Uranu nie zabraknie

GN 46/2022

publikacja 17.11.2022 00:00

O pozyskiwaniu paliwa i pozbywaniu się odpadów radioaktywnych mówi prof. Andrzej Strupczewski z Narodowego Centrum Badań Jądrowych.

Uranu nie zabraknie archiwum A. Strupczewskiego

Jakub Jałowiczor: Skąd możemy wziąć uran do polskiej elektrowni atomowej?

Prof. Andrzej Strupczewski: Według ocen eksperckich, zaakceptowanych przez Parlament Europejski, zidentyfikowane zasoby uranu przy stosowaniu obecnej techniki wydobycia i wykorzystaniu ich w reaktorach III generacji wystarczą na ponad 200 lat, a po wprowadzeniu cyklu zamkniętego – z wielokrotnym wykorzystaniem paliwa jądrowego w reaktorach IV generacji – na dziesiątki tysięcy lat. Jeśli weźmiemy pod uwagę możliwość wykorzystania uranu z wody morskiej, co dziś jest realne, wystarczy go na wiele tysięcy lat. Głównymi dostawcami są Kanada, Australia, Kazachstan i Namibia. Rosja jest na V miejscu, ale nie musimy rosyjskiego uranu kupować. Z uranu trzeba jeszcze wytworzyć paliwo i robi to kilka krajów: Francja, USA, Japonia, nawet Argentyna. Co istotne, w danym reaktorze można zmieniać paliwo. Tak było w polskim reaktorze badawczym Maria. Stosowaliśmy tam – działo się to dość dawno temu, jeszcze przed agresją – paliwo wzbogacone do 80 proc., pochodzące z Rosji. Ze względu na regulacje międzynarodowe zdecydowaliśmy się na stosowanie paliwa wzbogaconego do 20 proc. Rosjanie nie umieli takiego zrobić, więc ogłosiliśmy przetarg i zgłosili się dostawcy z Francji i Argentyny. Pracowaliśmy na jednym i drugim, potem Rosja nauczyła się robić takie paliwo, jakiego potrzebowaliśmy, więc wróciliśmy do niego. Mamy zatem dowód, że w reaktorze badawczym można zmieniać paliwo.

A w energetycznym?

Elektrownia w Temelinie w Czechach miała wykorzystywać rosyjskie paliwo, potem Czesi zdecydowali się na amerykańskie z Westinghouse, teraz znowu korzystają z rosyjskiego.

Niezależnie od dostawcy mówimy o paliwach z tlenków uranu?

We współczesnych reaktorach stosuje się paliwo z tlenków uranu albo mieszane – tzw. MOX. Składa się ono z tlenków uranu i odzyskanego z przerobu wybranych elementów paliwowych plutonu. W obliczeniach UE dotyczących zasobów uranu zakładano możliwość odzyskiwania tego surowca i wypalania go w reaktorach prędkich powielających. Wtedy uranu i plutonu wystarcza na bardzo długo. Na ziemi 99,3 proc. zasobów stanowi uran 238, a dobrze rozszczepialny przy niskich energiach neutronów uran 235 to 0,7 proc. zasobów. Przerobienie uranu 238 na pluton, a to się dzieje w reaktorze, daje wielokrotnie większe zasoby paliwa na przyszłość.

W jaki sposób uran można wydobywać z wody?

Ta technika wydawała mi się abstrakcją, dopóki nie dowiedziałem się, że w Japonii i USA są prowadzone doświadczenia. Morski uran jest 2–3 razy droższy niż ten z kopalni, ale jest go w wodzie morskiej w zasadzie nieskończenie dużo.

A czy Polska może sama wytwarzać paliwo jądrowe?

Myślę, że w przewidywalnej przyszłości się to nie stanie. Paliwo do reaktora atomowego jest tanie, to ok. 10 proc. kosztów wytworzonej energii elektrycznej, z tego sam uran to ok. 5 proc. Nie byłoby sensu eksploatować polskich złóż, choć je mamy, skoro materiał jest tani i bez problemów dostępny. Nie ma obaw, że Chińczycy wykupią złoża, tak jak robią to w przypadku metali ziem rzadkich.

Co zrobimy z odpadami z elektrowni? Wysypisko w Różanie chyba nie przyda się elektrowni.

Są trzy rodzaje odpadów: niskoaktywne, średnio- i wysokoaktywne. Nisko- i średnioaktywne pochodzą z różnych źródeł, z elektrowni też, ale to np. ścieki, filtry, rękawiczki i szmaty z polskiego przemysłu, obiektów medycznych oraz z reaktora Maria. One są składowane w Różanie, w Krajowym Składowisku Odpadów Promieniotwórczych działającym od 60 lat. Jest tam bezpiecznie, robimy dokładne badania otoczenia, wody, gleby itp. Aktywność takich odpadów nie jest wielka i kończy się po 10–20 latach, najdalej po 300. Umiemy je składować. Są plany tworzenia kolejnych miejsc, ale nie podam nazw miejscowości, bo zaraz nastąpi tam najazd organizacji anty­nuklearnych, straszących ludzi, że ktoś chce im zrobić pod domem śmieciowisko atomowe. Odpady wysokoaktywne to te, które nas martwią, bo ich aktywność spada powoli. Paliwo po wyjęciu z reaktora można przechowywać w basenie wodnym. Przy reaktorze Maria znajduje się basen przechowawczy, w którym warstwa wody nad paliwem to – uwaga – całe 4 m. Kiedy nad nim staniemy, nic się nie dzieje, nie ma podwyższonej mocy dawki promieniowania. Wystarczają 4 m wody albo ok. 2,5 m gleby, żeby promieniowanie z paliwa nam nie szkodziło, ale my chowamy je na głębokości 600 m albo więcej. Dlaczego? Boimy się, że po wielu tysiącach lat paliwo może zostać rozmyte przez wodę. Jeśli dotrze ona do kranu, to po wypiciu herbaty będziemy mieli radioaktywne paliwo w brzuchu i to już jest bardzo nieprzyjemne. Dlatego wypalone paliwo chronimy. Po wyjęciu z reaktora i wystudzeniu przez 2–3 lata zalewamy je szkłem, czyli zeszkliwiamy. Szkło jest bardzo odporne na działanie wody. Zeszkliwione paliwo wkładamy do pojemnika ze stali nierdzewnej albo miedzi, pojemnik otaczamy warstwą bitumu, który jest miękki i zapewnia, że jeśli dojdzie do ruchów górotwórczych, to nie zniszczą one stalowego pojemnika. Całość wkładamy do szybu granitowego albo solnego. Wiemy, że gdyby w danym miejscu była woda, to wypłukałaby sól. Skoro sól jest, to w okresach geologicznie mierzonych w setkach tysięcy lat wody tam nie było i pewnie nie będzie. Gdyby jednak się tam dostała i przedostała przez nasze zapory, to jej dyfuzja na wysokość 600 m w górę zajmie ok. 100 tys. lat. Po takim czasie aktywność paliwa jest bardzo mała, mniejsza niż w przypadku rudy uranowej rozsianej w różnych miejscach ziemi. W Polsce wytypowano już kilka miejsc, gdzie będzie można składować odpady pod ziemią, ale też nie podam nazw. •

Dostępna jest część treści. Chcesz więcej? Zaloguj się i rozpocznij subskrypcję.
Kup wydanie papierowe lub najnowsze e-wydanie.