Radioaktív hulladékok

Hasonló dokumentumok
Radioaktív hulladékok

Radioaktív hulladékok

Nukleáris hulladékkezelés. környezetvédelem

Látogatás egy reprocesszáló üzemben. Nagy Péter. Hajdúszoboszló, ELFT Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam,

Atomreaktorok üzemtana. Az üzemelő és leállított reaktor, mint sugárforrás

Atomerőmű. Radioaktívhulladék-kezelés

Radioaktív elemek környezetünkben: természetes és mesterséges háttérsugárzás. Kovács Krisztina, Alkímia ma

ATOMERÔMÛVI HULLADÉKOK KEZELÉSE 1. RÉSZ Fábián Margit MTA Energiatudományi Kutatóközpont

Vaskor Dóra Környezettan alapszakos hallgató. Témavezető: Kiss Ádám egyetemi tanár

Dr. Stróbl Alajos. ENERGOexpo 2012 Debrecen, szeptember :50 12:20, azaz 30 perc alatt 20 ábra időzítve, animálva

A Paksi Atomerőműből származó kiégett üzemanyag hasznosítási lehetőségei

NEGYEDIK GENERÁCIÓS REAKTOROK Keresztúri András, Pataki István, Tóta Ádám MTA Energiatudományi Kutatóközpont, Reaktoranalízis Laboratórium

FIZIKA. Radioaktív sugárzás

Sugárvédelem nukleáris létesítményekben. Átfogó [fenntartó] SVK Osváth Szabolcs (OKK-OSSKI-LKSO)

IVÓVIZEK RADIOANALITIKAI VIZSGÁLATA

Készítette: Magyar Norbert Környezettudomány Msc I. évfolyam

RADIOAKTÍV HULLADÉK; OSZTÁLYOZÁS, KEZELÉS ÉS ELHELYEZÉS. (Dr. Kanyár Béla, SE Sugárvédelmi Szolgálat)

Az atomoktól a csillagokig: Az energiaellátás és az atomenergia. Kiss Ádám február 26.

A NUKLEÁRIS ÜZEMANYAGCIKLUS LEZÁRÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

Nukleáris üzemanyagciklus. Az urán útja a bányától a reprocesszálásig

Atomenergetikai alapismeretek

9. A felhagyás környezeti következményei (Az atomerőmű leszerelése)

Radioaktív hulladékok osztályozása (javaslat a szabályozás fejlesztésére)

A radioaktív hulladékok kezelésének kérdései

ATOMENERGETIKA ÉS NUKLEÁRIS TECHNOLÓGIA

Új típusú fűtőelemek bevezetésének megalapozását szolgáló kísérletek, 2015 & 2016

Atomenergia: tények és tévhitek

A hazai nukleáris kapacitás hosszú távú biztosítása

A TERMÉSZETBEN SZÉTSZÓRÓDOTT NUKLEÁRIS ANYAGOK VIZSGÁLATA

MEE Szakmai nap Hatékony és megvalósítható erőmű fejlesztési változatok a szén-dioxid kibocsátás csökkentése érdekében.

Jövőnk és a nukleáris energia

-A radioaktivitás a nem stabil (úgynevezett radioaktív) atommagok bomlásának folyamata. -Nagyenergiájú ionizáló sugárzást kelt Az elnevezés: - radio

Zagyvai Péter. MTA Energiatudományi Kutatóközpont. XL. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam április Hajdúszoboszló 1

Nagy érzékenyégű módszerek hosszú felezési idejű nehéz radioizotópok analitikájában. Vajda N., Molnár Zs., Bokori E., Groska J., Mácsik Zs., Széles É.

A természetes és mesterséges sugárterhelés forrásai, szintjei. Salik Ádám

Definíciók. Aktivitás szerint: N < 2kW / m 3 KKAH. N > 2KW / m 3 NAH. Felezési idı szerint: T ½ < 30 év RÉH. T ½ > 30 év HÉH

Folyékony radioaktív hulladék kezelése CANDU típusú atomerőműben

ALTERNATÍVA-E AZ ATOMENERGIA

A HINKLEY POINT C ATOMERŐMŰ GAZDASÁGI VIZSGÁLATA A RENDELKEZÉSRE ÁLLÓ ADATOK ALAPJÁN

Cs atomerőművi hűtővízben és radioaktív hulladékban

Magyar Energetikai Társaság 4. Szakmai Klubdélután

Aktiválódás-számítások a Paksi Atomerőmű leszerelési tervéhez

15/2001. (VI. 6.) KöM rendelet. az atomenergia alkalmazása során a levegbe és vízbe történ radioaktív kibocsátásokról és azok ellenrzésérl

FIZIKA. Atommag fizika

Atomenergia: Egyesült Államok, Németország és Svájc

Izotópkutató Intézet, MTA

The IPCC SpecialReportonRenewableEnergy Sourcesand ClimateChangeMitigation IPCC WorkingGroup III Mitigationof ClimateChange.

3. Előadás Molnár Zsuzsa Radanal

Dr. Pintér Tamás osztályvezető

Az új blokkok üzemanyaga, a tervezési alapon túli balesetek kezelése. Hózer Zoltán MNT szeminárium, március 20.

Radioaktív lakótársunk, a radon. Horváth Ákos ELTE Atomfizikai Tanszék december 6.

A világ atomerőművei körkép 2004

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Nukleáris energetika. Kérdések 2015 tavaszi félév

Biztonság, tapasztalatok, tanulságok. Mezei Ferenc, MTA r. tagja Technikai Igazgató European Spallation Source, ESS AB, Lund, SE

Radioaktívhulladék-kezelés és újrafelhasználás: Francia lehetőségek, tapasztalatok, jövőbeni tervek

A természetes uránnak csak 0.71%-a 235-ös izotóp, a többi 238-as, amely termikus neutronokkal nem hasítható

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

XLVI. Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny február 6. * Iskolai forduló I.a, I.b és III. kategória

Magyar Nukleáris Társaság Környezetvédelmi Szekció

A paksi atomerőmű. Készítette: Szanyi Zoltán RJQ7J0

A sugárvédelem alapjai

A MAGTÁBLÁZATOK. A rendszám (Z) a neutronszám (N) függvényében A stabil magok Z=20-ig a os egyenes mentén, utána az alatt helyezkednek el.

Mini Atomerőművek. Dr. Rácz Ervin. Óbudai Egyetem, Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar, Villamosenergetikai Intézet

Készítette: Sánta Kata Budapest, május 1.

RADIOAKTIVITÁS A KÖRNYEZETBEN. I.A természetes eredetű radioaktivitás a környezetben

NEMZETKÖZI KÖZTISZTASÁGI SZAKMAI FÓRUM ES KIÁLLÍTÁS Szombathely Hulladéklerakó depóniagáz optimális felhasználása


Maghasadás, atomreaktorok

FENNTARTHATÓ FEJLİDÉS ÉS ATOMENERGIA

Az uránpiac helyzete és kilátásai

Atomenergetikai alapismeretek

HASADÓ ANYAGOK SZÁLLÍTÁSA A BUDAPESTI KUTATÓREAKTORNÁL SUGÁRVÉDELEM ÉS SAFEGUARDS

Atomreaktorok. Készítette: Hanusovszky Lívia

Detektorfejlesztés a késő neutron kibocsájtás jelenségének szisztematikus vizsgálatához. Kiss Gábor MTA Atomki és RIKEN Nishina Center

Nukleáris anyagok, radioaktív sugárforrások és radioaktív hulladékok kategorizálása

Nukleáris környezetvédelem Környezeti sugárvédelem

III. Évfolyam 3. szám szeptember. Halász László Zrínyi Miklós Nemzetvédelmi Egyetem halasz.laszlo@zmne.hu

Radioaktív izotópok a környezetben

a NAT /2010 számú akkreditált státuszhoz

Az atommagtól a konnektorig

235 U atommag hasadása

RADIOAKTÍV HULLADÉKOK MINŐSÍTÉSE A PAKSI ATOMERŐMŰBEN

Az uránérc bányászata

RADIOAKTIVITÁS A KÖRNYEZETBEN ben az USA lakosságának átlagos effektív dózisa. Átlagos éves effektív dózis.

Gazdasági, menedzsment és minőségbiztosítási ismeretek

Részecskegyorsítón alapuló aktinida transzmutációs rendszerek reaktorfizikai vizsgálata

Energetikai mérnökasszisztens Mérnökasszisztens

Környezetbarát elektromos energia az atomerőműből. Pécsi Zsolt Paks, november 24.

MET 7. Energia műhely

Nukleáris alapú villamosenergiatermelés

EPILEPSY TREATMENT: VAGUS NERVE STIMULATION. Sakoun Phommavongsa November 12, 2013

ENERGIATERMELÉS 8. NUKLEÁRIS ENERGIATERMELÉS

ERŐS BESZÁLLÍTÓI HÁTTÉRT IGÉNYELNEK AZ ÚJ BLOKKOK

Szimbiotikus atomenergia-rendszer vizsgálata

A transzmutáció szerepe a fenntartható atomenergetikában

Trícium ( 3 H) A trícium ( 3 H) a hidrogén hármas tömegszámú izotópja, egy protonból és két neutronból áll.

Nukleáris képzés vietnami szakembereknek Magyarországon (HUVINETT)

First experiences with Gd fuel assemblies in. Tamás Parkó, Botond Beliczai AER Symposium

Átírás:

Radioaktív hulladékok Definíciók hulladék bármely, a jogszabály szerinti kategóriák valamelyikébe tartozó tárgy vagy anyag, amelytől birtokosa megválik, megválni szándékozik, vagy megválni köteles; veszélyes hulladék a jogszabályban felsorolt tulajdonságok közül eggyel vagy többel rendelkező, illetve ilyen anyagokat vagy összetevőket tartalmazó, eredete, összetétele, koncentrációja miatt az egészségre, a környezetre kockázatot jelentő hulladék; Dr. Pátzay György 1 Energetikai légszennyezés és szilárd hulladékok (2, millió tonna) Szennyező Kén- Nitrogén Por Szén- Szén- Szilárd & forrás dioxid oxidok monoxid dioxid hulladék Szén 1 2 5 3 9 2 Gáz <.5 2 <.5 5 4 minor Olaj 4 1 2 2 9 15 Fa.2 3 1 2 5 5 Nukleáris.4 Viz Ezek becslések.. Az autók motorbenzinéből kb. 2 millió tonna CO keletkezik évente. (Sutherland, 22) Évente ~ 2 milliárd (2*1 9 ) tonna füstgáz és 1 millió (1*1 6 ) tonna szilárd hulladék keletkezését váltja ki a szén helyett alkalmazott nukleáris energia! Dr. Pátzay György 2 1

Néhány természetes radioaktív izotóp 238 U bomlási sora *. Izotóp Uranium-238 Thorium-234 Protactinium-234m Uranium-234 Thorium-23 Radium-226 Radon-222 Polonium-218 Lead-214 Astatine-218 Bismuth-214 Polonium-214 Thallium-21 Lead-21 Bismuth-21 Polonium-21 Thallium-26 Lead-26 felezési idő 4.5 billion y 24 days 1.2 min 2.5E5 y 8E4 y 1622 y 3.8 days 3 minutes 27 minutes 2 seconds 2 minutes 1.6E-4 seconds 1.3 minutes 22 years 5 days 138 days 4.2 minutes Stable Kozmikus és kozmogén radionuklidok Keletkezési seb. (Atom/cm 2 / s) H-3.25 12.3 y Be-7 8.1E-3 53.6 d Be-1 3.6E-2 2.5E6 y C-14 2.2 573 y Na-22 5.6E-5 2.6 y Na-24 15 h Si-32 1.6E-4 65 y P-32 8.1E-4 14.3 d P-33 6.8E-4 24.4 d S-35 1.4E-3 88 d Cl-36 1.1E-3 3.1E5 y S-38 2.87 h Cl-38 37 m Cl-39 1.6E-3 55 m * Hasonló bomlási sorral rendelkezik a 235 U és a 232 Th (Sutherland, 22) Felezési idő Néhány primordiális radionuklid Radionuklid (előford. (%) felezési idő a stabil elemhez viszonyítva) K-4.12 1.26E9y V-5.25 6E15 y Rb-87 27.9 4.8E1y In-115 95.8 6E14 y Te-123.87 1.2E13y La-138.89 1.1E11y Ce-142 11.7 >5E16 y Nd-144 23.9 2.4E15y Sm-147 15.1 1.E11y Sm-148 11.27 >2E14 y Sm-146 13.82 >1E15 y Gd-152.2 1.1E14y Dy-156.52 >1E18 y Hf-174.163 2E15 y Lu-176 2.6 2.2E1y Ta-18.12 >1E12 y Re-187 62.9 4.3E1y Pt-19.13 6.9E11y Dr. Pátzay György 3 Környezeti radioaktivitás néhány anyagban (Bq/kg) Anyag U-238 bomlási sor Th-232 bomlási sor K-4 U-235 sor Th-234 Ra-226 Pb-214 Bi-214 Ac-228 Bi-212 Tl-28 K-4 U-235 Szén 59,2±1,1 25,6 ±1,3 15,1 ±,3 14,8 ±,3 8, ±,4 8,5 ±,9 7,9 ±,3 3,4 ±1,2 LLD Koksz 5,1 ±6,5 25,4 ±1,3 13,7 ±,2 11,4 ±,3 8,2 ±,3 9,6 ±,6 8,5 ±,3 36,7 ±1,1 LLD Vasérc 46 ±14 245 ±1 221 ±11 212 ±1 6 ±4,5 3,2 ±2,4 LLD 7,8 ±1,6 1,9 ±,5 Mészkő 121 ±1 44,5 ±3,5 32,5 ±1,4 3, ±2,2 LLD LLD LLD 52,3 ±8,3 LLD Pernye 41 ±9,6 23 ±1,2 17,5 ±,25 15,6 ±,54 9,5 ±,4 11,3 ±,84 8,5 ±,29 93,5 ±2, LLD Salak 89,5 ±1,2 72,7 ±1,9 46,6 ±3,7 41 ±1,4 29 ±,58 33,6 ±1,3 23,9 ±,38 97,4 ±1,75 LLD Dr. Pátzay György 4 2

Nagy aktivitású/kis térfogatú hulladékok Radioaktív hulladékok főbb forrásai Kis aktivitású/nagy térfogatú hulladékok atomerőművek kiégett fűtőelemei * reprocesszálási hulladékok elhasznált radioterápiás és ipari besuárzó eszközök katonai reprocesszálási hulladékok Uránbányászat hulladékai Tóriumbányászat hulladékai Néhány alapvető fém bányászati hulladékai Atomerőművek karbantartási, üzemelési hulladékai szegényített urán depóniák* * hulladék, ha nem reciklizálják! Dr. Pátzay György 5 A radioaktív hulladékok egyszerűsített felosztása Kategória Inaktív vagy nagyon kis aktivitású hulladék Low Level és Intermediate Level Wastes (LILW) hőtermelés kisebb mint ~2kW/m 3, és az aktivitás - ILW > 4, Bq/g High Level és Transuranium Wastes (HLW, TRU) (nagy aktivitás és a hőtrermelés >2kW/m 3 Felezési idő Hosszú, vagy rövid felezési idők Felezési idő <3y Felezési idő >3y Felezési idő <3y Felezési idő >3y Anyag Uránbánya és más hulladékok. Egyes szenek és fák hamui, foszfát hulladékok A legtöbb atomerőművi üzemelési és karbantartási hulladék hasadási termékekkel szennyezve. Egyes kórházi és orvosi hulladékok Egyes atomerőművi üzemelési és karbantartási hulladékok és melléktermékek TRU szennyezéssel Elválasztott hasadási termékek (Cs-137 és Sr-9 jelentősek). Egyes elhasznált orvosi, ipari és kutatási eszközök Kiégett fűtőelem újrafeldolgozás nélkül. Kiselejtezett katonai plutónium eszközök, ha nem hasznosítják MOX fűtőelemként Kezelés és a biztonság időkeretei Nem szükséges. Általában alacsony radioaktivitásúak Ált. 2 év alatt, felezési idő függvényében 1-1 év a nuklid és a felzési idő függvényében Néhány száz év a felezési idő függvényében Néhány ezer év, a plutónium biztonság a fontos, nem a sugárzás Dr. Pátzay György 6 3

Egy 1, MW (e). Teljesítményű hasadási atomreaktor és egy szénerőmű összehasonlítása Atomerőmű (tonna) Szénerőmű* (tonna) Üzemanyag szükséglet Szilárd, vagy égetési hulladékok Pernye Kéntelenítés szulfát hulladéka 2-15 (nyitott ciklus). Csak 1 tonna kell, ha a gyors szaporító reaktoros (FBR) ciklust alkalmazzuk 2-15 ha nincs reprocesszálás 2,, + 1, - 4, ± 2, ± 2, ± (ha van kéntelenítő) CO 2 4,5, NO x 2, ± SO x 4, - 2, ± Összes fűtőanyag és égetési hulladék 2-15 (reciklizálható) 6,8, - 7,2, * A hulladék a szén minőségétől, a szennyezők %-os arányától, a füstgáz tisztítástól, a tüzelés típusától függ. A füstgáz tisztítása és a fluidizációs tüzelés energiaigényes, további nagy mennyiségű hulladékot termel és több fűtőanyagot igényel ugyanolyan teljesítmény mellett. Dr. Pátzay György 7 1 t kiégett fűtőelem aktivitása a hűtési idő függvényében Dr. Pátzay György 8 4

Radioaktív hulladékok megoszlása térfogat és aktivitás szerint (1997) Dr. Pátzay György 9 Kb.11 üzemelő reaktor van a világon (22). Ebből 493 nagy erőműreaktor (4-12 MW e, LEU), kb. 4 (+3!) kis reaktor üzemel atomtengeralatjárókban (HEU), kb. 29 kutatóreaktor 6 országban (kw-mw), ide tartoznak a gyors szaporító reaktorok is. (LEU-alacsony, HEU-magas dúsítási fokú uránium) Uránbányászat, kezelés, finomítás Nyiltszíni bányászat (~38%), földalatti bányászat (~33%), in-situ kioldás (~17%), más bányászat mellékterméke (~12%). A bányászat hulladéka a meddő (,1% U tartalom alatt), ez jelenleg 2 milliárd (2*1 9 ) tonna. Megfelelő fedés kell a radon szivárgás, a nedvesedés és a savas kioldás megakadályozására. Dr. Pátzay György 1 5

Közelítő összefüggés 1 tonna, PWR-ben felhasznált 4%-ban dúsított fűtőelem nyersanyagigénye és hulladéka között Termék vagy folyamat Tömeg (tonna) Uránérc (1% urán) Tisztított urán (.7% U-235) Tisztítási hulladék Dúsított urán 4%, (2%), (8%) Szegényített urán DU (.2 -.3% U-235) Kiégett fűtőelem (PWR - 4% dúsított) PWR kiégett fűtőelem HLW reprocesszálás nélkül évente ~ 2-3 tonna/év hulladékba kerül. 8, + tonna 8 tonna 79,2 + tonna (maradékl U & Ra) 1, (2, 5) tonna 8 tonna természetes U-ból 7, (78, 795) - tonna DU hulladékba' 1 tonna 1 tonna (folyamatos tárolás)* Reprocesszált kiégett PWR fűtőelem (1 tonna) kb. 3, MWnap/tonna kiégési szint után. Nagy aktivitású hasadási hulladék (~ 2m 3 ). Kinyert urán (<1% U-235) Kinyert plutónium DU ha nem hasznosítják a jövőben: DU ha MOX-ként vagy a jövőben gyors szaporító reaktorban hasznosítják és reprocesszálnak: Intermediate Level Waste 1 reaktor ciklusból. LLW 1 reaktor ciklusból. Az összes ILW-LLW kb. 8 tonna. 3 tonna (üvegesített folyamatos tárolásra) 96 tonna (visszakerül a fűtőelem ciklusba) 1 tonna (visszakerül a fűtőelem ciklusba) 7+ tonna visszanyerhető tárolásra 7+ tonna, Pu-val vagy HEU-val keverik energiatermelési vagy szaporítási célból. Max. kb. 2+ m 3 hulladék, melynek egy része tömöríthető. Kb. 3+ m 3 főleg tömörített hulladék. * A jövőben nem lehetséges a kiégett fűtőelemeket hulladékként tárolni, hanem reprocesszálni és szaporítani szükséges. Dr. Pátzay György 11 2-ig a világon felhalmozódott radioaktív hulladékok és nem hulladék anyagok Reaktor fűtőelem ciklus A reaktorig (front end) Uránbányászat Feldolgozás Finomítás UF 6 konverzió Dúsítás Szegényített urán (DU) Fűtőelemgyártás A reaktor után (back end) Kiégett fűtőelem * Radioaktív hulladékok 1,,, + tonna Kevés Kevés ~ 35, m 3 16, m 3 Csak akkor hulladék, ha nem reciklizálják 16, m 3 Csak akkor hulladék, ha nem reciklizálják Reciklizálásra kerülő nem hulladékok 1,5, tonna 23, tonna A LLW-ILW hulladékok kezelése Reprocesszálás ~ 6,, m 3 218, + tonna Hasadási termék hulladék (4%) Military Leszerelt uránbombák HEU 235 U Leszerelt plutónium bombák 239 Pu 9, + tonna 5 tonna ± (U.S. & RUS) Dr. Pátzay György 5 tonna ± (U.S. &RUS) 12 6

US$8/kgU költség alatt kitermelhető urán készlet becsült mennyisége tonnes % Austrália Kazakisztán Kanada Dél-Afrika Namíbia Brazília Oroszország USA Üzbegisztán Niger Ukrajna Egyéb (28 ország) 89, 56, 51, 35, 26, 23, 15, 125, 12, 7, 45, >5, 26 17 15 1 8 7 4 4 4 2 <1 1 Összesen* 3,36, * 41, tonna/év termelés mellett ez a készlet kevesebb Dr. Pátzay mint 1 György évig elegendő ezen az áron reprocesszálás és gyors 13 szaporító reaktorok nélkü. A szegényített urán (DU) becsült készletei és az éves növekmény (21) Ország v. dúsító cég 21 leltár (t) Becsült éves növekedés (t) Kémiai forma USA 59, 2, UF 6 Franciaország 27, 12, U 3 O 8 Urenco (UK, Németország, Hollandia 53, 4, UF 6 UK (BNFL) 3, UF 6 Oroszország 49, 1, UF 6 Japán 5,6 5 UF 6 Dél-Afrika 2,2 UF 6 Kína Egyéb 26, < 1, 1,??? Összesen Elektromos energia tartalom (US$) 1,44,8 US$ 25.1 12 47,5 US$ 8.1 12 Dr. Pátzay György 14 7

A világ fűtőelemgyártása (2) LWR fűtőelemgyártó országok (tonna/év) HWR fűtőelemgyártó országok (tonna/év) MOX fűtőelemgyártó országok (tonna/év) United States (3,9) Kazakisztán (2,) Japán (1,674) Oroszország (1,62) Franciaország (95) Németország (65) Svédország (6) Belgium (5) Dél-Korea (4) UK (33) Spanyolország (3) Brazília (1) Kína (1) India (25) Pakisztán (?) Kanada (2,7) Dél-Korea (4) India (27) Argentína (16) Pakisztán (2) Franciaország (14) UK (128) India (5) Belgium (37) Japán (1) Összesen 12,299 tonna Dr. Pátzay György 15 Összesen 3,56 tonna Összesen 365 tonna A világ 1 legnagyobb nukleáris energia felhasználója Ország Blokkok száma Összesen MW(e) USA Franciaország Japán Németország Oroszország Kanada Ukrajna UK Svédország Dél-Korea 19 56 59 21 29 22 15 12 12 1 99,784 58,493 38,875 22,657 19,843 15,755 12,679 11,72 1,2 8,17 Összesen Világ IAEA (21). 335 297,978 439 354,416 Dr. Pátzay György 16 8

Üzemelő atomerőművek (21) Reaktor típus Ország Szám GW e Hasadóanyag hűtőkö zeg moderát or PWR, VVER US, Franciao., Japán, Oroszo., & egyéb 259 231 dúsított UO 2, MOX Víz Víz BWR US, Japán, Svédo., Németo. 91 79 dúsított UO 2 Víz Víz GCR & AGR UK 34 12 Term. U (fém), dúsított UO 2 CO 2 Grafit "CANDU" (PHWR) Kanada, Dél-Korea, Argentína, India, Románia, Kína 34 16 Term. UO 2, PWR kiégett fűtőelem, MOX D 2 O D 2 O RBMK Oroszország, Litvánia 17 13 Enyhén dúsított UO 2 Víz Grafit FBR Japán, Franciao., Oroszo. 3 1 PuO 2, UO 2, DU (MOX) Foly. Na Nincs Egyéb (HWLWR) Japán 1.1 Enyhén dúsított UO 2 Víz D 2 O Összesen 439 352 Dr. Pátzay György 17 Hasadási termékek csoportosítása Hasadási termék, felezési idő Azonosított nuklidok száma * <24 óra 1 nap-1 év 1 év-1 év > 1 év stabil Összes hasadási termék 438+ 42 4 12 11 615 * Számos hasadási termék felezési ideje rendkívüli kicsi és nehéz felezési idejének meghatározása Dr. Pátzay György 18 9

1 t kiégett PWR fűtőelemben a hasadási termékek bomlása (Gbq = bequerel; Basis: 33, MWd/t; Source: Cogema) Dr. Pátzay György 19 Nuklidok TRU magok A hosszabb felezési idejű hasadási termékmagok és transzuránok kiégett PWR fűtőelemekben az idő függvényében * Hasadási termékek Niobium-95 Strontium-89 Zirconium-95 Cerium-144 Ruthenium-16 Cesium-134 Promethium-147 Strontium-9 Cesium-137 Curium-242 Plutonium-241 Curium-244 Plutonium-238 Americium-241 Plutonium-24 Americium-243 Plutonium-239 Plutonium-242 T 1/2 35 d 5.5 d 64 d 285 d 1 y 2.1 y 2.6 y 28.8 y 3.1 a 163 d 14.4 y 18.1 y 87.7 y 433 y 6.56E3 y 7.37E3 y 2.41E4 y 3.75E5 y Aktivitás/Tonna U 15 nap * hűtés után (Bq) 2E16 4E15 1E16 3E16 2E16 8E15 4E15 3E15 4E15 6E14 4E15 9E13 1E13 7E12 2E13 6E13 1E13 5E1 Aktiviás/Tonna U 1 év hűtés után (Bq) 4 1E4 2.7E14 4E14 3E13 2E12 4.5E12 6E12 2E13 6E13 1E13 5E1 Aktivitás/Tonna U 5 év hűtés után (Bq) 1.8E1 4E1 1.4E5 4.4E5 1.9E11 3E12 1.9E13 5.7E13 9.9E12 4.99E1 * After reprocessing, which can take place after about 15 Dr. days Pátzay of cooling, György only the fission nuclides would be significantly present in the 2 wastes. 1

Fission Radionuclides and Actinides with Half-lives greater than 1 years (in order of half-life) Fission Radionuclides * (Fission yield) Krypton-85 (1.319%) Prometheum-145 (3.93%) Strontium-9 (5.8%) Cesium-137 (6.19%) Tin-121 (.13%) Samarium-151 (.419%) Selenium-79 (.45%) Technetium-99 (6.1%) Zirconium-93 (6.35%) Cesium-135 (6.54%) Palladium-17 (.146%) Iodine-129 (.54%) * Radionuclides beyond Cs-137in this table, have either low fission yield, have low energy emissions, or are so long-lived as to be low radioactivity. TU nuclides with indication of their spontaneous fission (SF) strength, (followed by fission (f), or capture (() Cross section in barns). Nuclide (SF) (Cross Section) Half-life (y) 1.7 17.7 29 3.17 55 9 6.5E4 2.13E5 1.5E6 3E6 6.5E6 1.57E7 Half-Life in years Californium-25 (weak) (( 2) Plutonium-241 (------) (f 11) Curium-244 (v. weak) (( 15) Curium-243 (v. weak) (f 61) Plutonium-238 (v. weak) (( 54) Californium-249 (v. weak) (f 16) Americium-241 (v. weak) (( 5) Californium-251 (------) (f 48) Americium-242 (v. weak) (f 7) Curium-246 (weak) (( 1.2) Americium-243 (v. weak) (( 74) Curium-245 (v. weak) (f 21) Plutonium-24 (v. weak) (( 29) Curium-25 (?) (( 8) Plutonium-239 (v.v. weak) (f 75) Neptunium-236 (------) (f 27) Curium-248 (?) (( 2.6) Plutonium-242 (v. weak) (( 19) Neptunium-237 (------) (( 15) Curium-247 (------) (f 8) Plutonium-244 (weak) (( 1.7) 13.1 14.4 18.1 29.1 87.7 351 432.7 9 1141 4.76E3 7.37E3 8.5E3 6.56E3 9.7E3 2.41E4 1.55E5 3.48E5 3.75E5 Dr. Pátzay György 2.14E6 21 1.56E7 8.E7 Nuklid Néhány radioaktív izotóp hőtermelése * watt/g watt/g H-3 Co-6 Kr-85 Sr-9 Ru-16 Cs-137 Ce-144 Pm-147 Tm-17 Po-21 Pu-238 Am-241 Cm-242 Cm-244.325 17.45.59.916 31.8.427 25.5.34 11.86 141.3.558.113 12. 2.78 * termo-elektromos generátorokhoz Mostly from 'Chart of the Nuclides' (Lockheed Martin and GE Nuclear Energy) Dr. Pátzay György 22 11

Egy CANDU fűtőelemköteg bomlási hőtermelése az időben a CANDU-6 reaktorból történő kiemelés után (Most data from AECL) Hűtési idő kiemelés után Aktinidák hőtermelése (watt/köteg) -kezdetben 21. kg UO 2 tartalom mellett) Hasadási termékek hőtermelése (watt/köteg) Összes hőtermelés (watt/köteg) (78 MWnap/MgU kiégés) 1 sec 181 23,7 25,5 1 óra 9, 1nap 3, 1 év 6 6 év.44 5.64 6 (3 watt/mg) 8 év.47 4.44 4.9 1 év.5 3.95 4.4* 15 év.56 3.34 3.9 2 év.6 2.94 3.5 3 év.66 2.3 3. 5 év.71 1.43 2.1 1 év.7.44 1.1 (52 watt/mg) Természetes urán.1 watt/mg * 1 év után a hőtermelés 9%-át a Sr-9 (+Y-9) és a Cs-137 adják. Magasabb kiégésű PWR kiégett fűtőelemnél a hőtermelés Dr. Pátzay György 23 ~1 kw/tonna 1 év után. A világ kereskedelmi reprocesszáló kapacitása (tonna/év) LWR fűtőelem: Franciaország, La Hague UK, Sellafield (THORP) Oroszország, Chelyabinsk (Mayak) Japán (Rokkasho) Összes LWR 16 85 4 9 294 Más fűtőelem: UK, Sellafield Franciaország, Marcoule India (Tarapur, Kalpakkam, Trombay) Összes - egyéb 15 4 2 21 Összes kereskedelmi 54 kapacitás Sources: OECD/NEA 1999 Nuclear Energy Data, Nuclear Engineering International handbook 2. Dr. Pátzay György 24 12

Fast Breeder Reactors in the World (22) Country USA UK France Germany India Japan Kazakhstan Russia Italy Korea China Europe Reactor Clementine EBR 1 EBR 2 Fermi 1 SEFOR FFTF CRBRP ALMR ALMRc Rapsodie Phenix Superphenix 1 Superphenix 2 KNK 2 SNR-2 SNR 3 FBTR PFBR Joyo Monju DFBR BN 35 # BR 2 BR 1 BOR 6 BN 6 BN 8 BN 16 PEC KALIMER C Pu U U U Fuel Pu U U U U Pu U Pu Dounreay DFR U Dounreay PFR CDFR Type* DPFR DPFR CSFR DPFR CSFR to DPFR CSFR CSFR to CSFR to DPFR DPFR DPFR CSFR DPFR DPFR CSFR CSFR DPFR CSFR MW (thermal) To be determined Dr. Pátzay György 25 * - Experimental Fast Reactor; DPFR - Demonstration or Prototype Fast Reactor; CSFR - Commercial Scale Fast Reactor. # 15 MW(th) is used for desalination. Source: IAEA Fast Reactor Data Base..25 1.4 62.5 2 2 4 975 84 84 6 65 38 4 563 299 36 58 342 762 4 125 1 714 16 75.1 8 65 147 21 42 12 392 65 36 Operational 1946-53 1951-63 1963-94 1963-72 1969-72 198-94 Cancelled 25 To be determined 1959-77 1974-94 1966-82 1973-1985-98 1972-91 Cancelled 1985-21 1977-1995-96 To be determined 1972-99 1956-57 1958-1968- 198- To be determined To be determined Cancelled To be determined To be determined Üvegházhatású gázok emissziója a villamos energia termelésében (Source: Bertel & van de Vate, IEAE Bulletin 4/95) Dr. Pátzay György 26 13

Dr. Pátzay György 27 Dr. Pátzay György 28 14

Dr. Pátzay György 29 Dr. Pátzay György 3 15

Dr. Pátzay György 31 Dr. Pátzay György 32 16

Dr. Pátzay György 33 Dr. Pátzay György 34 17

Dr. Pátzay György 35 Dr. Pátzay György 36 18

Dr. Pátzay György 37 Dr. Pátzay György 38 19

Dr. Pátzay György 39 Dr. Pátzay György 4 2

Dr. Pátzay György 41 Dr. Pátzay György Radiokémia VII Dr. Pátzay György Radiokémia VII 42 21

Összes dózis (Gray) ** 5 to 1 1 to 5 3 to 1 1 to 3.1 to 1 to.1 Akut és krónikus egésztest besugárzási dózisok és az emberi szervezet * Akut besugárzás (másodpercek-órák). A sejtreparáció csak részlegesen hatékony. Risk of long-term injury is assumed for all survivable exposures. Nausea, vomiting, diarrhea. Rapid onset of unconsciousness. Death in hours or days. Nausea, vomiting, diarrhea. Death in weeks Nausea, vomiting, diarrhea in most individuals. About 5% survival rate without hospital treatment. Nausea and fatigue in some individuals. Eventual recovery. Somatic injury unlikely. Delayed effects possible but improbable. No detectable adverse health effects. Krónikus besugárzás (általában 1 év felett). A sejtreparáció hatékony. Risk of injury is assumed for all exposures, even though it is not readily definable. Few data. No obvious deaths. Injuries difficult to define. Few data. Injuries difficult to define, if they occur. Confounding effects from smoking and other hazards in the Uranium mine worker data. No definable health effects attributable solely to radiation. Many confounding effects. No definable health effects. No definable adverse health effects No definable adverse health effects. Significant benefits possible and likely, through Adaptive Response. * Cellular responses and changes can be detected at all doses, as with any toxicity insult. ** The gray and the sievert are comparable. At very high doses, above occupational dose limits, the gray is used rather than the sievert. Dr. Pátzay György 43 ABBREVIATED LOG-SCALE OF TYPICAL RADIATION DOSES Grays/Sieverts 1, Commercial sterilization of meat, poultry, special hospital foods and foods for cosmonauts and some military. 1, Region of food irradiation. U.S. FDA now approves meat for irradiation (1997). Poultry was approved in 199. 1, 1 Typical acute dose to destroy the thyroid in radiation therapy. Area of chronic lifetime doses from high natural background. Region of radiation-therapy treatments. 1 Hospital Leukemia treatment (1 Sv acute) - >5+% successful. 1 9 msv - Annual chronic dose in high natural background areas -------------------------------------------------------------------- Milli- sieverts 2 msv: Annual occupational dose to many health spa workers. 1 1 msv: Occupational Dose Limit over 5 years. 5 msv: Occupational Annual Dose Limit. Two weeks dose on a beach in Brazil (about 15 msv). 1 Typical natural background annual dose (3-5 msv). 1 1 msv/a: Recommended Public Dose limit from Industrial Radiation. Most medical diagnostic doses fall in the range from.1.1 to 5 msv. Local dose from natural radiation from burning coal..1 Annual dose from luminous signs, TV, smoke detectors..1 Dose to local residents from radioactive emissions from nuclear power plants. -----------------------------------------------------------------------.,,1 Maximum annual ingestion dose from a failed geological repository for radioactive nuclear waste. ACUTE doses are shown in normal font. CHRONIC doses are shown in italics. Occupational or General Public Dose Limits do not apply to medical patients undergoing medical radiation treatments. Dr. Pátzay György 44 22