න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය කියන්නේ මොනවාද?

· 2 min read
න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය කියන්නේ මොනවාද?

ඔබට මතක ඇති ලංකාව තුලත් න්‍යෂ්ටික බලාගාරයක් හදන්න පුළුවන් කියල පසුගිය කාලයේ යම් කතාබහක් ඇති වි තිබුණා. මෙතනදි ගොඩක් අය විශේෂයෙන්ම අවධානය යොමු කරන දෙයක් තමයි න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය කියලා කියන්නෙ.

ප්‍රධාන වශයෙන් ගත්තම න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය කොටස් දෙකක් තියෙනවා.

  1. න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක භාවිතා කළ න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන වලින් හැදෙන අපද්‍රව්‍ය (ඍජු අපද්‍රව්‍ය)
  2. බලාගාරය වසා දැමීමෙන් පස්සෙ එහි ඇතැම් කොටස් විකිරණශීලි නිසා ඒවත් අපද්‍රව්‍ය විදියට සළකලා වැඩ කරන්න වෙනකොට (වක්‍ර අපද්‍රව්‍ය) හැදෙන අපද්‍රව්‍ය
න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන වල ව්‍යුහය - Manufacture of a fuel assembly - Foro Nuclear

මේ දෙවර්ගය එක්ක ගනුදෙනු කෙරෙන්නෙ ක්‍රමවේද දෙකක් ඔස්සේ. කෙසේ වෙතත් මුලින්ම දැනගත යුතු වැදගත්ම කාරණය තමයි, න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය කියන්නෙ ලෝකෙ වැඩියෙන්ම සුරක්ෂිතව ගබඩා වෙන කාර්මික අපද්‍රව්‍ය විශේෂය. අනෙකුත් ඕනෑම කාර්මික අපද්‍රව්‍යයක් කොහෙන් හරි පරිසරයට නිදහස් කෙරුණට, කිසිම හේතුවක් මත න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය පරිසරයට නිදහස් කරන්න බෑ. ඒ සම්බන්ධ ඍජු වගකීම එම ආයතනය සහ ඒ රටේ රජය දැරිය යුතුයි. වාර්ෂිකව කෙරෙන අන්තර්ජාතික ගණන් බැලීම් වලදී තමන් වැය කළ ඉන්ධන ප්‍රමාණයට අදාළව නිපදවූ අපද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණයත් පෙන්වා දිය යුතුයි. මේ වගේ දේවල් වලට වෙනම ජාත්‍යන්තර නිරීක්ෂකයන් කණ්ඩායමක් ඉන්නවා Safeguard Inspector නමින්.

මේකෙන් වඩා අභියෝගාත්මක වෙන්නෙ ඍජු අපද්‍රව්‍ය කළමනාකරණය. මේක කරන්නෙ කොහොමද කියන එකයි මේ ලිපියෙන් කියන්න උත්සාහ කරන්නේ.

න්‍යෂ්ටික බලාගාරයක භාවිතා වෙන ඉන්ධන කූරු ගොනුවක සැබෑ පෙනුම - Purpose of nuclear fuel. How does a nuclear power plant work? Types of Nuclear Reactors (unisto-petrostal.ru)

ඔබට න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය කිව්වම ඔළුවට එන්නෙ කොළ පාට දිලිසෙන දියරයක් වගේ එකක් නම්, ඒකෙ වරද රූප සහ මුද්‍රිත මාධ්‍යය වල. න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය කියන්නෙ ඝන ද්‍රව්‍යයක්. කුඩා කැට (පැන්සලක අග තියෙන මකන කෑල්ලක් විතර) විදියට සිහින් සර්කෝනියම් මිශ්‍ර ලෝහයෙන් සකස් කළ මීටර් 4ක් විතර උස කුඩා බට ඇතුලේ අසුරලා තමයි න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන බලාගාරයට එන්නෙ. ඒක අපද්‍රව්‍ය විදියට පිට වෙන්නෙත් ඒ විදියට ම තමයි. මේ න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය බලාගාරයක් තුලින් පිට කිරිම ප්‍රධාන පියවර දෙකක් ඕස්සේ සිදු වෙනවා.

පියවර 1 : තෙත් ගබඩාකරණය ( Wet Storage )

බලාගාරයෙන් ඉවත් කරනකොටත් මේ කූරු වල තියෙන විකිරණශීලී දැවුණු න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන (දැන්ම අපි මේවට අපද්‍රව්‍ය කියන්නෙ නෑ.) සැළකිය යුතු තාප උත්පාදනයක් කරනවා. ඒක නිසා මේවා තව දුරටත් සිසිල් කළ යුතුයි. මේක නිසා බලාගාරය තුළ ම තියෙන ලොකු සිසිලන තටාක (Spent Fuel Pools) වල සැළකිය යුතු කාලයක් මේ ඉන්ධන ගබඩා කෙරෙනවා. මේ තටාක ප්‍රමාණයෙන් ඉතා විශාල පිහිණුම් තටාක වගේම තමයි. සාමාන්‍යයෙන් අවුරුදු 3ක ඉඳලා 12ක් විතර කාලයක් මේ ඉන්ධන සිසිලන තටාක වල තියන්න ඕනෙ.

දැවුණු න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන ගබඩා කළ සිසිල්කරණ තටාකයක් ( මේ දීප්තිමත් නිල් පාට එළිය පිටවෙන්නෙ චෙරෙන්කොව් ආචරණය නම් සංසිද්ධිය නිසා ) - Numerco Supplies Spot Uranium Hexafluoride - Numerco

පියවර 02 (1) : වියළි කුටීර ගබඩාකරණය ( Dry Cask Storage )

මේ කාලය ගෙවෙනකොට අපද්‍රව්‍ය වල තාප උත්පාදනය අඩු වෙලා. ඒක නිසා දැන් මේවා වතුරෙන් සිසිල් කරන්න අවශ්‍ය නෑ. ඉන්ධන ප්‍රතිචක්‍රීකරණය නොකරනවා නම් දැන් මේවා මළ නොබැඳෙන වානේ සහ කොන්ක්‍රීට් වලින් සකස් කළ විශේෂ සිලින්ඩර වලට මාරු කෙරෙනවා. මේ සිලින්ඩර සකස් කෙරෙන්නෙ වාත සංවහනය මගින් සිසිලනය වෙන්න. දැනට ලෝකෙ තියෙන දැවුණු ඉන්ධන වලින් වැඩිම ප්‍රමාණයක් මේ විදියට බලාගාරය ළඟින්ම විවෘත ඉඩක තැන්පත් කරලා තියෙනවා.

Nuclear Energy Agency (NEA) - spent-fuel-storage (oecd-nea.org)

පියවර 02 (2) : ඉන්ධන ප්‍රතිසැකසුම් කිරීම ( Reprocessing )

ලෝකෙ දැනට බහුලව පාවිච්චි කෙරෙන බලාගාර වල කාර්‍යක්ෂමතාව අනුව, න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන වල අඩංගු සැබෑ ශක්තියෙන් 5%-8% අතර ප්‍රමාණයක් තමයි පාවිච්චියට ගන්නෙ. ඉතිරි 90%ට වැඩි ශක්තිය තවමත් අර දැවුණු ඉන්ධන වල ඉතිරි වෙලා තියෙනවා.

මේ අතර තියෙනවා නොදැවුනු න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන; ඒ කියන්නෙ යුරේනියම්-235, න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන නියුට්‍රෝන එක්ක ක්‍රියා කිරීමෙන් හැදෙන ප්ලූටෝනියම්-239, ඇමරිසියම්-241 වගේ වැදගත් විකිරණශීලි ද්‍රව්‍ය. මේවට අපද්‍රව්‍ය කියන්න බෑ. මේවා සම්පත්.

ඉතිරිය යුරේනියම් ඉන්ධන බිඳ වැටීමෙන් හැදෙන විවිධ අස්ථායී මූලද්‍රව්‍ය. මේවට අපි පොදුවේ "විඛන්ඩන කොටස්" (Fission Fragments) එහෙම නැත්‍තම් FF කියලා කියනවා. දැනට නම් අපි හරියටම "න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය" කියලා කියන්නෙ මේ FF වලට තමයි. ඒත්, සමහර අළුත් බලාගාර තාක්ෂණ වලට මේවාගෙන් සැළකිය යුතු ප්‍රමාණයක් ඉන්ධන විදියට භාවිතා කරන්නත් හැකියාවක් තියෙනවා. දැනට මේ ලිපියෙදි අපි මේවා අපද්‍රව්‍ය විදියටම සළකමු.

ප්ලූටෝනියම්-239 කියන්නෙ රන් වලට වඩා වටින ද්‍රව්‍යයක්. මොකද ප්ලූටෝනියම්-239 ස්වභාවිකව හොයාගන්න නෑ. ඒ නිසාම ප්ලූටෝනියම්-239 අතිශය දුර්ලභයි. ඇතැම් පර්‍යේෂණාත්මක යෙදීම් සහ න්‍යෂ්ටික අවි සඳහා අත්‍යාවශ්‍ය ද්‍රව්‍යයක්. ඇමරිසියම් කියන්නෙ නූතන අජටාකාශ ඉන්ධනයක්. විශ්ව ගවේෂණ යානා වල ඉන්ධන කෝෂ (radio-thermal generators) හදන්න දැන් පාවිච්චි කරන්නෙ මේ ද්‍රව්‍යය. ඒක නිසා බොහොමයක් රටවල් මේ වගේ වටින ද්‍රව්‍ය වෙන් කරගන්නවා. මෙන්න මේ ක්‍රියාවට අපි ඉන්ධන ප්‍රතිසැකසුම් කිරීම එහෙම නැත්තම් reprocessing කියලා කියනවා. ඇමරිකාව, ජපානය, ප්‍රංශය, රුසියාව, ඉන්දියාව වගේ රටවල් මේ විදියට ඉන්ධන reprocess කිරීම කරනවා.

අපද්‍රව්‍ය ප්‍රතිසැකසුම්කරණ ක්‍රියාවලිය - JAEA Nuclear Fuel Cycle Engineering Research Institute

ප්‍රතිසැකසුම් කිරීමෙදි මුළින් ම අර ඉන්ධන කූරු අඹරලා ඉන්ධන ද්‍රව්‍ය වෙන් කරගන්නවා. ඒක රසායනික ක්‍රියාවලියක් හරහා යොමු කිරීමෙන් පස්සෙ ප්ලූටෝනියම්-239 සහ නොදැවුනු යුරේනියම් ඉන්ධන සහ ඇමරිසියම් වගේ ද්‍රව්‍ය වෙන් කරගන්න පුළුවන්. මේවා නැවත ඉන්ධන විදියට පාවිච්චි කරන්නත් පුළුවන්. උදාහරණයක් විදියට ප්‍රංශය තමන්ගෙ න්‍යෂ්ටික බලාගාර වල දැවුණු ඉන්ධන ප්‍රතිසැකසුම් කිරීමෙන් තව අවුරුදු 24කට අවශ්‍ය ඉන්ධන උපයාගෙන තියෙනවා.

ප්‍රතිසැකසුම් කිරීමේ ඉතිරිය වෙන විඛණ්ඩන කොටස් ටික තියෙන්නෙ ද්‍රව විදියට. ඒ වගේම මේක අතිශය විකිරණශීලි ද්‍රව්‍යයක්. ඒක නිසා භයානක ද්‍රව්‍යයක් විදියට සළකලා සුපරික්ෂාකාරී විදියට ගනුදෙනු කරන්න ඕනෙ.

අපි දැන් බලමු මේ අතිශය විකිරණශිලි ද්‍රව්‍යයත් එකක් ගණුදෙනු කරන්නේ කොහොමද කියල. ප්‍රධාන වශයෙන් මේ සදහා ක්‍රම දෙකක් භාවිත කරනවා.

01. ඝනීකරණය කිරීමෙන් මේවා සුරක්ෂිත ලෙස ගබඩා කිරිම

වීදුරු වගේ ද්‍රව්‍යයක් එක්ක මිශ්‍ර කරලා ඝනීකරණය කිරීමෙන් මේවා සුරක්ෂිත ලෙස ගබඩා කරන්න යැවීම මේ මගින් සිදු කෙරෙනවා. මේකට vitrification කියලා කියනවා. එහෙම vitrify කරපු අපද්‍රව්‍ය වල පෙනුම තමයි පස්වෙනි රූපෙ තියෙන්නෙ. මෙහෙම කරන එකේ අරමුණ තමයි ඒක පරිසරයට පහසුවෙන් එකතු වීම නවත්තන එක. වීදුරු දිරාපත් වෙන්න අවුරුදු මිලියන ගාණක කාලයක් යනවා. ඉතිං එච්චර කාලයක් යනකම්ම මේ අපද්‍රව්‍ය පරිසරයට නිදහස් වීම නවතිනවා මේක නිසා. අවුරුදු 200ක් වගේ ගියාම මේ අපද්‍රව්‍ය තවදුරටත් විකිරණශීලි නෑ. එතකොට ඒවා පරිසරයට එකතු වීමෙන් කිසිම බලපෑමක් වෙන්නෙ නෑ. ඉතිං අවුරුදු මිලියන ගාණක් ගියාම කොහොමත් ප්‍රශ්නයක් නෑ.

වීදුරු වල vitrify කළ අපද්‍රව්‍ය - rwm.nda.gov.uk

02. Actinide Transmutation

ඒ කියන්නෙ මේ FF වල වැඩිහරියක් තියෙන්නෙ ආවර්තිතා වගුවේ ඇක්ටිනයිඩ කියන ආවර්තයට අයිති මූලද්‍රව්‍ය. මේවා අංශු ත්වරක වල හෝ ලේසර් ප්‍රතිකර්ම මගින් වෙනත් අස්ථායි මූලද්‍රව්‍ය බවට පරිවර්තනය කිරීම. මෙහෙම කරන්නෙ අර FF වල විකිරණශීලීතාවය පවතින කාලය අඩු කරගන්න. එතකොට මේවා අර වගේ vitrify කරලා ගබඩා කරන්න ඕනෙ කාලය අඩු වෙනවා. ජපානය මේ ක්‍රමය තරමක් දුරට පාවිච්චි කරනවා.

ඒ වගේම මේ න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය වල භයානකම දේ වෙන්නෙ උග්‍ර විකිරණශීලිතාවය. මේකට කියන්න පුළුවන් විකිරණ විෂ ගුණය (radiotoxicity) කියලා. මේක නිසාම තමයි ගොඩක් අය මේ ගැන බයක් පෙන්වන්නෙ. Radiotoxicity ගැන කියන්න පුළුවන් සුභ ආරංචිය තමයි මේක කාලයත් එක්ක ක්‍රමයෙන් අඩු වෙමින්/ක්ෂය වෙමින් යනවා ය කියන එක. වෙනත් කිසිම රසායනික විෂ ඇති මූලද්‍රව්‍යයක් (බැරලෝහ වැනි) කොච්චර කල් ගියත් එහෙම විෂ අඩු වෙන්නෙ නෑ. ඒක නිසා හරිනම් අපි න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය ගැන කරදර වෙනවා වගේ සිය වතාවක් ඉලෙක්ට්‍රොනික අපද්‍රව්‍ය ගැන කරදර වෙන්න ඕනෙ.

පහත රූප සටහන බැලුවම පේනවා ඇති කොළ පාට තිරස් රේඛාවක්. මේක තමයි ස්වභාවික යුරේනියම් වල විකිරණශීලිතා මට්ටම. මේක අපේ ස්වභාවික පාරිසරික විකිරණශීලීතාවයට බොහොම ආසන්නයි. එතකොට අපද්‍රව්‍ය කළමනාකරණයේ අරමුණ වෙන්නෙ ඒ අපද්‍රව්‍ය මේ මට්ටමට ගේන එක.

දැන් පේනවා ඇති සමස්ත විකිරණ විෂ ගුණය අවුරුදු මිලියනයක් විතර පවතිනවා. ඒත්, ආපහු බැලුවම පේන දේ තමයි, ප්ලූටෝනියම්-239 සහ ඇමරිසියම්-241 වගේ දේවල් ඒ විෂ ගුණය පවත්වාගන්න වැඩි දායකත්වයක් දෙන බව. එහෙනම් ඒවා මේ ද්‍රව්‍ය මිශ්‍රණයෙන් අයින් කළාම ඉතිරි වෙන්නෙ FF සහ කියුරියම් විතරයි කියන එකත් පැහැදිලි ඇති. මේ දෙවර්ගයේම විකිරණ විෂ කාලය අවුරුදු 500කට අඩු බව. එහෙනම් අර ඉහළින් කිව්ව transmutation වගේ ක්‍රමයකින් අපිට මේක තවත් අඩු කරගන්න පුළුවන්.

විකිරණ විෂ ක්ෂය වීමේ කාල සටහන - https://www-pub.iaea.org

දැන් ගොඩක් අය බය වෙන තව කරුණක් තමයි මේ අපද්‍රව්‍ය මුහුදට දානවා වගේ ක්‍රමයක් වෙනවද සහ දියුණු රටවල් වලට එහෙම කරලා අත පිහදාගන්න බැරිද කියන එක. මේ වගේ සිද්ධි දශක ගාණකට කළින් කටකතා වගේ වාර්තා වෙලා තියෙනවා. ඒත්, දැන් වෙනම ක්ෂේත්‍රයක් දියුණු වෙලා තියෙනවා වෝහාරික න්‍යෂ්ටික විද්‍යාව (nuclear forensics) නමින්. මේ ක්‍රමයෙන් පුළුවනි, එහෙම දෙයක් වෙලා නම් ඒ අපද්‍රව්‍ය ආපහු ඒවා පාවිච්චි කළ බලාගාරයට සහ ඉන්ධන නිෂ්පාදකයා වෙතට යනකම් ම හොයාගෙන යන්න. මේකට වෙනම තාක්ෂණික කණ්ඩායම් සහ දත්ත ගබඩා තියෙනවා.

න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය ගැන තියෙන වැදගත්ම කාරණය තමයි මේවා ප්‍රමාණයෙන් ඉතා සුළු වීම. ඇමෙරිකාවෙ අවුරුදු 60ක, බලාගාර 100කට වැඩි ප්‍රමාණයක පාවිච්චි කළ මුළු අපද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණය පාපන්දු පිටියක් වගේ ඉඩක තියන්න පුළුවන්. ලෝකෙ හැම රටකම වගේ මේ දේවල් තවම බලාගාර ගාවම ගබඩා කරලා තියෙන්නෙ ඒකයි.

මේ ලිපිය ලියන්නෙ න්‍යෂ්ටික අපද්‍රව්‍ය කියන්නෙ චීස් වගේ ආරක්ෂිත ද්‍රව්‍යයක් කියන්න නෙමෙයි. තාක්ෂණික ව මේ කාර්‍යයන් කිරීම සංකීර්ණයි වගේම මිල අධිකයි. නමුත්, ඒ ද්‍රව්‍ය සුරක්ෂිත ව කළමනාකරණය කරන්න අවශ්‍ය ප්‍රායෝගික ක්‍රමවේද තියෙන බවත්, ඒවා භාවිත වෙන බවත්, ඒවා ජාත්‍යන්තරව අධීක්ෂණය වෙන බවත් දැන සිටීම අවශ්‍ය නිසයි. ලංකාව කවදාහරි න්‍යෂ්ටික බලයට ගියත් (මේක තවම තීරණය වෙලා තියෙන දෙයක් නෙමෙයි. ඒක බොහෝවිට අනාගතයේ තීරණයක්) මේ සියල්ල ඒ විදියට ම අපිටත් අදාළ වනු ඇති.