Hlubinné ukládání jaderného odpadu v různých zemích

V současné době existuje v zemích s jaderně energetickými programy řada projektů pro konečné ukládání vysoce aktivních odpadů a vyhořelého jaderného paliva. Všechny země se shodly na tom, že nejbezpečnějším způsobem konečného uložení těchto materiálů je jejich umísťování do úložišť budovaných v hlubinných geologických formacích, avšak existují rozdílné názory na to, zda má být vyhořelé palivo před uložením přepracováno. Liší se také hodnocení vhodných geologických podmínek.

Belgie

V Belgii je nakládání s radioaktivními odpady pověřena organizace ONDRAD/NIRAS, většinu výzkumných a vývojových činností však provádí SCK-CEN. Belgie se zaměřila na přepracování vyhořelého paliva ve francouzském přepracovatelském závodě Cogema v La Hague a na průkaz možnosti uložení vzniklých odpadů v jílu. Nitrifikované odpady jsou skladovány ve výzkumném středisku SCK-CEN v Molu, ale pozornost je nově věnována i možnosti přímého uložení vyhořelého paliva a ukládání bitumenovaných odpadů obsahujících transurany.

Současný projekt předpokládá úložiště v hloubce cca 250 m, do něhož by se ukládaly zmíněné typy radioaktivních odpadů.

Podobně jako v ostatních zemích je v Belgii ukládání vysoce aktivních odpadů do hlubinných geologických formací založeno na multibariérovém principu. Belgický koncept zvažuje umístění odpadů v kontejnerech z nerezové oceli do vodorovných vrtů o průměru 2 m, utěsnění volných prostor a oddělení od horniny vrstvou betonových prefabrikátů. Současný výzkum potvrzuje, že jílové vrstvy v kombinaci s uvedenými inženýrskými bariérami skýtají účinnou ochranu i během dlouhých časových období. Belgické úložiště má být zprovozněno ve 40. letech tohoto století s předpokladem čtyřicetiletého provozu.

Finsko

Ukládání radioaktivních odpadů ve Finsku je podle zákona nutno zajistit na území státu. Tento úkol zabezpečuje organizace POSIVA. Finská koncepce zneškodňování vyhořelého jaderného paliva je založena na jeho přímém umístění do geologického úložiště jaderného odpadu vybudovaného v granitoidní horninové formaci, v hloubce přibližně 500 metrů. Finský jaderný program je svým rozsahem a zvažovanou hostitelskou horninou blízký českému, ale liší se časovým plánem jeho realizace: žádost o stavební povolení má být podána v roce 2010, úložiště by mělo vstoupit do provozní fáze o cca 10 let později.

V květnu 1999 podepsala POSIVA kontakt s obcí Eurajoki poblíž Olkiluota, kde byl proveden intenzivní hlubinný geologický průzkum. Výstavba konfigurační podzemní laboratoře ONKALO byla zahájena přípravnými pracemi v roce 2003.

V současnosti se uvažuje ukládat vyhořelé palivo do úložných kontejnerů vyrobených z litiny a uzavřených ve vodotěsné schránce z mědi. Tyto kontejnery budou ukládány do jímek vyhloubených v podlaze tunelů v hostitelské hornině. Rozsáhlá studie a testování ukázaly, že měděná vrstva o tloušťce 5 cm je schopna vydržet statisíce let, dokonce i v oxidačním prostředí. Vnitřní litinový kontejner by měl odolat všem mechanickým tlakům působícím v hostitelské hornině. Úložné kontejnery se plní vyhořelým palivem v zapouzdřovacím objektu a do úložiště se spouštějí výtahem.

Vlastní úložiště sestává z několika tunelů vzdálených od sebe 25 m a spojených transportními chodbami. Kromě šachty sloužící pro transport kontejnerů je úložiště spojeno s povrchovými objekty pracovní šachtou a šachtou pro přepravu osob. Po umístění jsou kontejnery obklopeny montmorillonitickým jílem, jenž ve styku s podzemní vodou zvětšuje objem, a tím uzavře většinu netěsností v bariérové systému. Po uzavření nebude úložiště vyžadovat žádný monitoring. Odhad nákladů na vybudování úložiště je 4,3 miliardy FIM. Požadovaná suma je již k dispozici (byla započtena v ceně vyrobené elektrické energie). V úložišti bude zaměstnáno cca 100 pracovníků jako provozní personál, ve službách, při monitorování a v administrativě. Projekt úložiště má být hotov asi za 10 let a zaměstnává rovněž okolo 100 osob.

Transport vyhořelého paliva se předpokládá zajišťovat po silnici nebo po železnici. Možná je rovněž přeprava po moři.

Francie

Zneškodňování radioaktivních odpadů ve Francii bylo svěřeno státní organizaci ANDRA, která již provozuje úložiště pro nízko a středně aktivní krátkodobé odpady, schopné pojmout jak reaktorové, tak institucionální odpady. V oblasti nakládání s vyhořelým palivem je francouzská koncepce založena na přepracování veškerého vyhořelého paliva z provozovaných jaderných elektráren a na prozatímním skladování nitrifikovaných vysoce aktivních odpadů před vybudováním hlubinného úložiště. Do dneška bylo vyprodukováno více než 2000 kontejnerů s nitrifikovanými odpady, které se nyní skladují v lokalitě La Hague.

Ve francouzské strategii se doporučuje separovat velké objemy odpadů kontaminovaných Pu a nevyvíjejících teplo. Jelikož jde o odpady prakticky nevyužitelné v budoucnosti, mají se ukládat do hlubinného úložiště. Naproti tomu vysoce aktivní odpady se mají na povrchu skladovat cca 50 let, a to pokud možno v kapalné, nenitrifikované formě, a poté se budou moci uložit za podmínek zabezpečujících kontinuální monitorování a vyhnutelnost, pokud by taková potřeba nastala. Počítá se s tím, že v budoucnosti dojde k vývoji nových technologií, které mohou umožnit jejich využití. Vyhořelé palivo by mohlo být skladováno ve vyhnutelné formě buď v povrchových, nebo podpovrchových zařízeních.

V roce 1998 se vláda rozhodla zřídit ve Francii dvě podzemní laboratoře, jednu v hloubce 500 m ve 150 milionů let starých jílových formacích (Bure) a druhou v granitoidní formaci, jejíž lokalita ještě není stanovena.

Vláda se rozhodla přijmout koncepci úložiště reverzibilního typu, což znamená dát možnost budoucím generacím rozhodnout o modifikacích nebo přeorientování úložného procesu, popř. vyjmout odpady v souvislosti s novým způsobem zneškodňování nebo přepracování.

Rozhodnutí o dalším vývoji padne v roce 2006. Práce ve výzkumných laboratořích by měly být zaměřeny do čtyř oblastí: geologických studií, geomechanických studií, hydrologických studií a geochemických studií.

Maďarsko

Od počátku existence jaderné elektrárny v Paksi se vyhořelé palivo vracelo do bývalého SSSR bez povinnosti odebrat zpět vysoce aktivní odpad. Tato dohoda však v roce 1992 skončila a pro Paks vznikla nutnost řešit skladování vyhořelého paliva, neboť kapacita skladovacích bazénů se měla vyčerpat v roce 1995. Proto se rozhodlo o zřízení dočasného suchého skladu na lokalitě elektrárny; provoz byl zahájen v září 1997.

V roce 1993 započaly práce na projektu hlubinného úložiště v uranovém dole v Mecseku, v jalovcové formaci v hloubce 1030 až 1080m. Druhý tzv. národní projekt byl vyhlášen v roce 1995, ale v roce 1999 byl zastaven.

V současné době je připravována koncepce přípravy hlubinného úložiště ve spolupráci se španělskou odpadovou agenturou ENRESA. Průzkum lokalit byl zahájen v roce 2003, v roce 2007 bude vybrána lokalita pro podzemní laboratoř a ta zahájí od roku 2012 experimentální provoz. Mezi roky 2033 a 2046 bude vybudováno úložiště, které začne od roku 2047 přijímat VJP a dlouhodobé odpady. Jeho provoz bude ukončen v roce 2105.

Německo

Německo patří k zemím, které mají největší zkušenosti s budováním i provozem hlubinných úložišť umístěných převážně v solných formacích. Již v roce 1967 byly zahájeny experimentální výzkumy v podzemní laboratoři Asse. Byl vybrán solný důl v Gorlebenu pro umístění úložiště vyhořelého paliva a navíc v bývalé NDR byl upraven opuštěný důl v Morslebenu pro ukládání nízko a středně aktivních odpadů.

Na základě jednání vlády a provozovatelů jaderných elektráren bylo dohodnuto, že budou postaveny dodatečné skladovací kapacity na vyhořelé palivo; přepracování vyhořelého paliva bude ukončeno do roku 2005, průzkumy v lokalitě Gorleben budou zastaveny do doby, než se vyjasní otázky její bezpečnosti, a licenční řízení úložiště Konrád bude ukončeno. Současně byla definována nová strategie ukládání vyhořelého paliva s cílem vybudovat úložiště pro všechny radioaktivní odpady a vyhořelé palivo do roku 2030.

V roce 1999 byl vytvořen výbor AkEnd, jež dostal za úkol vypracovat postup pro určení lokality HÚ za předpokladu, že úložiště bude v hlubinné geologické formaci a robustní multibariérový systém zajistí izolaci RAO po dobu 1 milionu let. Vlastní výběr lokality proběhne do roku 2010.

Nizozemsko

Organizace COVRA, která je v Nizozemsku pověřena zacházením s radioaktivními odpady, ještě donedávna nedisponovala povolením pro skladování vyhořelého jaderného paliva a vysoce aktivních odpadů. V roce 1999 obdržela COVRA od státu povolení k výstavbě skladu známého jako HABOG; jeho provoz byl zahájen v roce 2003.

V souladu s principem udržitelného rozvoje vydala vláda nařízení, že jakýkoliv uložený odpad musí být vyjmutelný po stanovenou dobu, aby jej bylo možno monitorovat a recyklovat, pokud by došlo k vývoji vhodné nové technologie.. Současná koncepce předpokládá výstavbu úložiště v hloubce cca 800 metrů, s běžnými přístupovými šachtami.

Pokud jde o vyjmutelnost odpadů, probíhá v současné době debata, jak dlouho by měla být ponechána možnost vyjímat odpady z úložných prostor. Zatímco jedna strana navrhuje 25 let, druhá strana se přiklání k období až 200 let. Po uplynutí této doby by neměla být vyjmutelnost považována za uskutečnitelnou.

Slovensko

Slovenský program přípravy hlubinného úložiště byl zahájen společně s českým programem v roce 1993. Výběr lokalit dospěl do stádia volby dvou horninových prostředí, sedimentárních jílovců a prachových jílovců, a granitoidů; celkem bylo zvažováno 5 lokalit. Výběr finální lokality je plánován na rok 2010 na základě podrobných průzkumů zvolených lokalit, výstavba úložiště má být zahájena v roce 2028 a úložiště uvedeno do provozu v roce 2037. Má být funkční téměř do konce tohoto století. Práce zatím řídil DECOM Trnava, v poslední době řízení převzal VYZ, pracoviště Mochovce. Předpokládá se však založení národní odpadové agentury.

Španělsko

Organizace odpovědná za zneškodňování radioaktivních odpadů ve Španělsku, ENRESA, vypracovala projekt referenčního hlubinného úložiště pro tři typy hostitelských hornin, tj. solné formace, jíl a žulu. Ve všech případech se předpokládá umísťování vyhořelého paliva do souběžných chodeb, zatímco středně aktivní odpady by se měly ukládat odděleně, ale v témže úložišti.

Program hlubinného ukládání byl zahájen v roce 1986 s cílem nalézt konečnou lokalitu okolo roku 2000. Avšak s ohledem na opozici veřejnosti vůči předpokládanému záměru vyhlásila ENRESA novou koncepci ukládání aktivních odpadů. Ta stanovuje, že o výběru konečného způsobu ukládání nebude rozhodnuto před rokem 2010. Do roku 2010 se nebudou provádět žádné práce zaměřené na výběr lokality, ale bude vypracován postup, který by umožnil využít dobrovolné nabídky obcí. Souběžně s pracemi na hlubinném ukládání bude probíhat výzkum separace a transmutace radionuklidů, přičemž v roce 2010 proběhne shrnutí a posouzení dosavadních výsledků.

Do roku 2010 se budou práce v oblasti hlubinného ukládání soustřeďovat hlavně na projekty řešené v zahraničí, a to formou spolupráce se zahraničními organizacemi provozujícími podzemní laboratoře.

Švédsko

Zneškodňování radioaktivních odpadů ve Švédsku je pověřena SKB, firma zřízená provozovateli jaderných elektráren, ale vázána ve svých činnostech národní legislativou. Ve švédské koncepci nakládání s vyhořelým jaderným palivem se neuvažuje s jeho přepracováním, hledá se proto vhodná geologická struktura pro jeho uložení. Vzhledem ke geologickým podmínkám ve Švédsku tomuto účelu vyhovují nejlépe granity.

Všechno vyhořelé palivo se soustřeďuje v podzemním skladu bazénového typu CLAB, nalézajícího se v blízkosti jaderné elektrárny Oskarshamm. Ve čtveřici skladovacích bazénů je dnes uskladněno už téměř 5000 tun vyhořelého paliva. Bazény jsou projektovány na celkových 8000 tun. Nyní se v sousedství začne stavět druhý takový bazén, aby se zabezpečily potřeby dalšího provozu jaderných elektráren. Vyhořelé palivo bude v meziskladu CLAB chladnout dalších 40-50 let. Před uložením se bude palivo zapouzdřovat, a to v zařízení plánovaném v těsném sousedství skladu. O povolení k jeho výstavbě bude požádáno v roce 2006.

Jako nejvhodnější způsob přepravy vyhořelého paliva z elektráren do centrálního meziskladu v Oskrshammu byla vybrána doprava lodí. Do přístavů a pak z transportní lodi do meziskladu CLAB se palivo přepravuje v kontejnerech na speciálních nákladních vozech. Ocelový kontejner váží 80 tun, má 30 cm silné stěny a v něm uložené váží 3 tuny.

Bezpečnost plánovaného úložiště je založena na dlouhodobé funkčnosti úložného obalu: ten je sestrojen z kombinace litiny a mědi. Tyto kanystry s vyhořelým palivem budou umístěny do hloubky cca 500 m a budou obklopeny bentonitovým zásypem. V současné době probíhají demonstrační experimenty v podzemní laboratoři Äspö, které mají dokumentovat proveditelnost hlubinného úložiště. Až po vyhodnocení výsledků těchto experimentů se odborníci švédských odpovědných úřadů rozhodnou, kde bude vybudováno skutečné úložiště. Finální lokalita bude určena do roku 2010.

Firma SKB plánuje, že do úložiště bude nejprve uloženo cca 10% zapouzdřeného vyhořelého paliva a po detailním vyhodnocení a průkazu přijatelnosti navrženého řešení budou uloženy i ostatní odpady. Doba předpokládaného provozu úložiště nepřesáhne 50 let.

Velká Británie

Velká Británie nemá schválený program trvalého zneškodňování vyhořelého paliva a radioaktivního odpadu, přestože již řadu let provozuje na komerční bázi přepracovatelský závod v Sellafieldu. Jeho nejnovější část, závod THORP, který by měl do roku 2005 zpracovat cca 7000 tun vyhořelého kysličníkového paliva z reaktorů různého typu, zahájila provoz v roce 1994. nitrifikační zařízení pro úpravu kapalných radioaktivních odpadů k uložení je v provozu od roku 1991.

V současnosti se počítá se skladováním vyhořelého paliva a vysoce aktivních odpadů po období v délce zruba 50-100 let, což je doba postačující pro konečné rozhodnutí o uložení.

V devadesátých letech byla v Británii zahájena příprava hlubinného úložiště středně aktivních odpadů: pro tento účel byla zvolena lokalita Sellafield a jako náhradní lokalita Dounrey na severu Skotska; tam však byly kvůli široké veřejné opozici práce ukončeny. Průzkumný program pozůstával z vrtných prací, žádost o povolení ke zřízení podzemní laboratoře však byla v roce 1997 odmítnuta a příprava úložiště byla zastavena.

V současnosti probíhá intenzivní diskuse o budoucnosti programu hlubinného ukládání jak politických kruzích, tak se zainteresovanou veřejností. Konečné konsensuální rozhodnutí má být vhodnou formou zveřejněno v roce 2007.

ZDROJ:www.energetika-eu.cz