ആണവ അവശിഷ്ടം

ഇംഗ്ലീഷ് വിലാസം

https://ml.wikipedia.org/wiki/Radioactive_waste

ആണവവികിരണം വമിക്കുന്ന അവശിഷ്ടവസ്തുക്കളെയാണ്‌ ആണവ അവശിഷ്ടം (അണുശക്തി തേജോവശിഷ്ടം) എന്നു പറയുന്നത്. ഇവ റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. അണുശക്തി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വിവിധ പ്രക്രിയകൾ, ആണവറിയാക്റ്ററുകൾ, പരീക്ഷണശാലകൾ, വ്യവസായശാലകൾ, ആശുപത്രികൾ എന്നിവിടങ്ങളിൽ നിന്നാണ് ഇത്തരം റേഡിയോ ആക്റ്റീവ് ആയ അവശിഷ്ടങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നത്. വീണ്ടും ചില പ്രക്രിയകളിലൂടെ പുതിയ ഇന്ധനമാക്കി മാറ്റാവുന്ന ഉപയോഗിച്ച ആണവ ഇന്ധനവും ഇക്കൂട്ടത്തിൽ പെടുന്നു.

അണുശക്തി തേജോവശിഷ്ടങ്ങളിൽ 98-99 ശ.മാ. വരെ യുറേനിയവും 0.6 ശ.മാ. പ്ലൂട്ടോണിയവും കൂടാതെ മറ്റു റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് അണുക്കളും ഉണ്ടായിരിക്കും. ഈ തേജോവശിഷ്ടങ്ങളിൽ നിന്ന് pu²³⁹ വേർതിരിച്ച്, അത് ദ്രുതപ്രത്യുത്പാദന റിയാക്റ്ററിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അണുശക്തി തേജോവശിഷ്ടങ്ങളിലെ റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് അണുക്കളുടെ അർദ്ധായുസ്സുകൾ (ഒരു ഐസോടോപ്പിന് ശോഷണം സംഭവിച്ച് അതിന്റെ ആദ്യപിണ്ഡത്തിന്റെ പകുതിയായി മാറുന്നതിന് വേണ്ടിവരുന്ന കാലയളവ്) തമ്മിൽ വളരെ അന്തരമുണ്ട്. യുറേനിയത്തിന്റെ അർദ്ധായുസ്സ് 4.9 മില്യൺ വർഷവും, pu²³⁹ന്റെത് 24,000 വർഷവുമാണ്. അർദ്ധായുസ്സും റേഡിയോ ആക്റ്റിവതയും വിപരീതാനുപാതത്തിലായിരിക്കും. റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ ആക്റ്റിവത രാസപ്രവർത്തനം വഴി നശിപ്പിക്കുവാൻ കഴിയുകയില്ല. ഇവ ആപത്കരങ്ങളായതിനാൽ ജീവജാലങ്ങൾക്ക് അപായം ഉണ്ടാകാത്ത മാർഗങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചുവേണം നീക്കം ചെയ്യേണ്ടത്.

അണുശക്തി തേജോവശിഷ്ടങ്ങളെ റേഡിയോ ആക്റ്റിവതയനുസരിച്ച് താഴെപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ വർഗ്ഗീകരിക്കാം:

• തീവ്രതയേറിയവ (ഉച്ചതല അവശിഷ്ടങ്ങൾ - High level waste)
• മദ്ധ്യ തല ആക്റ്റിവതയുള്ളവ (Intermediate level waste)
• ലഘുവായ ആക്റ്റിവതയുള്ളവ (നിമ്‌നതല അവശിഷ്ടങ്ങൾ - Low level waste)- ആശുപത്രികളിലേയും വ്യ്വസായശാലകളിലേയും അവശിഷ്ടങ്ങളാണിവ. വളരെ ചെറിയ അളവിലും കുറഞ്ഞ സമയവും റേഡിയോ ആക്റ്റിവിറ്റി നിലനിൽക്കുന്ന കടലാസ്, തുണി, ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയെ ഇക്കൂട്ടത്തിൽ പെടുത്താം.
• ട്രാൻസ്-യുറാനിക് വേസ്റ്റ് (Transuranic waste)

കൂടാതെ ഖരം, ദ്രവം, വാതകം എന്നീ അവസ്ഥകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയും വേർതിരിക്കാം. ഈ ഓരോ അവസ്ഥയിലുമുള്ള അവശിഷ്ടങ്ങളെ നിർമാർജ്ജനം ചെയ്യാൻ പ്രത്യേക മാർഗങ്ങളുണ്ട്.

റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്ലാന്റുകളിലും പരീക്ഷണശാലകളിലും ഖരാവശിഷ്ടങ്ങൾ ഉണ്ടാകും. ഇവയെ രണ്ടായി തരംതിരിക്കാം.

1. കത്തുന്നവ-മരം, തുണി, കടലാസ് തുടങ്ങിയവ;
2. കത്താത്തവ-ബാഷ്പിത്ര(evaporator)ങ്ങളിലെ അവശിഷ്ടം, ചാരം, പൊട്ടിയ ഗ്ളാസ് തുടങ്ങിയവ.

ആദ്യം പറഞ്ഞവയെ പ്രത്യേക ഭസ്മിത്രങ്ങളിൽ (incinerator) വച്ച് കത്തിക്കുന്നു; രണ്ടാം വകുപ്പിൽ പെട്ടവയെ മണ്ണിൽ കുഴിച്ചു മൂടുന്നു. കുഴിച്ചു മൂടാൻ പ്രത്യേക സ്ഥലമാണ് തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്. ചിലപ്പോൾ അവശിഷ്ടങ്ങൾ വലിയ കോൺക്രീറ്റ് ബ്ളോക്കുകൾക്കുള്ളിലാക്കി സമുദ്രത്തിൽ തള്ളാറുണ്ട്. അവശിഷ്ടങ്ങളെ കെട്ടുകളാക്കി വ്യാപ്തം കുറച്ച്, മണ്ണിനടിയിൽ നിക്ഷേപിക്കുന്നതും പതിവാണ്.

ഇവയെ മൂന്നായി തിരിക്കാം.

1. ലോഹാവശിഷ്ടങ്ങൾ. ഗണ്യമായ തോതിൽ യുറേനിയം, തോറിയം, പ്ലൂട്ടോണിയം ലവണങ്ങൾ ഉള്ള ലോഹാവശിഷ്ടങ്ങൾ. തീവ്രറേഡിയോ ആക്റ്റിവതയുള്ള ഈ അവശിഷ്ടങ്ങളിൽനിന്ന് ബീറ്റാ-ഗാമാ രശ്മികൾ ഉത്സർജിക്കപ്പെടുന്നു.
2. രാസാവശിഷ്ടങ്ങൾ. പ്രക്രിയകളുടെ വിവിധഘട്ടങ്ങളിലുള്ള അവശിഷ്ടലായനി, കഴുകിയദ്രാവകം എന്നിവയാണ് റേഡിയോ രാസാവശിഷ്ടങ്ങളിൽ പ്രധാനമായവ. ഈ ലായനികളുടെ ആക്റ്റിവതയ്ക്കു കാരണം അവയിലുള്ള വിഘടനോത്പന്നങ്ങളാണ്. ഈ അവശിഷ്ടങ്ങൾക്ക് മാധ്യമിക (intermediate) ആക്റ്റിവതയേ ഉള്ളൂ.
3. പ്രക്രിയാവശിഷ്ടങ്ങൾ. പ്രക്രിയയുടെ വിവിധ ഘട്ടങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ശീതളന (coolant) ജലം, പല ഘട്ടങ്ങളിൽനിന്നുള്ള സംഘനന (condensate) ജലം തുടങ്ങിയവയാണ് ഇവയിൽ മുഖ്യമായത്. ഈ അവശിഷ്ടത്തിന് ലഘുവായ ആക്റ്റിവത മാത്രമേയുള്ളു.

ആക്റ്റിവതയുള്ള ദ്രാവകാവശിഷ്ടങ്ങളെ സാന്ദ്രീകരിക്കാൻ ബാഷ്പീകരണം ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. പക്ഷേ ഈ മാർഗ്ഗം ചെലവ് കൂടിയതാണ്. അതിനാൽ ലായനികളിൽനിന്ന് റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് പദാർഥങ്ങൾ വേർതിരിക്കാൻ ചെലവുകുറഞ്ഞ അവക്ഷേപണ(precipitation)രീതിയും ^[1]അയോൺ കൈമാറ്റരീതികളും പ്രയോഗത്തിലുണ്ട്. റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് പദാർഥങ്ങളെ അനുയോജ്യമായ വസ്തുക്കൾ ചേർത്ത് അവക്ഷിപ്തമാക്കി ലായനിയിൽ നിന്നു നീക്കം ചെയ്യുന്നു. വെള്ളം ശുദ്ധിചെയ്യാൻ ആലം ഉപയോഗിക്കുന്നതുപോലെയാണിത്. ചിലതരം കളിമണ്ണിന് (ഉദാ. മോണ്ടിമൊറില്ലൊനൈറ്റ്) വിഘടനാവശിഷ്ടങ്ങളെ കൈമാറ്റം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവുണ്ട്. ഈ കളിമണ്ണ് 1000^oc വരെ ചൂടാക്കുമ്പോൾ, അതിന്റെ സംരചനയിൽ മാറ്റം ഉണ്ടാകുന്നു. അതിൽനിന്ന് റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് വസ്തുക്കൾ നിഷ്കർഷണം ചെയ്യാൻ സാധ്യമല്ല.

പൃഥക്കരണ (separation)^[2] പ്രക്രിയകളിൽനിന്നു കിട്ടുന്ന തീവ്ര ആക്റ്റിവതയുള്ള അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ സംക്ഷാരത (corrosaion)^[3] കുറയ്ക്കാനായി പലപ്പോഴും ലായനികളിൽ ക്ഷാരം ചേർക്കാറുണ്ട്. പ്ലൂട്ടോണിയം-239, സീഷിയം-137, സ്ട്രോൺഷിയം-90 എന്നീ ആക്റ്റിവ് മൂലകങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഈ ലായനിയെ സംഭരണടാങ്കുകളിൽ സൂക്ഷിക്കുകയാണ് പതിവ്. ലായനികളിൽനിന്ന് റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് വസ്തുക്കളെ വേർതിരിക്കാൻ നാലു മാർഗങ്ങൾ ഉപയോഗത്തിലുണ്ട്.

1. ദ്രവിതസ്തര വറുക്കൽ (Fluidized bed roasting).^[4] അടിഭാഗത്ത് അലൂമിന (അലൂമിനിയം ഓക്സൈഡ്) കണങ്ങൾ പാകിയിട്ടുള്ളതാണ് വറുക്കൽ ഉപകരണം. ഇതിലെ താപനില 300^c 600^c ആണ്. ഉപകരണത്തിന്റെ മുകൾഭാഗത്തുനിന്ന് ലായനി സ്പ്രേചെയ്യുന്നു. അലൂമിനയുടെ അടിയിലൂടെ വായുപ്രവഹിപ്പിക്കുമ്പോൾ അലൂമിനദ്രവംപോലെ മേലോട്ട് ഒഴുകും. തപിപ്പിച്ച അലൂമിനകണങ്ങളും ലായനിയുമായുള്ള സമ്പർക്കത്താലാണ് ലായനിയിലെ ജലം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്നത്. ലായനിയിലുള്ള നൈട്രേറ്റുകൾ വിഘടിച്ച് ഓക്സൈഡുകൾ ഉണ്ടാകുന്നു. ഇതൊരു ഖരപദാർഥമാണ്. ഈ ഓക്സൈഡുകൾ അലൂമിനയിൽ നിക്ഷേപിക്കപ്പെടുകയും പിന്നീട് മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു. റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് അവശിഷ്ടം ഇങ്ങനെയാണ് മാറ്റുന്നത്.
2. സ്പ്രേ കാൽസിനേഷൻ (Spray calcination).^[5] സിലിണ്ടർ ആകൃതി ഉള്ളതും 800^oC-ൽ ഉള്ളതും ആയ ഒരു കൂറ്റൻ ടവറിന്റെ മുകളിൽനിന്ന് റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് ലായനി സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നു. ടവറിന്റെ അടിയിൽ എത്തുമ്പോഴേക്കും ലായനിയിലെ ജലം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കും. അതിലുള്ള ലീനങ്ങൾ പൊരിഞ്ഞ് ഓക്സൈഡുകൾ ആയി മാറിയിരിക്കും. ഈ ഓക്സൈഡുകളെ ഉരുക്കി പിന്നീട് സ്റ്റീൽ ടാങ്കുകളിൽ സൂക്ഷിക്കുന്നു.
3. ഫോസ്ഫേറ്റ് ഗ്ളാസ് സ്ഥായീകരണം (Phosphate glass fixation). ഫോസ്ഫോറിക് അമ്ളമോ സിലിക്ക കലർത്തിയ ബോറാക്സ് ലായനിയോ ചേർത്ത് അവശിഷ്ട ലായനി ബാഷ്പീകരിക്കുന്നു. കുഴമ്പുപാകം ആകുമ്പോൾ പ്ലാറ്റിനം ലേപനമുള്ള (lining) ഒരു മൂശയിലേക്ക് (crucible) നീക്കി ശക്തിയായി ചൂടാക്കുന്നു. അപ്പോൾ ഗ്ലാസുപോലുള്ള ഒരു ഖരവസ്തു കിട്ടും. ഇത് അനുയോജ്യമായ രീതിയിൽ സംഭരണം ചെയ്യുന്നു.
4. പോട്ട് കാൽസിനേഷൻ (Pot calcination). ഇത് ഒരു പ്രക്രിയാപരമ്പര ആണ്. ബാഷ്പീകരണത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്റ്റീൽ പാത്രം തന്നെയാണ് സംഭരണടാങ്ക് ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. 900ബ്ബഇ-ൽ ചൂടുള്ള പാത്രത്തിലേക്ക് ലായനി കുറേശ്ശെ ഒഴിച്ച് ബാഷ്പീകരണം നടത്തുന്നു. പാത്രം നിറയെ അവശിഷ്ടം ഉണ്ടാകുന്നതുവരെ ഈ പ്രക്രിയ ആവർത്തിക്കുന്നു. അതിനുശേഷം ടാങ്ക് ഭദ്രമായി സൂക്ഷിക്കുന്നു.

വാതകരൂപത്തിലുള്ള റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ രണ്ടുതരത്തിൽപെടുന്നവയാണ്.

1. ക്രിപ്റ്റോൺ, സെനോൺ, അയഡിൻ തുടങ്ങിയവ. ഇവ തപ്തവാതകങ്ങളാണ്.
2. വെന്റ് (vent) വാതകങ്ങൾ. റിയാക്റ്ററിനു ചുറ്റുമുള്ള വായു, ന്യൂട്രോൺ ആഘാതത്തിനു വിധേയമാകുന്നതിനാൽ അതിൽ റേഡിയോ ആക്റ്റിവതയുള്ള നൈട്രജൻ-16, ഓക്സിജൻ-19. ആർഗൺ-41 എന്നീ വാതകങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കും. ഈ വാതകങ്ങളുടെ അർധായുസ് (Half -life) നിസ്സാരമായതിനാൽ അവയെ അന്തരീക്ഷവായുവുമായി കലരാൻ അനുവദിക്കാറുണ്ട്. പക്ഷേ, അയഡിന്റെ ശ.മാ. കൂടുതൽ ഉണ്ടെങ്കിൽ, അയഡിൻ നീക്കാനായി വാതകങ്ങൾ സിൽവർനൈട്രേറ്റു ലായനിയിലൂടെ പ്രവഹിപ്പിക്കുന്നു. ക്രിപ്റ്റോൺ, സെനോൺ എന്നീ നിഷ്ക്രിയവാതകങ്ങൾ സിലിക്ക ജെല്ലിയിൽ അധിശോഷണം ചെയ്യിക്കുന്നു.

റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് വാതകാവശിഷ്ടങ്ങളിൽ മിക്കപ്പോഴും ഖരപദാർഥകണങ്ങൾ ഉണ്ടാകും. ഇവ നീക്കം ചെയ്തശേഷം മാത്രമേ വാതകങ്ങൾ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് വിടുകയുള്ളു. പദാർഥകണങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യാൻ വാതകങ്ങളെ അരിക്കുന്നു. ഇതിന് മൂന്നുതരം ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അവ വിദ്യുത്സ്ഥിതിക-അവക്ഷേപിത്രം (Electrostatic precipitator),^[6] ഫൈബർഗ്ളാസ് ഫിൽട്ടർ (Fibre glass filter),^[7] കെമിക്കൽ വാർഫെയർ ഫിൽട്ടർ (Chemical warfare filter) എന്നിവ ആണ്. വിദ്യുത് സ്ഥിതിക-അപക്ഷേപിത്രം നൂറു ശ.മാ. പ്രവർത്തനക്ഷമത ഉള്ളതാണെങ്കിലും വിദ്യുത്പ്രവാഹം നിലച്ചാൽ ഉണ്ടാകാവുന്ന അപകടം ഇതിന്റെ ഒരു പ്രധാനന്യൂനതയാണ്. ഫൈബർഗ്ളാസ് അരിപ്പയിൽകൂടി റേഡിയോ ആക്റ്റിവ് അവശിഷ്ടവാതകങ്ങൾ പ്രവഹിപ്പിക്കുമ്പോൾ അതിലുള്ള പദാർഥകണങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഫൈബർഗ്ളാസ് അരിപ്പയിൽകൂടി കടത്തിവിട്ട വാതകത്തെ വീണ്ടും ആസ്ബസ്റ്റോസ്കൊണ്ടുള്ള കെമിക്കൽ വാർഫെയർ ഫിൽട്ടറിൽ കൂടി പ്രവഹിപ്പിക്കുന്നു. പിന്നീട് ഈ വാതകങ്ങളെ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് വിടുകയും ചെയ്യും.

ചില അവശിഷ്ടങ്ങളിലെ ആണവവികിരണപ്രവാഹം വളരെ വർഷങ്ങളോളം തുടരുന്നു. ആണവ അവശിഷ്ടങ്ങൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നവർ വികിരണങ്ങളിൽ നിന്നും രക്ഷ നേടുന്നതിന് സംരക്ഷണകവചങ്ങൾ ധരിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

മിക്കവാറും ആണവ അവശിഷ്ടങ്ങളും വീപ്പകളിൽ അടച്ച് ഭദ്രമാക്കി ഭൂമിക്കടിയിൽ ആഴത്തിൽ കുഴിച്ചിടുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്.

• ഡോർലിങ് കിൻഡർസ്ലെയ് - കൺസൈസ് എൻസൈക്ലോപീഡിയ സയൻസ് - ലേഖകൻ: നീൽ ആർഡ്‌ലി

കടപ്പാട്: കേരള സർക്കാർ ഗ്നൂ സ്വതന്ത്ര പ്രസിദ്ധീകരണാനുമതി പ്രകാരം ഓൺലൈനിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച മലയാളം സർ‌വ്വവിജ്ഞാനകോശത്തിലെ ആണവ അവശിഷ്ടം എന്ന ലേഖനത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കം ഈ ലേഖനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. വിക്കിപീഡിയയിലേക്ക് പകർത്തിയതിന് ശേഷം പ്രസ്തുത ഉള്ളടക്കത്തിന് സാരമായ മാറ്റങ്ങൾ വന്നിട്ടുണ്ടാകാം.

ഭൗതികശാസ്ത്രവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഈ ലേഖനം അപൂർണ്ണമാണ്‌. ഇതു വികസിപ്പിക്കുവാൻ സഹായിക്കുക. സഹായത്തിനു ഈ ലേഖനത്തിന്റെ ഇംഗ്ലീഷ് പതിപ്പ്.