Biuletyn AGH
Magazyn Informacyjny Akademii Górniczo-Hutniczej
09 sierpień 2022
Strona GłównaBiuletyn AGHArchiwumKontakt
Gospodarka odpadami promieniotwórczymi – problemy i rozwiązania

Studenci AGH na kursie „Geological Storage of Nuclear Spent Fuel” w Szwecji

Jednym z kluczowych aspektów rozwoju energetyki jądrowej jest gospodarka odpadami promieniotwórczymi, a w szczególności wypalonym paliwem jądrowym. Temat ten jest szczególnie istotny z punktu widzenia społecznego odbioru energetyki jądrowej. O tym jak wygląda aktualny rozwój technologii związanych ze składowaniem wypalonego paliwa jądrowego mieli okazję przekonać się uczestnicy kursu zorganizowanego przez Svensk Kärnbränslehantering (SKB) oraz Królewski Instytut Technologiczny KTH w Sztokholmie, który odbył się w czerwcu 2014 roku w Oskarshamn w Szwecji. W kursie uczestniczyło 28 studentów studiów magisterskich i doktoranckich z całego świata, między innymi z Chin, Łotwy, Stanów Zjednoczonych oraz Szwecji. Nie zabrakło również studentów AGH – w kursie brali udział studenci specjalności Energetyka Jądrowa z Wydziału Energetyki i Paliw: Kamila Wilczyńska, Karolina Wszoła i Piotr Konarski. Wyjazd naszych studentów był możliwy dzięki wsparciu spółki realizującej projekt pierwszej polskiej elektrowni atomowej: PGE EJ1.

W ferworze pracy (fot. Wacław Gudowski) - fot. Wacław Gudowski

W ferworze pracy (fot. Wacław Gudowski)

Przez dwa tygodnie uczestnicy mieli okazję zapoznać się z kluczowymi zagadnieniami związanymi ze składowaniem wypalonego paliwa jądrowego w formacjach geologicznych. W pierwszym tygodniu kursu odbyły się wykłady prowadzone przez naukowców i inżynierów z takich instytucji jak Królewski Instytut Technologiczny KTH w Sztokholmie, Uniwersytet Tsinghua w Pekinie, Uniwersytet Illinois, Uniwersytet Łotwy, jak również Svensk Kärnbränslehantering. Ostatnia instytucja jest odpowiedzialna za budowę ostatecznego składowiska odpadów jądrowych w Szwecji. Tematyka wykładów obejmowała dwie zasadnicze części: jądrową oraz geologiczną. Pierwsza z nich dotyczyła jądrowego cyklu paliwowego, zagrożeń radiologicznych, klasyfikacji odpadów jądrowych oraz sposobów ich tymczasowego i ostatecznego składowania. Druga część skupiała się na zagadnieniach geologicznych między innymi petrologii, mineralogii, hydrogeologii oraz metamorfizmie. W drugim tygodniu rozpoczęły się zajęcia praktyczne. Studenci mieli okazję wykonać badania terenowe oraz odwiedzili wiele zakładów i unikalnych laboratoriów.

fot. Wacław Gudowski

Składowisko CLAB

Pierwszym z odwiedzonych zakładów było składowisko przejściowe znajdujące się na półwyspie Simpevarp w pobliżu Oskarshamn. Służy ono do przechowywania zużytego paliwa już po wyjęciu z rdzenia reaktora oraz wstępnym chłodzeniu w basenach przy samym reaktorze. Oczekuje ono tam na dalsze prace mające przygotować je do ostatecznego składowania geologicznego. Składowisko to stanowi system dwóch basenów umieszczonych 30 metrów pod ziemią, wykutych w podłożu skalnym. Woda, w której zanurzone są zużyte kasety paliwowe pełni podwójną rolę: stanowi barierę chroniącą przed promieniowaniem oraz zapewnia chłodzenie paliwa, gdyż rozpadom promieniotwórczym towarzyszy powstawanie ciepła. Obecnie w składowisku CLAB przechowuje się około 5000 ton wypalonego paliwa jądrowego.

W Äspö Hard Rock Laboratory (fot. Wacław Gudowski) - fot. Wacław Gudowski

W Äspö Hard Rock Laboratory (fot. Wacław Gudowski)

SKB Canister Laboratory

Kolejnym zakładem, który odwiedzili uczestnicy kursu, było SKB Canister Laboratory. Projektowane i testowane są tam pojemniki służące do składowania wypalonego paliwa. Ponieważ w Szwecji zakłada się składowanie wypalonego paliwa w całości, bez jego przewarzania, zastosowana technologia znacząco różni się od stosowanej np. we Francji techniki zeszkliwienia odpadów. W szwedzkim rozwiązaniu w pojemnikach będą umieszczane kompletne kasety paliwowe zawierające zużyte paliwo jądrowe. Dlatego też, pojemnik ma za zadanie nie tylko zapobiegać wydostaniu się substancji promieniotwórczych na zewnątrz, ale również zapewnić optymalne warunki ostatecznego przechowywania całej kasety paliwowej.

Na zakończenie wizyty – pamiątkowy podpis na pojemniku 450 metrów pod ziemią (fot. arch. autorów) - fot. arch. autorów

Na zakończenie wizyty – pamiątkowy podpis na pojemniku 450 metrów pod ziemią

Äspö Hard Rock Laboratory

Kolejnym punktem była wizyta w Äspö Hard Rock Laboratory. Jest to unikalny ośrodek badawczy technologii geologicznego składowania odpadów promieniotwórczych. Miejsce to można określić jako próbę generalną przed budową właściwego składowiska. Pod wieloma względami obiekt ten przypomina właśnie ostateczne repozytorium odpadów jądrowych. Eksploatacja Äspö HRL ma służyć gromadzeniu doświadczeń i know-how wykorzystywanych później do budowy ostatecznego składowiska. W zasadzie jedyną istotną różnicą pomiędzy Äspö a ostatecznym składowiskiem jest brak samych odpadów.

Äspö Hard Rock Laboratory to system wydrążonych w granitowej skale tuneli umieszczonych 450 metrów pod ziemią. Głębokość ta wynika między innymi z faktu, że podczas zlodowacenia ziemia zamarzała w tym regionie nawet do głębokości 400 metrów. Tunele mają długość 250 metrów i są oddalone od siebie o ok. 40 metrów. W każdym z nich co 6 metrów jest zlokalizowane miejsce przeznaczone do przechowywania pojedynczego pojemnika z odpadami. Po wypełnieniu składowiska pojemnikami zostanie ono zalane bentonitem, który zabezpiecza odpady przed ruchami skał i korozją.

Relacja

Po powrocie studenci przygotowali relację z kursu, która ukazała się na prowadzonym przez PGE EJ1 portalu www.swiadomieoatomie.pl. Ma ona charakter artykułu popularnonaukowego mającego przybliżać tematykę składowania odpadów promieniotwórczych oraz społecznego odbioru energetyki jądrowej. Opiekę merytoryczną sprawowali pracownicy Katedry Energetyki Jądrowej: dr inż. Mikołaj Oettingen i mgr inż. Paweł Gajda. Wkrótce pojawią się kolejne inicjatywy związane z edukacją w dziedzinie energetyki jądrowej realizowane przez AGH wspólnie z PGE EJ1.

Studenci uczestniczący w kursie chcieliby podziękować prof. Wacławowi Gudowskiemu z KTH w Sztokholmie za zaproszenie do udziału oraz udostępnienie materiałów dydaktycznych oraz spółce PGE EJ1 sp. z o.o. za wsparcie finansowe wyjazdu.

Paweł Gajda, Mikołaj Oettingen
Wydział EiP, Katedra Energetyki Jądrowej