Klávesové zkratky na tomto webu - základní
Přeskočit hlavičku portálu

Osud Savannah River Site – centra výroby plutonia pro armádu USA

17. 10. 2013 12:40:54
Jaderné středisko Savannah River Site nebylo v USA ani největší ani nejstarší (obě prvneství patří centru Hanford Site), ovšem v dnešní době je nejvýznamnějším centrem pro zpracování radioaktivního odpadu. V jeho areálu najdeme jediný americký radiochemický separační závod, závod na separaci tritia a právě zde probíhá stavba prvního amerického závodu na výrobu palivo MOX. Z výpisu těchto zařízení si ale nemyslete, že toto středisko zažívá nějakou obrodu, to ne. V areálu totiž probíhají intenzivní čistící práce, což obnáší zpracování skladovaného radioaktivního odpadu, aby mohl být trvalo uložen, likvidaci nepotřebných budov a zalévání starých reaktorových budov betonem. Za několik desítek let by tu mělo zůstat už jen několik hlídaných budov, které by ukrývaly radioaktivní materiály oddělené od životního prostředí.

Něco málo z historie

Savannah River Site vzniklo v padesátých letech minulého století jako ústav pro výrobu plutonia-239 a tritia pro americké jaderné zbraně. Velice rychle zde bylo postaveno pět reaktorů a pro ně potřebná infrastruktura - chemické separační závody, závody na extrakci těžké vody, výrobu jaderného paliva, terčů a závody pro nakládání s radioaktivními odpady. První reaktor byl uveden do provozu v roce 1953 a poslední v roce 1955. Nejstarší ukončil provoz v roce 1964, další tři v osmdesátých letech a poslední přestal pracovat až v roce 1992. Všechny reaktory měly stejnou konstrukci a jejich původní tepelný výkon byl pod 500 MWt, který byl ale do roku 1965 výrazně zvýšen až na 2500 MWt pro každý reaktor.

hist_reactor_2.jpg

Fotografie z padesátých let ze stavby jednoho z pěti reaktorů na výrobu plutonia a tritia pro vojenské účely. (Zdroj: Srs.gov)

Ozářené materiály (jaderné palivo a ozařovací terče) byly z reaktorů přesouvány do chemických separačních závodů, kde z nich pracovníci získávali užitečné produkty a zbytek odesílali do jiných ústavů amerického ministerstva energetiky (Department of Energy - DoE). Během let 1953 až 1988 zde bylo vyrobeno cca 36 tun plutonia. Celkově se Savannah River Site rozprostírá na ploše přes 800 kilometrů čtverečních, což je přibližně rozloha Prahy a Brna dohromady.

Postupem času se účel tohoto střediska změnil a začalo se stále více soustředit na ekologický dozor, nakládání s radioaktivními odpady a ekologickou likvidaci odpadů. Dnes je to hlavní středisko amerického ministerstva energetiky v ekologickém dozoru a zpracování radioaktivních odpadů, a to především pozůstatkům z období Studené války.

10.jpg

Výzkumný těžkovodní reaktor HWCTR (Heavy Water Components Test Reactor) z roku 1962 sloužil ke zkouškám provozu těžkovodních reaktorů. Mimo jiné v něm bylo testováno palivo pro budoucí reaktory typu CANDU. (Zdroj: Srs.gov)

Savannah River National Laboratory (SRNL)

Tento výzkumný ústav byl založen při Savannah River Site a pomáhá mu řešit některé úkoly. Zabývá se vitrifikací, detektory, ekologickou likvidací radioaktivních odpadů, postupy pro nešíření jaderného materiálu a dalším. Ústav zaměstnává na 900 vědeckých pracovníků včetně několika zahraničních odborníků. Má také unikátní biotechnologické laboratoře pro výzkum manipulace s radioaktivními odpady, demonstrační lokality pro testování a hodnocení technologií ukládání radioaktivního odpadu a speciální laboratoře pro velmi přesné měření a analýzu radioaktivních materiálů.

Tento ústav se nesoustředí jen na práci pro Savannah River Site, ale přibližně polovina jeho zakázek je odjinud - DoE, National Nuclear Safety Administration a některé státní úřady jako třeba Ministerstvo vnitřní bezpečnosti.

Produkce tritia

Savannah River Site je jediným místem v USA, kde probíhá extrakce tritia z jaderných hlavic a z ozářených terčů v reaktorech. Při jeho rozpadu vzniká helium-3, které je používáno při výrobě detektorů neutronů, které jsou důležité v boji proti teroristům.

03.jpg

Nejmodernější závod pro extrakci tritia, který stojí v Savannah River Site. (Zdroj: Srs.gov)

04.jpg

Práce v závodu na extrakci tritia. (Zdroj: Srs.gov)

Výroba paliva MOX

V roce 2007 začala stavba závodu na výrobu paliva MOX v areálu Svannah River Site a o dva roky později i související závod na zpevňování kapalných radioaktivních odpadů produkovaných prvním závodem. Tento přepracovatelský závod bude zpracovávat plutonium, kterého má USA přebytky díky svým smlouvám s Ruskem o likvidaci jaderných hlavic, do podoby použitelné v energetických reaktorech.

Canyon F a H

Chemické separační závody v Savannah River Site jsou nazývány kaňony (z angl. Canyon) a najdeme tu dva – Canyon F a Canyon H. Svůj název nedostaly, jak by se dalo očekávat, díky vnější podobě, ale kvůli tomu, že zařízení na přepracování jaderných materiálů vypadá jako umístěné mezi strmými stěnami úzkého kaňonu (budova je vysoká něco málo přes 20 metrů). První z nich už dosloužil, ale druhý stále funguje a je jediným americkým závodem svého druhu. Probíhá v něm extrakce uranu-235, neptunia-237 a plutonia-238. Plutonium z tohoto závodu bylo použito v 30 programech výzkumu hlubokého vesmíru, své užití získalo například jako energetický zdroj pro sondu Cassini, který představoval 33 kg oxidu plutoničitého.

Dnes je hlavní úlohou tohoto závodu snižovat množství amerického štěpného materiálu, který je potřeba ukládat. Dále zde probíhá snižování obohacení jaderného paliva z vysoce obohaceného, které by mohlo být zneužito pro výrobu jaderných zbraní a k jehož nepoužívání tlačí Mezinárodní agentura pro atomovou energii, na nízko obohacené, které dnes používá drtivá většina výzkumných reaktorů a všechny energetické. Z tohoto závodu odebírá nízko obohacené jaderné palivo společnost Tennessee Valley Authority (TVA), která od roku 2003 převezla 301 tun nízce obohaceného uranu, z nějž nyní vyrábí elektřinu pro domácnosti a průmysl ve státech Alabama a Tennessee.

misn_h-canyon_2.jpg

Budova Canyon H má na délku 254 metrů, je široká 37 metrů a dosahuje výšky 20 metrů. Do provozu byla uvedena v roce 1955 a funguje dodnes. (Zdroj: Srs.gov)

hist_hcanyon_2.jpg

Jeden ze dvou chemických separačních závodů před spuštěním provozu. Z majestátní výšky stěn je jasné, proč tato dlouhá, úzká a vysoká budova dostala označení kaňon. (Zdroj: Srs.gov)

05.jpg

Většina práce v budově Canyon H probíhá pomocí dálkově řízených jeřábů, čímž se podařilo minimalizovat radiační ozáření pracovníků. (Zdroj: Srs.gov)

K Area Complex

V areálu Savannah River Site je také K Area Complex, což je závod pro dočasné ukládání přebytečného plutonia. Najdeme v něm většinu plutonia patřícího DoE. Ministerstvo energetiky v roce 2000 přišlo s rozhodnutím o stavbě dalšího zařízení pro nakládání s plutoniem, a tak se z tohoto jaderného střediska stal základní kámen v americkém procesu nakládání s nadbytečným plutoniem a jeho ukládání.

V budově K Area Complex byl původně umístěn reaktor pro produkci plutonia známý jako K Reactor, ale v roce 1992 DoE uzavřelo tento svůj poslední reaktor produkující plutonium a tato budova byla vybrána, aby získala nový účel. Vyžadované stavební úpravy byly malé ve srovnání se stavbou nové budovy, železobetonové stěny jsou masivní a několik desítek centimetrů silné, celá oblast uspěla v seismickém průzkumu a veškerá bezpečnostní infrastruktura již byla na místě. DoE se tedy rozhodlo zřídit zde nový závod pro nakládání a skladování přebytečného plutonia.

misn_k-ext_2.jpg

Budova reaktoru K dnes slouží k dočasnému ukládání plutonia.

misn_k-glove_2.jpg

Zpracovávání odpadu kontaminovaného plutoniem v budově K Area Complex. (Zdroj: Srs.gov)

KAC_2.jpg

Schéma kontejneru pro skladování plutonia. Plutonium je uzavřeno do kontejneru typu 3013, který je zabalený do přepravního kontejneru 9975 Type B. Vnější vrstvu tvoří nerezový plech, který je vyplněný celoxovou izolací, sekundárním obalem, olověným stíněním a primárním obalem, uvnitř nějž se už nachází kontejner 3013. (Zdroj: Srs.gov)

L Area Complex

Podobný osud jako budovu reaktoru K čekal i budovu reaktoru L. Původně všech pět reaktorů produkujících plutonium mělo ve svém přízemí bazény pro skladování použitého jaderného paliva a ozářených terčů. Na přelomu století se vedení Savannah River Site rozhodlo shromáždit všechno použité jaderné palivo na jedno místo a k tomuto účelu byla vybrána budova reaktoru L, která dnes nese název L Area Complex. Dnes zde najdeme 2290 kontejnerů, v nichž je uloženo 45 tisíc palivových kazet z bývalých reaktorů Savannah River Site i z amerických výzkumných ústavů.

11.jpg

L Area Complex zvenku. Prostory této budovy slouží ke skladování použitého jaderného paliva. (Zdroj: Srs.gov)

misn_l-area-basin_2.jpg

Skladovací bazény budovy bývalého reaktoru L přijaly od roku 1996 10 400 palivových kazet z jiných zařízení než Savannah River Site. Najdete zde mnoho různých druhů paliva i celkem deset typů přepravních kontejnerů, v nichž sem bylo použité palivo dovezeno. (Zdroj: Srs.gov)

Nakládání s odpadem

Dosud jsme hovořili především o cílených produktech výroby plutonia, které dnes už ztratilo svůj význam, a o použitém jaderném palivu. Nyní se budeme soustředit na ostatní odpady, kterých při produkci plutonia a při zpracování radioaktivních materiálů vzniká nemalé množství.

Zařízení Defense Waste Processing Facility (DWPF) slouží v ústavu Savannah River Site k zpracovávání kapalných radioaktivních odpadů, tj. jejich zpevňování a vitrifikaci do boro-křemíkovitého skla. V této stabilní podobě je možné radioaktivní odpady dlouhodobě ukládat. Ve 49 podzemních nádržích je skladováno přibližně 136 tisíc metrů krychlových radioaktivního odpadu a od března 1996 se podařilo vyrobit 4,5 tisíce tun vitrifikovaného radioaktivního odpadu.

01.jpg

Stavba nádrží na kapalný radioaktivní odpad. Celkem jich bylo v areálu Savannah River Site postaveno 49 a jejich vyřazení z provozu je jedním z hlavní cílů DoE. (Zdroj: Srs.gov)

Většina odpadů z nádrží je nyní oddělována jako nízkoaktivní roztoky solí, což probíhá v novém zařízení Actinide Removal Process and Modular Caustic Side Solvent Exaction Unit, z nějž jsou více aktivní odpady posílány ke zpracování do DWPF. V roce 2015 by mělo být spuštěno zařízení Salt Waste Processing Facility (SWPF), které bude schopno s velkou účinností zpracovávat velké objemy radioaktivních solí ze Savannah River Site.

06.jpg

Zařízení Saltstone Production Facility, v němž je ukládán pevný nízkoaktivní radioaktivní odpad. Nejdříve je smíchán s popelem, cementem a struskou a poté zalit do betonových kobek. (Zdroj: Srs.gov)

Nízkoaktivní soli jsou přepravovány do Saltstone Production Facility, kde jsou míchány s cementem, prachem a struskou z vysokých pecí. Tato směs je potom zalévána do betonových kobek, které slouží k trvalému uložení tohoto druhu opadu.

Jedním z hlavních cílů DoE je zrušit nádrže, v nichž je tekutý jaderný odpad skladován již téměř padesát let. Čtyři nádrže jsou již připravovány k uzavření.

Kromě radioaktivních tekutých odpadů jsou v areálu Savannah River Site skladovány ještě nízkoaktivní pevné odpady (např. kontaminované ochranné obleky a nářadí), odpady obsahující transurany (prvky s větším atomovým číslem než má uran). Další kategorii tvoří neaktivní nebezpečné odpady, které jsou zastoupeny toxickými látkami, žíravinami, reaktivními a vznětlivými materiály.

Ne všechny radioaktivní odpady je možné ukládat v areálu Savannah River Site a některé druhy odpadů jsou přepravovány na speciální pracoviště. Jedním z nich je Waste Isolation Pilot Plant (WIPP) v Novém Mexiku, které slouží pro dlouhodobé ukládání transuranů. Od roku 2001 přijalo toto úložiště 30 000 sudů s odpady kontaminovanými transurany. Do konce roku 2013 sem má být přemístěno i zbývající množství transuranů ze Savannah River Site, což je o 22 let dříve oproti původnímu plánu. Nebezpečné odpady jsou od roku 2001 běžně přepravovány do specializovaných komerčních podniků.

07.jpg

Odpad kontaminovaný transurany začíná svou cestu do specializovaného úložiště WIPP v Novém Mexiku. (Zdroj: Srs.gov)

Čištění a rekultivace areálu

V roce 2003 začaly probíhat intenzivní práce na snížení rozsahu kontaminované půdy a zařízení, cílem je soustředit radioaktivní materiály jen do několika míst a oddělit zdroje kontaminace od životního prostředí. Součástí je i čištění podzemních vod.

Zatím bylo dokončeno 375 z 515 dílčích úkolů v oblasti nakládání s odpadem v areálu Savannah River Site, což představuje asi 2000 významných kroků stanovených DoE. Mnoho moderních technologií pomáhá zrychlovat cíle na vyčištění tohoto jaderného střediska. Plánem je postupně čistit jednu oblast střediska za druhou a v roce 2031 dokončit poslední. Několik budov obsahujících radioaktivní materiály zůstane pod dozorem úřadů, což znamená omezený přístup, dlouhodobé monitorování, údržbu a inspekce.

V roce 2009 středisko Savannah River Site získalo 1,6 miliardy dolarů (30,4 miliardy korun) od American Recovery and Reinvestment Act, což výrazně urychlilo vyčištění této oblasti.

31908325.JPG

Reaktor P byl postaven v padesátých letech, aby produkoval plutonium a tritium pro podporu amerického vojenského jaderného programu. Na trvalé zapečetění tohoto reaktoru a ještě jednoho byla použita přibližně čtvrtina ze štědrého příspěvku 1,6 miliardy dolarů. Fotografie je z roku 2009, kdy jaderné středisko Savannah River Site získalo příspěvek a chystalo se zalít prostory budovy betonem. (Zdroj: Nytimes.com)

31908136.JPG

Podle plánu měly být všechny podzemní prostory, z nichž část je kontaminována, zality betonem. Bylo potřeba takové množství betonu, že úřady plánovaly postavit poblíž areálu betonárku a prodloužit koleje až k budovám určeným doslova k „pohřbení“. (Zdroj: Nytimes.com)

31908238.JPG

Reaktor P byl spuštěn v roce 1954 a svůj provoz ukončil v roce 1988. Jeho řídící místnost je připomínkou dob, kdy i složité systémy nebyly řízeny pomocí počítačů. (Zdroj: Nytimes.com)

31908256.JPG

Redaktoři byli na nadcházejících tisíc let dopředu jedni z posledních lidí, kteří se podívali do řídící místnosti. (Zdroj: Nytimes.com)

31908271.JPG

Pětapadesátiletý Tony Long je příkladem pracovníkům, kterým jaderné reaktory produkující štěpný materiál pro vojenské účely dávaly práci během svých let provozu i po něm. Celkově Savannah River Site zaměstnává přibližně 11 000 lidí, což je méně než polovina stavu z dob Studené války. Pan Long k čištění tohoto střediska uvedl: „Všechno má svůj důvod. Byl důvod pro to, aby tu bylo toto středisko postaveno, je důvod i pro to, co tu teď děláme. Oboje je stejně důležité ve svém významu v dějinách.“ (Zdroj: Nytimes.com)

31907815.JPG

Pracovníci nakládají jeden z 15 606 zbývajících sudů s ochuzeným oxidem uraničitým, který byl vedlejším produktem při výrobě štěpného materiálu pro vojenské účely. Každý sud vážící 680 kg je pracovníky v ochranných oblecích zkontrolován, označen a naložen na paletu. (Zdroj: Nytimes.com)

31907965.JPG

Ochuzený uran v sudech je prozatím skladován v tomto skladišti. Později má být podle plánů DoE naložen na 52 speciálních železničních vagonů a přepraven do úložiště v Utahu. Někteří úředníci proti tomu ale protestují. (Zdroj: Nytimes.com)

31908055.JPG

Další z prací při čištění střediska Savannah River Site je odstranění zhruba 4500 metrů krychlových odpadu obsahujícího transurany včetně ochranných pomůcek, nářadí a trosek kontaminovaných plutoniem. Tento odpad byl v sedmdesátých letech zasypáván zeminou a nyní je odkrýván a obsah každého sudu je zkontrolován pomocí rentgenu. (Zdroj: Nytimes.com)

31908025.JPG

Pracovníci v ochranných oblecích kontrolují obsah každého sudu před tím, než jej odešlou do Waste Isolation Pilot Plant poblíž města Carlsbad v Novém Mexiku. Toto úložiště nepřijímá volně umístěné kapalné odpady, takže pracovníci musí některé sudy otevřít, vyjmout nepovolený obsah a před odesláním je znovu zabalit. (Zdroj: Nytimes.com)

31907968.JPG

Na speciálních linkách probíhá vyjímání obsahu sudů a odstraňování nepovolených látek. Při práci pomáhají dálkově ovládané kamery, které lépe vyhledávají předměty určené k odstranění než pracovníci v ochranných prostředcích. (Zdroj: Nytimes.com)

misn_r-disassembly_2.jpg

Během likvidace budov se často objevuje duha, protože dělníci stříkají vodu na trosky, aby zamezili vzniku a šíření prachu. Na tomto sníku probíhá demolice budovy reaktoru R. (Zdroj: Srs.gov)

08.jpg

Část Savannah River Site s označením T v roce 2002. (Zdroj: Srs.gov)

09.jpg

Stejná oblast po zbourání budov a zavezení zeminou v roce 2006. Takto by měla v budoucnu vypadat většina areálu Savannah River Site. (Zdroj: Srs.gov)

Zdroje:

Srs.gov

Energy.gov

Nytimes.com

Fas.org

Autor: Vladislav Větrovec | čtvrtek 17.10.2013 12:40 | karma článku: 14.91 | přečteno: 1097x

Další články blogera

Vladislav Větrovec

Česko oblétá výstava o jaderném palivu

V posledních měsících se na několika místech Česka vystřídala zajímavá výstava, která pojímá jaderné palivo z úplně jiného pohledu, než jsme byli dosud zvyklí. Velice mě zaujala, tak jsem se Vám rozhodl tento pohled přiblížit.

30.10.2015 v 17:31 | Karma článku: 8.77 | Přečteno: 287 | Diskuse

Vladislav Větrovec

Novovoroněž II: Jak by mohly vypadat nové bloky v ČR

S mezinárodní skupinou novinářů jsem se dostal na staveniště nové části Novovoroněžské jaderné elektrárny. Jde o podobný projekt, který byl nabízen ve zrušeném tendru na rozšíření Temelína. Pojďme si jej trochu přiblížit.

7.7.2015 v 15:24 | Karma článku: 14.08 | Přečteno: 854 | Diskuse

Vladislav Větrovec

Atomexpo 2015 bylo ve znamení rozvoje jaderných elektráren a prodlužování jejich života

Ač některé země od jádra ustupují, mnohé další jej nadále rozvíjejí. Že zdaleka nejde o přežitek, nýbrž o obor s důležitou budoucností, ukázal veletrh Atomexpo 2015. Odborníci zde předávali zkušenosti zájemcům o rozvoj jádra.

29.6.2015 v 15:50 | Karma článku: 10.18 | Přečteno: 293 | Diskuse

Vladislav Větrovec

Jaderné ledoborce získají posilu - tři nové ledoborce LK-60 (část druhá)

Pokračování textu k příležitosti zahájení výstavby druhého ledoborce třídy LK-60, které se po dokončení stanou největšími a nejvýkonnějšími ledoborci na světě, jak jadernými, tak všeobecně.

30.5.2015 v 10:00 | Karma článku: 13.82 | Přečteno: 501 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Věda potřebuje nejen peníze, ale i efektivní způsob vyhodnocování

Cílem základního výzkumu je poznat něco nového o přírodě, vyřešit určitou záhadu, a to často bez ohledu na bezprostřední využití takových objevů.

27.7.2017 v 9:54 | Karma článku: 7.07 | Přečteno: 147 | Diskuse

Dana Tenzler

Hvězdy, které vyrábí … podmínky pro život. Mira.

Jednou je vidět, pak se schová. Rudý obr Mira vykazuje enormní změny jasnosti. Kromě toho do svého okolí odhazuje chemické prvky, ze kterých by jednou mohl vzniknout život. (délka blogu 5 min.)

27.7.2017 v 8:00 | Karma článku: 17.25 | Přečteno: 291 | Diskuse

Jan Fikáček

Jsme mrchožrouti nekonečna

Nekonečno znamená snad pro všechny lidi tajemno a ztělesnění vědy. Proto možná některé překvapí, že ty nejzásadnější vědecké objevy nemohou vznikat jinak, než že nějaké, do té doby samozřejmé nekonečno, zničí.

25.7.2017 v 9:07 | Karma článku: 21.03 | Přečteno: 388 | Diskuse

Dana Tenzler

Proč se vám spíš vyleje káva bez pěny, než káva s pěnou?

„Nic vás neprobudí po ránu tak, jako čerstvě uvařená káva, kterou vylijete na klávesnici počítače,“ říká jedno ověřené přísloví. Káva s pěnou se nevyleje. Jak vytvořit optimální pěnu do kávy? (délka blogu 6 min.)

24.7.2017 v 8:00 | Karma článku: 18.45 | Přečteno: 431 | Diskuse

Jakub Kouřil

Význam Nesmyslu

Věda narazila na skleněnou zeď. V kvantovém světě se čas rozpouští zároveň do obou směrů. Říkáte si, co je mi po mikrosvětě! Žiji tady v hmatatelném a krásném vesmíru, uchopuji hmotu a krájím ji na kousky...

23.7.2017 v 10:22 | Karma článku: 9.15 | Přečteno: 389 | Diskuse
Počet článků 32 Celková karma 0.00 Průměrná čtenost 1280
Jsem studentem matematiky na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT. V poslední době jsem začal spolupracovat se serverem Atominfo.cz, pro nějž překládám z angličtiny zprávy ze zpravodajských serverů. Jednotlivé zprávy se týkají především jaderné energetiky a jaderné medicíny. Když jsem vstoupil do světa zpravodajství, cítil jsem potřebu vyjadřovat se k aktuální situaci.

Seznam rubrik

Napište mi

Vzkaz autorovi


Zbývá 1000 znaků.


Toto opatření slouží jako ochrana proti webovým robotům.
Při zapnutém javaskriptu se pole vyplní automaticky.


více


Najdete na iDNES.cz

mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.