กากกัมมันตรังสีหรือกากนิวเคลียร์ หมายถึง เครื่องมือและวัสดุอุปกรณ์ต่างๆที่ใช้งานแล้วจากเครื่องปฏิกรณ์ หรือระบบอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง จนทำให้วัสดุอุปกรณ์ดังกล่าวกลายสภาพเป็นสารกัมมันตรังสี หรือมีการปนเปื้อนรังสี เมื่อเครื่องมือวัสดุอุปกรณ์เหล่านั้นเลิกใช้งานแล้ว ก็จะเป็นกาก กัมมันตรังสีที่ต้องดำเนินการอย่างถูกต้อง เหมาะสม เพื่อให้ปลอดภัยต่อผู้ปฏิบัติงาน ประชาชน และสิ่งแวดล้อม
๑. ประเภทของกากกัมมันตรังสี
กากกัมมันตรังสีแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ โดยมีวิธีการแบ่งเป็น ๒ ลักษณะ คือ แบ่งตามลักษณะทางกายภาพ และแบ่งตามระดับความแรงรังสี
ก. แบ่งตามลักษณะทางกายภาพ
ได้แก่ กากกัมมันตรังสีชนิดของแข็ง เช่น เชื้อเพลิงใช้แล้ว แท่งควบคุมใช้แล้ว วัสดุโครงสร้างของเครื่องปฏิกรณ์ และชุดปฏิบัติงานของพนักงานที่เกี่ยวข้องกับรังสี กากกัมมันตรังสีชนิดของเหลว เช่น น้ำระบายความร้อน น้ำที่ใช้ชำระล้างสิ่งเปรอะเปื้อนรังสี น้ำยาเคมี และน้ำจากบ่อเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้ว กากกัมมันตรังสีชนิดก๊าซ เช่น ก๊าซจากปฏิกิริยาแตกตัว และก๊าซไฮโดรเจน
ข. แบ่งตามระดับความแรงรังสี
ได้แก่ กากกัมมันตรังสีระดับต่ำ กากกัมมันตรังสีระดับปานกลาง และกากกัมมันตรังสีระดับสูง (บางประเทศแบ่งกากกัมมันตรังสีเป็น ๒ ระดับ คือ กากกัมมันตรังสีระดับ ต่ำ และกากกัมมันตรังสีระดับสูง)
๒. แหล่งกำเนิดกากกัมมันตรังสี
กากกัมมันตรังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ มีแหล่งกำเนิดจาก ๒ แหล่งใหญ่ๆ ได้แก่ จากปฏิกิริยาแตกตัวทางนิวเคลียร์ที่เกิดกับเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และจากการดูดจับอนุภาคนิวตรอนของวัสดุโครงสร้างและอุปกรณ์ในเครื่องปฏิกรณ์
ก. กากกัมมันตรังสีจากปฏิกิริยาแตกตัวทางนิวเคลียร์
ปฏิกิริยาแตกตัวทางนิวเคลียร์ เป็นรูปแบบหนึ่งของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นกับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในถังปฏิกรณ์อย่างสม่ำเสมอและต่อเนื่องขณะเดินเครื่องปฏิกรณ์ เมื่อเกิดปฏิกิริยาแตกตัว นิวเคลียสของเชื้อเพลิง (เช่น ยูเรเนียม-๒๓๕) จะแตกออกเป็น ๒ ส่วน ที่เรียกว่า ผลิตผลจากการแตกตัว (fission product) กลายเป็นกากเชื้อเพลิง เกิดกัมมันตรังสี และพลังงานความร้อน ที่จะนำไปสู่กระบวนการผลิตไฟฟ้า ต่อไป
ข. กากกัมมันตรังสีจากการดูดจับอนุภาคนิวตรอน
กากนี้เกิดจากสารที่อยู่ภายในเครื่องปฏิกรณ์ดูดจับนิวตรอน แล้วทำให้สารนั้นกลายเป็นสารกัมมันตรังสี แบ่งได้เป็น
๑) สารกัมมันตรังสีที่เกิดจากการสึกกร่อน เช่น โคบอลต์-๖๐ และเหล็ก-๕๙ แมงกานีส-๕๔
๒) สารกัมมันตรังสีที่เกิดจากการดูดจับนิวตรอนของเชื้อเพลิงยูเรเนียมเรียกว่า ทรานส์ยูเรเนียม (transuranium)
๓. ปริมาณกากกัมมันตรังสี
ก. ปริมาณกากกัมมันตรังสีจากโรงไฟฟ้า ตลอดอายุการใช้งาน (ประมาณ ๓๐ -๔๐ ปี) จะมีกากชนิดรังสีระดับต่ำ และปานกลางประมาณ ๙,๐๐๐ - ๓๐,๐๐๐ ถัง (ขนาดถังน้ำมัน ๒๐๐ ลิตร) ส่วนกากรังสีระดับสูงจะมีปริมาณเทียบเท่าขนาดถังน้ำมัน ๒๐๐ ลิตร จำนวน ๓๐๐ ถัง
ข. ปริมาณเชื้อเพลิงใช้แล้ว โรงไฟฟ้า นิวเคลียร์แบบความดันสูงขนาด ๑,๐๐๐ เมกะวัตต์ จะใช้มัดเชื้อเพลิงประมาณ ๑๕๐ - ๒๐๐ มัด สามารถเดินเครื่องปฏิกรณ์ผลิตไฟฟ้าได้นานประมาณ ๑๘ เดือน (รุ่นใหม่จะเป็น ๒๔ เดือน) จากนั้นจะเปลี่ยนมัดเชื้อเพลิงใช้แล้วออกไปประมาณ ๑ ใน ๓ หรือเท่ากับ ๕๐ - ๗๐ มัด ถ้าอายุของโรงไฟฟ้าเท่ากับ ๓๐ - ๔๐ ปี (รุ่นใหม่จะเป็น ๖๐ ปี) จะมีเชื้อเพลิงใช้แล้วรวมทั้งสิ้นไม่เกิน ๒,๘๐๐ มัด (เปลี่ยนเชื้อเพลิงปีละ ๗๐ มัด x อายุโรงไฟฟ้า ๔๐ ปี) เชื้อเพลิง ๑ มัด จะมีขนาดความกว้าง x ความยาว x ความสูง ประมาณ ๐.๒๒ x ๐.๒๒ x ๔.๐๐ เมตร น้ำหนักประมาณ ๘๐๐ กิโลกรัม
๔. วิธีจัดการกากกัมมันตรังสี
ก. การจัดการกากกัมมันตรังสีระดับต่ำ กากรังสีระดับต่ำ ได้แก่ วัสดุที่ปนเปื้อนรังสี เช่น ชุดปฏิบัติงาน อุปกรณ์ เครื่องมือ และน้ำที่ใช้ชำระล้างวัสดุอุปกรณ์ที่เปรอะเปื้อน รังสี ในกรณีของกากรังสีระดับต่ำที่เป็นของแข็ง มีวิธีการจัดการโดยการปล่อยให้กัมมันตรังสีสลายตัวหมดไป การนำกากไปเผา บดอัด และหุ้มด้วยซีเมนต์ หรือผสมเป็นเนื้อเดียวกับซีเมนต์ บรรจุถังเหล็กขนาด ๒๐๐ ลิตร แล้วนำไปตั้งไว้บนพื้นดิน ในสถานที่ที่จัดเตรียมไว้ ส่วนกากที่เป็นของเหลวจะใช้วิธีการระเหยน้ำ การทำให้ตกตะกอน ทำให้เจือจางด้วยสารละลายหรือสารเคมี และกากที่เป็นก๊าซจะใช้วิธีการทำให้เจือจางด้วยอากาศหรือก๊าซเฉื่อย และ/หรือนำก๊าซไปผ่านชุดกรองอากาศประสิทธิภาพสูงหลายขั้นตอน แล้วนำชุดกรองอากาศดังกล่าวไปจัดการเช่นเดียวกับกากรังสีต่ำชนิดของแข็งทั่วไป
ข. การจัดการกากกัมมันตรังสีระดับปานกลาง กากรังสีระดับปานกลาง ได้แก่ วัสดุอุปกรณ์ที่ใช้งานเกี่ยวข้องกับรังสีโดยตรง เช่น ไส้กรองระบบบำบัดน้ำให้บริสุทธิ์ การจัดการกากรังสีระดับปานกลางมีวิธีคล้ายกับการจัดการกากรังสีระดับต่ำ แต่จะแตกต่างกันที่ภาชนะบรรจุซึ่งมีความหนาและแข็งแรง มากกว่า และนำภาชนะดังกล่าวไปฝังไว้ใต้พื้นดินที่ความลึกประมาณ ๕ - ๑๐ เมตร
ค. การจัดการกากกัมมันตรังสีระดับสูง กากรังสีระดับสูงจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ส่วนมาก ได้แก่ เครื่องมือและวัสดุอุปกรณ์ที่บรรจุอยู่ในถังปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เพราะเมื่อเดินเครื่องปฏิกรณ์แล้ว จะเกิดความร้อน และกัมมันตรังสีเป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว ซึ่งกักเก็บผลิตผลจากการแตกตัวไว้ภายใน และถ้านำเชื้อเพลิง ใช้แล้วไปสกัดธาตุที่เป็นประโยชน์ไว้ใช้งาน อีก เช่น ยูเรเนียม และพลูโตเนียม กากที่เกิดจากกระบวนการดังกล่าว จึงถือว่าเป็นกากกัมมันตรังสีระดับสูงที่ต้องจัดการอย่างระมัดระวังที่สุด
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น