Šajā emuāra ierakstā ir paskaidrots, kāpēc dekontaminācijas tehnoloģija tiek uzskatīta par vissvarīgāko soli novecojušu atomelektrostaciju demontāžas procesā. Tajā ir aplūkoti starojuma noņemšanas principi un ar to saistītie tehniskie izaicinājumi, kā arī izklāstīti drošas demontāžas pamatnosacījumi.
2017. gada 19. jūnijā Kori atomelektrostacijas 1. bloks Dienvidkorejā neatgriezeniski pārtrauca darbību. Gori 1. bloks, kas darbojās 40 gadus, piedzīvoja vairākus incidentus, tostarp pilnīgu elektroapgādes pārtraukumu 2012. gada februārī. Šie gadījumi kalpoja kā galvenie pierādījumi, kas pamato argumentus par labu novecojušu atomelektrostaciju slēgšanai un demontāžai. Pēc darbības apturēšanas Gori 1. bloks tagad ir iesaistīts demontāžas procesā, kas ilgs vismaz 30 gadus, līdz objekts tiks atjaunots. Atomelektrostacijas demontāža attiecas uz drošas un ekonomiskas rīcības procesu ar dažāda veida kodoliekārtām, kas ir sasniegušas sava ekspluatācijas laika beigas. Tā kā darbs jāveic apstākļos, kas saistīti ar starojuma iedarbību, kodoliekārtu demontāžai ir nepieciešama tehnoloģija, kas apvieno vairākas disciplīnas, piemēram, ķīmiju, radiācijas inženieriju un mašīnbūvi. Šī emuāra ieraksta mērķis ir izskaidrot kodoliekārtu demontāžas stratēģijas un procesus, kā arī kodoliekārtu demontāžas tehnoloģijas nākotni.
Atomelektrostaciju demontāžas stratēģijas tiek noteiktas, pamatojoties uz reģionālajiem tehniskajiem un politikas mainīgajiem lielumiem. Tās tiek plaši iedalītas tūlītējā demontāžā un atliktā demontāžā, pamatojoties uz gaidīšanas periodu pirms demontāžas sākuma. Tūlītēja demontāža nozīmē nogaidīšanu, līdz radiācijas līmenis ēkās un objektā nokrītas zem noteikta sliekšņa, pirms turpināt demontāžu. Šī stratēģija ļauj demontāžu veikt relatīvi īsā laikā, aptuveni 15 gadu laikā, un pēc tam atvieglo vides atjaunošanu. Tomēr tā tiek kritizēta par augsto radiācijas iedarbības risku, jo darbs jāturpina, kamēr saglabājas zināma radioaktivitāte, un par liela daudzuma radioaktīvo atkritumu radīšanu. Turpretī atliktā demontāža nozīmē nogaidīšanu, līdz radioaktīvie materiāli dabiski sadalās, pirms turpināt demontāžu. Objekta pārvaldīšana, gaidot radioaktīvo materiālu sabrukšanu, aizņem aptuveni 60 gadus, savukārt objekta noslēgšana ar betona konstrukcijām aizņem vairāk nekā 100 gadus. Lai gan ilgtermiņa dekontaminācijas process samazina radiācijas iedarbības riskus un atkritumu rašanos, tam ir ierobežojumi: augstas pastāvīgās pārvaldības izmaksas un grūtības vides atjaunošanā pēc demontāžas un objekta atkārtotā izmantošanā.
Atomelektrostacijas dekontaminācija ietver sešus posmus: slēgšanu, sagatavošanos dekontaminācijai, dekontamināciju, demontāžu, atkritumu apglabāšanu un vides atjaunošanu. Galvenie procesi ir dekontaminācija un demontāža, kuru laikā no elektrostacijas iekšpuses tiek noņemta radiācija. Dekontaminācija ir tehnoloģija, kas selektīvi noņem tikai ar radiāciju piesārņotās daļas; radioaktīvo atkritumu daudzumu var samazināt atkarībā no izmantotās dekontaminācijas tehnoloģijas. Galvenie dekontaminācijas mērķi ir novecojuši dzesēšanas ūdens cauruļvadi un plānā, cietā oksīda plēve, vairāku mikrometru (μm) biezumā, kas izveidojusies uz izlietotās kodoldegvielas virsmas. Šī oksīda plēve satur dažādus piesārņotājus, tostarp radioaktīvo kobaltu, kas noplūdis no kodoldegvielas. Lai noņemtu šo materiālu, ko cilvēkiem vai mašīnām ir grūti tieši noņemt, ir izstrādātas vairākas dekontaminācijas tehnoloģijas. Reprezentatīvas metodes ietver reducējošos līdzekļus un oksidētājus saturošu šķīdumu pārmaiņus ievadīšanu tvertņu un cauruļvadu tīrīšanai vai augstspiediena ūdens izsmidzināšanu iekārtas iekšpusē virsmu ablācijai. Tiek veikti arī pētījumi, lai uzlabotu dekontaminācijas efektivitāti, izmantojot putu formas dekontaminācijas šķīdumus, kuriem ir lielāka virsmas platība nekā šķidrumiem.
Demontāža ir visa objekta griešanas un demontāžas process pēc dekontaminācijas. Šajā procesā visizaicinošākais priekšmets ir izlietotā kodoldegviela. Reaktorus ir grūti pilnībā dekontaminēt, un pati kodoldegviela izdala spēcīgu starojumu, radot vidi, kurā cilvēki nevar tieši veikt demontāžas darbus. Tāpēc demontāžas procesā cilvēkus aizstāj robotizētas rokas. Darbinieki atver reaktora vāku, ievieto pie celtņa pievienotu robotizētu roku un pēc tam to noslēdz. Robotizētā roka precīzi sagriež tikai piesārņotās sekcijas, ievieto tās konteineros un pēc darba pabeigšanas nogādā uz radioaktīvo atkritumu pārstrādes iekārtu. Atomelektrostaciju demontāžas robotiem ir jādarbojas stabili skarbos apstākļos, piemēram, radiācijas iedarbībā, un, tā kā tie apstrādā radioaktīvus materiālus, ir būtiskas tālvadības precīzas vadības iespējas. Korejā Korejas Atomenerģijas pētniecības institūts (KAERI) izstrādā griešanas robotu Gori atomelektrostacijas 1. bloka demontāžai, savukārt Ulsanas Nacionālais zinātnes un tehnoloģiju institūts (UNIST) ir paziņojis par plāniem izstrādāt kodoliekārtu demontāžas robotus. Jāatzīmē, ka KAERI izstrādātais robots ir paredzēts reaktoru pārbaužu veikšanai elektrostacijas darbības laikā un demontāžas fāzē aprīkošanai ar rokām, kas spēj veikt griešanas un metināšanas darbus.
Vēl viens kritisks izaicinājums ir pēc demontāžas atlikušo radioaktīvo atkritumu apglabāšana. Radioaktīvie atkritumi tiek klasificēti kā zemas vai augstas aktivitātes atkritumi, pamatojoties uz to radioaktivitātes koncentrāciju. Zemas aktivitātes atkritumus var sablīvēt, sacietināt cementā un apglabāt vairākus metrus zem zemes. Tomēr problēma ir ar augstas aktivitātes radioaktīvajiem atkritumiem. Lielākā daļa augstas aktivitātes atkritumu sastāv no vitrificētiem cietajiem atkritumiem, kas rodas izlietotās kodoldegvielas pārstrādes laikā. To pilnīgas apglabāšanas tehnoloģija vēl nav izstrādāta. Reālākā metode ietver atkritumu apglabāšanu dziļos ģeoloģiskos veidojumos vismaz 300 metrus zem zemes un betona sienu uzstādīšanu, lai bloķētu radiācijas noplūdi. Tomēr arī tas vēl netiek uzskatīts par pilnīgu risinājumu tādu problēmu dēļ kā nepietiekami kritēriji apglabāšanas vietu izvēlei.
Radioaktīvie atkritumi neaprobežojas tikai ar cietām vielām. Kā redzams Fukušimas kodolavārijā, var rasties arī liels piesārņota ūdens daudzums, kas satur radioaktīvus materiālus. Fukušimā darbojas attīrīšanas iekārtas, kas atdala radioaktīvās vielas, izlaižot piesārņoto ūdeni caur ļoti absorbējošu ceolītu. Tomēr šī metode nenoņem radioaktīvās vielas, bet gan uzkrāj tās iekārtas filtros vai ūdensceļos, galu galā radot jaunus radioaktīvos atkritumus. 2017. gadā Korejas Atomenerģijas pētniecības institūts izstrādāja tehnoloģiju radioaktīvi piesārņota ūdens attīrīšanai, izmantojot mikroorganismus. Šī tehnoloģija ietver radiācijai izturīgu mikroorganismu ievadīšanu piesārņotajā ūdenī. Izmantojot bioloģiskās sulfidācijas reakcijas, tā pārveido radioaktīvo cēziju kristāliskā formā un nogulsnē to. Tā tiek uzskatīta par videi draudzīgu tehnoloģiju, jo tā efektīvi noņem cēziju, ko parasti ir grūti nogulsnēt, neradot papildu atkritumus.
Saskaņā ar Kodoldrošības un informācijas centra datiem, 12 Korejas kodolreaktoru, tostarp Gori 1. bloka, ekspluatācijas laiks beigsies līdz 2030. gadam. Pieaugot novecojušo reaktoru skaitam, ievērojami pieaugs pieprasījums un nepieciešamība pēc kodoliekārtu demontāžas tehnoloģijām. Ne tikai Koreja, bet arī valstis, kas ir ļoti atkarīgas no kodolenerģijas, piemēram, Francija, Apvienotā Karaliste un ASV, saskaras ar pieaugošu slogu novecojušo reaktoru dēļ. Tomēr atšķirībā no Korejas, kur institucionālais pamats vēl nav pilnībā izveidots, šīs valstis jau ir izstrādājušas politiku un tehnoloģijas kodoliekārtu demontāžai. Reprezentatīvie modeļi ietver valdības vadītu pieeju (Francija, Apvienotā Karaliste), kur valdība vada demontāžas projektus, un privātā sektora vadītu pieeju (ASV, Vācija), kur privātie uzņēmumi vada demontāžu, bet valdība nodarbojas ar regulēšanu, pārvaldību un uzraudzību.
Kodoliekārtu demontāžas tehnoloģijas izstrāde nebūt nav vienkārša, jo tā prasa sarežģītu tehnoloģiju integrāciju dažādās jomās un procesu pa posmiem vairāku gadu desmitu garumā. Lai droši demontētu Korejas novecojošās atomelektrostacijas un turklāt veicinātu globālās kodoliekārtu demontāžas problēmas risināšanu, ir nepieciešama nepārtraukta šīs tehnoloģijas attīstība un investīcijas tajā.
