Bevezetés
Az atomerőművekben megvalósuló atommaghasadáson alapuló
villamosenergia-termelés egyik legnagyobb kihívása annak eldöntése,
hogy mi legyen az energiatermelés során keletkező kiégett üzemanyag
sorsa; más szóval milyen stratégiát válasszunk a
nukleárisüzemanyag-ciklus zárására. A világban többféle
megközelítésmód létezik. Vannak országok, amelyek a kiégett
üzemanyagra mint energiaforrásra tekintenek, hiszen abból kinyerhető
urán és plutónium oly módon, hogy abból további energiatermelésre
alkalmas üzemanyagot állítsanak elő. Más országok a kiégett
üzemanyag további feldolgozását nem tervezik, azt radioaktív
hulladéknak – mégpedig nagy aktivitású hulladéknak – tekintik.
Nemzetközi szakmai konszenzus alakult ki a
tekintetben, hogy a nagy aktivitású hulladékok végleges
ártalmatlanításának módszere a mélységi geológiai tárolóban történő
végleges elhelyezés (OECD NEA, 2012). Ezzel a módszerrel
biztosítható a jelen és a jövő generációk, valamint a környezet
védelme; ami a radioaktív hulladék kezelése területén alkalmazott
egyik legfontosabb alapelv. Fontos megjegyezni, hogy a
nukleárisüzemanyag-ciklus zárásának akármelyik módját választja egy
ország, mindenképpen marad vissza olyan nagy aktivitású vagy hosszú
élettartamú hulladék, amelynek végleges elhelyezésére mélységi
geológiai tárolóra van szükség (Greneche et al., 2007).
A kiégett üzemanyag kezelési lehetőségeit vizsgálva
nem szabad figyelmen kívül hagyni azt a tényt sem, hogy más
forrásokból – atomerőművek üzemeltetése és leszerelése, radioaktív
anyagok és sugárforrások orvosi, ipari, mezőgazdasági célú
felhasználása – is keletkezik nagy aktivitású, illetve hosszú
élettartamú radioaktív hulladék, amelyek végleges elhelyezését meg
kell oldani.
A kiégett fűtőelemek és a radioaktív hulladékok
felelősségteljes és biztonságos kezelését szolgáló közösségi keret
létrehozásáról szóló, 2011. július 19-i 2011/70/Euratom tanácsi
irányelv előírja, hogy a tagállamoknak a kiégett fűtőelemek és a
radioaktív hulladékok kezelésére vonatkozóan nemzeti politikát kell
kidolgozniuk és fenntartaniuk. A magyar Országgyűlés a fenti
előírásnak megfelelően a kiégett üzemanyag és a radioaktív hulladék
kezelésének nemzeti politikájáról szóló 21/ 2015. (V. 4.) OGY
határozatával elfogadta a kiégett üzemanyag és a radioaktív hulladék
kezelésének nemzeti politikájáról szóló dokumentumot. A nemzeti
politika bemutatja a radioaktív hulladék és kiégett üzemanyag
kezelése, valamint a nukleáris létesítmények leszerelése során
alkalmazandó alapelveket, és rögzíti a nemzeti program
peremfeltételeit.
E tanulmány a kiégett üzemanyag és a nagy
aktivitású hulladékok keletkezését, azok kezelésére vonatkozó
politikát, továbbá a politika megvalósítását célzó programot
ismerteti.
Kiégett üzemanyag keletkezése Magyarországon
Magyarországon kiégett üzemanyag három létesítményben keletkezik: a
Paksi Atomerőműben, a Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi
Kutatóközpont által üzemeltetett kutatóreaktorban (a továbbiakban
Budapesti Kutatóreaktor) és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem Nukleáris Technikai Intézete által üzemeltetett
oktatóreaktorban (a továbbiakban Oktatóreaktor).
A paksi telephelyen jelenleg négy, egyenként 500 MW
villamos teljesítményű VVER-440 típusú atomerőművi blokk üzemel. A
reaktorok aktív zónájában 349 üzemanyag-kazetta van. Ebből 312
munkakazetta, amelyek csak az energiatermelésben vesznek részt, a
többi 37 ún. szabályozó és biztonságvédelmi kazetta, amelyek
üzemanyag részből és elnyelő (abszorber) részből állnak. A jelenleg
alkalmazott átrakási ciklusok szerint évente 84 kiégett kazettát
távolítanak el a reaktorokból, és cserélik azokat frissekre. A Paksi
Atomerőmű folyamatosan át fog térni a 12 hónapos átrakási ciklusról
a 15 hónaposra, ennek következtében az évente keletkező kiégett
kazetták száma csökkenni fog, átlagosan 81,6-ra. Ezt a fejlesztést
is figyelembe véve a reaktorok meghosszabbított, ötvenéves
üzemidejének végéig 17 716 kiégett kazetta (ez összesen 2126 tHM
nehézfémtömegnek felel meg) keletkezik, amelyek kezeléséről
gondoskodni kell. A mai napig összesen 2361 kiégett – és 5
besugárzásra különböző okok miatt nem alkalmas, friss –
üzemanyag-kazetta került visszaszállításra Oroszországba (korábban a
Szovjetunióba), olyan feltételekkel, hogy az azok feldolgozásából
származó minden melléktermék Oroszországban marad.
A Budapesti Kutatóreaktorban 1959-es üzembe
helyezése óta többfajta üzemanyagot használtak, amelyek egy része
nagy (20%-nál magasabb) dúsítású, másik része kis dúsítású volt.
Azon nemzetközi törekvésekkel összhangban, hogy a kutatóreaktorokban
kizárólag kis dúsítású üzemanyagot alkalmazzanak, a kezdetben
használt nagy dúsítású üzemanyagot, illetve a kis dúsítású üzemanyag
egy részét 2008-ban és 2013-ban elszállították a gyártó országába,
az Oroszországi Föderációba, amelyhez az Amerikai Egyesült Államok
kormánya részbeni támogatást nyújtott. Az üzemanyag kiszállítása
olyan feltételekkel történt, hogy annak feldolgozásából semmilyen
másodlagos hulladék nem kerül vissza Magyarországra. A Budapesti
Kutatóreaktor jelenleg 462 fűtőelemköteggel rendelkezik, ebből 76
kiégett, 190 a reaktorban van, 196 pedig felhasználásra vár. A
referenciaként meghatározott leállítási időpontjáig (2023-ig)
összesen 642 darab kiégett fűtőelemköteg keletkezésével kell
számolni, ezek nehézfémtömege 141,24 kg.
A BME Oktatóreaktora 1971 óta üzemel. Az
Oktatóreaktor könnyűvíz moderálású, medence típusú reaktor,
jelenlegi engedélyezett maximális hőteljesítménye 100 kW. Aktív
zónájában 24 darab 10%-os dúsítású EK-10 típusú fűtőelemköteg
található, 30 kg urán-össztömeggel. A reaktorban üzemelő 24
fűtőelem-köteg, illetve a tartalékot jelentő 28 besugárzott kazetta
mellett az Oktatóreaktor rendelkezik még 4 kazettának megfelelő
mennyiségű friss üzemanyaggal is, amelyek kezeléséről gondoskodni
kell.
Nagy aktivitású és hosszú élettartamú
hulladékok keletkezése Magyarországon
Magyarországon két radioaktívhulladék-tároló üzemel; a Radioaktív
Hulladék Feldolgozó és Tároló (a továbbiakban RHFT) Püspökszilágyban
és a Nemzeti Radioaktívhulladék-tároló (a továbbiakban NRHT)
Bátaapátiban. E tárolókat az országban keletkező kis és közepes
aktivitású radioaktív hulladékok végleges elhelyezésére
engedélyezték, az RHFT az intézményi eredetű, míg az NRHT a Paksi
Atomerőműben képződő radioaktív hulladékokat fogadja (Kereki, 2016).
A Paksi Atomerőmű üzemeltetése során képződik olyan
radioaktív hulladék, amelynek aktivitástartalma meghaladja az NRHT
vonatkozó átvételi korlátját, ezért ott nem kerülhet végleges
elhelyezésre. Az ilyen nagy aktivitású hulladékokat átmenetileg az
atomerőmű területén, csőkutakban tárolják. Az atomerőmű
meghosszabbított, 50 éves üzemidejének végéig várhatóan kb. 220 m3
nagy aktivitású hulladék keletkezik (RHK, 2014).
A Paksi Atomerőmű majdani leszerelése és lebontása
is eredményez olyan – hosszú élettartamú – hulladékot, amely nem
helyezhető el az NRHT-ben. E hulladékok döntő hányadát a reaktor
közelében található felaktiválódott, fémből készült szerkezeti
anyagok teszik ki. A Paksi Atomerőmű előzetes leszerelési terve
alapján e hulladékok várható mennyisége kevesebb mint 100 m3
lesz (MVM Paksi Atomerőmű, 2014).
A radioaktív anyagok intézményi felhasználása
(ipar, mezőgazdaság, egészségügy, oktatás, kutatás) során keletkezik
olyan nagy aktivitású vagy hosszú élettartamú radioaktív hulladék,
amely az RHFT‑ben nem helyezhető el véglegesen. E hulladékok
átmeneti tárolására az RHFT üzemi épületében helyiségeket
alakítottak ki. Az intézményi eredetű, hosszú élettartamú hulladékok
becsült mennyisége 300–500 m3-re tehető.
A nukleárisüzemanyag-ciklus
zárására vonatkozó politika
A nukleárisüzemanyag-ciklus zárására vonatkozóan ma a nemzetközi
gyakorlatban alapvetően két elképzelés létezik: a kiégett üzemanyag
közvetlen elhelyezése (nyílt üzemanyagciklus), illetve valamilyen
mértékű újrafeldolgozás (reprocesszálás) A jelenleg már ipari
méretekben folytatott részleges újrafeldolgozás során a további
energiatermelésre alkalmas urán- és plutóniumizotópokat
elválasztják, és a feldolgozás melléktermékeként nagy aktivitású és
hosszú élettartamú hulladék marad vissza, amely azonban jelentősen
kisebb térfogatú, mint a feldolgozás előtti kiégett üzemanyag.
Kutatási szakaszban van a kiégett üzemanyag fejlettebb feldolgozási
technológiájának kialakítása, amely a várakozások szerint az urán és
a plutónium mellett a másodlagos aktinidák (neptúnium, amerícium,
kűrium) többszörös újrahasznosítását is biztosítani tudja majd. A
nukleárisüzemanyag-ciklus ilyen módon történő zárása intenzív, ma is
folyó kutatások alapján előreláthatólag a 21. század második felében
válhat ipari léptékben elérhetővé, valószínűleg negyedik generációs
reaktorok alkalmazásával.
A fenti lehetőségeket figyelembe véve
Magyarországon a nukleárisüzemanyag-ciklus zárására az energetikai
reaktorokat illetően egy rugalmas, a nukleáris ipar fejlődésének
követésére képes politikát fogadtak el, amely a „mérlegelve haladj
előre” elv („do and see”) elnevezést kapta. Felismerve azt, hogy a
nukleárisüzemanyag-ciklus zárási módjától függetlenül szükséges egy
mélységi geológiai tároló létesítése, e politika biztosítja az ezen
a területen történő előrehaladást. Tartalmazza a mérlegelés
lehetőségét is, mert a mélységi geológiai tároló telephelyének
kiválasztása több évtizedes folyamat. A telephely kutatását annak
figyelembevételével kell elvégezni, hogy az egyes cikluszárási
opciók esetén a mélységi geológiai tárolónak eltérő követelményeknek
kell megfelelnie. Fontos szempont, hogy akármilyen megoldást is
valósít meg az ország a jövőben a nukleárisüzemanyag-ciklus
zárására, ahhoz biztosítani kell a megfelelő pénzügyi fedezetet. E
követelménynek megfelelően a politika kijelöli a kiégett üzemanyag
közvetlen elhelyezését mint referencia-forgatókönyvet, amely a
költségbecslések alapját képezi, és amelyek alapján a Paksi
Atomerőmű a befizetéseit teljesíti a Központi Nukleáris Pénzügyi
Alapba.
|