Riziko zadnej časti palivového cyklu a nuklidové zloženie paliva reaktorov

Jadrové zdroje dnes tvoria cca 21 % z celkovej produkcie el. energie v krajinách OECD, v celosvetovom meradle je tento podiel viac než 17 % [1]. V súvislosti s nepretržitým rastom dopytu po energii, ale najmä vplyvom neustále sa zvyšujúcich cien ropy a plynu sa dá reálne očakávať ďalší rozvoj jadrovej energetiky. Avšak jedným z najvážnejších problémov tohto odvetvia v súčasnosti je riešenie spôsobu finálneho zneškodnenia vyhoreného jadrového paliva (VJP) a vysokoaktívnych odpadov, ktoré za určitých podmienok predstavujú riziko pre životné prostredie [1].
Zaistenie bezpečnosti pri ukladaní veľkého množstva VJP a rádioaktívnych odpadov (RAO) v hlbinných úložiskách spochybňuje okrem laickej verejnosti aj časť odborníkov, pričom navrhované riešenie z hľadiska dlhodobého rizika považujú za nepostačujúce. Z dôvodu mimoriadne dlhého polčasu premeny niektorých rádionuklidov obsiahnutých vo VJP a vysokoaktívnych odpadov (VAO) je potrebné preukazovať bezpečnosť na obdobie až niekoľko miliónov rokov, pričom hodnovernosť takýchto bezpečnostných analýz vzhľadom na vysokú mieru neurčitosti môže byť veľmi problematická.
Z toho vyplýva etický záväzok, postarať sa o budúce generácie, t.j. aktivity v oblasti nakladania s vysokoaktívnymi odpadmi a vyhoreným jadrovým palivom v súčasnosti viesť takým spôsobom, aby sa v maximálnej miere zachovali voľby (možnosti) užívania a výhod energetických zdrojov i pre budúcnosť.
Zachádzanie (manipulácia) s vyhoreným jadrovým palivom vždy bolo a naďalej zostáva jednou z nejdôležitejších častí tzv. jadrového palivového cyklu. Úloha vyriešiť zadnú časť (koniec) palivového cyklu stojí pred každou zemou využívajúcou jadrovú energiu v jadrových reaktoroch. Týka se nielen energetických reaktorov, určených primárne na výrobu energie, ale i reaktorov výzkumných, pokiaľ ich výkon nepatrí medzi výkony príliš malé.
Problém, čo s vyhoreným palivom začína bezprostredne po jeho vyvezení z aktivnej zóny energetického či výzkumného reaktora a končí poslednou operaciou, ktorou je buď jeho konečné uloženie, alebo prepracovanie. To podľa zvoleného prístupu.
V súčasnosti sú vo svete prijímané v zásade dve možné stratégie. Prvá se nazýva otvorený (jednorázový) palivový cyklus s priamým ukladaním vyhoreného jadrového paliva.
Druhý je uzavretý cyklus charakterizovaný prepracováním vyhoreného jadrového paliva a následnou recykláciou plutónia a uránu v novej zmesy paliva, označovaného nejčastejšie MOX (mixed oxide PuO2/UO2). V rade krajín využívajúcich jadrovú energiu však bola prijatá ešte tretia možnosť. Konečné rozhodnutie je odložené a čaká sa na výsledky vývoja prístupu k riešeniu konca palivového cyklu a sleduje sa rozvoj skladovacích technologií i alternatívnych možností k priamému ukladaniu či prepracovaniu vyhoreného jadrového paliva.
Výber správnej stratégie konca palivového cyklu je proces mimoriadne komplikovaný a sú tu zvažované, vedľa zrejmých fyzikálnych a chemických vlastností vyhoreného jadrového paliva, otázky dopadu zvolenej stratégie na životné prostredie, dostupnosť skladovacích technologií, spôsoby zaistenia záruk nešírenia jadrových zbraní, zabezpečení fyzickej ochrany jadrových materiálov a v neposlednej rade zložité politické a ekonomické otázky.