Τι γίνεται πραγματικά με τα ραδιενεργά απόβλητα

Τι λέμε ραδιενεργά κατάλοιπα

Στο μυαλό των περισσότερων, ραδιενεργό απόβλητο σημαίνει ένα βαρέλι με κάτι που λάμπει. Στην πράξη ο όρος καλύπτει κυρίως συνηθισμένα αντικείμενα που βρέθηκαν σε λάθος χώρο: γάντια και φόρμες μιας χρήσης, πανιά καθαρισμού, φίλτρα αέρα και νερού, ρητίνες που καθαρίζουν το ψυκτικό, εργαλεία, ανταλλακτικά αντλιών, σωληνώσεις και σκυρόδεμα που αποξηλώνονται όταν κλείνει ένας πυρηνικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής. Στην ίδια γενική ονομασία μπαίνει και το αναλωμένο καύσιμο, που είναι υλικό εντελώς άλλης τάξης.

Η ταξινόμηση κοιτάζει πόση ενεργότητα έχει το υλικό ανά μονάδα μάζας, πόσο κρατάει αυτή και πόση απομόνωση χρειάζεται για να διατεθεί με ασφάλεια. Το διεθνές σχήμα του ΔΟΑΕ (GSG-1) έχει έξι κατηγορίες1. Στη μία άκρη βρίσκονται τα εξαιρούμενα, που βγαίνουν από τον ρυθμιστικό έλεγχο, και τα πολύ βραχύβια, που φυλάσσονται για λίγο ώσπου να σβήσει η ενεργότητά τους. Ακολουθούν τα πολύ χαμηλής ραδιενέργειας, μπάζα και μέταλλα από αποξηλώσεις με ίχνη μόλυνσης, και τα χαμηλής ραδιενέργειας, ο ρουχισμός και τα αναλώσιμα της καθημερινής λειτουργίας. Πιο πάνω βρίσκονται τα μέσης ραδιενέργειας, ρητίνες, φίλτρα και εξαρτήματα που βρέθηκαν κοντά στην ενεργό ζώνη. Χρειάζονται θωράκιση στον χειρισμό και, το κυριότερο, διάθεση σε βάθος δεκάδων έως μερικών εκατοντάδων μέτρων, όχι στην επιφάνεια. Στην άλλη άκρη είναι το υψηλής ραδιενέργειας υλικό: το αναλωμένο καύσιμο, ή, αν υποστεί χημική επανεπεξεργασία, το υαλοποιημένο κατάλοιπο που μένει.

Σε αυτό το σχήμα προστίθεται και η διάκριση σε βραχύβια και μακρόβια, ανάλογα με το πόσο γρήγορα σβήνει η ενεργότητα. Τα ακριβή όρια ανάμεσα στις κατηγορίες τα ορίζει κάθε εθνική νομοθεσία πάνω σε ένα κοινό διεθνές σχήμα, οπότε οι ορισμοί δεν είναι πανομοιότυποι από χώρα σε χώρα. Αυτό μπερδεύει τη δημόσια συζήτηση, επειδή το ίδιο υλικό μπορεί να ονομάζεται αλλιώς πέρα από τα σύνορα.

Το κρίσιμο σημείο είναι ότι ο όγκος και η ραδιενέργεια δεν πάνε μαζί. Η συντριπτική πλειονότητα του όγκου είναι χαμηλής ραδιενέργειας υλικό που κουβαλά μικρό μέρος της συνολικής ενεργότητας. Αντίθετα, το μεγαλύτερο μέρος της ενεργότητας συγκεντρώνεται στα υψηλής ραδιενέργειας απόβλητα, που πιάνουν πολύ μικρό μέρος του όγκου. Η διαχείριση ακολουθεί αυτή την ανισοκατανομή: το χαμηλής ραδιενέργειας συμπιέζεται, εγκιβωτίζεται σε τσιμέντο και διατίθεται σε επιφανειακούς ή μικρού βάθους χώρους με φραγμούς και επιτήρηση, ενώ το υψηλής ζητά θωράκιση, απαγωγή θερμότητας και στο τέλος γεωλογία.

Το αναλωμένο καύσιμο είναι στερεό

Το καύσιμο μπαίνει στον αντιδραστήρα ως κεραμικά δισκία διοξειδίου του ουρανίου, ψημένα σε κλίβανο, σκληρά και ψαθυρά σαν πορσελάνη. Στοιβάζονται μέσα σε λεπτούς σωλήνες από κράμα ζιρκονίου, τις θήκες, που σφραγίζονται στα άκρα. Οι σωλήνες δένονται μεταξύ τους με πλέγματα στήριξης και ακροκεφαλές και σχηματίζουν τη δέσμη καυσίμου, μια κατασκευή με καθορισμένη γεωμετρία που τη σηκώνει γερανός.

Μέσα στην ενεργό ζώνη μέρος του ουρανίου-235 σχάζεται. Στο κρυσταλλικό πλέγμα του κεραμικού μαζεύονται προϊόντα σχάσης, ενώ με σύλληψη νετρονίων σχηματίζονται βαρύτερα στοιχεία. Τα δισκία ραγίζουν και διογκώνονται ελαφρά, και η θήκη καταπονείται από τη θερμοκρασία και την ακτινοβολία. Όταν η δέσμη βγαίνει, έχει τη μορφή που είχε όταν μπήκε: στερεή, δεμένη, με ταυτότητα και θέση σε μητρώο.

Η μορφή αυτή δεν είναι λεπτομέρεια. Το κεραμικό κρατά τα περισσότερα προϊόντα σχάσης δεσμευμένα στο πλέγμα του και διαλύεται πολύ αργά στο νερό. Η σφραγισμένη θήκη είναι ένα ακόμη περίβλημα γύρω από αυτό. Υγρό ή σκόνη γίνεται το υλικό μόνο αν κάποιος το διαλύσει επίτηδες, μέσα σε θωρακισμένο κελί επανεπεξεργασίας. Η εικόνα του βαρελιού με το πράσινο υγρό δεν αντιστοιχεί σε κανένα σημείο της διαδρομής.

Η στερεή μορφή είναι επίσης ο λόγος που η μεταφορά είναι εφικτή. Οι δέσμες ταξιδεύουν μέσα σε κιβώτια μεταφοράς με παχιά τοιχώματα, τα οποία πιστοποιούνται με δοκιμές πτώσης, διάτρησης, φωτιάς και βύθισης. Κατά τον κανονισμό μεταφοράς του ΔΟΑΕ (SSR-6), οι μηχανικές και η θερμική δοκιμή γίνονται διαδοχικά στο ίδιο κιβώτιο, ενώ η βύθιση μπορεί να γίνει σε χωριστό δείγμα2. Το κριτήριο αποδοχής δεν είναι η απόλυτη στεγανότητα: η διαφυγή ραδιενεργού υλικού και ο ρυθμός δόσης πρέπει να μένουν κάτω από αυστηρά όρια.

Η διαδρομή: νερό, μετά αέρας, μετά πέτρωμα

Η δέσμη που βγαίνει από την ενεργό ζώνη συνεχίζει να παράγει θερμότητα. Είναι η παραμένουσα θερμότητα και δεν προέρχεται από σχάση: την παράγει η ραδιενεργός διάσπαση των προϊόντων που έχουν ήδη σχηματιστεί, και συνεχίζεται αφού σταματήσει η αλυσιδωτή αντίδραση. Πέφτει απότομα στην αρχή, μετά όλο και πιο αργά, και δεν μηδενίζεται ποτέ εντελώς.

Γι’ αυτό οι δέσμες μεταφέρονται κάτω από νερό στη δεξαμενή αναλωμένου καυσίμου. Το νερό απάγει τη θερμότητα και ταυτόχρονα θωρακίζει τον χώρο, ώστε το προσωπικό να δουλεύει από πάνω με κανονική ακτινοπροστασία. Ο κίνδυνος στη δεξαμενή είναι η απώλεια ψύξης ή στάθμης. Τα σοβαρά συμβάντα του παρελθόντος έστρεψαν τη ρυθμιστική προσοχή ακριβώς εκεί, στη δυνατότητα να αναπληρωθεί νερό με απλά και ανεξάρτητα μέσα όταν χαθεί το ρεύμα.

Όταν η παραμένουσα θερμότητα πέσει αρκετά, οι δέσμες μπορούν να περάσουν σε ξηρή αποθήκευση. Φορτώνονται κάτω από το νερό, μέσα στη δεξαμενή, σε μεταλλικό δοχείο με εσωτερικό καλάθι που κρατά τη γεωμετρία. Το δοχείο βγαίνει, αδειάζει από το νερό, στεγνώνει, γεμίζει με αδρανές αέριο και σφραγίζεται, και μπαίνει μέσα σε κέλυφος από σκυρόδεμα και χάλυβα. Η ψύξη γίνεται με φυσική κυκλοφορία αέρα από ανοίγματα, χωρίς αντλίες και χωρίς εξωτερική τροφοδοσία.

Η ξηρή αποθήκευση είναι στέρεη λύση για δεκαετίες, όχι τελικός προορισμός. Τα δοχεία επιθεωρούνται, τα υλικά γερνούν, κάποια στιγμή θα χρειαστεί ανασυσκευασία, και όλο αυτό προϋποθέτει ότι υπάρχει φορέας, ρυθμιστής, φύλαξη και χρηματοδότηση. Η τελική διάθεση επιδιώκει ακριβώς την απεξάρτηση από αυτή τη συνθήκη.

Επανεπεξεργασία: τι αλλάζει και τι μένει

Ένα μέρος του κλάδου δεν θεωρεί το αναλωμένο καύσιμο απόβλητο. Στην επανεπεξεργασία η δέσμη τεμαχίζεται και το κεραμικό διαλύεται σε οξύ μέσα σε θωρακισμένα κελιά. Από το διάλυμα διαχωρίζονται το ουράνιο και το πλουτώνιο, που μπορούν να ξαναγίνουν καύσιμο. Ό,τι μένει, δηλαδή τα προϊόντα σχάσης και τα minor actinides (τα υπόλοιπα βαρέα στοιχεία που σχηματίστηκαν με σύλληψη νετρονίων), αναμειγνύεται με τηγμένο γυαλί, χύνεται σε ανοξείδωτα δοχεία και στερεοποιείται.

Η υαλοποίηση δίνει ένα στερεό, χημικά ανθεκτικό μπλοκ, με μικρότερο όγκο υψηλής ραδιενέργειας από το καύσιμο που το γέννησε. Την ανάγκη για τελική διάθεση όμως δεν την καταργεί: το γυάλινο μπλοκ ζητά την ίδια βαθιά γεωλογία με μια δέσμη.

Στην άλλη πλευρά της ζυγαριάς μπαίνουν η μεγάλη επένδυση, τα υγρά απόβλητα και οι εκπομπές που δημιουργεί η ίδια η εγκατάσταση όσο λειτουργεί, και το ότι ο διαχωρισμός πλουτωνίου φέρνει βαριές απαιτήσεις διασφαλίσεων και φυσικής προστασίας. Άλλες χώρες πάνε σε κλειστό κύκλο, άλλες σε ανοιχτό, όπου το καύσιμο πηγαίνει κατευθείαν για διάθεση. Η επιλογή είναι οικονομική και πολιτική περισσότερο από τεχνική.

Ένα βήμα παραπέρα μελετάται σε ερευνητικό επίπεδο: ο διαχωρισμός των μακρόβιων actinides και η μεταστοιχείωσή τους σε στοιχεία που σβήνουν γρηγορότερα, μέσα σε ειδικούς αντιδραστήρες ή σε συστήματα με επιταχυντή. Η ιδέα ελαφρύνει το βάρος της μακροχρόνιας τοξικότητας, ζητά όμως δικό της κύκλο εγκαταστάσεων και δεν αγγίζει τα προϊόντα σχάσης. Μέχρι σήμερα δεν έχει περάσει από την έρευνα και την επίδειξη στη βιομηχανική πρακτική, και το αποθετήριο το χρειάζεται κι αυτή.

Γιατί μιλάμε για φράγματα και όχι για δοχείο

Η βαθιά γεωλογική διάθεση στηρίζεται σε αλυσίδα φραγμάτων που αστοχούν με διαφορετικό μηχανισμό και σε διαφορετικό χρόνο, ώστε καμία μεμονωμένη αστοχία να μην ανοίγει διαδρομή προς την επιφάνεια.

Το πέτρωμα επιλέγεται με κριτήρια που δεν έχουν καμία σχέση με το τοπίο: χαμηλή διαπερατότητα, μικρή υδραυλική κλίση, τεκτονική σταθερότητα, αναγωγική χημεία που περιορίζει τη διάβρωση του δοχείου και τη διαλυτότητα των πιο ανησυχητικών στοιχείων, απουσία εκμεταλλεύσιμων κοιτασμάτων που θα τραβούσαν μελλοντική γεώτρηση. Ο χρόνος που θα χρειαζόταν το υπόγειο νερό για να φτάσει από το βάθος στην επιφάνεια πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερος από τον χρόνο που το υλικό παραμένει επικίνδυνο.

Η τεκμηρίωση γίνεται με το σκεπτικό ασφάλειας: μοντέλα μεταφοράς ραδιονουκλιδίων, πειράματα σε υπόγεια εργαστήρια μέσα στο ίδιο πέτρωμα, και φυσικά ανάλογα, κοιτάσματα δηλαδή που έμειναν ουσιαστικά ακίνητα σε γεωλογική κλίμακα χρόνου. Οι υπολογισμοί δεν υποθέτουν ότι όλα κρατούν. Το σκεπτικό εξετάζει και σενάρια όπου δοχεία αστοχούν πρόωρα, και ρωτά τι δόση θα έπαιρνε ένας υποθετικός μελλοντικός κάτοικος της περιοχής.

Ο στόχος είναι παθητική ασφάλεια. Μετά τη σφράγιση, το σύστημα δεν πρέπει να χρειάζεται ρεύμα, αντλίες, επιτήρηση ή θεσμούς για να παραμένει ασφαλές. Πολλά προγράμματα κρατούν παράλληλα τη δυνατότητα ανάκτησης του υλικού για κάποιο διάστημα, ώστε μια μελλοντική γενιά να μπορεί να αλλάξει γνώμη.

• η μήτρα του υλικού, τα κεραμικά δισκία ή το γυαλί, που διαλύεται πολύ αργά και κρατά τα ραδιονουκλίδια δεσμευμένα
• η θήκη του καυσίμου, σφραγισμένη γύρω από το κεραμικό
• το δοχείο διάθεσης, με εξωτερικό κέλυφος ανθεκτικό στη διάβρωση και εσωτερικό σκελετό που παραλαμβάνει την πίεση του πετρώματος
• ο μπεντονίτης γύρω από το δοχείο, που διογκώνεται μόλις βραχεί, σφραγίζει τα κενά, περιορίζει τη ροή του νερού και συγκρατεί ιόντα
• το πέτρωμα και το βάθος, που απομονώνουν από τη διάβρωση της επιφάνειας, από την κυκλοφορία των επιφανειακών νερών και από την ακούσια ανθρώπινη επέμβαση

Ποιος δέχεται, ποιος εγγυάται, για πόσο

Το δύσκολο κομμάτι είναι η υπογραφή κάτω από την απόφαση. Τα προγράμματα που προχώρησαν είχαν κοινά χαρακτηριστικά: εθελοντική διαδικασία, με κοινότητες που μπαίνουν και μπορούν να αποχωρήσουν σε ορισμένα στάδια, χρόνο, πρόσβαση της κοινότητας σε δική της τεχνική γνώμη και συνήθως προϋπάρχουσα σχέση με τον κλάδο, επειδή υπήρχε ήδη εγκατάσταση στην περιοχή. Όπου η θέση ανακοινώθηκε ως τετελεσμένο από το κέντρο, το πρόγραμμα κόλλησε και η καθυστέρηση μετρήθηκε σε γενιές μηχανικών.

Οι ρόλοι δεν είναι τυχαία χωριστοί. Ο φορέας διαχείρισης καταλοίπων σχεδιάζει, ζητά άδεια, κατασκευάζει και λειτουργεί. Η ρυθμιστική αρχή αξιολογεί τον φάκελο, θέτει όρους, επιθεωρεί και μπορεί να σταματήσει το έργο. Ο ρόλος της είναι ελεγκτικός: δεν προωθεί το πρόγραμμα, δεν το υπερασπίζεται δημόσια και δεν εγγυάται εκ των προτέρων ότι θα εγκριθεί. Πίσω από όλους μένει το κράτος ως τελικός εγγυητής, επειδή καμία εταιρεία δεν έχει διάρκεια ζωής συγκρίσιμη με το υλικό.

Το «για πόσο» είναι το ερώτημα χωρίς καθαρή απάντηση. Το υλικό ξεπερνά σε διάρκεια τους θεσμούς που το επιτηρούν, και γι’ αυτό η σχεδίαση δεν στηρίζεται στη συνέχειά τους. Ανοιχτό μένει το ζήτημα της μνήμης: αρχεία, χάρτες, εγγραφές σε κτηματολόγιο, σήμανση στην επιφάνεια, χωρίς να ξέρει κανείς ποια γλώσσα ή ποιο σύμβολο θα διαβάζεται τότε.

Υπάρχει και το ερώτημα της δικαιοσύνης ανάμεσα στις γενιές, που έχει δύο όψεις. Η παρατεταμένη ενδιάμεση αποθήκευση μεταφέρει το βάρος και το κόστος στους επόμενους. Η οριστική σφράγιση κλείνει το θέμα, αλλά τους αφαιρεί την επιλογή. Και τα δύο επιχειρήματα ακούγονται σε κάθε δημόσια διαβούλευση, και κανένα δεν είναι παράλογο.

Λυμένο στο σχέδιο, μισοϋλοποιημένο στο έδαφος

Το «λύθηκε τεχνικά» σημαίνει κάτι συγκεκριμένο: υπάρχει σχεδιασμός με δοκιμασμένα υλικά, υπάρχει μεθοδολογία που αποδεικνύει την ασφάλεια σε ορίζοντα πολύ μεγαλύτερο από κάθε άλλη ανθρώπινη κατασκευή, υπάρχουν υπόγεια εργαστήρια όπου δοκιμάστηκαν τα φράγματα μέσα στο πραγματικό πέτρωμα και υπάρχουν ρυθμιστικές αρχές που έχουν κρίνει τέτοιους φακέλους και έχουν εκδώσει άδειες.

Το «υλοποιήθηκε» σημαίνει άλλο πράγμα: εγκατάσταση που παραλαμβάνει υλικό ως ρουτίνα. Για τα χαμηλής ραδιενέργειας κατάλοιπα αυτό συμβαίνει εδώ και καιρό, με χώρους διάθεσης σε κανονική λειτουργία σε αρκετές χώρες. Για το υψηλής ραδιενέργειας υλικό καμία εγκατάσταση στον κόσμο δεν παραλαμβάνει ακόμη υλικό για διάθεση ως ρουτίνα· η Φινλανδία είναι στο τελικό στάδιο αδειοδότησης και η Σουηδία κατασκευάζει το δικό της αποθετήριο34. Οι περισσότερες χώρες κρατούν το αναλωμένο καύσιμο σε ενδιάμεση αποθήκευση, συνήθως δίπλα στους ίδιους τους σταθμούς.

Το κενό ανάμεσα στα δύο το εξηγούν οι αλλαγές κυβερνήσεων και πολιτικής, οι προσφυγές και οι επανεκκινήσεις της διαδικασίας επιλογής θέσης, οι αναθεωρήσεις κριτηρίων, και κάτι λιγότερο προφανές: η ενδιάμεση αποθήκευση δουλεύει. Όσο δουλεύει, αφαιρεί την πίεση για την ακριβή και πολιτικά δαπανηρή απόφαση, και η απόφαση μετατίθεται.

Ποιος πληρώνει και πότε

Το κόστος της διαχείρισης δεν αφήνεται για το τέλος. Η αρχή στο ευρωπαϊκό πλαίσιο (Οδηγία 2011/70/Ευρατόμ) είναι ότι ο παραγωγός των αποβλήτων πληρώνει, με επαρκή χρηματοδότηση· σε πολλές χώρες πληρώνει όσο παράγει5. Τα μοντέλα διαφέρουν από χώρα σε χώρα· συνήθως γίνεται με εισφορά ανά μονάδα ηλεκτρικής ενέργειας που πωλείται, η οποία μπαίνει σε ταμείο ή σε δεσμευμένα περιουσιακά στοιχεία για τον παροπλισμό του σταθμού και για τη διαχείριση και διάθεση των καταλοίπων. Το ίδιο πλαίσιο ζητά από κάθε κράτος εθνικό πρόγραμμα με χρονοδιάγραμμα και πηγή χρηματοδότησης5.

Ο μηχανισμός υπάρχει, οι αδυναμίες του επίσης. Η εκτίμηση κόστους γίνεται για ορίζοντα που ξεπερνά την εμπειρία μας από κάθε άλλο έργο. Το ταμείο υποθέτει αποδόσεις. Οι επανεκτιμήσεις τείνουν να ανεβάζουν το ποσό καθώς τα σχέδια ωριμάζουν. Και μένουν τα ερωτήματα ποιος καλύπτει την υπέρβαση και τι γίνεται αν ο υπόχρεος φορέας πάψει να υπάρχει πριν ολοκληρωθεί η δουλειά.

Για μια χώρα που απλώς συζητά αν θα μπει στον κλάδο, η σειρά έχει σημασία. Το ταμείο, ο ανεξάρτητος ρυθμιστής με δικούς του πόρους και προσωπικό, το εθνικό πρόγραμμα καταλοίπων και η διαδικασία με την οποία μια κοινότητα θα κληθεί να δεχτεί ή να αρνηθεί είναι προϋποθέσεις εισόδου. Η συζήτηση για το ποια τεχνολογία αντιδραστήρα προτιμάται έρχεται μετά.