Kodolatkritumi ir radioaktīvie atkritumi, kas rodas kodolreaktoros vai paliek pāri pētniecības projektiem, izmantošanai medicīnā un kodolieroču ražošanā. Klasifikācijas metodes dažādās valstīs var nedaudz atšķirties, taču parasti tiek atzītas divas kategorijas — augsta radioaktivitātes līmeņa atkritumi (HLW) un zemas radioaktivitātes līmeņa atkritumi (LLW), pamatojoties uz radioaktivitāti, avotu un pussabrukšanas periodu. Šie materiāli ir potenciāli bīstami, jo izstaro jonizējošo starojumu, kas var bojāt vai nogalināt šūnas, radīt mutācijas un iedzimtus defektus un izraisīt vēzi. Riska pakāpe ir atkarīga no radioaktivitātes līmeņa un veida, daži materiāli neapstrādātā veidā ir ļoti bīstami, bet citi vairumā gadījumu rada nelielus draudus. Kodolatkritumu droša apglabāšana ir pastāvīgs un strīdīgs jautājums.
Veidi un avoti
Augsta radioaktivitātes līmeņa atkritumi galvenokārt sastāv no izlietotās kodoldegvielas stieņiem no kodolreaktoriem. Šīs spēkstacijas izmanto kodola skaldīšanu, lai radītu siltumu, un degviela tiek izgatavota stieņos, kurus var pārvietot iekšā un ārā no reaktora aktīvās zonas, lai kontrolētu procesu. Pēc kāda laika skaldīšanas ātrums stieņā samazināsies līdz vietai, kur tas vairs nebūs efektīvs, un stienis tiks noņemts. Noņemtie stieņi ir pazīstami kā izlietotās degvielas stieņi, un tie ir ļoti radioaktīvi, saturot vairākus skaldīšanas produktus — radioaktīvos elementus, kas radušies skaldīšanas procesā. Šie elementi sadalās dažādos ātrumos, un laika gaitā stieņi kļūst mazāk radioaktīvi, bet saglabāsies potenciāli bīstami daudzus tūkstošus gadu.
Zemas radioaktivitātes līmeņa atkritumi ASV būtībā ietver visu, kas neietilpst augsta radioaktivitātes līmeņa atkritumu kategorijā. Tas nāk no ļoti dažādiem avotiem. Tas sastāv no materiāliem, kas nonākuši saskarē ar radioaktīvām vielām vai paši kļuvuši radioaktīvi dažu starojuma veidu iedarbības rezultātā, kā arī nelielos daudzumos radioizotopu no pētniecības iestādēm un slimnīcām. Kā piemērus var minēt aizsargapģērbu, ko valkā darbinieki, kuri strādā ar radioaktīviem materiāliem, un šļirces un adatas, ko izmanto radioizotopu injicēšanai medicīniskiem nolūkiem. Tas parasti saglabājas potenciāli bīstams no dažiem desmitiem līdz dažiem simtiem gadu.
Dažās valstīs ir starpposma atkritumu kategorija. Tas nav atzīts ASV, bet tiek izmantots Eiropā, un tas ietver izlietotās kodolreaktoru daļas, kas ir nonākušas saskarē ar kodoldegvielu, un materiālus, kas radušies reaktoru ekspluatācijas pārtraukšanas rezultātā. Vēl viena kategorija ir “dzirnavu atliekas”, kas ir pārpalikumi no urāna ieguves no tā rūdas. Tie ir tikai nedaudz radioaktīvi, un parasti tiek uzskatīts, ka tie rada vairāk ķīmisku, nevis radioloģisku apdraudējumu, jo tie bieži satur toksiskus smagos metālus.
Likvidēšana
Augsta radioaktivitātes līmeņa atkritumi parasti tiek glabāti uz vietas atomelektrostacijās, līdz kļūst pieejama atbilstoša apglabāšanas vieta. Šajā sākotnējā uzglabāšanas periodā tas tiek turēts zem vismaz 20 pēdu (6 metru) ūdens, kas absorbē starojumu. Iecienītākā iespēja ilgstošai apglabāšanai ir dziļi zem zemes, radioaktīvais materiāls ir iesaiņots stiklā un tiek rūpīgi uzraudzīts. Tomēr piemērotas apglabāšanas vietas atrašana ir problemātiska, jo plāni glabāt ļoti radioaktīvos atkritumus jebkurā vietā mēdz sastapties ar niknu pretestību. Izlietotās degvielas stieņus var glabāt arī virs zemes lielos metāla un betona konteineros.
Vēl viena lietotās degvielas stieņu iespēja ir pārstrāde. Pēc kodoldegvielas saišķa izņemšanas no reaktora tajā joprojām ir lielākā daļa no sākotnējā urāna, taču tas ir sajaukts ar ļoti radioaktīviem skaldīšanas produktiem. Šo radioaktīvo kokteili var atdalīt, izmantojot procesu, ko sauc par kodolenerģijas pārstrādi, kas sašķiro elementus izlietotajā degvielā un ļauj reģenerēt un atkārtoti izmantot noderīgu degvielu. Šis process joprojām atstāj dažus ļoti radioaktīvus atkritumus, kas ir jālikvidē, taču to daudzums ir daudz mazāks. Sākot ar 2013. gadu, pārstrāde netiek praktizēta ASV, bet tiek veikta Apvienotajā Karalistē un Francijā.
Zema radioaktivitātes līmeņa atkritumi tiek uzglabāti īpašos konteineros, kuriem, ja nepieciešams, ir radioaktivitātes līmenim un veidam atbilstošs ekranējums. Vielām, kas izstaro alfa starojumu, nav nepieciešams ekranējums, jo tās ir bīstamas tikai norijot vai ieelpojot. Tomēr gamma starojumam un neitronu emitētājiem ir nepieciešams ievērojams ekranējums. Tāpat kā augsta radioaktivitātes līmeņa atkritumos, materiāli tiek aprakti pazemē, bet parasti salīdzinoši tuvu virsmai.
Kodolatkritumu radītais risks
Kodolatkritumi ir potenciāli bīstami, jo tie izstaro starojuma veidus, kuriem ir pietiekami daudz enerģijas, lai jonizētu atomus, kas nozīmē, ka atomi kļūst elektriski uzlādēti, piemēram, elektronu atdalīšanas dēļ. Cilvēka ķermenī šie uzlādētie atomi var mijiedarboties ar citiem atomiem, izraisot ķīmiskas izmaiņas šūnās un DNS. Augsts jonizējošā starojuma līmenis nogalina šūnas un var izraisīt tūlītējas dzīvībai bīstamas sekas, savukārt zemāks līmenis var izraisīt ģenētiskus bojājumus un vēzi. Tomēr, lai aplūkotu lietas perspektīvā, kodolatkritumi ne vienmēr ir bīstamāki par ķīmiskajām indēm, kuras tiek ražotas daudz lielākos daudzumos. Ir aprēķināts, ka ogļu spēkstaciju radīto vēzi izraisošo vielu iedarbība uz sabiedrību ir daudz lielāka nekā no kodolatkritumiem ķimikāliju un dabisko radioaktīvo elementu dēļ, kas nonāk atmosfērā, sadedzinot ogles.