Sådan fungerer radioaktiv oprydning

Allerede slingret efter ødelæggelserne af et jordskælv og en tsunami i marts 2011, Japan stod over for en anden skræmmende hindring på sin vej til bedring:at rydde op i det beskadigede atomkraftværk i Fukushima Daiichi. Efter jordskælvet og den efterfølgende tsunami beskadigede anlæggets kølevæskesystemer, fabriksoperatører arbejdede utrætteligt på at begrænse nedsmeltningen ved Fukushima Daiichi og begrænse frigivelsen af ​​radioaktivt materiale til det omgivende miljø.

Rengøring af radioaktivt materiale kan under alle omstændigheder være kompliceret, dyr virksomhed, og Fukushima Daiichi vil ikke være nogen undtagelse. Hidehiko Nishiyama, en talsmand for Japans nukleare sikkerhedsagentur, har allerede meddelt, at der vil gå måneder, før agenturet vil have situationen på fabrikken helt under kontrol, og nogle eksperter vurderer, at oprydningsindsatsen kan vare år eller endda årtier. Hvad mere er, omkostningerne ved oprydningen kunne let skyrocket forbi omkostningerne ved at bygge kraftværket i første omgang [kilde:Klotz].

For at forstå, hvorfor radioaktiv oprydning er så kedelig og dyrt, det hjælper med at vide, hvorfor radioaktivt materiale i første omgang er så farligt. Radioaktivt materiale, i modsætning til det meste, er iboende ustabil. Over tid, kernerne af radioaktive atomer udsender det, man kender som ioniserende stråling , som kan komme i tre primære former: alfa partikler , betapartikler og gammastråler . Under visse omstændigheder, enhver af de tre kan skade mennesker, stjæle elektroner fra atomer og ødelægge kemiske bindinger. I modsætning til alfa- og beta -partikler, imidlertid, gammastråler kan passere direkte gennem kroppen, skaber kaos i processen. Ja, fejlbehæftede forsøg fra kroppen til at reparere den skade kan føre til kræftceller.

Uran og dets biprodukt, plutonium, begge producerer gammastråler på ekstremt farlige niveauer for mennesker - selv kortvarig udsættelse for en lille mængde plutonium kan vise sig at være dødelig, for eksempel - men atomkraft ville være umulig uden dem. Takket være strenge sikkerhedsstandarder og -mekanismer, imidlertid, arbejdere på atomkraftværker (og alle andre steder håndteres radioaktivt materiale) kommer meget sjældent i kontakt med skadelige strålingsniveauer.

Stadig, disse faciliteter kan ikke fungere for evigt, og det er, når radioaktiv oprydning er nødvendig. Faktisk, det kræves i forskellige situationer, ikke bare nedbrud. Nedlægning af atomvåben? Bortskaffelse af radioaktivt medicinsk affald? Du bliver nødt til at gå igennem den meget involverede prøvelse, der er radioaktiv oprydning. Inden processen kan starte, besætninger har brug for udstyret til at udføre jobbet. Vi finder ud af, hvilke pålidelige værktøjer teknikere henvender sig til næste gang.

1. Værktøjer til den radioaktive handel
2. Fejning af radioaktivitet
3. Bortskaffelse af radioaktivt affald

Værktøjer til den radioaktive handel

Som ethvert agentur, der er involveret i oprydningen, vil fortælle dig, sikkerhed er førsteprioritet. Derfor, alt personale, der arbejder blandt potentielt skadelige strålingsniveauer, bærer tykke vinyl hazmatdragter, masker og gummistøvler, der er i stand til at blokere mindst en procentdel af skadelig stråling.

Selvfølgelig, i stedet for at stole på sikkerhedsudstyr for at beskytte dem, arbejderne vil helst undgå stråling helt, når det er muligt. Til det formål, besætninger bærer ofte Geiger -tællere, der giver dem både retning og intensitet af en strålingskilde. Ud over, arbejdere må bære dosimetre , bærbare enheder, der sporer mængden af ​​strålingseksponering, arbejdstagere modtager under deres skift. Disse enheder viser sig særligt nyttige, når medarbejdere ved, at de vil modtage intense doser stråling og kræver en advarsel for at forlade stedet, når doseringen nærmer sig skadelige niveauer.

Afhængigt af operationstypen, besætningsstørrelser kan variere meget. På Fukushima Daiichi, et relativt lille team på 300 arbejdere kæmpede for at stabilisere kraftværket, så større oprydningsindsatser kunne begynde [kilde:Boyle]. Efter Tjernobyl -katastrofen - bredt betragtet som den værste ulykke, der nogensinde har fundet sted på et atomkraftværk - omkring 600, 000 arbejdere var involveret i oprydningen, og områderne omkring kraftværket er først nu sikre at besøge i korte intervaller [kilde:U.S. NRC].

Interessant nok, saneringsbesætninger bruger ofte de samme mopper, koste, skovle og børster for at udføre deres job, som du måske finder i en lokal isenkræmmer.

Heldigvis, menneskelige arbejdere behøver ikke at håndtere alle aspekter af en strålerensning. For eksempel, Tyskland frivilligt to robotter til at hjælpe med at stabilisere og, ultimativt, dekontaminering af Fukushima Daiichi. Andre robotter kan klare alt fra demontering af atombomber til reparation af fastklemt udstyr i meget radioaktive miljøer. I nogle tilfælde, robotterne selv bliver så forurenede, at de til sidst skrottes som radioaktivt affald.

I tilfælde af håndtering af brugte brændstofstænger, både varme og stråling er en bekymring. Så, arbejdere bruger en masse vand til både at afkøle sådanne materialer og til at indeholde deres stråling, nogle gange i år ad gangen. Sammen med vand, beton, glas og snavs viser sig at være ret effektive til opbevaring af radioaktivt materiale, især når de er parret med indeslutningsbeholdere og lagerfaciliteter.

Hvis du er som mange mennesker, du har alle slags antibakterielle sæber og rengøringsmidler i din husstand. Det er lidt ironisk, derefter, at forskere har fundet en måde at bruge de berygtede bakterier på E coli at skure miljøet. Ved at kombinere bakterierne med inositolfosfater - et landbrugsaffaldsmateriale - kan forskere først binde uran til fosfaterne og derefter høste uran for at fjerne det fra miljøet. Som en ekstra fordel, processen producerer uran næsten lige så billigt som traditionel minedrift.

Fejning af radioaktivitet

Forestil dig at feje dit køkkengulv og derefter skulle smide ikke kun det snavs, du har fejet op, men også kosten, skraldespanden og endda skraldespanden du smed alt i. Dette scenario giver dig et glimt af vanskelighederne og omkostningerne ved at rydde op i radioaktivitet; arbejdere skal adressere kilden til strålingen og alt, hvad kilden har forurenet. Men så vanskelig som processen kan være, det er ikke altid kompliceret. I mange tilfælde, arbejdere har til opgave at lave simple gøremål som at feje lavt niveau radioaktivt materiale, aftørring af overflader med dekontaminerende kemikalier og opsamling af affald til bortskaffelse.

Meget af udfordringen kommer fra, at radioaktivt materiale kan sprede sig til miljøet på flere måder - især når det går galt - hvilket gør oprydning eksponentielt vanskeligere. For eksempel, radioaktive partikler kan sive ned i grundvandet, flyde ind i nærliggende søer, floder og oceaner, flyde gennem atmosfæren og endda forurene husdyr og afgrøder. Hver type miljøforurening kræver en anden reaktion.

Når radioaktivt materiale forurener grundvand, organisationer som U.S. Environmental Protection Agency (EPA) overvåger opførelsen af ​​grundvandsudsugnings- og rensningsanlæg. Hvis jorden selv er forurenet, på den anden side, det skal muligvis ekstraheres og begraves på et indeslutningsanlæg eller endda indkapslet i beton. Når radioaktivt materiale spreder sig til store vandområder eller ind i atmosfæren, dekontaminering kan være umulig. I sådanne tilfælde, fisk, husdyr og råvarer overvåges nøje for øget radioaktivitet.

Uanset typen af ​​forurening, opdrypning af radioaktive materialer er en farlig opgave, og tålmodighed er undertiden den bedste metode til sikkert at dekontaminere et websted. Alt radioaktivt materiale henfalder med tiden, til sidst at bryde ned i stabile - og sikre - datterelementer. Og selvom denne proces tager tusinder af år for radioaktivt affald på højt niveau, det forekommer meget hurtigere for lavt affald som sikkerhedsudstyr og vand, der bruges inde i et atomkraftværk. Derfor, affald opbevares ofte på det sted, hvor det blev genereret i årevis eller endda årtier, før det bortskaffes korrekt.

Fordi processen med at rydde op i radioaktivt materiale er så farlig, det er stærkt reguleret rundt om i verden. I USA, føderale agenturer som EPA, Energiministeriet og Nuclear Regulatory Committee fastlagde sikkerhedsretningslinjer, udstede licenser til at drive atomkraftværker og føre tilsyn med enhver oprydningsindsats.

Til dato, Tjernobyl -katastrofen i 1986 er den største katastrofe i atomkraftens historie, udsætter snesevis af arbejdere for intens stråling. Inden for uger, 28 af dem var døde efter at have udviklet akut strålingssyndrom (ARS).

Personer med ARS udvikler straks symptomer som kvalme, opkastning og diarré, efterfulgt af en periode med tilsyneladende perfekt helbred. Inden længe, imidlertid, ofrene vender tilbage til en tilstand af alvorlig sygdom, der, afhængigt af mængden af ​​stråling, en person modtog, kan ofte føre til døden. Fordi ARS er så ødelæggende, arbejdere udviser ekstrem forsigtighed, når de arbejder med nukleare materialer.

Bortskaffelse af radioaktivt affald

Dekontaminering af et websted som Fukushima Daiichi er ikke rigtigt fuldstændigt, før det radioaktive materiale fra stedet er sikkert bortskaffet. Brugte atombrændstofstænger, for eksempel, forblive farlige i tusinder af år, efter at de er blevet fjernet fra et kraftværk [kilde:U.S.EPA]. Og mens forskere og forskere utrætteligt arbejder på at finde måder at neutralisere faren fra de stadigt voksende mængder atomaffald, der genereres hvert år, for nu er den eneste mulighed, vi har, at gemme den. Men hvor? Trods alt, mængden af ​​radioaktivt affald stiger hvert sekund, med eksperter, der forudsiger, at der genereres yderligere 400, 000 tons (363, 000 tons) i løbet af de næste to årtier [kilde:World Nuclear Association].

I tilfælde af affaldsemitterende lavstråling, bortskaffelsesprocessen er ikke markant anderledes end at tage skrald med til den lokale losseplads. Selvom ingeniører skal være forsigtige med, at sådanne materialer under ingen omstændigheder spredes eller forurener den lokale vandforsyning, disse bortskaffelsessteder er typisk placeret tæt på overfladen.

Faciliteter designet til at indeholde radioaktivt affald på højt niveau, på den anden side, er meget mere robuste. Yucca Mountain -anlægget i Nevada, for eksempel, koste mere end 13 milliarder dollar at bygge og ville lagre radioaktive materialer 1, 300 fod under jorden i et netværk af afskærmede tunneler, men forskere og politikere diskuterer stadig dets evne til sikkert at indeholde sin last [kilder:Associated Press, Eureka County].

Konstruktion af et atomaffaldsdepot er blot det første skridt i retning af bortskaffelse af radioaktivt materiale på højt niveau. Næste, materialet skal placeres i specialdesignede metalfade til transport. Fordi alle former for uheld kan opstå under transport, fadene er designet til at modstå alt fra 30 fod (9 meter) fald til 1475 grader Fahrenheit (802 grader Celsius) brande [kilde:Eureka County]. Disse fade, konstrueret i rustfrit stål, titanium og andre legeringer, foretag derefter rejsen fra oprindelsesstedet til atomaffaldsdepotet, hvor fadene kan forblive i tusinder af år.

Ikke alle lande vælger at opbevare atomaffald på højt niveau, ligesom USA gør, i stedet genoparbejde brændstoffet og genbruge det til at generere mere strøm. Stadig, genbehandling eliminerer ikke behovet for at opbevare nukleare materialer, gør bortskaffelse til et kritisk spørgsmål for hvert land, der bruger atomkraft

Som du måske forestiller dig, oprydning og bortskaffelse af atomaffald er en bekostelig indsats. Storbritanniens Nuclear Decommissioning Authority vurderede, at omkostningerne ved at rydde op i alle 20 af landets radioaktive websteder ville nå op på 160 milliarder dollars, for eksempel [kilde:Macalister]. Stadig, tilhængere af atomkraft siger adgang til en pålidelig, ren og rigelig energikilde mere end berettiger de omkostninger, der er forbundet med vedligeholdelse og rengøring af nukleare anlæg.

Vi ved alle, at stråling er skadelig, men virkeligheden er, at vi ikke kan undslippe en vis eksponering. Men hvor meget stråling skal der til for at skade nogen? Baggrundsstråling og røntgenstråler leverer alt for lidt stråling til at forårsage skade, det samme gør det at bo i nærheden af ​​et atomkraftværk eller endda gå rundt på stedet for Tjernobyl -katastrofen i en time. I virkeligheden, kun besætninger, der arbejder direkte med radioaktivt materiale, modtager nogensinde nok stråling til at bringe deres helbred i fare, og selv da kun i sjældne tilfælde. Stadig, teknikere, der arbejder på at stabilisere Fukushima Daiichi -anlægget, erkendte, at de var direkte i fare og fortsatte med at presse fremad, illustrerer ægte tapperhed af hensyn til deres land.

Oprindeligt udgivet:12. apr. 2011

Ofte stillede spørgsmål om radioaktiv oprydning

Er radioaktivt materiale farligt?

Hvilken væske sprøjtes for at rense stråling?

Er Tjernobyl stadig radioaktivt?

Masser mere information

relaterede artikler

• Hvor let er det at stjæle en atombombe?
• Hvordan ville atomvinteren være?
• Sådan fungerer Japans atomkrise
• Kan mennesker blive forgiftet ved direkte udsættelse for polonium-210?
• Sådan fungerer en atomreaktor
• Sådan fungerer atomkraft
• Sådan fungerer atomstråling
• Er atomkraft sikker?
• 5 største atomreaktorer

Flere store links

• U.S.Nuclear Regulator Commission - Nuclear Reactors
• Planet Save - Stråleinfografik
• BLDGBLOG - En million års isolation:Et interview med Abraham van Luik

Kilder

• Associeret presse. "13 milliarder dollars senere, atomaffaldsplads i blindgyde. "5. marts, 2009. (1. april, 2011) http://www.msnbc.msn.com/id/29534497/ns/us_news-environment/
• Bennett, Simeon og Yuriy Humber. "Japan snurrer gennem 'heroiske' arbejdere, der rammer strålingsgrænser for mennesker." Bloomberg. 18. marts 2011. (31. marts, 2011) http://www.bloomberg.com/news/2011-03-17/japan-churns-through-heroic-workers-hitting-radiation-limits-for-humans.html
• Boyle, Christina. "Medlemmer af Japans 'Fukushima 50' har affundet sig med, at de kan dø af stråling." New York Daily Mail. 1. april kl. 2011. (1. april, 2011) http://www.nydailynews.com/news/world/2011/04/01/2011-04-01_members_of_ japans_fukushima_50_have_come_to_terms_with_the_fact_they_may_die_fro.html
• Centre for sygdomsbekæmpelse og forebyggelse. "Akut strålingssyndrom (ARS):Et faktaark for offentligheden." (31. marts, 2011) http://www.bt.cdc.gov/radiation/ars.asp
• ChannelAsiaNews.com. "Japanens atomoprydning kan vare" årtier "." 23. marts 2011. (31. marts, 2011) http://www.channelnewsasia.com/stories/afp_asiapacific/view/1118189/1/.html
• CNBC. "Tyskland tilbyder Japan robotter til nuklear oprydning." 30. marts 2011. (1. april, 2011) http://www.cnbc.com/id/42343341/Germany_offers_Japan_robots_for_nuclear_clean_up
• Eureka County kontor for atomaffald. "Yucca Mountain - ofte stillede spørgsmål." (4. april kl. 2011) http://www.yuccamountain.org/faq.htm
• Falck, W. Eberhard. "Miljøopretning:Strategier og teknikker til rengøring af radioaktivt forurenede websteder." IAEA. (31. marts, 2011) http://www.iaea.org/Publications/Magazines/Bulletin/Bull432/43205682024.pdf
• Gore, Pamela J. W. "Radioaktiv dating." Georgia Perimeter College. 27. november kl. 2002. (1. april, 2011) http://facstaff.gpc.edu/~pgore/geology/geo102/radio.htm
• Harlan, Chico. Vastag, Brian. "Strålingsniveauerne ved atomkraftværket i Japan når nye højder." 28. marts 2011. (31. marts, 2011) http://www.washingtonpost.com/world/radiation-levels-reach-new-highs-as-conditions-worsen-for-workers/2011/03/27/AFsMLFiB_story.html
• Jolly, David, Hiroko Tabuchi og Keith Bradsher. "Forurenet vand ved 2 reaktorer øger alarmen for japanere." 27. marts 2011. (31. marts, 2011) http://www.nytimes.com/2011/03/28/world/asia/28japan.html?_r=3&hp
• Klotz, Irene. "Oprydning af forurening et skræmmende perspektiv." Discovery News. 16. marts 2011. (31. marts, 2011) http://news.discovery.com/earth/zooms/nuclear-contamination-cleanup-110316.html
• K. N. C. "Japans atomoprydning:Jimmy Carter og Fukushima." The Economist. 2. april kl. 2011. (3. april, 2011) http://www.economist.com/blogs/banyan/2011/04/japans_nuclear_clean-up
• Macalister, Terry. "Omkostningerne ved nuklear oprydning stiger til £ 73 mia." Værgen. 11. oktober kl. 2007. (1. april, 2011) http://www.guardian.co.uk/business/2007/oct/11/nuclearindustry.environment
• Købmand, Brian. "Hvor mange websteder gemmer atomaffald i hele landet?" PlanetGreen.com. 24. februar kl. 2009. (31. marts, kl. 2011) http://planetgreen.discovery.com/tv/go-for-the-green/green-brain-nuclear-waste.html
• Munroe, Randall. "Diagram for stråledosis." Mashable. (1. april kl. 2011) http://4.mshcdn.com/wp-content/uploads/2011/03/radiation-xkcd.png
• Roberts, Graham og Dylan McClain. "Hvordan strålingskontaminering kan rejse." 26. marts 2011. (31. marts, 2011) http://www.nytimes.com/interactive/2011/03/24/world/asia/how-radiation-contamination-can-travel.html?ref=asia
• ScienceDaily. "Nyt materiale viser stor løfte om nuklear oprydning." 5. marts 2008. (31. marts, 2011) http://www.sciencedaily.com/releases/2008/03/080303190649.htm
• ScienceDaily. "Brug af affald til at genvinde affaldsuran." 19. september, 2009. (31. marts, kl. 2011) http://www.sciencedaily.com/releases/2009/09/090907013804.htm
• Det amerikanske energiministerium. "Atomsikkerhed." (31. marts, 2011) http://www.energy.gov/safetyhealth/nuclearsafety.htm
• US Department of Labor. "Arbejdere, der fjerner farlige materialer." 17. december kl. 2009. (31. marts, kl. 2011) http://www.bls.gov/oco/ocos256.htm
• U.S. Environmental Protection Agency. "Oprydning af radioaktivt forurenede websteder." 15. marts, 2011. (31. marts, 2011) http://www.epa.gov/rpdweb00/cleanup.html#fusrap
• U.S. Environmental Protection Agency. "Bortskaffelse af naturligt forekommende og acceleratorproducerede radioaktive materialer." 4. oktober kl. 2007. (31. marts, 2011) http://www.epa.gov/rpdweb00/docs/radwaste/402-k-94-001-narm.html
• U.S. Environmental Protection Agency. "Ioniserende og ikke-ioniserende stråling." 24. marts 2011. (31. marts, 2011) http://www.epa.gov/rpdweb00/understand/index.html
• U.S. Environmental Protection Agency. "Radioaktivt affald på lavt niveau." 4. oktober kl. 2007. (31. marts, 2011) http://www.epa.gov/rpdweb00/docs/radwaste/402-k-94-001-llw.html
• U.S. Environmental Protection Agency. "Bortskaffelse af radioaktivt affald:Et miljøperspektiv." 1. oktober kl. 2010. (31. marts, kl. 2011) http://www.epa.gov/rpdweb00/docs/radwaste/index.html