Tradice bezpečného ukládání radioaktivních odpadů v Čechách

Na letošní rok připadá hned několik výročí spojených s ukládáním radioaktivních odpadů v České republice. Úložiště Bratrství u Jáchymova slaví 40 let provozu, úložiště Richard u Litoměřic 50 let provozu a zároveň letos uplyne 55 let od zahájení ukládání historicky prvních radioaktivních odpadů vůbec – v dnes již uzavřeném úložišti Hostim u Berouna. Poslední z našich úložišť, povrchové úložiště Dukovany, si na kulatiny musí počkat do příštího roku, kdy oslaví 20 let.

Česká republika je zemí s jednou z nejdelších historií využívání radionuklidů na světě. Velké množství uranové rudy – smolince – si z českého Jáchymova pro své výzkumy vozila Marie Curie‑Sklodowská již koncem 19. století. Přírodní radioizotopy pro technické využití v průmyslu, ve výzkumu a zdravotnictví se pak u nás běžně zpracovávaly už od počátku 20. století. Poměrně brzy tedy vznikla i potřeba radioaktivní odpady zneškodnit a zabránit jejich případnému negativnímu působení na lidský organismus a životní prostředí. Jediným možným způsobem bylo jejich uložení v bezpečných úložištích, a to po celou dobu nutnou k dostatečnému rozpadu příslušných radioaktivních prvků, které jsou v nich obsaženy.

Hostim u Berouna

První úložiště radioaktivních odpadů vzniklo v 50. letech minulého století v nevyužívaném vápencovém dole u obce Hostim u Berouna. Ukládaly se sem zejména odpady z výzkumu v Ústavu jaderného výzkumu v Řeži. Toto úložiště bylo v roce 1964 uzavřeno, avšak díky své atraktivní poloze ve skalách nad Berounkou čelilo „nájezdům“ různých dobrodruhů. S konečnou platností bylo v roce 1996 uzavřeno zabetonováním speciální směsí.

Není odpad jako odpad

Další úložiště pro nízko a středněaktivní odpady vznikla postupně u Litoměřic (1964), Jáchymova (1974) a Dukovan (1995). V dolu Richard u Litoměřic a Bratrství u Jáchymova se ukládají tzv. institucionální odpady, např. z nemocnic, výzkumných zařízení nebo průmyslových podniků. Nízko a středněaktivní odpady z jaderných elektráren se ukládají v areálu Jaderné elektrárny Dukovany.

Použité palivo tvoří mezi všemi radioaktivními odpady objemově jen asi 1 % a zatím se ukládá v meziskladech v areálech obou jaderných elektráren. Vzhledem k jeho malému množství a obsahu stále ještě využitelné energie i různých užitečných látek ho však za odpad nelze prohlásit.

Jáchymovské dolování

Z hlediska ložiskově‑geologického obsahuje jáchymovský revír širokou škálu rudních minerálů. Je to zejména tzv. pětiprvková formace: Ag‑Bi‑Co‑Ni‑U (stříbro, vizmut, kobalt, nikl, uran). Je součástí sasko‑durynské rudní provincie, která se množstvím uranu získaného z žilných ložisek řadí na prvé místo ve světě. Již za války začátkem 40. let minulého století bývalý Sovětský svaz naléhavě potřeboval uran pro svůj jaderný výzkum, a jeho zpravodajské služby shromažďovaly informace o velikosti a významu zdrojů přírodního uranu v globálním měřítku. Mezi nimi nechyběl československý Jáchymov. V poválečné Evropě byl jediným otevřeným ložiskem ve sféře sovětského vlivu. Sovětský svaz se postaral, aby veškerý uran skončil u něj. Přestože se jednalo o nejbohatší tehdy známé naleziště na světě, Československo z těžby příliš nemělo. Daleko největší podíl uranu byl vytěžen na saské straně Krušných hor.

Bratrství

Využití prázdných prostor
Úložiště radioaktivních odpadů vzniklo i v části opuštěných podzemních prostor bývalého uranového dolu Bratrství. Celé důlní pole Bratrství má rozlohu 9,8 km² s více než 80 km štol a překopů. Úložiště je situováno jen v nepatrné části okolo bývalé těžní štoly, kterou se v 50. letech minulého století vyvážel materiál z jámy Zdař Bůh a okolních dobývek. Štola s přilehlými komorami byla adaptována na úložiště a otevřena k používání právě před 40 lety v roce 1974. Těžní štola dlouhá 385 m se stala obslužnou komunikací, stěny a stropy komor byly upravené betonem a ve stropní části ocelovými nosníky, podlahy byly opatřeny drenážním systémem a taktéž vybetonovány. Větrání prostor je přírodní, přirozeným tahem – v létě ven z dolu (tzv. výdušné), v zimě dovnitř (tzv. vtažné). Jsou‑li přítomni pracovníci, tak se ještě navíc zapíná umělá ventilace. V prostoru úložiště je zvýšený obsah radonu ve vzduchu, kupodivu nikoliv kvůli uloženým odpadům, ale proto, že chodby úložiště navazují na stará důlní díla, kde jsou přítomny nevytěžitelné zbytky smolince.

Ze země vyšlo, do země se vrátilo
V úložišti se postupně zaplňují jednotlivé prostory tak, aby se neomezil přístup k dalším štolám. Obalové jednotky s odpady se ukládají ve vrstvách. Skladují se zde institucionální radioaktivní odpady obsahující přírodní radionuklidy. Zjednodušeně by se tedy dalo říci, že přirozené radionuklidy vytěžené z rudy se sem opět vracejí zpět, avšak pečlivě zabalené, uzavřené v sudech a stíněné betonem. Aktivita uložených odpadů je ve srovnání s přírodní aktivitou v okolí úložiště zanedbatelná. Celková aktivita uložených odpadů, včetně aktivity izotopů, které vzniknou rozpadem uranu, dosahuje řádově jednotek TBq (terabecquerelů, tj. 10¹² radioaktivních rozpadů za sekundu), což tvoří nepatrný, nevýznamný zlomek přírodní aktivity nalézající se v Jáchymově, ať už v podzemí, nebo na povrchu. Odpady nemohou obyvatelstvo ohrozit dokonce ani v případě úplného zatopení uložených odpadů a úniku kontaminovaných (zamořených) vod do povrchových toků.

Úložiště je dnes využité z asi 80 %. Termín i způsob definitivního uzavření úložiště závisí na objemech v budoucnu ukládaných odpadů a již se pracuje na výzkumných úkolech, které to řeší.

Richard

Richard a vápenec
Úložiště Richard leží v prostorách bývalého vápencového dolu pod kopcem Bídnice u města Litoměřice v Českém středohoří. Zabírá jen malou část (necelé 2 km) bývalého důlního komplexu Richard I, II a III, který má celkem více než 40 km chodeb a překopů. Vápenec se v oblasti Litoměřic povrchově těžil již za časů Františka Josefa I. S rozmachem průmyslu koncem 19. a počátkem 20. století poptávka po vápenci rostla a těžba se přesunula i do podzemí. V hloubce 70–80 m pod povrchem je zde 5 m silná vrstva vápence. V Richardu těžily vápenec až do roku 1944 tři německé firmy (před rokem 1945 tvořili z 90 % obyvatelstva Litoměřic sudetští Němci). Vápenec putoval do okolních cementáren a užíval se na stavby.

Válečná historie
Během 2. světové války (konkrétně v letech 1944–1945) sloužil důlní komplex Richard jako utajená podzemní nacistická továrna na výrobu spalovacích motorů a převodovek pro tanky a stíhače tanků. Později byla do Richarda převedena i část výroby elektronek do naváděcích a radiolokačních systémů užívaných v letectví. V dobách největší produkce zde pracovalo 1 200 civilních zaměstnanců (včetně totálně nasazených) a asi 4 000 vězňů z litoměřického a terezínského koncentračního tábora. Provoz továrny byl nepřetržitý, po 12hodinových pracovních směnách. Zároveň s výrobou pokračovala těžba za účelem rozšíření prostor pro další výrobní linky. Na konci války se nacisté pokusili továrnu vyhodit do povětří, což se jim z dosud neznámých důvodů nepodařilo. Obráběcí stroje špičkové úrovně zabavili sovětští vojáci. V roce 1947 se těžba vápence obnovila, z důvodu nerentability však v roce 1962 definitivně skončila.

Úložiště radioaktivních odpadů
Vzhledem ke špatnému technickému stavu některých chodeb a nízké rentabilitě těžby hledal stát již od poloviny 50. let minulého století další možnosti využití Richarda. O komplex měla nejprve zájem armáda. Pro vyhodnocení vhodnosti dolu ke skladování radioaktivních odpadů se na pokyn tehdejšího Ministerstva chemického průmyslu v letech 1957–1959 uskutečnil geologický a hydrogeologický průzkum lokality. Pro vybudování úložiště se využily prostory části dolu Richard II. Jejich konečná úprava se uskutečnila v době výstavby v letech 1960 až 1964. Jednotlivé boční ukládací komory leží podél obslužné chodby dlouhé 630 metrů. Richard slouží k ukládání institucionálních radioaktivních odpadů vznikajících mimo jadernou energetiku. Sudy se slisovaným odpadem (100litrový sud se vloží do 200litrového a prostor mezi nimi se vyplní betonem) se ukládají stohovou metodou. Ročně se v Richardu uloží 100 až 200 obalových souborů s odpady. Celkový objem zajištěných využívaných prostor je 17 050 m³. Kapacita pro ukládání odpadu je asi poloviční, zbytek prostoru tvoří chodby nezbytné pro obsluhu a manipulaci. Část historických odpadů z let 1965–1985 již byla přemístěna do speciálně upravených prostor a definitivně zabetonována. Při současném provozu vydrží kapacita úložiště do roku 2050.

Bezpečnost především
Po celých 50 let provozu Richarda je ukládání odpadů zcela bezpečné. Za celou tuto dobu nedošlo k žádnému překročení radiačně‑hygienických limitů a všechny platné předpisy a limity pro ukládání a provoz úložiště se striktně dodržují. Na jejich plnění dohlíží Státní úřad pro jadernou bezpečnost (SÚJB). Probíhá zde nepřetržitě posuzování lokality z hlediska seismicity, sleduje se geotechnická stabilita důlního díla, monitoruje se hydrogeologické prostředí horniny i jejího okolí, probíhá měření koncentrace radonu a tritia v ovzduší, ve vodě i na povrchu, měří se záření a povrchová aktivita. Z dosavadních výsledků monitorování vyplývá, že provoz úložiště radioaktivních odpadů Richard odpovídá všem bezpečnostním kritériím a veškeré hodnoty měřených veličin nepřesahují povolené limity. Sledované položky se nacházejí pod mezí detekce. Za bezpečný provoz Richarda obdržela Správa úložišť v roce 2009 ocenění Zlatý Permon.

Zkušebna obalových souborů
V areálu úložiště Richard je také několik zajímavých zařízení, o jejichž účelu by se laik jen těžko dohadoval. Testovací jeřáb slouží k pádovým zkouškám. Obalové soubory na radioaktivní odpady musí prokázat odolnost při pádu z výšky několika metrů na tvrdou podložku nebo ocelový trn. Součástí zkušebny a zkoušek je také prokázání těsnosti obalových souborů při působení vody, tlaku, vysoké teploty (ohně), zkoušku drcením, apod.

Úloha Správy úložišť radioaktivních odpadů

Do konce roku 1991 se nakládáním s radioaktivními odpady a jejich konečným uložením zabýval Ústav pro výzkum, výrobu a využití radioizotopů. Od roku 1992, kdy byla úložiště zprivatizována, prováděli tyto činnosti jeho právní nástupci – NYCOM a. s., a ARAO a. s. Po nabytí platnosti tzv. atomového zákona (zákon č. 18/1997 Sb.) byla úložiště převedena na stát a bezpečný provoz úložišť a ukládání radioaktivních odpadů bylo svěřeno organizační složce státu – Správě úložišť radioaktivních odpadů (SÚRAO). Nejdůležitější činností SÚRAO je zajišťování provozu současných úložišť nízko a středněaktivních odpadů a příprava budoucího hlubinného úložiště pro vysokoaktivní odpady a použité jaderné palivo. SÚRAO také monitoruje vliv úložišť na okolí, vede přísnou evidenci převzatých odpadů a jejich původců, koordinuje výzkum a vývoj na domácí i mezinárodní úrovni. Činnost SÚRAO se financuje z prostředků jaderného účtu, na který povinně přispívají všichni původci radioaktivních odpadů – těch je v současnosti v ČR asi sto.

Monitorování úložišť

Radiační monitorování se týká osob, pracovního prostředí, odcházejících důlních vod a životního prostředí v okolí. Měří se povrchová aktivita na pracovištích úložišť, koncentrace radonu a tritia ve vzduchu, objemová aktivita radionuklidů ⁶⁰Co, ¹³⁴Cs, ¹³⁷Cs, ²⁴¹Am ve vzduchu. Většina měření je pod mezí detekce, limity stanovené Státním úřadem pro jadernou bezpečnost nejsou překračovány. Geotechnická a hydrogeologická měření se provádějí pro potvrzení stability důlních děl.

Zdroj

Materiály SÚRAO. Fotografie použity s laskavým svolením SÚRAO.