Foto mobil dengan bahan bakar nuklir bekas di stasiun Tyumen. Foto: Tyumen BC / Vk.cm
Mari kita mulai dengan dasar-dasarnya. Pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan uranium sebagai bahan bakar. Tetapi dalam bentuk apa itu digunakan di sana dan bagaimana itu bisa ada di sana? Uranium ditambang, kemudian diperkaya dengan isotop yang dibutuhkan - uranium-235. Kemudian mereka dibawa ke dalam bentuk kimia yang diinginkan - bentuk uranium dioksida.
Bubuk uranium dioksida kemudian disinter menjadi tablet keramik masing-masing sekitar 4,5 gram. Pelet dikumpulkan dalam elemen bahan bakar - batang bahan bakar. Elemen bahan bakar dirakit menjadi rakitan bahan bakar dari rakitan bahan bakar, atau rakitan bahan bakar. Dan kaset-kaset ini sudah dimasukkan ke dalam reaktor.
Ada 163 unit bahan bakar di reaktor VVER-1000 yang khas.
Kira-kira setahun sekali, 20% bahan bakar diturunkan dari reaktor dan diganti dengan yang baru. Jadi setiap kaset seperti itu beroperasi di dalam reaktor rata-rata selama kira-kira 5 tahun. Dengan demikian, sekitar 15-20 ton bahan bakar diturunkan dari reaktor per tahun. Dan untuk transportasi mereka, Anda hanya membutuhkan 4 mobil yang sama yang ditemukan di Tyumen.
Selama operasi di reaktor, sebagian kecil uranium, hanya beberapa persen, terbakar di dalam bahan bakar. Yah, itu tidak benar-benar terbakar, itu hanya istilah seperti itu, dengan analogi dengan pembangkit listrik bahan bakar fosil konvensional. Sebelumnya, bahkan reaktor nuklir disebut boiler dengan analogi. Pada kenyataannya, bagian dari uranium hanya meluruh sebagai hasil dari reaksi berantai fisi, dan darinya yang disebut fragmen fisi terbentuk - elemen baru yang lebih ringan. Sebagian besar radioaktif.
Sebagai hasil dari reaksi lain, bagian dari atom berat baru, yang disebut aktinida minor - amerisium, neptunium, curium muncul dalam bahan bakar. Semua elemen baru ini memperburuk sifat bahan bakar dan dapat diklasifikasikan sebagai limbah radioaktif. Meskipun, jika diinginkan, mereka juga dapat dipilih dan digunakan.
Bagian lain dari bahan bakar, dan ini lebih dari 90% massanya, adalah sisa uranium, terutama isotop 238, yang tidak berpartisipasi dalam reaksi nuklir. Dan kemudian ada unsur baru, plutonium. Uranium dan plutonium ini, jika diinginkan dan tersedia, dapat digunakan kembali sebagai bahan bakar. Ternyata, seperti dalam cerita tentang satu tong madu (bahan bakar) dan lalat di urap (limbah).
Selain itu, lalat ini di salep, mis. limbah, secara signifikan mengubah sifat bahan bakar, menjadikannya sangat radiotoksik.
Jika bahan bakar nuklir segar dapat diambil dan diletakkan di sampingnya tanpa perlindungan yang serius kecuali baju ganti dan sarung tangan (dia menyentuhnya dengan cara ini di sebuah pabrik di Novosibirsk), maka bahan bakar bekas, karena akumulasi emisi gamma, menciptakan tenaga radiasi seperti itu. bahwa orang di sebelahnya akan menerima dosis mematikan dalam beberapa menit. Tapi untungnya, Anda tidak bisa begitu saja mendekatinya. Semua operasi SNF dilakukan dari jarak jauh, di dalam kolam dengan air yang melindungi dari radiasi.
Inspeksi bahan bakar nuklir segar. Sumber.
Tapi bagaimana dengan bahan bakar bekas? Ada dua pendekatan strategis global, dan berbagai negara yang memiliki tenaga nuklir, mematuhi salah satunya. Di suatu tempat diyakini bahwa tidak ada yang perlu dilakukan dengan bahan bakar nuklir bekas, tidak perlu kotor, Anda hanya perlu membuangnya dalam bentuk dikeluarkan dari reaktor, seluruhnya.
Di suatu tempat, misalnya, di Rusia, Prancis, Inggris Raya, Jepang, diyakini bahwa tar dapat dipisahkan dari madu di dalam tong ini. Negara-negara ini memiliki teknologi untuk mendaur ulang bahan bakar bekas. Daur ulang ini memungkinkan komponen berharga diekstraksi dan digunakan kembali, sehingga menghemat sumber daya alam. Ini juga memungkinkan untuk mengurangi volume sampah yang akan terkubur hingga ratusan kali lipat. Lagipula, sekarang penarikannya bukan seluruh barel madu, tetapi hanya yang sangat terbang di salep. Apalagi umur limbah ini bisa berkurang ribuan kali lipat, hingga ratusan tahun, jika dimuat ke dalam reaktor nuklir khusus.
Jadi, di Rusia, seperti di beberapa negara lain, ada pabrik untuk memproses ulang bahan bakar bekas. Secara historis, ini dilakukan di Mayak PO di Ozersk, di wilayah Chelyabinsk. Hanya saja, prosesnya sangat mirip dengan proses memperoleh plutonium untuk senjata nuklir, di mana pabrik itu dibangun pada zaman Soviet. Namun di Mayak, tidak semua bahan bakar PLTN diolah. Volume utamanya dari reaktor yang paling umum belum diproses di Rusia sampai sekarang, tetapi diakumulasikan.
Sekarang Rosatom menerapkan konsep dimana bahan bakar dari pembangkit listrik tenaga nuklir dibawa ke fasilitas penyimpanan terpusat di Mining and Chemical Combine di kota Zheleznogorsk, Wilayah Krasnoyarsk. Tumbuhan ini, seperti Mayak, diciptakan selama proyek atom Soviet di salah satu dari sepuluh kota atom tertutup yang dibangun pada waktunya untuk membuat senjata atom.
Oke, kami mengerti kemana mereka akan membawanya, tapi dari mana?
Dilihat dari gambar dari Tyumen, di foto tersebut terdapat gerobak dan kontainer untuk mengangkut bahan bakar dari reaktor VVER-1000. Ini adalah jenis reaktor paling umum untuk pembangkit listrik tenaga nuklir di Rusia dan ruang angkasa pasca-Soviet. Dan di dunia reaktor air bertekanan seperti itu adalah yang paling tersebar luas. Di Rusia, VVER-1000 beroperasi di 4 dari 11 pembangkit listrik tenaga nuklir. Mereka bekerja di pembangkit listrik tenaga nuklir Balakovskaya, Kalininskaya, Novovoronezhskaya dan Rostov.
Sekarang jelas bagaimana kontainer itu berakhir di Tyumen - dalam perjalanan dari pembangkit listrik tenaga nuklir di Rusia barat ke penyimpanan dan titik pemrosesan masa depan di Timur, di Siberia. Kami hanya memiliki satu jalur utama di seluruh negeri - Transsib. Mereka melakukan perjalanan melalui Tyumen dan kampung halaman saya Yekaterinburg.
Apakah transportasi seperti itu berbahaya?
Terlepas dari kenyataan bahwa bahan bakar bekas itu sendiri sangat radioaktif, tindakan pengamanan yang tepat telah diambil untuk mengangkutnya. Pertama, setelah bahan bakar diturunkan dari reaktor, bahan bakar tersebut disimpan di stasiun selama beberapa tahun lagi di kolam pendingin khusus. Di sana, karena peluruhan isotop berumur pendek, aktivitasnya berkurang secara signifikan. Misalnya, di tahun pertama turun ratusan kali. Artinya background dari bahan bakar ini dan pelepasan kalornya juga berkurang. Ya, bahkan bertahun-tahun setelah diturunkan dari reaktor, bahan bakar terus memanas.
Setelah paparan tersebut, bahan bakar nuklir bekas sudah dapat dikirim ke fasilitas penyimpanan atau untuk diproses ulang. Untuk pengangkutan barang berbahaya tersebut, alat pengangkut dan pengemas khusus (TUK) telah dikembangkan dari gerbong dan kontainer khusus. Ini bukan hanya tangki logam, ini adalah struktur komposit multi-lapis yang kompleks dengan sensor kontrol, dengan berat total lebih dari 100 ton. TUK-13 untuk transportasi bahan bakar VVER-1000 dapat menampung hingga 12 unit bahan bakar atau hingga 6 ton bahan bakar. Dan di samping wadah seperti itu, Anda sudah bisa berdiri dengan tenang, tanpa mempertaruhkan dosis berbahaya. Ini memblokir radiasi gamma dan neutron.
Mobil pengangkut dan container TUK-13 untuk pengangkutan bahan bakar reaktor VVER-1000. Foto - portal ftpsp-yarb2030.rf
Tapi ini bukan hanya tentang proteksi radiasi. Wadah semacam itu dirancang sedemikian rupa sehingga bahkan jika terjadi kecelakaan, mereka tidak akan kehilangan kekencangannya, yang berarti zat berbahaya tidak akan keluar. Wadah dirancang dan diuji untuk menahan jatuh ke beton, benturan dengan rintangan, kebakaran, dan perendaman dalam air.
Anda dapat melihat bingkai video tes asing dan demonstrasi properti wadah tersebut:
Atau untuk uji coba Rusia (dari 0:50):
Jadi pengangkutan barang tersebut oleh Transsib tidak menimbulkan ancaman. Tidak mudah untuk mencuri wadah 100 ton, tidak akan berfungsi untuk membuka tanpa peralatan dan kondisi khusus, tidak ada gunanya tergelincir dan bahkan meledak, itu dirancang untuk ini.
Saya ingin mengakhiri dengan dua kesimpulan. Baik dan buruk.
Saya akan mulai dengan yang baik. Izinkan saya mengingatkan Anda tentang angka 20 ton bahan bakar yang dibutuhkan pembangkit listrik tenaga nuklir setiap tahun untuk beroperasi. Ini cukup untuk memasok listrik dan sebagian lagi dengan panas ke kota yang memiliki jutaan lebih seperti Yekaterinburg selama setahun. Pembangkit batu bara dengan kapasitas yang sama tidak membutuhkan 20, tetapi beberapa juta ton bahan bakar. Sebagian darinya, ketika dibakar, akan benar-benar terbang ke dalam pipa dan mengendap di paru-paru kita, dan kemudian menambahkan CO2 ke atmosfer dengan semua konsekuensi selanjutnya bagi perubahan iklim global. Dan jutaan ton ini harus diangkut, melalui rel yang sama, melalui kota yang sama ... Jadi mungkin lebih baik membawa 4 gerbong rel dengan bahan bakar nuklir setahun sekali - ini lebih aman.
Dan kesimpulan buruknya adalah, terlepas dari semua tindakan pengamanan untuk pengangkutan bahan radioaktif dan bahan bakar nuklir, risiko kecelakaan transportasi tetap ada. Tetapi mereka terhubung lebih jauh dengan hal-hal lain. Di Rusia, hingga 800 juta ton barang berbahaya diangkut per tahun - bahan peledak, mudah terbakar, dan beracun. Dan sederhananya, tidak semuanya diangkut dalam wadah tahan lama seperti bahan radioaktif. Oleh karena itu, diperlukan peningkatan keselamatan semua transportasi, pembangunan jalur bypass untuk KA barang di sekitar kota-kota besar, dan investasi secara umum di bidang infrastruktur, serta di bidang ilmu pengetahuan, teknologi, pendidikan, dan lembaga publik penting lainnya. Dengan begitu, orang-orang akan berkurang ketakutannya terhadap berbagai cerita horor, termasuk cerita nuklir, dan kita semua akan hidup lebih mudah dan nyaman.
Bonus video.
Mengenai topik ini, saya merekam video untuk saluran youtube saya , di mana ada lebih banyak materi visual. Lihat, berlangganan, suka, maka saya mungkin akan melakukan lebih banyak video dan artikel seperti itu:
Referensi ke sumber dan bahan yang digunakan untuk studi independen:
1. Pengembangan cluster untuk manajemen SNF di FSUE "MCC"
2. TRANSPORTASI MATERI RADIOAKTIF. Laporan Bellona
3. Bahan bakar nuklir bekas dari reaktor termal
4. Review masalah pengelolaan limbah radioaktif. Sarov.
5. WADAH UNTUK BAHAN BAKAR NUKLIR SPENT. Pines.
6. Peluang OJSC Atomenergomash dalam Pengelolaan Bahan Bakar Nuklir dan RW Moskow Oktober 2013 VII Forum Internasional AtomEco 2013
7.Program Pengembangan Teknologi Kontainer untuk Manajemen SFA PLTN Rusia sebagai Alat untuk Penyatuan Solusi untuk Penyimpanan Jangka Panjang SNF T.F. Makarchuk M.Yu. Afonyutin JSC FCNRS. ATOMEXPO-2015 01-03 Juni 2015
8. Desain set pengepakan dan wadah untuk transportasi SNF.
9. Komponen radioaktif PLTN: penanganan, pemrosesan, penahanan