniklých jadernou reakcí. Uran a plutonium je možné chemicky oddělit a využít pro výrobu nového paliva. Jak se změní palivo po vyhoření v reaktoru Přepracování vyhořelého paliva Vyhořelé palivo se pro další využití přepracovává ve speciálních závodech. Přepracování je složitý a nákladný proces, proto se v celém světě přepracovává asi jen 10 % vyhořelého paliva. Horká komora v přepracovatelském závodě v Sellafieldu ve Velké Británii Kontejnery s vitrifikovaným odpadem Přepracováním nedochází k přeměně radioaktivních prvků. Zůstává tak vysokoaktivní odpad, na jehož aktivitě se mimo jiné podílí cesium 137 Cs a stroncium 90 Sr. Tento odpad se fixuje do skelné matrice (vitrifikuje) a skladuje podobně jako vyhořelé palivo. Jeho úplné zneškodnění je možné pouze v hlubinném úložišti. Některé produkty štěpení uranu radionuklid poločas typ záření stroncium 89 Sr 52 dní beta stroncium 90 Sr 28 let beta molybden 99 Mo 67 hodin beta, gama jod 131 I 8 dní beta, gama cesium 137 Cs 30 let beta, gama baryum 140 Ba 13 dní beta, gama plutonium 239 Pu let alfa, gama Vedlejší produkt hvězdných válek Nadějnou metodou využití některých složek vyhořelého jaderného paliva (aktinidů) je jejich transmutace. Využívá technologii vyvinutou původně pro vedení tzv. hvězdných válek. S pomocí silného urychlovače se vytvoří zdroj neutronů, mohutnější než při štěpné reakci v jaderném reaktoru, který dokáže přeměnit téměř všechny aktinidy. Teplo přitom uvolněné se využije k výrobě elektrické energie. SVAZEK PROTONŮ Svazek je směřován na centrální terčík TERČÍK Roztavené olovo BLANKET (AKTIVNÍ ZÓNA) Grafitové bloky s kanály pro průchod roztavených solí TEKUTÉ PALIVO Roztavené soli, obsahujicí palivo, cirkulují grafitovým moderátorem 7,5m Typický výkon cca 500 MW TEPELNÉ VÝMĚNÍKY Jsou blízko blanketu ve stejné reaktorové nádobě a předávájí tepelnou energii paliva do dalšího chladícího okruhu REAKTOROVÁ NÁDOBA Zcela uzavírá aktivní zónu a zamezuje úniku paliva při prasknutí potrubí REFLEKTOR Grafit Reaktor ADTT s popisem jednotlivých částí a funkcí zařízení Skladování vyhořelého paliva Projekt známý pod zkratkou ADTT (Accelerator Driven Transmutation Technology) není jedinou v současné době vyvíjenou technologií přeměny vyhořelého paliva. Na výzkumu těchto metod se podílejí mezinárodní týmy, mezi nimiž jsou i čeští vědci. Urychlovač v Národní laboratoři v Los Alamos Metoda transmutace pomocí urychlovačů má ještě daleko k provoznímu využití. I při použití této metody bude vznikat určité množství radioaktivních odpadů, které bude nutno ukládat. Souběžně proto pokračují i práce na vývoji hlubinných úložišť. Do doby, než bude možné vyhořelé jaderné palivo uložit buď přímo v hlubinných úložištích anebo ještě před tím z velké části využít a zneškodnit pomocí nových technologií, se umísťuje v tzv. meziskladech, kde je bezpečně izolováno od okolí. Předpokládaná doba skladování je 40 až 50 let. Kontejnery s vyhořelým palivem v meziskladu Jaderné elektrárny Dukovany

9 Jak s nimi nakládáme? Každý radioaktivní odpad umíme upravit a bezpečně uložit O způsobu úpravy radioaktivního odpadu a o volbě úložného systému rozhoduje koncentrace a poločas přeměny nejvíce zastoupených radionuklidů a produkce tepla. Každá skupina vyžaduje jiný přístup a jiné podmínky pro trvalé uložení. Rozdělení radioaktivních odpadů Kategorie 1 Přechodné radioaktivní odpady Radioaktivní odpady, jejichž radioaktivita poklesne na hodnoty umožňující jejich uvedení do životního prostředí za méně než 5 let. Kategorie 2 Nízko a středně aktivní odpady krátkodobé Tyto odpady lze přijmout do přípovrchových (povrchových nebo podpovrchových) úložišť. Kategorie 3 Nízko a středně aktivní odpady dlouhodobé Radioaktivní odpady, které obsahují příliš velké množství dlouhodobých radionuklidů a je možné je uložit do hlubinných úložišť. Kategorie 4 Vysokoaktivní odpady Radioaktivní odpady, které vyvíjejí nezanedbatelné množství tepla, jako např. vyhořelé jaderné palivo nebo odpady z jeho přepracování. Tyto odpady mohou být umístěny do hlubinných úložišť. Multibariérový systém Radioaktivní odpad uložený v úložišti bezpečně odděluje od životního prostředí soustava bariér. Multibariérový systém přípovrchového úložiště Technické bariéry 1. slisovaný odpad zalitý betonem 2. betonové stěny a izolace po obvodu úložného prostoru Přírodní bariéra 3. vrstva horniny, ve které je úložiště umístěno Multibariérový systém hlubinného úložiště Technické bariéry 1. ukládací kovový kontejner 2. nepropustný materiál, kterým je kontejner obložen a utěsněn Přírodní bariéra 3. horninový masiv v hloubce 500 až metrů od zemského povrchu Schéma hlubinného úložiště

10 Jak s nimi nakládáme? Před uložením se radioaktivní odpady zpracovávají a upravují Cílem zpracování je snížení objemu a fixace radioaktivních látek, aby při uložení nemohlo dojít k jejich uvolňování do životního prostředí. Zdroje Typy odpadů Zpracování Konečná úprava lisování pevné bitumenace Záběr z provozu na zpracování radioaktivních odpadů spalování plynné cementace odpařování jaderná elektrárna, nemocnice, výzkum atd. kapalné zahušťování vitrifikace Zmenšení objemu Zmenšení objemu je důležité zejména u nízkoaktivních odpadů, které mají velký objem, ale malou aktivitu. Nízkotlakým lisováním, které se používá nejvíce, lze zmenšit objem pevných odpadů až 5krát. Velká část pevných odpadů 50 až 80 % - je spalitelná. Vzniklé plyny jsou podobně jako u plynných radioaktivních odpadů zachycovány filtry, které se zpracují také jako radioaktivní odpad. Kapalné odpady se zahušťují nebo chemicky srážejí, aby se co nejvíce zmenšil jejich objem. Nejefektivnějšího snížení objemu se dosáhne odpařováním. Po odpaření čisté vody zůstává odpad ve formě koncentrátu, který se dále upraví. Řez sudem se zacementovaným odpadem Převedení do stabilní a nerozpustné formy Nejčastěji se radioaktivní odpady zpevňují cementací. Cement do sebe pojme relativně hodně odpadu a má i vysokou schopnost samostínění. Velmi účinné je zpevnění bitumenem, organickou látkou podobnou asfaltu. Vysokoaktivní odpady se většinou zpevňují zatavením do skla. Bitumenizační zařízení Kolik radioaktivních odpadů je zapotřebí uložit? JE Dukovany Nízko a středně aktivní odpady Vysokoaktivní odpady Vyhořelé z provozu (m 3 ) z vyřazování z provozu (m 3 ) z vyřazování palivo (t) reaktorů (m 3 ) reaktorů (m 3 ) JE Temelín Instituce , ,3

11 Jak s nimi nakládáme? Atomový zákon Nakládání s radioaktivními odpady v České republice upravuje atomový zákon, vydaný v roce Stát ručí za podmínek stanovených tímto zákonem za bezpečné ukládání všech radioaktivních odpadů, včetně monitorování a kontroly úložišť i po jejich uzavření. Pro zajišťování činností spojených s ukládáním radioaktivních odpadů zřídilo Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR od státní organizaci Správu úložišť radioaktivních odpadů. Poslání a úkoly Správy úložišť radioaktivních odpadů Posláním Správy úložišť radioaktivních odpadů je zajišťovat na území České republiky bezpečné ukládání radioaktivních odpadů v souladu s požadavky na ochranu člověka i životního prostředí před nežádoucími vlivy těchto odpadů. Mezi hlavní úkoly Správy úložišť radioaktivních odpadů patří: zajišťovat přípravu, výstavbu, uvádění do provozu, provoz a uzavření úložišť radioaktivních odpadů a monitorování jejich vlivu na okolí vést evidenci převzatých radioaktivních odpadů a jejich původců spravovat odvody původců radioaktivních odpadů na jaderný účet zajišťovat a koordinovat výzkum a vývoj v oblasti nakládání s radioaktivními odpady. Jenom stát může zajistit kontinuitu ukládání radioaktivních odpadů Radioaktivní odpady mohou být svému okolí nebezpečné po dobu mnoha generací. Převedení činností spojených s ukládáním radioaktivních odpadů na stát zaručuje, že tyto odpady budou bezpečně uloženy i v daleké budoucnosti, kdy jejich současní původci už nemusí existovat. Správa úložišť radioaktivních odpadů ve své činnosti vychází z dlouhodobé koncepce nakládání s radioaktivními odpady a vyhořelým jaderným palivem v České republice. Koncepce navazuje na již přijatou státní politiku životního prostředí, energetickou politiku České republiky a na legislativu Evropské unie v této oblasti. Koncepce řeší podle příkladu ostatních zemí i problematiku vyhořelého paliva a vysokoaktivních odpadů jejich uložením do hlubinného úložiště, které má být pro tyto účely v České republice vybudováno. Správa úložišť radioaktivních odpadů zajišťuje koordinaci a řízení tohoto projektu.

12 Jak s nimi nakládáme? Úložiště radioaktivních odpadů v České republice V České republice jsou v současné době v provozu tři úložiště radioaktivních odpadů Bratrství Richard - Richard u Litoměřic - Bratrství u Jáchymova - Dukovany Hostím Úložiště Hostím u Berouna bylo uzavřeno v r Dukovany Mapa České republiky s umístěním úložišť Úložiště RICHARD Úložiště bylo vybudováno úpravami bývalého vápencového dolu Richard II u Litoměřic. Provoz byl zahájen v roce Adaptované prostory vápencového dolu Vstup do úložiště Richard Ukládací prostory se nalézají 70 až 90 metrů pod povrchem země a jsou vyztuženy betonem. Nadloží a podloží úložiště je nepropustné. Radioaktivní odpady se zpracovávají do stolitrových sudů, které jsou antikorozně upraveny. Ty se vkládají do sudů dvěstělitrových z pozinkovaného plechu. Prostor mezi sudy je vyplněn vysokopevnostním betonem. Celá obalová jednotka je chráněna antikorozními nátěry. Pro případ, že by se do úložiště dostala voda, je zde vybudován drenážní systém. Na základě poznatků získaných z hydrogeologického a seismického průzkumu, stavebních expertiz vnitřní konstrukce a stavu obalových jednotek nehrozí v celé lokalitě žádné radiační nebezpečí. Úložiště je určeno pro ukládání institucionálních odpadů a podle současných odhadů vystačí jeho kapacita do roku Ukládací prostory Úložiště BRATRSTVÍ Úložiště je umístěno v důlním komplexu Bratrství u Jáchymova a do provozu bylo uvedeno v roce Podzemní chodby dolu Bratrství Část důlní komory s uloženými sudy s odpadem Úložiště vzniklo adaptací těžní štoly bývalého uranového dolu, kde bylo pro ukládání upraveno 5 komor o celkovém objemu necelých m 3. Úložiště je určeno výhradně k ukládání odpadů s přírodními radionuklidy. Aktivita těchto odpadů je velmi malá ve srovnání s aktivitou dříve vytěžených materiálů i celkovou současnou aktivitou hornin v této oblasti. Úložiště se nachází ve zvodnělých krystalických horninách, a proto je v okolí úložných prostor vybudován drenážní systém se záchytnými jímkami. Odváděné vody se průběžně monitorují, stejně jako celé úložiště a jeho okolí. Od 90. let je posuzován inženýrsko-geologický stav úložiště a jsou prováděny úpravy pro zvýšení jeho celkové bezpečnosti.

13 Jak s nimi nakládáme? Úložiště DUKOVANY Povrchové úložiště provozuje SÚRAO v areálu Jaderné elektrárny Dukovany a slouží k zneškodnění nízko a středně aktivních odpadů, které vznikají v jaderné energetice. Do provozu bylo uvedeno v roce Úložiště tvoří 112 železobetonových jímek, do kterých je možné umístit více než dvěstělitrových sudů s odpadem. Po naplnění jímky se sudy zalijí betonem, jímka se překryje silnostěnným polyetylénem a zakryje silnou železobetonovou deskou. Umístění úložiště v areálu elektrárny Průniku radioaktivních látek do okolí zabraňují důkladné izolační vrstvy a konstrukční systém s dlouhodobou životností. Úložiště není zapuštěno do země a nehrozí nebezpečí, že by do něj pronikla podzemní voda. Pokud by se přesto voda do úložiště dostala, zachytí a odvedou ji vybudované drenážní systémy. Na bezpečnost úložiště a jeho provoz dohlíží Státní úřad pro jadernou bezpečnost. Pohled na úložiště v pozadí s jadernou elektrárnou Po zaplnění jímky jsou volné prostory vyplněny betonovou směsí Část bitumenační linky s mamipulátory Úprava provozních energetických odpadů do formy vhodné k uložení se provádí přímo v elektrárně na speciálních zařízeních. Před uložením se odpad slisuje nebo bitumenuje. Úložiště Dukovany je největším a nejmodernějším úložištěm radioaktivních odpadů v České republice a svou úrovní odpovídá obdobným zařízením v západoevropských zemích. V Dukovanech se budou ukládat také nízko a středně aktivní odpady z Jaderné elektrárny Temelín. Objem úložných prostorů m 3 je dostačující k uložení všech těchto odpadů z obou elektráren, a to i v případě prodloužení jejich provozu na 40 let.

14 Jak s nimi nakládají jinde? Švédsko Švédské úložiště nízko a středně aktivních odpadů bylo vybudováno na mořském pobřeží ve Forsmarku a do provozu bylo uvedeno v roce V chodbách vyražených 100 m pod úrovní mořského dna se ukládá radioaktivní odpad upravený do betonových bloků nebo kovových obalů a kontejnerů. Průniku záření do okolí zabraňují v části úložiště silné betonové zdi, které jsou od žulového masivu ještě izolovány vrstvou jílu. Schéma umístění úložiště ve Forsmarku Norsko Norské úložiště nízko a středně aktivních odpadů bylo vybudováno ve skalním masivu v Himdalenu, 40 km od hlavního města Oslo. Je určeno pouze pro institucionální odpady, protože Norsko je zemí bez jaderných elektráren. Úložiště bylo uvedeno do provozu v roce V podzemních tunelech jsou betonové kobky, do kterých se ukládají ocelové kontejnery s odpadem. Ukládací prostory v podzemních chodbách Skála s přístupovou štolou Německo Za ukládání radioaktivních odpadů zodpovídá stát, který pověřil tímto úkolem Spolkový úřad pro radiační ochranu. Prostory solného dolu v Morslebenu s uloženými sudy s odpadem Model přibližující ukládací práce v úložišti Jako úložiště nízko a středně aktivního odpadu s krátkou dobou životnosti slouží prostory bývalého solného dolu v Morslebenu. Dosud zde bylo uloženo m 3 odpadů vznikajících při provozu jaderných zařízení a elektráren i z ostatních průmyslových odvětví, která pracují s radionuklidy. Jak se skladuje vyhořelé jaderné palivo? Pro skladování vyhořelého jaderného paliva se v celém světě používají dvě základní technologie. Centrální mezisklad v Ahausu v Německu Betonové moduly u elektrárny Douglas Point v Kanadě Suchá metoda skladování se uplatňuje ve většině zemí s jadernou energetikou. Vyhořelé palivo je umístěno zpravidla v objemných kovových kontejnerech, které jsou chlazeny okolním vzduchem. V některých zemích jako v USA, Kanadě nebo Velké Británii, se namísto kontejnerů používají tenčí kovové kanystry, které se vkládají do betonových modulů nebo betonových kobek. Mokrá metoda skladování se využívá například v USA, ve Velké Británii nebo ve Švédsku. Kazety s vyhořelým palivem jsou umístěny v betonových bazénech s vodou, která je ochlazuje a zároveň slouží jako stínění. Centrální podzemní mezisklad CLAB ve Švédsku

15 Jsou úložiště bezpečná? Jaké požadavky musí úložiště splňovat? Bezpečnost uložených radioaktivních odpadů musí být zajištěna po stovky a tisíce let. Tomu odpovídají požadavky na umístění úložiště, ale také na konstrukci a životnost bariér, které mají zabránit průniku radioaktivních látek do životního prostředí. Podzemní úložiště v německém Morslebenu Povrchové úložiště Drigg ve Velké Británii Odpady nízké aktivity s krátkým poločasem přeměny je možné po úpravě ukládat v úložištích na povrchu země nebo několik desítek metrů pod zemí. Aktivita těchto odpadů po 200 až 300 letech klesne natolik, že ani po případném poškození bariér nemohou člověka ani životní prostředí ohrozit. Při výběru lokality úložiště se největší důraz klade na vhodné geologické podloží a hydrogeologické charakteristiky místa. Ukládací prostory povrchového úložiště tvoří většinou stavební betonová konstrukce. Po zaplnění se úložiště zakryje několikametrovou vrstvou zeminy. Umístěním úložiště v podzemí se využívá hornina jako přírodní bariéra, oddělující radioaktivní odpady od životního prostředí. Po naplnění úložiště se utěsní přístupy do úložných prostor nebo chodeb. K ukládání nízko a středně aktivních odpadů je možné využít některá stará důlní díla, která se pro tyto účely dají adaptovat. Podzemní prostory úložiště Bratrství u Jáchymova Chodba bývalého dolu Požadavky na hlubinné úložiště Pro vyhořelé palivo a středně a vysokoaktivní odpady s dlouhým poločasem přeměny je třeba vybudovat úložiště v hloubkách 300 až 1000 metrů pod povrchem země. Horninové prostředí společně s uměle vytvořenými bariérami je zárukou, že ani po dlouhé době desetitisíců let nedojde k nežádoucímu kontaktu radionuklidů s biosférou. Pro umístění hlubinného úložiště jsou vhodné pouze stabilní a neporušené geologické formace. Není proto možné využít stará důlní díla, ve kterých byla dolováním a odstřely narušena původní struktura horninových vrstev. Hlubinné úložiště je nutné otevřít novým důlním dílem v důkladně a po všech stránkách prozkoumaném geologickém prostředí. Vybírá se hornina, která se prokazatelně nezměnila po dobu milionů let a lze předpokládat, že zůstane stabilní i nadále. Souprava s razicím štítem Kresba hlubinného úložiště Jak je zajištěna dlouhodobá bezpečnost hlubinného úložiště? Průniku radioaktivních látek z uložených radioaktivních odpadů do biosféry zabraňuje soustava bariér, které jako celek zaručují dosažení požadované doby izolace odpadů. Palivový článek První bariérou je vlastní konstrukce palivového článku, která počítá s extrémními podmínkami v jaderném reaktoru. Palivo je nerozpustné a uzavřené v hermetickém obalu z odolné kovové slitiny. Kontejner obložený bentonitem Další bariérou je kovový úložný kontejner. Prostor kolem kontejneru bude vyplněn přírodním materiálem, který je schopen vázat radioaktivní látky a tím zajistit další stupeň ochrany. Umístění v geologické formaci Úložný kontejner Poslední bariérou je samotné geologické prostředí, ve kterém se hlubinné úložiště nachází.

16 Jsou úložiště bezpečná? Do životního prostředí nesmí radioaktivita proniknout Trvalé omezení vlivů na životní prostředí je nejdůležitějším požadavkem uplatňovaným na úložný systém. Úložný systém musí být schopen izolovat radioaktivní odpady po tak dlouhou dobu, dokud jejich škodlivost nepoklesne na přijatelnou míru. Přijatelnost jsou takové dopady na životní prostředí, které jsou zlomkem ostatních přírodních i umělých vlivů. Například nejvyšší přípustná hranice ozáření v bezprostřední blízkosti dukovanského úložiště radioaktivních odpadů dosahuje desetiny ozáření z přírodního pozadí. Úložiště nízko a středně aktivních odpadů Dukovany Konstrukce úložišť K zadržení radioaktivních látek slouží soustava bariér oddělujících radioaktivní odpad od životního prostředí. Při výstavbě a provozu zařízení na ukládání radioaktivních odpadů jednotlivé země respektují mezinárodní doporučení, která stanovují technické požadavky na bezpečnost úložných systémů pro jednotlivé kategorie odpadů a systém kontroly dodržování těchto požadavků během celé doby provozu. Úložiště nízko a středně aktivních odpadů ve španělském El Cabril odpady ve speciálních kontejnerech Bezpečnostní požadavky se uplatňují už od okamžiku, kdy se rozhoduje o technickém řešení úložného systému a výběru lokality pro úložiště. Každý projekt vychází z podrobných bezpečnostních rozborů. Tyto rozbory se opírají o matematické modelování chování úložné struktury za všech, a to i vysoce nepravděpodobných situací. Povolení k provozu úložiště je možné vydat jen na základě splnění všech stanovených norem a hygienických předpisů. V České republice jsou požadavky těchto norem často přísnější, než uvádějí mezinárodní doporučení. kontejnery v betonovém přebalu betonové přebaly v podzemních prostorách utěsněné jílem a zalité betonem Bezpečnostní bariéry hlubinného úložiště Radiační kontrola sudu s nízkoaktivním odpadem Kontejner pro ukládání vysokoaktivních odpadů Nejdůležitějším úkolem při trvalém uložení radioaktivních odpadů je zabránit jejich styku s vodou, jejímž prostřednictvím se mohou radioaktivní látky z úložiště nejsnáze dostat do životního prostředí. Radioaktivní odpady proto musí být v obalech z materiálů, které dlouhodobě odolávají korozi, záření a chemickým vlivům prostředí. V případě vysokoaktivních odpadů je tato doba stovky až tisíce let, u nízko a středně aktivních odpadů desítky až stovky let.

17 Jsou úložiště bezpečná? Co je hlubinné úložiště? Hlubinné úložiště je určeno pro uložení nejnebezpečnějších radioaktivních odpadů, především vyhořelého jaderného paliva a dalších odpadů s obsahem dlouhodobých radionuklidů, které nelze uložit do stávajících úložišť. Tyto odpady jsou v hloubce několika set metrů doslova zabudovány do stabilní a neporušené geologické formace. Zde mohou přečkat i milion let, dokud jejich aktivita dostatečně nepoklesne a odkud nemohou proniknout po celou tuto dobu na povrch. Multibariérový systém hlubinného úložiště Jsou i jiná řešení? Podle některých představ by bylo možné zbavit se tohoto nebezpečného odpadu vystřelením raketou do dalekého kosmického prostoru nebo do Slunce. Je to však způsob nákladný a také riskantní. Těžko domyslet, co by se stalo, kdyby raketa s tímto odpadem explodovala hned po startu anebo v gravitačním dosahu Země. Start kosmické rakety m m Kontejner Velkou naději nemá ani další řešení, podle kterého by bylo možné dopravit radioaktivní odpad několikakilometrovými vrty pod mořským dnem do žhavého nitra Země. Bylo by to nepředstavitelně drahé a nelze vyloučit, že při posunech litosférických desek, k nimž by mohlo dojít, se radioaktivní odpady po určité době nečekaně vrátí zpět na zem. Čedič Schéma ukládání pod mořské dno Hlubinu nelze ohrozit V hlubinném úložišti jsou radioaktivní odpady umístěny v nepřístupných hloubkách, kam nemohou zasahovat žádné pozemské vlivy. Systém bariér švédského hlubinného úložiště Základní bariérou je geologická formace, kterou bude ve švédsku žula. Vedle této přírodní bariéry bude bránit úniku radioaktivních látek soustava uměle vytvořených bariér. Patří k nim především kontejner, v němž bude odpad hermeticky uzavřen a těsnící materiály, které kontejner obklopují. Úložné prostory spojené šachtami s povrchem Řez švédským úložným kontejnerem s měděným pláštěm Kontejnery, v nichž bude vyhořelé palivo nebo vysokoaktivní odpad umístěn, musí zabránit úniku radionuklidů a zajistit odvod tepla v prvním období, kdy radioaktivita uložených materiálů bude ještě poměrně vysoká. Pro hlubinná úložiště se vyvíjejí kontejnery z uhlíkaté nebo nerezavějící oceli, z mědi nebo kombinace mědi a oceli. Navrženy jsou i konstrukce z titanu. Kontejnery z mědi, které zvolili ve Švédsku, budou podle projektových výpočtů hermetické po statisíce let. Prostor mezi kontejnerem a stěnami ukládací šachty bude vyplněn a utěsněn přírodním materiálem se zvýšenou schopností vázat radionuklidy a odvádět teplo. Jako nejvhodnější se zatím jeví jílovité materiály, například bentonit. Úkolem umělých inženýrských bariér je zejména nedovolit vodě, která by se mohla v úložišti objevit, aby pronikla k odpadům a zabránit tak radionuklidům v jakémkoliv pohybu. Řez úložným systémem - kontejner, těsnící hmota, okolní hornina

18 Kde jsou přípravy nejdále? Některé země začaly už před 30 i více lety V zemích, které využívají jadernou energii déle než my, pracují na vývoji hlubinných úložišť už několik desítek let. Nejdále jsou ve Švédsku, Finsku, Německu a Belgii. Tyto práce však probíhají i jinde. Při výběru lokality pro hlubinné úložiště vychází každá země ze svých geologických podmínek. Hostitelská hornina musí splňovat řadu požadavků. Nejvíce vyhovují podmínkám hlubinného ukládání tvrdé krystalické horniny (například žula), tufy (sopečný popel), solné dómy a jílové vrstvy. USA Ve Spojených státech amerických, kde je v provozu více než 100 jaderných reaktorů, byla pro umístění hlubinného úložiště vybrána lokalita v pohoří Yucca Mountains v Nevadě, asi 160 km severozápadně od Las Vegas. Úložiště mělo být dokončeno v roce 1998, ale práce na něm se zpozdily. Novým termínem je rok Úložné prostory jsou umístěny 300 metrů pod horským hřbetem, který tvoří sopečné tufy. Zajímavostí je přístupový tunel vedený šikmo z údolí. Předpokládaná podoba hlubinného úložiště v pohoří Yucca Mountains v Nevadě Švédsko Ve Švédsku jsou přípravné práce pro vybudování hlubinného úložiště ve velmi pokročilém stádiu. Úložiště má být vybudováno v žulovém masivu v hloubce 500 metrů pod povrchem. Podzemní laboratoř, kde už několik let probíhá výzkum horninové formace, je vybudována ve stejné hloubce, v jaké by mělo být umístěno úložiště. O konkrétní lokalitě pro úložiště však nebylo dosud rozhodnuto. Jasná je představa o úložných kontejnerech - budou mít dva pláště, vnitřní z oceli a vnější z mědi. Jejich předpokládaná životnost je až statisíce let. Schéma umístění švédské podzemní laboratoře Německo Německé hlubinné úložiště by mohlo být umístěno v mohutném solném dómu v Horním Sasku. Sůl má velmi vhodné fyzikální vlastnosti - neobsahuje volnou vodu a velice dobře vede teplo. Solné formace vznikly již před 250 miliony lety. V Gorlebenu, který je jedním z míst, kde by úložiště mohlo být vybudováno, sahá solná formace až do hloubky tří kilometrů pod povrchem. V německém úložišti najdou místo i odpady z přepracovaného vyhořelého paliva. Pro přímé ukládání vyhořelého paliva byly v Německu vyvinuty speciální kovové kontejnery POLLUX. Kontejner POLLUX pro přímé ukládání vyhořelého jaderného paliva Belgie V Belgii bude hlubinné úložiště vybudováno ve vrstvě jílu. Jíl je pro svou nepropustnost považován za nejlepší izolační materiál. Podobné materiály se jako výplň budou používat v úložištích vybudovaných v jiných horninách. V belgickém úložišti bude vedle vyhořelého paliva a vitrifikovaného odpadu uvolňujícího teplo, uložen i nízko a středně aktivní odpad s poločasem přeměny kolem 30 let. Tomu bude odpovídat uspořádání úložných chodeb a vzdálenosti mezi nimi. nízko a středně aktivní vysokoaktivní Předpokládá se, že výzkum a vývoj hlubinných úložišť potrvá v jednotlivých zemích 30 až 40 let. Vlastní stavba úložišť se ve většině zemí plánuje přibližně na deset let. Jejich provoz do uzavření asi na dvacet let. Řez prostorným belgickým úložištěm

19 Je hlubinné ukládání bezpečné? Lze dlouhodobě předpovědět bezpečnost? Hlubinné úložiště by mělo mít životnost nejméně sto tisíc let. To je nepředstavitelně dlouhá doba, uvědomíme-li si, že celá lidská civilizace trvá na této planetě teprve pouhých deset tisíc let. Je vůbec možné, abychom předpověděli chování technického díla v časovém intervalu, přesahujícím veškerou dosavadní paměť lidstva? Matematické modelování úložných systémů Pro modelování lze využít i údaje získané radarovou technikou Ke stanovení dlouhodobých prognóz se běžně používají metody matematického modelování. Simulační modely jsou schopny s velkou pravděpodobností předpovědět, jaké změny mohou během mnoha tisíc let v úložišti nastat a jak se při nich bude úložný systém chovat. Dnes nám mohou pomoci s tímto úkolem počítače. Co jsou přírodní analogy? Odpověď na otázku, zda je hlubinné úložiště bezpečným trezorem pro radioaktivní odpad, nám poskytuje sama příroda. V přírodě existují místa podobná úložištím radioaktivního odpadu, která tímto způsobem fungují miliony let. Přírodní analogy poskytují řadu cenných údajů pro matematické modely dlouhodobého chování úložného systému. Před dvěma miliardami let došlo v ložisku uranové rudy Oklo v africkém Gabunu samovolně k řetězové reakci jaká probíhá v jaderných reaktorech. Na místě vzniklo velké množství dlouhodobých radionuklidů. Přestože u tohoto přírodního reaktoru neexistovaly nejrůznější bariéry a ložiskem protékala voda, za dvě miliardy let se produkty uranového štěpení výrazněji nepohnuly z místa vzniku. Způsob, jakým se radionuklidy v ložisku chovaly, odpovídá předpovědím v bezpečnostních modelech, vypracovaných pro úložiště radioaktivních odpadů. Ložisko uranu v Oklo je neustále středem zájmu návštěvníků z celého světa Přírodní úložiště Cigar Lake Příkladem dokonalé analogie s hlubinným úložištěm je ložisko uranové rudy, které se nachází u jezera Cigar Lake v Kanadě. V hloubce 450 metrů pod zemí se před milionem a třemi sty tisíci lety vytvořilo ložisko uranové rudy s několikanásobně vyšším obsahem uranu, než se běžně v přírodě vyskytuje. Více než milion kubických metrů takto bohaté uranové rudy leží na žulovém masivu a je překryt třiceti až padesátimetrovou vrstvou jílu. Podobnost s konstrukcí hlubinných úložišť je naprosto neuvěřitelná. Měřeními se prokázalo, že ani takováto extrémní akumulace uranu nemá vliv na bezpečnost životního prostředí. Jílová vrstva dokázala toto úložiště po celou dobu izolovat. V České republice máme přírodní analog v lokalitě Ruprechtov na Sokolovsku, kde se v rámci mezinárodní spolupráce studuje chování uranu a thoria v montmorillonitických jílech. Důkaz byl vyloven z moře Řez ložiskem uranu pod jezerem Cigar Lake v Kanadě Rozhodnutí švédských vědců vyrábět kontejnery pro hlubinné úložiště z mědi ovlivnil archeologický nález bronzového děla, které leželo na dně Baltského moře od roku Za více než tři sta let nedokázala koroze povrch děla poškodit. Bronz, z něhož bylo odlito, obsahoval 96,3 % mědi. Podle propočtů mají švédské měděné kontejnery vydržet pod zemí milion let. Hlaveň bronzového děla vyzdvižená z moře u pobřeží Švédska

20 Je hlubinné ukládání bezpečné? Co je podzemní laboratoř? Podzemní laboratoře slouží k experimentálnímu ověřování postupů a technologií pro ukládání radioaktivních odpadů v horninové struktuře odpovídající typu horniny, v níž by mělo být hlubinné úložiště vybudováno. V těchto laboratořích se provádějí dlouhodobé experimenty, které věrohodně napodobují chování úložného systému a poskytují velmi cenné informace pro vytvoření optimální varianty úložiště. Ukázka podzemních prostor vybavených měřícími přístroji Podzemní laboratoř Grimsel Podzemní laboratoř se nachází v žulovém prostředí v jižní části švýcarských Alp v nadmořské výšce 1732 metrů. Prostory laboratoře jsou v hloubce 450 metrů. Od roku 1983 zde za mezinárodní účasti proběhlo několik experimentů zaměřených na chování žulového masivu a jeho hydrogeologické vlastnosti. GRIMSEL Umístění laboratoře na mapě Švýcarska V současné době probíhá v laboratoři kromě jiných výzkumů rozsáhlý experiment s názvem FEBEX, při kterém se simulují podmínky pro umístění kontejneru s odpadem produkujícím teplo vlastní odpad je nahrazen topnými tělesy. Na experimentu se podílejí i čeští vědci. Podzemní laboratoř Äspö Švédská podzemní laboratoř byla vybudována počátkem 90. let na poloostrově Simplvar v hloubce 450 metrů a vede k ní čtyři kilometry dlouhá podzemní šachta. Laboratoř se nachází v žulovém masivu v hloubce, která přibližně odpovídá umístění budoucího úložiště.. ÄSPÖ Umístění laboratoře na mapě Švédska Přístupový tunel do podzemní laboratoře Äspö V podzemí se kromě jiného experimentálně ověřovaly a porovnávaly metody ražení chodeb klasickou technikou s použitím trhavin a razicím štítem. Značná část výzkumů je věnována proudění podzemní vody a také pohybu radionuklidů v místech puklin v hornině. Podzemní laboratoř Mol Podzemní laboratoř byla vybudována na severovýchodě Belgie v jílové vrstvě v hloubce 230 metrů. V průzkumné štole dlouhé 62 metrů probíhají v rámci projektu HADES experimenty zaměřené na technologie hloubení chodeb v jílu a na detailní zkoumání termomechanických a hydrogeologických vlastností jílových hornin. MOL Umístění laboratoře na mapě Belgie Trvání řady experimentů bylo naplánováno na dobu 20 i více let a jejich výsledky pozorně sledují odborníci v řadě zemí a také u nás. Jílovité materiály budou zpravidla využívány k utěsnění kontejnerů v jiných typech hornin.

21 Budeme mít u nás hlubinné úložiště? Jsou u nás podmínky pro vybudování hlubinného úložiště? Podobně jako jiné země, musí se i Česká republika postarat o vyhořelé jaderné palivo a vysokoaktivní odpady vybudováním hlubinného úložiště na svém území. Vyhořelé jaderné palivo se překládá do kontejneru ve speciální stíněné šachtě Česká republika má pro umístění hlubinného úložiště relativně příznivé podmínky, protože leží na starém a stabilním území. V roce 1991 vybral Český geologický ústav 27 geologicky perspektivních oblastí v různých horninových typech. Z nich bylo na základě zhodnocení archivovaných údajů vytypováno 8 studijních lokalit. Po bližším průzkumu těchto lokalit bude výběr zúžen na dvě kandidátní lokality. Na těchto lokalitách budou provedeny hlubinné vrty s cílem získat trojrozměrný obraz území a posoudit jejich vhodnost pro výstavbu. Vytypované studijní lokality na jihu a západě České republiky (bílé obdélníčky). Místa s výskytem žulových hornin jsou vyznačena červenou barvou. Výzkum už probíhá několik let Český program vývoje hlubinného úložiště vyhořelého jaderného paliva a vysokoaktivních odpadů byl zahájen v roce Od roku 1998 tento program koordinuje Správa úložišť radioaktivních odpadů. Program je financován z prostředků jaderného účtu, jehož podstatnou část vytvářejí provozovatelé jaderných elektráren. Úvodní studie a projekty Referenční projekt hlubinného úložiště V roce 1999 byl dokončen referenční projekt, který uzavřel první, koncepční etapu programu hlubinného úložiště. Referenční projekt není vázán na konkrétní lokalitu hlubinného úložiště. Slouží k bližšímu technickému a ekonomickému modelování budoucí investice a posuzuje její proveditelnost. Stanovuje také časový harmonogram jednotlivých etap prací a průběh realizace. Množství odpadů, které bude třeba uložit Množství odpadů, které má být v hlubinném úložišti umístěno, nebude příliš vysoké. Jaderné elektrárny Dukovany a Temelín vyprodukují během svého provozu dohromady přibližně tun vyhořelého paliva. Pokud by se podařilo prodloužit jejich životnost na 40 let, byla by hmotnost ozářeného uranu kolem tun. K tomu přibudou odpady z demontáže jaderných reaktorů a další dlouhodobé radionuklidy z průmyslu a lékařství v celkovém objemu tun. Kontejner s vyhořelým palivem na transportním vagoně