Jedrski odpadki so radioaktivni odpadki, ki nastanejo v jedrskih reaktorjih ali ostanejo pri raziskovalnih projektih, medicinski uporabi in proizvodnji jedrskega orožja. Metode razvrščanja se lahko od države do države nekoliko razlikujejo, vendar sta na splošno priznani dve kategoriji – visokoradioaktivni odpadki (HLW) in nizko radioaktivni odpadki (LLW) – glede na radioaktivnost, vir in razpolovno dobo. Ti materiali so potencialno nevarni, ker oddajajo ionizirajoče sevanje, ki lahko poškoduje ali ubije celice, povzroči mutacije in prirojene okvare ter povzroči raka. Stopnja tveganja je odvisna od stopnje in vrste radioaktivnosti, pri čemer so nekateri materiali v surovi obliki zelo nevarni, drugi pa v večini okoliščin ne predstavljajo veliko nevarnosti. Varno odlaganje jedrskih odpadkov je nenehno in sporno vprašanje.
Vrste in viri
Visokoradioaktivne odpadke sestavljajo predvsem izrabljene gorivne palice iz jedrskih reaktorjev. Te elektrarne se zanašajo na jedrsko cepitev za ustvarjanje toplote, gorivo pa je izdelano v palice, ki jih je mogoče premikati v in iz jedra reaktorja za nadzor procesa. Po določenem času se bo hitrost cepitve v palici zmanjšala do točke, ko ni več učinkovita, in palica bo odstranjena. Odstranjene palice so znane kot palice za izrabljeno gorivo in so zelo radioaktivne in vsebujejo številne cepitvene produkte – radioaktivne elemente, ki nastanejo s postopkom cepitve. Ti elementi razpadajo z različno hitrostjo in sčasoma palice postanejo manj radioaktivne, vendar bodo ostale potencialno nevarne še več tisoč let.
Nizkoradioaktivni odpadki v ZDA vključujejo v bistvu vse, kar ne spada v kategorijo visokoradioaktivnih odpadkov. Prihaja iz najrazličnejših virov. Sestavljajo ga materiali, ki so prišli v stik z radioaktivnimi snovmi ali pa so sami postali radioaktivni zaradi izpostavljenosti nekaterim oblikam sevanja, pa tudi majhne količine radioizotopov iz raziskovalnih ustanov in bolnišnic. Primeri so zaščitna oblačila, ki jih nosi osebje, ki dela z radioaktivnimi snovmi, ter brizge in igle, ki se uporabljajo za injiciranje radioizotopov v medicinske namene. Običajno ostane potencialno nevaren od nekaj deset do nekaj sto let.
Nekatere države imajo vmesno kategorijo odpadkov. To ni priznano v ZDA, uporablja pa se v Evropi in vključuje zavržene dele jedrskih reaktorjev, ki so prišli v stik z jedrskim gorivom, in materiale, ki nastanejo pri razgradnji reaktorjev. Druga kategorija je »mlinska jalovina«, ki so ostanki pridobivanja urana iz njegove rude. Ti so le rahlo radioaktivni in običajno veljajo za bolj kemično kot radiološko nevarnost, saj pogosto vsebujejo strupene težke kovine.
Odstranjevanje
Visokoradioaktivni odpadki se običajno skladiščijo na lokaciji v jedrskih elektrarnah, dokler ni na voljo ustrezno odlagališče. V tem začetnem obdobju shranjevanja se hrani pod vsaj 20 čevljev (6 metrov) vode, ki absorbira sevanje. Najprimernejša možnost za dolgotrajno odlaganje je globoko pod zemljo, z radioaktivnim materialom, zaprtim v steklu, in skrbno nadzorovanim. Iskanje primernega odlagališča pa je problematično, saj načrti za shranjevanje visoko radioaktivnih odpadkov na kateri koli lokaciji naletijo na ostro nasprotovanje. Izrabljene gorivne palice se lahko skladiščijo tudi nad tlemi v velikih kovinskih in betonskih posodah.
Druga možnost za izrabljene gorive palice je ponovna obdelava. Potem ko je bil sveženj jedrskega goriva odstranjen iz reaktorja, še vedno vsebuje večino izvirnega urana, vendar pomešan z visoko radioaktivnimi cepitvenimi produkti. Ta radioaktivni koktajl je mogoče ločiti s postopkom, imenovanim jedrska predelava, ki razvršča elemente v izrabljenem gorivu in omogoča pridobivanje in ponovno uporabo koristnega goriva. Ta proces še vedno pušča nekaj visoko radioaktivnih odpadkov, ki jih je treba odstraniti, vendar je količina precej manjša. Od leta 2013 se ponovna obdelava ne izvaja v ZDA, ampak se izvaja v Združenem kraljestvu in Franciji.
Nizkoradioaktivni odpadki se skladiščijo v posebnih zabojnikih, ki imajo po potrebi stopnjo zaščite, ki ustreza stopnji in vrsti radioaktivnosti. Snovi, ki oddajajo alfa sevanje, ne potrebujejo zaščite, saj so nevarne le pri zaužitju ali vdihavanju. Gama sevanje in oddajniki nevtronov pa zahtevajo znatno zaščito. Tako kot pri visokoradioaktivnih odpadkih so materiali zakopani pod zemljo, vendar običajno relativno blizu površine.
Tveganje, ki ga predstavljajo jedrski odpadki
Jedrski odpadki so potencialno nevarni, ker oddajajo vrste sevanja, ki imajo dovolj energije za ioniziranje atomov, kar pomeni, da se atomi električno nabijejo zaradi, na primer, odstranjevanja elektronov. V človeškem telesu lahko ti nabiti atomi medsebojno delujejo z drugimi atomi, kar povzroča kemične spremembe v celicah in DNK. Visoke ravni ionizirajočega sevanja ubijajo celice in lahko povzročijo takojšnje smrtno nevarne učinke, medtem ko lahko nižje ravni povzročijo genetske poškodbe in raka. Če pogledamo stvari v perspektivo, pa jedrski odpadki niso nujno nevarnejši od kemičnih strupov, ki se proizvajajo v veliko večjih količinah. Ocenjuje se, da je izpostavljenost javnosti povzročiteljem raka iz elektrarn na premog veliko večja kot iz jedrskih odpadkov zaradi kemikalij in naravnih radioaktivnih elementov, ki se v ozračje sproščajo pri sežiganju premoga.