Koncept hlubinného úložiště v ČR

České koncepční řešení hlubinného úložiště se příliš neliší od obdobných řešení v zahraničí. Představa řešení podzemní části je na obr. 1, povrchového areálu na obr. 2. Takto by areál měl vypadat v době provozu, kdy budou radioaktivní odpady a vyhořelé jaderné palivo současně přijímány, překládány do úložných obalových souborů, transportovány do podzemí a ukládány. Zároveň zde bude probíhat budování dalších úložných prostor v podzemí. Kromě znázorněných objektů obsahuje areál technické zázemí a objekty zajišťující pobyt pracovníků, administrativní budovu, informační služby, komunikace atd. Převážná část objektů je situována v neaktivní části areálu, aktivní provoz je soustředěn do vyčleněné části, která je zajištěna samostatnou bezpečnostní ochranou.

Obr.1. Koncept hlubinného úložiště v ČR

Celková plocha nadzemního areálu je 29,5 hektarů, z toho část, kde probíhá práce s vyhořelým palivem a vysokoaktivními odpady, zabírá tři hektary. Zbývající rezervní a manipulační plocha bude použita jako staveniště, část bude zabírat železniční vlečka. Z důvodů snazšího ohraničení a jeho uzavření po příjezdu transportního vlaku s vyhořelým palivem je tento areál součástí povrchového areálu, byť se zde nebudou realizovat žádné významné operace.

Obr. 2. Povrchový areál hlubinného úložiště

Podzemní část úložiště sestává z přístupových a větracích šachet, tunelů a ukládacích prostor. Největší část podzemních prostor představuje rozsáhlá síť chodeb, v nichž budou ukládána pouzdra (kontejnery) s vyhořelým jaderným palivem. Počítá se jak se svislým umístěním pod ukládací chodbou, tak s bočním vodorovným umístěním dovnitř stěny chodby. Všechny přístupové cesty by měly být postupně utěsňovány tak, aby podzemní prostory s uloženými odpady nemohly komunikovat s biosférou.

Pro úložiště je navrhováno několik bariér, které se vzájemně podporují a doplňují. Bezpečnost úložiště musí být přiměřená i v případě, kdy by jedna z bariér ztratila svou izolační schopnost. Kontejnery s vyhořelým palivem nebo s vysokoaktivními odpady jsou obklopeny tlumicími matriály (bentonitem) a umísťovány v hloubce okolo 500 metrů do míst vyhloubených v hostitelské hornině.

Obr. 3. Umísťování pouzder v Aspö

Umísťování pouzder Švédové zkoušeli nejprve v podzemní laboratoři Äspö (obr. 3). Tlumicí materiál by měl zde udržovat kontejner na místě (v úložné jímce) a zabraňovat postupu koroze kontejnery. Po skončení životnosti kontejneru, kdy může dojít k jeho poškození, bude tlumicí materiál omezovat transport radionuklidů z úložiště na povrch země. To platí obzvláště pro prvky s vysokou radioaktivitou a dlouhými poločasy rozpadu, jako jsou americium anebo plutonium.

Také hornina přispívá k izolaci tím, že skýtá stabilní chemické a mechanické prostředí jak pro kontejner, tak tlumicí materiál. Chemické podmínky v hostitelské hornině mohou ovlivňovat budoucí transport radionuklidů jak směrem k jeho urychlení, tak i zpomalení, či dokonce zastavení. Proto je jejich znalost jednou z nejdůležitějších pro prokázání bezpečnosti budoucího úložiště. Cílem je nalézt právě takové prostředí, které transport radionuklidů zpomalí a při tom bude poskytovat záruky dostatečné stability podmítky na tisíce let.
Jestliže by izolační funkce úložiště byla nějakým způsobem narušena, nebo by došlo k poškození pouzdra, má úložiště ještě druhotnou, zpomalovací funkci. Tím se rozumí, že pohyb radionuklidu z úložiště do biosféry bude dostatečně dlouhý a pomalý, aby jeho radioaktivita mohla mezitím poklesnout na velmi nízké, již přijatelné hodnoty.

Ke zpomalovací funkci úložiště přispívají všechny bariéry. Dokonce i částečně poškozená pouzdra se mohou účinně podílet na zpomalování tím, že zabrání přístupu vody do pouzdra a úniku radionuklidu z pouzdra ven. Jestliže se palivo dostane do styku s podzemní vodou, začíná velmi pomalý proces rozpouštění, neboť mnoho radionuklidů je velmi málo rozpustných ve vodě. Tím se značně sníží jejich případný pohyb jak tlumicím materiálem, tak puklinovým systémem v hornině. Jílový tlumicí materiál by měl mít schopnost většinu radionuklidů zadržovat zachycováním na povrchu jílových částic.

Hornina bude přispívat k zpomalování tím, že se radionuklidy budou zachycovat k povrchům puklin a nebo budou pronikat do mikropórů mezi jednotlivými horninovými minerály. K ověření těchto procesů proběhlo ve světě v podzemních laboratořích mnoho výzkumů a také v rámci vývoje českého hlubinného úložiště tyto výzkumy musí být provedeny.