A Paksi Atomerőmű megszabadulhat a kiégett fűtőelemektől

Egy négy elemből álló szolgáltatáscsomag formájában kínálja az orosz atomipar azt a megoldást, amellyel levehető a magyarországi nukleárishulladék-kezelés válláról is a feladatok egy része. Az történne, hogy a Paksi Atomerőmű területén egy medencében hűtött, majd a végső elhelyezés előtt egy másik tárolóban évek óta várakozó kiégett nukleáris fűtőelemeket vissza lehetne szállítani Oroszországba. Ám nem egyszerűen az erősen radioaktív anyagokól való megszabadulásról van szó, hanem olyan előnyökről, amelyeket minden paksihoz hasonló (nyomottvizes) reaktor üzemeltetője, azaz a nukleáris szakma nagy hányada élvezhet.

Szelidítés, újrahasznosítás

A világon egyelőre egyedinek számító eljárást és az azon alapuló szolgáltatást a Roszatomhoz tartozó TVEL és Tenex vállalat fejlesztette ki. Kiegyensúlyozott nukleárisüzemanyag-ciklusnak nevezik – számol be a Roszatom hírlevele a nemrég tartott KazAtomExpón elhangzottak alapján. 

Lényege az, hogy az atomreaktorban nem ég ki teljesen a nukleáris üzemanyag alapját jelentő urán, ugyanakkor keletkezik egy másik hasadóanyag is a neutronbesugárzás hatására, a plutónium. A plutónium is részt vehet a nukleáris reakciókban, és hőt is termelhet. Ha ezeket az elemeket kivonják a kiégett fűtőelemekből, és új fűtőelemet készítenek belőlük, akkor számottevően csökken a természetes urán iránti szükséglet, és kevesebb hulladékot kell véglegesen tárolni.

Az említett négy szolgáltatás

• a kiégett fűtőelemek újrafeldolgozása,
• az urán-plutónium üzemanyag előállítása,
• a hosszú élettartamú és erősen sugárzó transzurán elemek (minor aktinoidák) gyorsreaktorokban történő utóégetése, hogy rövid élettartamú anyagokká alakuljanak, 
• végül a kiégett fűtőelemek és a nagy aktivitású hulladék hosszú távú tárolására és szállítására szolgáló rendszerek létrehozása.

A felsoroltak lefedik a kereskedelmi reaktorokban használt nukleáris üzemanyag kezelésének összes feladatát. A szolgáltatások külön-külön vagy együtt is megrendelhetők.

Az újrafeldolgozás kulisszatitkai

A kiégett fűtőelemeket a hűtőmedencés hűtés, illetve száraz tárolás után speciális szállító- és átrakodókonténerekbe rakják, majd a konténereket nagy kapacitású tárolótartályokba helyezik. Amikor ezekből összegyűlik egy szállítmányra való, akkor elküldik a Roszatom létesítményeibe újrafeldolgozásra. Ott kezdődik a legérdekesebb dolog – az üzemanyag alkotóelemeire (frakcióira) történő szétválasztása. Először az uránt (a teljes üzemanyagtömeg körülbelül 96 százalékát) és a plutóniumot (körülbelül az 1,2 százalékát) választják szét, amelyekből tehát különböző, új üzemanyagok állíthatók elő. Ezután kivonják az említett, erősen sugárzó minor aktinoidákat – a neptúniumot, az ameríciumot és a kűriumot –, és gyorsneutronos reaktorokban utóégetik. 

Az atomerőmű tulajdonosa rendelhet a kiégett nukleáris fűtőelemekből kinyert anyagokból készült üzemanyagot vagy Remixet, amely urán és plutónium keverékéből készül. Ha nem kér ilyet a megrendelő, akkor a Rexim orosz reaktorokba kerül.

Harmincéves tárolás kell a végső elhelyezés előtt

A tárolás és az újrafeldolgozás megrendelésekor vásárolhatók szállító- és átrakodókonténerek, nagy kapacitású tárolókészletek, valamint konténeres tárolóhelyiségek. Az épülő Akkuyu Atomerőmű már rendelt is belőlük. A Roszatom a kiegyensúlyozott nukleárisüzemanyag-ciklus ügyfeleinek mintegy 30 évig tárolja a rövid felezési idejű összetevőket, mielőtt azokat az ügyfél országába szállítaná felszíni tárolókban történő végleges elkülönítésre a közepes aktivitású hulladékkal együtt. De át is veheti a megrendelő egyszerre a rövid felezési idejű, nagy aktivitású frakciót, és saját maga tárolhatja 30 évig, amíg eléri a végleges elhelyezésre alkalmas állapotot.

Kevesebb atomipari hulladék keletkezik

A megoldással minimalizálható az atomerőműben keletkező nukleáris hulladék mennyisége. Előzetes becslések szerint egy két blokkból álló, VVER-1200 reaktorokkal szerelt atomerőmű 60 éves üzemideje alatt – ilyen lesz Paks II. – 7000 köbméter kiégett nukleáris üzemanyag keletkezik. Újrafeldolgozás után ennek a hetede maradna. Ennyi már belefér 30 nagy kapacitású tárolóba. Kedvező esetben a kiegyensúlyozott nukleárisüzemanyag-ciklus megrendeléséhez igénybe vehető zöldfinanszírozás is, hiszen a megoldás megfelel a fenntartható fejlődés által támasztott minden követelménynek.

Magyarország évtizedek óta várja a megoldást

Magyarországon a sugárveszélyes hulladékok elhelyezésének egyes kérdései már a mesterséges radioaktív izotópok első hazai felhasználása (1954) után felvetődtek. Akkor még az orvosi, biológiai és mezőgazdasági alkalmazásokban, elsősorban rövid (néhány órás, napos) felezési idejű, kis intenzitású és kevéssé veszélyes radioizotópokat használtak. Miután 1959-ben felépült a KFKI kutatóreaktora, és 1961-ben beindult a hazai izotóptermelés, még indokoltabbá vált a keletkező sugárveszélyes hulladékok biztonságos feldolgozása és elhelyezése. Kísérletek indultak a radioaktív hulladékok mennyiségének csökkentésére, Solymáron elkészült el egy földbe süllyesztett, zárt tartályokból álló hulladéktároló, majd Püspökszilágyon egy hulladékfeldolgozásra és hosszabb tárolásra is alkalmas üzem.

A Paksi Atomerőmű kiégett fűtőelemkötegeinek visszavételére az orosz (akkor szovjet) beruházó kötelezettséget vállalt, így csak rövid távú pihentetőtárolók tervei készültek. Miután a külföldi fél visszavonta a visszavételi kötelezettségét, hazai átmeneti száraztárolók épültek. Már akkor terítékre került Magyarországon az üzemanyagciklus zárása, vagyis az atomerőművi fűtőelemek újrafeldolgozásának szükségessége.