Rodzaje odpadów promieniotwórczych

Z modułu „Fizyka” dowiedzieliśmy się, że większość znanych nam izotopów emituje promieniowanie jonizujące, głównie w postaci cząstek alfa, beta lub promieniowania gamma. Z tego powodu istnieje wiele rodzajów odpadów promieniotwórczych, które można jednak podzielić na niewielką liczbę kategorii, w zależności od stężenia substancji promieniotwórczej oraz okresu czasu, w którym pozostają radioaktywne. Ze wszystkimi odpadami w danej kategorii postępujemy w ogólności w ten sam sposób.

Powróćmy jeszcze do podstawowych wiadomości na temat promieniotwórczości. Pojęciem koniecznym do zrozumienia idei klasyfikacji odpadów jest aktywność promieniotwórcza substancji czy materiału. Co to oznacza? Przez aktywność materiału promieniotwórczego rozumiemy liczbę jąder atomowych, które ulegają rozpadowi w czasie 1 sekundy. Jednostką, w której mierzymy aktywność, jest bekerel (Bq), nazwana tak na cześć odkrywcy promieniotwórczości Henri Becquerela. Jeśli, przykładowo, w określonej masie/ilości/próbce jakiejś substancji dochodzi do 734 przemian jądrowych w ciągu 1 sekundy, wówczas jej aktywność wynosi 734 Bq.

Odpady promieniotwórcze można podzielić pod względem ich aktywności na nisko-, średnio- oraz wysokoaktywne. Z biegiem czasu izotopy promieniotwórcze rozpadają się do stabilnych, nie emitujących promieniowania jonizującego jąder atomowych. Wówczas odpady wysokoaktywne stają się odpadami średnioaktywnymi, a następnie niskoaktywnymi, by ostatecznie, jak w przypadku wszystkich materiałów radioaktywnych, ich aktywność promieniotwórcza spadła do zera.

Zapamiętaj, że istnieje ważna różnica między odpadami promieniotwórczymi, które ostatecznie stają się niegroźne, choć w wielu przypadkach po bardzo długim czasie, a odpadami chemicznie toksycznymi, które pozostają toksyczne na zawsze.

Odpady promieniotwórcze dzielimy także ze względu na ich postać fizyczną, czyli stan skupienia. Wyróżniamy odpady stałe, ciekłe i gazowe. Można również klasyfikować izotopy promieniotwórcze ze względu na ich czas połowicznego rozpadu. Odpady dzielimy wtedy na przejściowe, gdy okres połowicznego rozpadu jest krótszy niż 3 lata, krótkożyciowe, gdy okres ten jest dłuższy niż 3 lata, ale krótszy niż 30 lat, oraz długożyciowe, gdy okres połowicznego rozpadu wynosi powyżej 30 lat.

Podział odpadów promieniotwórczych ze względu na aktywność promieniotwórczą

Niskoaktywne odpady promieniotwórcze zawierają nieduże stężenia substancji radioaktywnych. Ponieważ natężenie emitowanego przez nie promieniowania jonizującego jest niewielkie, nie wymagają specjalnych osłon i mogą być przetwarzane przy użyciu prostych środków ochrony, takich jak gumowe rękawice. Ten typ odpadów może pochodzić z elektrowni jądrowych i innych instalacji jądrowych oraz z ośrodków badawczych, szpitali i przemysłu, które wykorzystują promieniowanie i materiały radioaktywne. Przykłady takich odpadów: ręczniki papierowe, zużyte strzykawki, gumowe rękawice, kalosze czy filtry czyszczące powietrze.

Odpady średnioaktywne zawierają wyższe stężenia substancji promieniotwórczych niż odpady niskoaktywne. W tym wypadku wymagane są już osłony, na ogół betonowe, oraz urządzenia do zdalnego nimi manipulowania, aby chronić ludzi przed emitowanym przez nie promieniowaniem. Ten typ odpadów wytwarzany jest w elektrowniach jądrowych i zakładach przetwarzania zużytego paliwa jądrowego, a także może pochodzić z medycznych, przemysłowych i badawczych zastosowań izotopów promieniotwórczych, takich jak sterylizacja sprzętu medycznego i leczenie nowotworów. Przykłady takich odpadów: złom metalowy, szlam, żywice.

Odpady wysokoaktywne mają najwyższe stężenie izotopów promieniotwórczych. Natężenie emitowanego promieniowania jest tak wysokie, że odpady stają się fizycznie gorące i pozostają takie przez wiele dziesięcioleci, dopóki ich aktywność promieniotwórcza nie zmaleje. Takie odpady wymagają chłodzenia, a także stosowania odpowiednich osłon i urządzeń do zdalnego manipulowania. Odpady wysokoaktywne pochodzą z elektrowni jądrowych oraz zakładów przetwarzania zużytego paliwa
jądrowego.