اونکالو در فنلاند محل دفن صدها هزار تن زباله رادیواکتیو است. ۳۰ درصد برق در این کشور از سوخت هسته‌ای راکتورهای نیروگاه «اولکیلوتو» تامین می‌شود. «اتاق واکنش» (reactor room) یکی از توانمندترین رآکتورهای هسته‌ای دنیا در این نیروگاه قرار دارد.

به گزارش زیست آنلاین، تونل «اونکالو»‌ محل نهایی دفن سوخت مصرف‌شدهٔ هسته‌ای در فنلاند خواهد بود. حفاری این تونل در کنار نیروگاه هسته‌ای موسوم به «اولکیلوتو» در عمق بستر صخره‌ سنگ‌ها انجام شده است.

در ۴۵۰ متری زیر زمین، سوخت مصرف‌شده‌ٔ هسته‌ای درون لوله‌های مسی جای داده می‌شود و درون بنتونیت و بتون دفن می‌شود. برای حفاظت از این سوخت مصرف‌شده در برابر فجایع طبیعی یا فجایعی که ممکن است انسان به‌ وجود آورد، فنلاند به بستر صخره‌سنگ‌هایی اعتماد می‌کند که میلیاردها سال پایدار مانده‌اند.

»اتاق واکنش « (reactor room) یکی از توانمندترین رآکتورهای هسته‌ای دنیا در فنلاند ساخته شده است.

اولکیلوتو یکی از اولین رآکتورهای EPR رآکتورهای تحت فشار اروپاست که با تولید۱۶۰۰ مگاوات برق یکی از توانمندترین رآکتورهای دنیا نیز خواهد بود.

بازیافت پسماندهای صنعتی،‌ گنج نهفته در گورستان‌های زبالهدر سراسر اروپا بین ۱۵ هزار تا ۵۰۰ هزار محل دفن زباله وجود دارد که ۹۰ درصد این مکان‌ها غیربهداشتی است. گورستان‌های زباله هم چالشی زیست‌محیطی است و هم فرصت اقتصادی. پژوهشگران طرح در اروپا موسوم به «استخراج زباله»‌ به‌دنبال روشی کارآمد و پایدار برای بازیافت این پلاستیک‌ها و فلزات هستند.

در این طرح مهندسان مواد و کسانی که در حوزه مدیریت پسماند کار می‌کنند،‌ شرکت دارند.

استخراج زباله‌های مدفون در عمق ده متریمساحت گورستان زباله در نزدیکی شهر اوتلان-الکتوران در بلژیک۲۳۰ هکتار است. از دهه ۹۰ میلادی ۲۰ میلیون تن زباله صنعتی در این گورستان دفن شده است.

عمق زباله‌های پلاستیکی،‌ چوبی، فلزی، کاغذی و مقوایی در اینجا به ۱۰ متر هم می‌رسد. برای اکثر مردم اینجا فقط محل دفن زباله است،‌ اما دانشمندان اروپایی و کسانی که کارشان مدیریت پسماند است می‌گویند که با گنجی واقعی روبرو هستند.

ایو تیلمانس،‌ مدیر بخش بازرگانی شرکت موسوم به «ماچیلز گروپ»‌ که در حوزه خدمات زیست محیطی و انرژی های تجدیدپذیر کار می کند می‌گوید:‌

»ضایعاتی که در اینجا می بینید بالقوه می‌تواند منبع بزرگی از منابع خام و انرژی باشد که از گورستان‌های دفع زباله بازیافت می‌شود و از نظر اقتصادی هم سودآور باشد. اما برای عملی کردن آن به فناوری‌هایی نوینی نیاز هست. به این منظور زباله ها را از زمین استخراج می‌کنیم برای بازیافت بخشهای مختلف آن از فناوری های پیشرفته استفاده می‌کنیم.«

بیشتر بخوانید: بررسی انواع زباله و ماهیت آنهاتفکیک مواد موجود در زبالهپیش نمونه یکی از این فناوری پیشرفته در این آزمایشگاهی در اتریش آزمایش می‌‌شود. این پیش نمونه مجهز به سه حسگر است که به تفکیک زباله‌ها کمک می‌کند. این کار ساده نیست چون ترکیب زباله‌های مدفون در خاک در اثر مرور زمان تغییر کرده است.

باستین کوپرز، مهندس مدیریت پسمامند از دانشگاه «مونتان»‌در شهر لئوبن اتریش می‌گوید:‌ «زباله‌های مدفون در معرض عوامل مختلفی هستند. گردوغبار و آب، سطح ضایعات را تغییر می‌دهد. محیط گورستان زباله یا خیلی اسیدی است و یا خیلی قلیایی. این ویژگی نیز بر مواد تاثیر می‌گذارد. نتیجه الگوریتمهای حسگرها می تواند پس از تفکیک مواد مختلف موجود در زباله، بخشی از این مواد را از آن جدا کند«.

بازیافت مواد با فرایندهای شیمیاییبعد از مرتب سازی و تفکیک مواد موجود در زباله‌ها، نوبت به بازیافت این مواد می شود. محققان این کار را با فرایندهای پیچیده شیمیایی انجام می‌دهند.

زباله ابتدا به پودر شیشه تبدیل می‌شود سپس با شن و ترکیبات شیمیایی دیگر ترکیب می‌شود محصول نهایی در مصالح ساختمانی مثل آجر کاشی و سنگ فرش کاربرد دارد.

لوکاش آرنو، مهندس مواد از دانشگاه کاتولیک لووِن در بلژیک درباره تفاوت مصالح بازیافتی از مصالح ساختمانی معمولی توضیح می دهد:‌ «ترکیب شیمیایی مصالح ساختمانی که با مواد بازیافت شده تهیه می‌شود با بتون‌های عادی فرق دارد. ویژگی‌شان از نظر مکانیکی یکسان است. اما از نظر شیمیایی خواص‌ مصالح ساختمانی بازیافتی از زباله با مصالح ساختمانی معولی کاملا باهم متفاوت است. به‌عنوان مثال در مقابل اسید یا دمای بالا مقاوم‌تر هستند«.

آیا محل دفن پسماندهای رادیواکتیو در فرانسه و فنلاند امن استبا ضایعات هسته ای چه باید کرد؟ آیا باید آنها را در لایه های نمک، گرانیت یا خاک رس دفن کرد؟ آیا می توان زباله های مواد پرتوزا را در جایی ذخیره کرد و مطمئن بود اتفاقی پیش نخواهد آمد؟

از زمانیکه اتحادیه اروپا طی بخشنامه ای از کشورهای عضو خواسته تا استراتژی خود برای مدیریت انبارهای زباله های رادیو اکیتو را تعیین کنند، بحثهای سیاسی شدیدی در این زمینه درگرفته است.

در حالی که آلمان لایه های نمکی را برای دفن زباله و پسماندهای هسته ای بررسی می کند، سوئد و فنلاند برای این کار به حفاری گرانیت نظر دارند.

مهمترین مکان های دفن پسماندهای بسیار رادیواکتیو در آزمایشگاه بور وابسته به «آژانس ملی مدیریت بازمانده های رادیو اکتیو» واقع در شرق فرانسه تعبیه می شود.

فرانسه قصد دارد حدود ۸۰ هزار متر مکعب زباله های رادیو اکتیو را در لایه ضخیم خاک رسی دفن کند که از ۱۶۰ میلیون سال پیش تا کنون دست نخورده باقی مانده است. اما چگونه می توان کاری کرد که زباله های دفن شده در این دخمه های هزارتوی زیر زمین به بیرون نشت نکنند؟

آلن رولان، مدیر فنی آزمایشگاه می گوید: «ایده اصلی این است که دهانه این دخمه ها را با خاک رس ببندیم، چون اگر کمی به خاک رس آب اضافه کنیم متورم می شود و به دیواره ها فشار می آورد و تا آنجا که ممکن است دهانه را می بندد. در اثر حفاری و برداشته شدن فشار از سنگهایی که میلیونها سال به حال خود مانده بودند، ترک های بسیار ریزی به وجود می آید و خاک رس این ترک ها را پر می کند. این واکنش طبیعی خاک رس است«.

پروژه حفر تونل چند صد کیلومتری در دل زمین، تاکنون یک میلیارد دلار خرج برداشته است. در حالی که پیمانکار از هزینه کل ۱۶میلیارد یورویی صحبت می کند، دیوان محاسبات و کمیسیونی که از سوی پارلمان مأمور شده است هشدار می دهند که ممکن است هزینه واقعی دو برابر این مقدار باشد.

مخالفان این پروژه می گویند که پسماندها را باید نزدیکتر به سطح دفن کرد اما مدیر فنی این محل می گوید که چنین نظری «غیرمسئولانه» است و از روش دفن زباله در عمق زمین دفاع می کند.

آلن رولان درپاسخ به این سوال که چرا باید تونلی به این عمق حفر کرد، می گوید: « برای اینکه رها کردن این مواد در سطح زمین بمدت طولانی عاقلانه نیست. زیرا نمی توانیم بر آنها نظارت داشته باشیم و آنها را به شیوه ای مطمئن کنترل کنیم«.

تا دهه ۱۹۹۰ میلادی، فنلاند پسماندهای هسته ای خود را به روسیه صادر می کرد. پارلمان فنلاند قانونی را تصویب کرد که همه چیز را تغییر داد: صدور پسماندهای هسته ای ممنوع شده است. قانون می گوید که خود فنلاند باید چاره ای برای پسماندهای هسته ای اش پیدا کند و نباید هیچ نوع وابستگی در مسائل مربوط به تأمین انرژی اش داشته باشد.

در فنلاند پسماندهای پرتوزا درون بسترهای عمیق سنگ دفن می شود. بسترهای سنگی عمیق فنلاند عمیق و قدیمی هستند. این بسترها از بیش از دو میلیارد سال پابرجا هستند و به احتمال زیاد میلیونها سال دیگر هم همینطور پایدار خواهند ماند.

شبه جزیره اولکیلوتو در غرب فنلاند که مرکز تولید انرژی هسته ای در این کشور است، محل دفن پسماندهای رادیواکتیو نیز می باشد. اما آیا این خطر وجود دارد که آب دریا به درون مکانی که زیر زمین برای دفن پس ماندها در نظر گرفته شده است، رخنه کند؟

جوسی متیلا زمین شناس است که طی ۱۰ سال گذشته تمام گسلها و ترک خوردگی بستر سنگ گرانیت این شبه جزیره را وارسی کرده است. وی می گوید: «بیشتر گسل هایی که داریم به هم وصل نمی شوند یا اینکه به دریا نمی رسند. نکته دیگر این است که بیشتر گسل ها زیر دریا هستند و فشار کافی برای این که آب درون آنها رخنه کند، وجود ندارد«.

با توجه به اینکه در این اطراف گسل وجود دارد، اگر محفظه های پس ماند هسته ای تحت فشار له شوند، چه خواهد شد؟جوسی متیلا در اینباره می گوید: «مسیرهایی هست که به سطح می رسد، اما اگر رخنه ای در این سیستم حفاظها به وجود بیاید ظرفیت بستر سنگ برای حفظ این مواد خیلی زیاد است، یعنی پخش شدن هسته های پرتوزا درون این بستر مدت زیادی طول خواهد کشید. صحبت از زمان دهها تا صدها هزار سال است تا این هسته ها به سطح زمین برسند«.

استفاده از یک بخش از این سیستم غار زیرزمینی مدتی است که آغاز شده است: محلی برای دفن پسماندها با میزان پرتوزایی کم و متوسط. پسماندهای هسته ای در این محل درون سیلوهایی به عمق ۳۳ متر دفن شده اند.

هزینه ساخت غارهای هسته ایِ زیرزمینی در فنلاند، تاکنون سه میلیارد یورو بوده است. در صورتی که قانون تصویب شود، محل دفن پس ماندهای بسیار پرتوزا می تواند اولین محموله ها را در سال ۲۰۲۲ تحویل بگیرد. صد سال بعد، غارها بسته و مهروموم خواهند شد. اما آیا این انبار پس ماند هسته ای توان تحمل دوران یخ بندان دیگری را خواهد داشت؟

جوسی متیلا در پاسخ می گوید: «می دانیم که در بخش های شمالی فنلاند و سوئد گسل های پس از دوران یخچال ها را داریم که یعنی اگر پوشش یخ این یخچال ها برداشته شود امکان وقوع زمین لرزه هست و این امکان هم است اینجا در اولکیلوتو زمین لرزه رخ بدهد«.

پسماندهای هسته ای در محفظه های مسی قرار داده می شوند. به این ترتیب فنلاند گنجینه مسی عظیمی را زیر زمین پنهان خواهد کرد.

آیا دوران طلایی انرژی هسته ای در اروپا رو به پایان است؟ دولت فرانسه می خواهد که تا سال ۲۰۵۰ میزان تولید برق از انرژی هسته ای را به ۵۰ درصد کل تولید کاهش دهد. در حال حاضر۷۵ درصد برق مصرفی از انرژی هسته ای تأمین می شود.

بیشتر بخوانید: انواع روشهای دفع و بازیافت زبالهفناوری اسکنر سه بعدی برای بررسی تغییرات سایت ذخیره پسماند هسته‌ایمحققان اروپایی اسکنر سه بعدی طراحی کرده‌اند که بازرسی سایتهای زیرزمینی دفن زباله های پسماند هسته ای را آسان می‌کند. این فناوری در سایت موسوم به «اونکالو»‌ در فنلاند به‌کار می‌رود.

سایت «اونکلو»‌، هزارتوی ذخیره ضایعات هسته‌ای»اونکلو»‌ در فنلاند تونلهایی عمق ۴۵۰ متری زمین است. قرار است در آینده سوخت مصرف شده در نیروگاه هسته‌ای فنلاند در «اونکلو» انبار شود. البته کار ساخت این سایت هنوز تکمیل نشده است.

اینجا مانند همه سایتهای هسته ای باید به طور مرتب بازرسی شود، تا مطمئن شوند در آن معیارهای به مربوط به مقررات نظارتی اروپا رعایت می‌شود. برای این کار محققان اروپایی یک اسکنر برای نقشه برداری سه بعدی طراحی کرده‌اند.

ویتور اسکوئیرا، از مرکز توسعه تحقیق نوآوری پادمان انرژی هسته‌ای مرکز تحقیقات مشترک کمیسیون اروپا می‌گوید:‌ «نوآوری اصلی این سیستم تهیه نقشه محل در زمان واقعی است، و آن هم در جایی که به سیگنال مکان یاب جی پی اس دسترسی نیست. با این سیستم می‌توانیم در زمان واقعی هر گونه تغییر در سایت و تفاوت آن با مدل مرجع را ببینیم«.

این فناوری قابل حمل است. می‌توان با این اسکنر هر نوع تغییرات در ساختار و طراحی سایت را شناسایی کرد. اساس کار بازرسان کمسیسیون اروپا و آژانس بین المللی انرژی اتمی هم معلوم کردن صحت و سقم اطلاعاتی است که اپراتور تاسیسات هسته‌ای ارائه می‌کند. اپراتور تاسیسات هسته‌ای «شرکت پوزیوا»‌ است.

ماری لاهتی، مدیر «پادمان هسته‌ای از شرکت پوزیوا می‌گوید: «سایت زیرزمینی که در حال ساختش هستیم، بسیار بزرگ است و به همین دلیل هم برای بازرسی سریع به فناوری‌های موثر نیاز داریم. برای طراحی این فناوری از دانشمندان اروپایی کمک گرفتیم و آن را در سایت آزمایش می‌کنیم«.

اسکنر سه بعدی چگونه کار می کند؟هر گونه تغییر اعلام نشده روی صفحه نمایش با رنگ سرخ مشخص می شود. یکی از محققین به ما نشان می دهد که داده‌هایی که با این دستگاه نقشه برداری به دست آمده است، چه فرقی با مدل مرجع مربوط به چند سال پیش دارد.

این فناوری را مرکز تحقیقات مشترک کمیسیون اروپا طراحی کرده است. نمونه اولیه آن در موسسه‌ تحقیقات عالی تحقیقات محیط زیست در ایتالیا مونتاژ شده است. بازرسان انرژی هسته ای در اروپا هم در همین موسسه که با مرکز تحقیقات مشترک اروپا همکاری می‌کند، با ابزار جدید آشنا می شوند.

کارلوس سانچز بلینگور محقق علوم رباتیک و هوش مصنوعی مرکز تحقیق مشترک کمیسیون اروپا می‌گوید: «پیچیده ترین ویژگی کاری که انجام می دهیم داده گیری در حالت حرکت است یعنی به حسگرهایی نیاز داریم که خیلی سریع عمل کنند. در اینجا این حسگر باید در هر ثانیه ۱۰ بار بچرخد تا در هر ثانیه بیش از نیم میلیون نقطه روی نقشه به دست بیاید، یعنی نیم میلیون اندازه گیری در هر ثانیه و با دقت ۲ سانتیمتر«.

با استفاده از فناوری هوش مصنوعی در آینده نیاز به مدل مرجع نیستاین اسکنرها اخیرا وارد بازار شده است. اما تحقیقات برای بهبود عملکرد سیستم،‌ به ویژه توان دستگاه در تعیین موقعیت خود ادامه دارد.

ویتور اسکوئیرا، از مرکز توسعه تحقیق نوآوری پادمان انرژی هسته‌ای مرکز تحقیقات مشترک کمیسیون اروپا در این باره می‌گوید:‌ «سیستم در حال حاضر با مدل مرجع کار می کند. می خواهیم در آینده این سیستم بتواند با فناوری هوش مصنوعی و بدون نیاز به مدل مرجع مکان خود را پیدا کند.«

علاوه بر بازرسی تأسیسات زیرزمینی هسته‌ای، می توان از این سیستم در حوزه صنایع دیگر یا محافظت از میراث فرهنگی نیز استفاده کرد.

منبع: یورونیوز