Nükleer Atıklar Hakkında

Nükleer teknik, nükleer tıp, endüstri ve araştırma merkezleri gibi, iyonlayıcı ışınlarla çalışmaların yapıldığı yerlerde ortaya çıkan ve artık kullanılamayan maddeler ‘radyoaktif atıklar’ adını alıyorlar. Bunların yaydığı ışınlardan insanların zarar görmemesi için güvenli bir şekilde etkisiz duruma sokulması gerekiyor. Radyoaktif atıklar radyoaktivitelerine ve radyasyon fiziği kurallarına göre plastik torbalı özel atık kutularında, varillerde toplanıyor, arındırma ya da depolama yerlerine ‘kapalı varillerde’ sızdırma ve saçılmaya karşı ve başka ilgili tüm güvenlik önlemleri alınarak yollanıyor.

Miktar ya da hacim olarak Dünyadaki radyoaktif atıkların %80’i uranyum’un elde edildiği madenlerde ve ilgili üretim fabrikalarında ortaya çıkmakta ve atıklar bu madenler çevresinde depolanmaktadır. Atıkların diğer önemli bir bölümü nükleer elektrik santrallarında, nükleer araştırma merkezlerinde, ‘kullanılmış nükleer yakıt elemanlarında/çubuklarında’ arta kalan nükleer maddenin kazanımıyla ilgili arındırma tesislerinde ve askeri amaçlı atom silahları yapım yerlerinde ortaya çıkmakta. Radyoaktif atıkların hacim olarak çok daha az miktarıysa nükleer tıp, en endüstri ve araştırma merkezlerinden kaynaklanmaktadır.

Radyoaktif atıklar, radyoaktivitelerine, taşıdıkları radyoizotopların cinslerine, fiziksel durumlarına ve ısı yaymalarına göre sınıflara ayrılarak ilgili teknik kurallar ve yönetmelikler çerçevesinde işleme sokuluyorlar. Radyoaktif atıklar çoğunlukla uluslararası standartlara göre ‘zayıf’, ‘orta’ ve ‘yüksek’ radyoaktiviteli atıklar olarak sınıflandırılıyor. Zayıf ve orta radyoaktiviteli atıklar kısa yarılanma süreli maddelerden oluşuyorlar. Orta radyoaktiviteli olanlar için ek zırhlamalı atık varilleri gerekiyor. Bunlar nükleer santrallardan, nükleer tıp ve araştırma merkezleriyle, endüstriden gelen makina parçaları gibi çok çeşitli atıklardan oluşuyorlar. Yüksek radyoaktiviteli atıklara örnek olarak, nükleer yakıt elemanları arındırma tesislerinden gelen maddeler ve camlaştırılmış nükleer parçalanma ürünleri sayılabilir.

Atıkların konduğu varillerdeki toplam radyoaktivite, atıklardaki radyoizotopların cinsine göre sınırlandırılır, variller güvenli bir şekilde kapatılır, işaretlenir ve belirli depolara güvenlik önlemleri alınarak yollanır. 1300 MW’lık (kaynar sulu) bir nükleer elektrik santralında bir işletme yılında ortaya çıkan radyoaktif atıkların miktarı yaklaşık olarak 210 m³ (%86) zayıf, 32 m³ (%13) orta ve 2 m³ (%1) yüksek radyoaktiviteli olabiliyor. Radyoaktif atıklar daha çok katı maddelerden ve az miktarda da sıvılardan oluşuyor. Sıvı radyoaktif maddeler, depolanmadan ya da yeraltında saklanmadan önce kimyasal olarak kararlı duruma getirilerek katı maddeye dönüştürülüyor. Radyoaktif gaz atıklarsa, çok az ortaya çıkmakta ve bunlar gaz halinde değil, fiziksel ve kimyasal olarak başka maddelerle kaynaştırılarak depolanıyorlar.

Nükleer santrallerde ortaya çıkan radyoaktif atıklar içinde uranyum 235’in nötronların bombardımanıyla parçalanmış onucu oluşan Cs-137, I-131 gibi ‘parçalanma ürünleri’, önceden radyoaktif olmadığı halde çelik reaktör kazanı, pompa ve boru sistemlerinden kaynaklanan, reaktör soğutma suyundaki metal parçacıklarını nötronların bombardımanıyla oluşan Co-60 gibi ‘korozyon ürünleri’ önemli yer tutuyorlar. Ayrıca U-238’den nötronların etkisiyle bir miktar oluşan ve U-235 gibi bölünebilen Pu-239, reaktördeki yakıt maddesi kullanıldıktan sonra, yakıt elemanları içinde arta kalan U-235, Pu-239 ve Pu 241 ve Pu-239’a dönüşmeyen U-238 ‘atık maddeler’ gibi gözönüne alınıyorlar. Nükleer yakıt elemanları çubukları içindeki bu gibi maddeler, yakıt elemanları reaktördeki soğutma ve dinlendirme havuzlarında aylarca bekletildikten, ısı ve radyoaktiviteleri epey azaldıktan sonra, ilerde özel tesislerde arındırılıyor ve arta kalan madde ve malzemeler ilgili uygun yeraltı depolarında saklanıyor. Reaktörde kullanılmış yakıt elemanlarının, ilgili tesislerde işlenmesi sırasında ortaya çıkan yüksek radyoaktivitedeki ‘parçalanma ürünleri eriyikleri’ cam ya da seramik içinde kaynaştırılıyor. Böylece bunların korozyona uğramaları ve suda çözünmeleri önlenmiş oluyor.

Başka cins radyoaktif atıkların, durumlarına göre ilgili tesislerde kontrollü yakma ve sıkıştırma gibi uygun yöntemlerle, hacimleri iyice küçültülerek ve kimyasal olarak kararlı duruma getirilip suda çözünmeyen çimento ya da bitüm / asfalt gibi maddelerle kaynaştırılarak bunlar, önce reaktör alanındaki ‘geçici depolarda’ sonra da ilgili yeraltı ‘sürekli saklama depolarında’ saklanıyor. Bazı atıklardaki radyoaktivite binlerce yıl sürdüğünden, bunların konacağı yeraltı sürekli saklama depo yerlerinin seçimi büyük önem taşır. Böyle yerlerin hidrolojik ve biyolojik sistemle ilişkili olmaması, jeolojik yapının buna uygun olması, deprem bölgelerinden uzakta olması gibi özellikler, radyoaktif maddeli atıkların ilerde çevreyi etkilememeleri için zorunlu. Özellikle yer altı tuz yataklarından arta kalan galerilerle, granit ya da tüf taşı içindeki yeraltı boşlukları gibi daha birçok jeolojik yapının, uygun sürekli depo yerleri olup olamıyacağı konusunda son 20 - 30 yıldır bilimsel ve teknik çalışmalar yapılmakta (Örneğin Kuzey Almanya’daki Gorleben’de 1979’dan beri bununla ilgili olarak çalışmalar sürmekte).

Nükleer Atık Sunum

Kaynak: Bilim ve Teknik Yeni Ufaklara dergisi  iyonlayıcı radyasyon eki Nisan 2006 6-7 sayfasından