Ostatnio zainteresowałem się tematyką odzysku metali ziem rzadkich z wypalonego paliwa jądrowego. Uran i niemal każdy pierwiastek rozszczepialny rozszczepia się do izotopów pierwiastków znajdujących się właśnie w tej okolicy. Produktami rozszczepienia są pierwiastki takie jak ruten, rod, etc. Część z nich jest stabilna, a część promieniotwórcza, jednak zazwyczaj czas ich rozpadu jest stosunkowo krótki, a rozpadają się najczęściej rozpadem beta. Zatem produkty rozpadu tych izotopów też będą znajdować się w tych okolicach. Z tego co wiem, metale ziem rzadkich są często pierwiastkami o szczególnych właściwościach chemicznych (stąd ich zastosowanie w wielu dziedzinach), jednak z tego powodu są trujące pod względem chemicznym (dlatego elektrośmieci stanowią problem środowiskowy). Stosując zamknięty cykl paliwowy i starając się dojść do pełnego wypalenia paliwa, sprawiamy, że uran lub tor pobrany z natury jest przekształcany ostatecznie w pierwiastki z okolic metali ziem rzadkich. Z tego powodu tych pierwiastków, które nie są obojętne chemicznie, na świecie przybywa. Czy zatem istnieje zagrożenie, że ilość przybywających tych pierwiastków w wyniku stosowania energetyki jądrowej będzie na tyle duża, że będzie miało to niezerowy wpływ na ekosystem?
Ile wypalonego paliwa jądrowego wytwarzamy i czy jest ono bezpiecznie przechowywane?
Pytanie
Odpowiedź
Wypalone paliwo jądrowe jest prawdopodobnie jednym z najlepiej zabezpieczonych i starannie przechowywanych odpadów. Wybierane są specjalne, stabilne miejsca geologiczne, oraz stosowane są liczne procedury bezpieczeństwa. Pomimo, iż głównym celem jest zapobieżenie skażeniu radioaktywnemu, jednocześnie zapewnia to, że odpady nie przedostają się w żaden sposób do środowiska. Pod tym względem zatem nie mamy podstaw do obaw.
Kilka lat temu rozważane było przetwarzanie tych odpadów pod kątem odzyskiwania metali ziem rzadkich. Wymagałoby to opracowania wydajnych metod separacji chemicznej, oraz odczekania odpowiedniego czasu (dziesiątek lat) na rozpad radioaktywnych izotopów. Nawet przy spełnieniu tych wymogów, ilość odzyskanych pierwiastków ziem rzadkich z paliwa stanowiłaby zaledwie 0.01% światowej produkcji i nie byłaby opłacalna ekonomicznie, co jednocześnie pokazuje jak niewielka jest skala i zagrożenie. Większe możliwości są w odzyskiwaniu platynowców – rodu i rutenu – które mogłyby być bardziej istotnym źródłem na skalę globalną. Na tę chwilę nie jest to stosowane, ze względu na brak odpowiednich, wydajnych metod oczyszczania materiału dostosowanych do wymogów przemysłu, oraz braku procedur bezpieczeństwa i zezwoleń na przetwarzanie w ten sposób zużytego paliwa.