النفايات عالية المستوى
النفايات عالية المستوى ( HLW ) هي نوع من النفايات النووية الناتجة عن تشعيع الوقود النووي في المفاعل. يؤدي التشعيع إلى تراكم نواتج الانشطار والعناصر العابرة لليورانيوم (الناتجة عن امتصاص النيوترونات) في الوقود. تتميز نواتج الانشطار بعمر نصف أقصر بكثير من اليورانيوم، مما يعني أن الوقود المشعع يكون أكثر إشعاعًا وبالتالي أكثر سخونة من الوقود الجديد - إذ تبلغ كمية الحرارة الناتجة عن النفايات عالية المستوى أكثر من 2 كيلوواط/م³ . في الوقت نفسه، تُستهلك المادة الانشطارية (عادةً اليورانيوم-235 )، بحيث لا يعود الوقود قادرًا على دعم تشغيل المفاعل، ويجب إعادة تدويره أو التخلص منه كنفايات. [ 1 ]
تشمل النفايات عالية الإشعاع الوقود النووي المستهلك نفسه، بالإضافة إلى نواتج إعادة المعالجة النووية ، والتي ينتج عنها سائل رافينات وأنواع أخرى من النفايات. النفايات السائلة غير مناسبة للتخلص منها، لذا يتم تجميدها وتحويلها إلى شكل زجاجي صلب مناسب للتخلص منها. [ 1 ]
تُخزَّن النفايات السائلة عالية الإشعاع عادةً مؤقتًا في خزانات تحت الأرض ريثما يتم تحويلها إلى نفايات زجاجية. معظم النفايات عالية الإشعاع الناتجة عن مشروع مانهاتن وبرامج الأسلحة خلال الحرب الباردة موجودة بهذا الشكل، لأن تمويل عمليات المعالجة اللاحقة لم يكن جزءًا من برامج الأسلحة الأصلية. يُعتبر كل من الوقود النووي المستهلك والنفايات الزجاجية [ 1 ] شكلين مناسبين للتخلص طويل الأمد، بعد فترة تخزين مؤقتة في حالة الوقود النووي المستهلك.
تشكل النفايات عالية الإشعاع أكثر من 95% من إجمالي النشاط الإشعاعي الناتج عن عملية توليد الطاقة النووية. بعبارة أخرى، في حين أن معظم النفايات النووية منخفضة ومتوسطة الإشعاع، مثل الملابس والمعدات الواقية الملوثة بالإشعاع، فإن غالبية النشاط الإشعاعي الناتج عن عملية توليد الطاقة النووية يأتي من النفايات عالية الإشعاع.
تقوم بعض الدول، ولا سيما فرنسا، بإعادة معالجة الوقود المستهلك التجاري. وقد قامت المملكة المتحدة بإعادة معالجة الوقود المستهلك التجاري من أسطول مفاعلات ماغنوكس التابعة لها حتى عام 2022. [ 2 ]
النفايات عالية الإشعاع شديدة الإشعاع، ولذلك تتطلب حماية خاصة أثناء التعامل معها ونقلها. كما تحتاج في البداية إلى التبريد، لأنها تولد كمية كبيرة من الحرارة. معظم هذه الحرارة، على الأقل بعد تحلل النظائر قصيرة العمر، تأتي من نواتج الانشطار متوسطة العمر ، السيزيوم-137 والسترونتيوم -90 ، والتي يبلغ عمر النصف لها حوالي 30 عامًا.
ينتج مفاعل نووي كبير نموذجي بقدرة 1000 ميغاواط ما بين 25 و30 طنًا من الوقود المستهلك سنويًا. [ 1 ]
من المقبول عموماً أن يتم التخلص من النفايات النهائية في مستودع جيولوجي عميق ، وقد وضعت العديد من الدول خططاً لمثل هذا الموقع، بما في ذلك فنلندا وفرنسا واليابان والولايات المتحدة والمملكة المتحدة والسويد .
التعريفات
| نوكليود | نصف | أَثْمَر | س [ أ 1 ] | βγ |
|---|---|---|---|---|
| ( ما ) | (%) [ a 2 ] | ( كيلو إلكترون فولت ) | ||
| 99 تي سي | 0.211 | 6.1385 | 294 | β |
| 126 Sn | 0.23 | 0.1084 | 4050 [ أ 3 ] | β γ |
| 79 جنوب شرق | 0.33 | 0.0447 | 151 | β |
| 135 سي إس | 1.33 | 6.9110 [ a 4 ] | 269 | β |
| 93 زركونيوم | 1.61 | 5.4575 | 91 | βγ |
| 107 Pd | 6.5 | 1.2499 | 33 | β |
| 129 أنا | 16.1 | 0.8410 | 194 | βγ |
| ||||
تختلف أنظمة تصنيف النفايات الداخلية من بلد لآخر، مما يعني أن تصنيف النفايات على أنها عالية المستوى يختلف تبعًا لذلك. وبأبسط تعريف، تُعرَّف النفايات عالية المستوى بأنها جميع النفايات التي تتعرض لدرجة كبيرة من التسخين الذاتي الإشعاعي . [ 3 ] أما النفايات التي لا تتعرض لهذا التسخين، ولكنها مع ذلك تتطلب اعتبارات خاصة للتخلص منها نظرًا لمستويات النشاط الإشعاعي الخطرة، فقد تُصنَّف على أنها نفايات متوسطة المستوى .
يمكن أن يشير مصطلح النفايات عالية الإشعاع إلى جميع النفايات ذاتية التسخين، وإن كان يُستخدم أحيانًا تحديدًا للمواد الناتجة عن إعادة معالجة الوقود النووي المستهلك، بما في ذلك النفايات السائلة الناتجة مباشرةً عن إعادة المعالجة وأي مادة صلبة مشتقة من هذه النفايات السائلة تحتوي على نواتج انشطار بتراكيز كافية. يستثني هذا التعريف لإعادة معالجة النفايات عالية الإشعاع الوقود النووي المستهلك ، على الرغم من أنهما يُصنفان عادةً ضمن المواد الأخرى عالية الإشعاع التي يُقرر، وفقًا للقانون المعمول به، أنها تتطلب عزلًا دائمًا. [ 4 ]
وقود المفاعل المستهلك (المستخدم) .
- الوقود النووي المستهلك هو وقود مفاعلات لم يعد فعالاً في توليد الكهرباء، وذلك لتباطؤ عملية الانشطار النووي فيه نتيجة تراكم المواد السامة للتفاعل . ومع ذلك، فإنه لا يزال ساخناً جداً ، وشديد الإشعاع ، ويحتمل أن يكون ضاراً.
مواد النفايات الناتجة عن إعادة المعالجة .
- تُستخلص المواد اللازمة للأسلحة النووية من خلال إعادة معالجة الوقود النووي المستهلك من مفاعلات التوليد . إعادة المعالجة هي طريقة لمعالجة الوقود المستهلك كيميائياً لفصل اليورانيوم والبلوتونيوم . ويُعدّ الناتج الثانوي لإعادة المعالجة مخلفات حمأة شديدة الإشعاع تُعرف باسم السائل عالي النشاط الإشعاعي (HAL) .
تخزين
يتم تخزين النفايات المشعة عالية المستوى لمدة 10 أو 20 عامًا في أحواض الوقود المستهلك ، ثم يمكن وضعها في مرافق تخزين الحاويات الجافة .
في عام 1997، في الدول العشرين التي تمثل معظم إنتاج الطاقة النووية في العالم، بلغت سعة تخزين الوقود المستهلك في المفاعلات 148 ألف طن، مع استخدام 59% منها. أما سعة التخزين خارج المفاعلات فبلغت 78 ألف طن، مع استخدام 44% منها. [ 5 ]
انظر أيضاً
ملحوظات
- 1 2 3 4 "إدارة النفايات المشعة" . الرابطة النووية العالمية . مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 أكتوبر 2025. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 نوفمبر 2025 .
- ↑ هيئة إزالة التلوث النووي في المملكة المتحدة (2022) تقرير التقدم المحرز في مهمة هيئة إزالة التلوث النووي لعام 2023. متاح على الرابط التالي: https://assets.publishing.service.gov.uk/media/6544d0a5d36c910012935d1b/MPR_2023_-_201023.pdf (تاريخ الوصول: 27/04/2026)
- ↑ كوركهيل، كلير؛ هايات، نيل (2018). إدارة النفايات النووية . دار نشر IOP. doi : 10.1088/978-0-7503-1638-5 . ISBN 978-0-7503-1638-5.
- ↑ وزارة الطاقة - دليل إدارة النفايات المشعة - DOE M 435.1-1
- ↑ "النفايات المشعة" . martinfrost.ws. مؤرشف من الأصل في 3 ديسمبر 2012. تم الاطلاع عليه في 16 أبريل 2013 .
مراجع
- فينتيمان، أودين و.؛ سالينغ، جيمس هـ. (2002). إدارة النفايات المشعة ( الطبعة الثانية). نيويورك: تايلور وفرانسيس. ISBN 9781560328421. OCLC 123150190 .
- لارج، جون هـ. (مارس 2006). المخاطر والأخطار الناجمة عن نقل الوقود المشع والمواد النووية في المملكة المتحدة (ملف PDF) . R3144-A1. مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 سبتمبر 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 نوفمبر 2017 .
{{cite book}}: CS1 maint: bot: حالة عنوان URL الأصلي غير معروفة ( رابط ) - فينتون، سوزانا (2014). النفايات المشعة: مصادرها وإدارتها ومخاطرها الصحية . نيويورك: دار نشر نوفا للعلوم.
- إم آي أوجوفان؛ دبليو إي لي. (2005). مقدمة في تثبيت النفايات النووية . أمستردام: إلسيفير.
روابط خارجية
- النفايات المشعة