Düşük Seviyeli
Atık İşleme Tesisleri

Düşük seviyeli radyoaktif atık işleme tesisleri, farklı kaynaklardan gelen radyoaktif atıkların kabul edildiği, karakterize edildiği, ayrıştırıldığı, uygun yöntemlerle işlendiği ve güvenli biçimde şartlandırılarak sonraki yönetim aşamalarına hazırlandığı özel tesislerdir.

Radyoaktif atıkların oluşması yalnızca nükleer santrallara özgü değildir. Nükleer tıp uygulamaları, tıbbi teşhis ve tedavi, araştırma faaliyetleri, radyoizotop üretimi, endüstriyel radyografi, ölçüm sistemleri ve çeşitli laboratuvar çalışmaları sırasında da radyoaktif atıklar ortaya çıkabilir.

Bu nedenle nükleer güç programı bulunmayan ülkelerde dahi radyoaktif atık yönetimi altyapısına ihtiyaç duyulabilir. Türkiye'de de geçmişten günümüze sağlık, araştırma ve endüstriyel uygulamalardan kaynaklanan radyoaktif atıkların yönetimi için düzenleyici gerekliliklere uygun sistemler oluşturulmuştur.

Düşük seviyeli radyoaktif atıklar çok farklı faaliyetlerden kaynaklanabilir. Bir nükleer tesiste işletme ve bakım faaliyetleri sırasında oluşan atıkların yanı sıra tıbbi ve endüstriyel uygulamalardan kaynaklanan malzemeler de uygun koşullarda radyoaktif atık olarak yönetilebilir.

Örneğin radyoaktif maddelerle kontamine olmuş temizlik bezleri, koruyucu giysiler, eldivenler, el aletleri, laboratuvar malzemeleri, filtreler, filtre reçineleri, ambalaj malzemeleri ve bazı ekipman parçaları düşük seviyeli radyoaktif atık akışına girebilir.

Nükleer santrallarda normal işletme ve bakım faaliyetleri sırasında da benzer atık akışları meydana gelir. Kontrollü alanlarda kullanılan temizlik malzemeleri, filtreler, koruyucu ekipmanlar ve bakım sırasında değiştirilen bazı parçalar, radyolojik değerlendirmeler sonucunda radyoaktif atık olarak sınıflandırılabilir.

Atığın fiziksel hâli de değişebilir. Katı atıkların yanında, uygun sistemlerde yönetilmesi gereken radyoaktif sıvılar ve proseslerden kaynaklanan diğer atık akışları bulunabilir.

Borular, bağlantı elemanları, yaylar, vidalar ve bakım sırasında değiştirilen çeşitli metal parçalar da radyolojik özelliklerine bağlı olarak radyoaktif atık yönetim sistemine alınabilir.

Düşük seviyeli atıkların içerdiği radyonüklidler atığın kaynağına ve oluştuğu prosese göre değişir. Bazı atıklarda kısa ömürlü radyonüklidler baskın olabilirken, bazı atıklarda daha uzun yarı ömürlü radyonüklidler bulunabilir.

Nükleer tesislerden kaynaklanan atıklarda Kobalt-60, Nikel-63, Sezyum-137 ve Stronsiyum-90 gibi radyonüklidler bulunabilir. Ancak hangi radyonüklidlerin ve hangi miktarlarda bulunduğu, atığın kaynağına göre önemli ölçüde değişir.

Örneğin Kobalt-60 beta parçacıklarıyla birlikte yüksek enerjili gama ışınımı da yayabilen bir radyonükliddir. Sezyum-137 ve Stronsiyum-90 ise farklı bozunma özelliklerine sahip radyonüklidlerdir. Bu özellikler atığın karakterizasyonunda, radyasyon koruması önlemlerinde ve uygun işleme yönteminin belirlenmesinde dikkate alınır.

Düşük seviyeli radyoaktif atık işleme tesisleri, atıkların kontrollü biçimde kabul edilmesi, işlenmesi ve şartlandırılması için farklı fonksiyonlara ayrılabilir. Tesis tasarımı, işlenecek atıkların özelliklerine ve ülkenin düzenleyici gerekliliklerine göre değişir.

• Atık kabul ve karakterizasyon alanları: Gelen atıkların kayıt, radyolojik ölçüm, sınıflandırma ve kabul işlemleri gerçekleştirilir.
• Atık işleme alanları: Katı ve sıvı atıklara uygun hacim azaltma ve diğer işleme yöntemleri uygulanır.
• Şartlandırma alanları: İşlenmiş atıkların taşınabilir ve uzun süreli yönetim için uygun fiziksel forma getirilmesi sağlanır.
• Geçici depolama alanları: İşlenmiş atık paketlerinin bir sonraki yönetim aşamasına kadar kontrollü biçimde tutulduğu alanlardır.
• Kontrol ve izleme sistemleri: Radyasyon, kontaminasyon, proses parametreleri ve atık kayıtları sürekli veya periyodik olarak izlenir.

Tesise kabul edilen atıklar, işleme alınmadan önce uygun güvenlik ve radyolojik kontrollerden geçirilir. İşleme sırası; atığın fiziksel biçimine, radyoaktif içeriğine, kimyasal özelliklerine ve uygulanacak teknolojiye göre belirlenir.

Katı radyoaktif atıkların işlenmesinde temel amaç, atığın hacmini azaltmak, radyoaktif maddelerin çevreye yayılmasını önlemek ve ortaya çıkan atığı sonraki depolama veya bertaraf aşamalarına uygun bir forma getirmektir.

Atık varilleri ve diğer atık paketleri işleme öncesinde radyolojik ve fiziksel kontrollerden geçirilir. Daha sonra atığın özelliklerine göre yakma, sıkıştırma, parçalama, ayırma veya başka uygun hacim azaltma yöntemlerinden biri seçilebilir.

Modern tesislerde proses ekipmanlarının büyük bölümü uzaktan kumanda ve merkezi kontrol sistemleri ile işletilebilir. Böylece çalışanların gereksiz radyasyon maruziyetinin azaltılması ve proseslerin kontrollü biçimde yürütülmesi hedeflenir.

Plastik, kâğıt, kumaş ve benzeri uygun yanabilir malzemeler, tesisin tasarımına ve lisans koşullarına bağlı olarak özel yakma sistemlerinde işlenebilir. Buradaki temel amaç, yanabilir malzemenin hacmini önemli ölçüde azaltmak ve geriye kalan radyoaktif külün kontrollü biçimde yönetilmesini sağlamaktır.

Yakma sistemlerinde oluşan gazlar doğrudan atmosfere bırakılmaz. Proses gazları, parçacıkların ve diğer kirleticilerin tutulmasına yönelik filtreleme ve arıtma sistemlerinden geçirilir. Özellikle HEPA filtreleri, uygun tasarım içerisinde havadaki çok küçük parçacıkların tutulmasında önemli bir rol oynar.

Proses sonunda ortaya çıkan kül ve filtre atıkları ayrıca karakterize edilir. Uygun yöntemlerle sabitleştirilerek veya başka bir şartlandırma işleminden geçirilerek nihai yönetim için uygun atık paketlerine dönüştürülebilir.

Kullanılmış filtrelerin işlenmesi de atığın özelliklerine göre gerçekleştirilir. Bazı filtre bileşenleri yakma için uygun olabilirken, diğer bileşenler sıkıştırma veya başka bir hacim azaltma işlemine tabi tutulabilir.

Yakma sistemlerinin hacim azaltma performansı, atığın bileşimine ve tesis tasarımına bağlıdır. Eski kaynaklarda verilen sabit hacim azaltma oranlarının bütün tesisler için geçerli olduğu düşünülmemelidir.

Yanabilir olmayan veya yakılması uygun olmayan bazı katı atıkların hacmini azaltmak amacıyla hidrolik sıkıştırma sistemleri kullanılabilir. Bu sistemlerde yüksek mekanik kuvvet uygulanarak atıkların kapladığı hacim azaltılır.

Sıkıştırma işleminin uygulanabilirliği; atığın fiziksel özellikleri, malzemenin yapısı, olası tehlikeli bileşenler ve nihai atık paketinin kabul kriterleri dikkate alınarak değerlendirilir.

Hacmi azaltılmış atık daha sonra uygun bir bağlayıcı malzeme ile şartlandırılabilir. Böylece atık paketinin mekanik kararlılığı artırılır ve radyoaktif maddelerin çevreye yayılma olasılığı sınırlandırılır.

Radyoaktif sıvı atıklar; ekipmanların temizlenmesi, kontrollü alanların yıkanması, çamaşırhane faaliyetleri ve çeşitli proseslerden kaynaklanabilir. Bu atıkların yönetiminde amaç, radyoaktif maddeleri sıvı hacminden ayırmak ve kalan konsantreyi güvenli bir biçimde şartlandırmaktır.

Sıvı atıkların özelliklerine bağlı olarak buharlaştırma, filtrasyon, iyon değiştirme, kimyasal çöktürme veya başka uygun arıtma yöntemleri kullanılabilir. Tek bir yöntemin bütün sıvı radyoaktif atıklar için uygun olduğu söylenemez.

Buharlaştırma işleminde sıvı atığın içerisindeki suyun önemli bir bölümü kontrollü şekilde buharlaştırılır. Radyoaktif maddelerin büyük bölümü ise daha düşük hacimli bir konsantrede toplanabilir.

Oluşan buhar, uygun yoğuşturma ve arıtma sistemleri üzerinden geçirilerek tekrar sıvı hâle getirilebilir. Ardından karbon filtreleri, iyon değiştirme sistemleri veya diğer uygun arıtma üniteleri kullanılabilir.

İşlem sonunda oluşan sıvı, ancak ilgili radyolojik ve düzenleyici kriterleri karşıladığı doğrulandıktan sonra kontrollü biçimde yönetilebilir.

Buharlaştırma sonucunda geriye kalan konsantre, daha ileri bir kurutma veya şartlandırma işlemine gönderilebilir. Bu aşamada amaç, radyoaktif maddeleri daha kararlı ve yönetilebilir bir atık formunda toplamaktır.

Kurutma sistemlerinde proses koşulları kontrollü tutulur. Ortaya çıkan kuru veya yarı kuru konsantre, nihai atık paketinin kabul kriterlerine uygun hâle getirildikten sonra bağlayıcı malzemelerle sabitleştirilebilir.

Kurutma işlemi, özellikle buharlaştırma sonrasında oluşan yoğun konsantrenin daha düşük su içeriğine sahip, daha kararlı bir forma dönüştürülmesine yardımcı olur.

Elde edilen konsantre daha sonra uygun bir bağlayıcı ile karıştırılarak katılaştırılabilir ve atık paketlerine alınabilir.

Atık işleme sürecinin önemli aşamalarından biri şartlandırmadır. Şartlandırmanın amacı, işlenmiş radyoaktif atığı mekanik olarak daha kararlı, taşınabilir ve depolama veya nihai bertaraf için uygun bir forma dönüştürmektir.

Buharlaştırma ve kurutma sonucunda oluşan konsantreler, yakma işleminden çıkan küller, sıkıştırılmış katı atıklar ve diğer uygun atıklar; tesis tasarımına ve kabul kriterlerine bağlı olarak çimento esaslı bağlayıcılar veya başka uygun sabitleştirme yöntemleriyle katılaştırılabilir.

Katılaştırılmış atık, uygun bir ambalaj veya varil içerisinde paketlenir. Atık paketinin radyolojik özellikleri, fiziksel bütünlüğü, içeriği ve izlenebilirliği kayıt altına alınır.

Bir radyoaktif atık işleme tesisinde oluşan bütün atık suların radyoaktif olduğu varsayılmaz. Bununla birlikte her atık su, uygun ölçüm ve karakterizasyon yapılmadan radyoaktif olmayan atık su olarak kabul edilmemelidir.

Radyolojik açıdan uygun olduğu doğrulanan atık sular, tesis tasarımına bağlı olarak çöktürme, kum filtrasyonu, aktif karbon filtrasyonu, nötralizasyon ve dezenfeksiyon gibi işlemlerden geçirilebilir.

Arıtma sonrasında suyun içeriği ve radyolojik özellikleri numune alma ve analiz yöntemleriyle kontrol edilir. Suyun çevreye bırakılması veya başka bir amaçla kullanılması ancak ilgili mevzuat ve tesisin lisans koşullarında belirtilen kriterlerin sağlanması durumunda gerçekleştirilebilir.

Radyoaktif atık işleme tesislerinde bütün prosesler, çalışanların ve çevrenin radyasyon riskinden korunması amacıyla çok katmanlı güvenlik yaklaşımı içerisinde gerçekleştirilir.

Tesislerde ayrıca havalandırma sistemleri, kontrollü alanlar, filtrasyon sistemleri, yangından korunma, sızıntı kontrolü, radyasyon izleme ve acil durum sistemleri bulunabilir. Bu sistemlerin kapsamı tesisin tasarımına, işlenen atıkların özelliklerine ve lisans koşullarına göre belirlenir.

Düşük seviyeli radyoaktif atık işleme tesislerinin temel görevi, radyoaktif atığın miktarını ve yönetilmesi gereken hacmini mümkün olduğunca azaltmak, atığı daha kararlı bir forma dönüştürmek ve sonraki yönetim aşamalarına güvenli biçimde hazırlamaktır.

Bununla birlikte hacim azaltma, radyoaktivitenin ortadan kaldırılması anlamına gelmez. Örneğin yakma işleminde atığın yanabilir kısmı gaz ve kül hâline dönüşürken radyoaktif maddelerin önemli bir bölümü kül veya filtrelerde yoğunlaşabilir. Benzer şekilde sıvı atığın buharlaştırılması, radyoaktif maddeleri yok etmekten ziyade bunları daha küçük hacimli bir konsantrede toplamaya yardımcı olur.

Bu nedenle başarılı bir atık işleme sisteminin yalnızca yüksek hacim azaltma oranına sahip olması yeterli değildir. Radyolojik güvenlik, proses güvenilirliği, çalışanların korunması, çevresel emisyonların kontrolü, atık paketinin uzun dönemli bütünlüğü ve nihai bertaraf tesisinin kabul kriterleri birlikte değerlendirilmelidir.

Düşük seviyeli radyoaktif atıkların işlenmesinden sonraki aşamaları ve nihai bertaraf yöntemlerini daha ayrıntılı olarak incelemek için aşağıdaki bölümlere geçebilirsiniz.

• Düşük Seviyeli Atıklar
• Düşük Seviyeli Atık Nihai Depolama Tesisleri