M. Isabel F. Paiva

ipaiva@ctn.ist.utl.pt

Campus Tecnológico e Nuclear (CTN)

Grupo de Proteção e Segurança Radiológica (GPSR)

CTN, 13 de Outubro 2014

Universidade de Lisboa

Instituto Superior Técnico

PROJECTO ARIAS (FCT)

WP4 – E&T in Radiological

Protection

Introdução à Gestão de

Resíduos Radioactivos

FORAM UTILIZADAS NESTA APRESENTAÇÃO FOTOS E GRÁFICOS DAS SEGUINTES ORIGENS:

AIEA, OCDE, ENEN, WPAQ, ENRESA, ANDRA, SCK-CEN, IRSN, CNEN, ITN,

IST/CTN, IGD-TP, DoE, SKB, POSIVA, Autora, Washington U., Cleveland U., Uranium, World Nuclear Association

Universidade de Lisboa

Instituto Superior Técnico

PROJECTO ARIAS (FCT)

WP4 – E&T in Radiological

Protection

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Resíduo Radioactivo

Definição

“FOR LEGAL AND REGULATORY PURPOSES, RADIOACTIVE WASTE MAY BE DEFINED AS MATERIAL THAT CONTAINS OR IS CONTAMINATED WITH RADIONUCLIDES AT CONCENTRATIONS OR ACTIVITIES GREATER THAN CLEARANCE LEVELS AS ESTABLISHED BY THE REGULATORY BODY, AND FOR WHICH NO USE IS FORESEEN”

“CLASSIFICATION OF RADIOACTIVE WASTE”

A SAFETY GUIDE

SAFETY SERIES No. 111-G-1.1

INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY

São todos os materiais que contenham ou se encontrem contaminados por radionuclidos e

para os quais não se encontra prevista qualquer utilização

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ORIGENS DOS RESÍDUOS RADIOACTIVOS

Mineração de urânio Mineração de outros metais cujos resíduos possuem radioactividade natural aumentada devido a processos industriais (NORM e TENORM)

Utilização de radioisótopos na medicina, indústria, investigação e ensino (fontes seladas e fontes abertas)

Resíduos resultantes de acidentes e incidentes com fontes radioactivas

Produção de energia eléctrica pelas centrais nucleares

Desmantelamento de instalações radiológicas, fábricas de reprocessamento e instalações nucleares

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ORIGENS

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Que tipos de resíduos? FONTES ABERTAS E FONTES SELADAS

Efluentes líquidos

Resíduos sólidos

Efluentes gasosos

Fontes seladas gastas

Resíduos do desmantelamento das instalações

radiológicas e/ou nucleares, contaminados e/ou irradiados

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CLASSIFICAÇÃO DE RESÍDUOS NUCLEARES

De acordo com a AIEA*, em 6 categorias: 1. Resíduos exemptos e/ou transitórios (EW)

2. Resíduos de vida muito curta (VSLW)

3. Resíduos de muito baixa actividade (VLLW)

4. Resíduos de baixa actividade (LLW)

5. Resíduos de actividade intermédia (ILW)

6. Resíduos de alta actividade (HLW)

NÃO HÁ AINDA CLASSIFICAÇÃO DE RESIDUOS NA LEI, EM

PORTUGAL

RESPONSABILIDADE DO REGULADOR (COMRSIN)

*IAEA Safety Standards, Nº GSG-1, Classification of Radioactive Waste

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Resíduos exemptos ou transitórios – contêm matérias radioactivas cuja actividade não é considerada prejudicial para o público e ambiente. Podem ser colocados em aterros ou mesmo reciclados se a Autoridade Reguladora assim o decidir

Resíduos de vida curta – resultam da utilização de radionuclidos em práticas médicas (diagnóstico e terapia). Podem ser armazenados durante alguns dias, para decaimento

Resíduos de muito baixa actividade – resultam de actividades várias (ex: desmantelamento de instalações radiológicas e nucleares). Contêm quantidades muito reduzidas de radionuclidos de vida longa. O seu armazenamento não exige um elevado nível de isolamento e contenção. Podem ser armazenados em valas com barreiras de limitação e em simultâneo com resíduos de baixa actividade.

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Resíduos de baixa actividade – resultam de várias práticas envolvendo o uso de matérias radioactivas em laboratórios, indústrias várias e produção de energia eléctrica de origem nuclear.

Podem incluir desde papéis e cortantes até ferramentas (indiferenciados) assim como efluentes líquidos previamente solidificados. São armazenados em repositórios à superfície ou perto desta (até uma profundidade de ~200 m).

De acordo com as políticas nacionais para a gestão de resíduos radioactivos e a geologia da área envolvente, certos países estão a considerar armazenar estes resíduos, especilamente contendo radionulcidos de vida longa, nos repositórios de profundidade em construção

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Resíduos de média actividade – resultam fundamentalmente de várias

práticas relacionadas com o sector nuclear. Podem ser as resinas usadas para purificar a água de arrefecimento do reactor ou lamas químicas, revestimento metálico do combustível e outros materiais contaminados associados ao desmantelamento. Também algumas fontes seladas de acordo com a AIEA.

Resíduos de alta actividade – constituídos fundamentalmente pelo combustível irradiado (quando declarado como resíduo radioactivo), e pelos efluentes líquidos gerados pelo reprocessamento do combustível gasto (que não foi declarado como resíduo radioactivo e, como tal, pode ser reprocessado). Também algumas fontes seladas de acordo com a AIEA.

O armazenamento destes resíduos (“transuranicos”) será feito em repositórios geológicos de profundidade assim que o poder político nos países que os possuem, autorize. Alguns países consideram armazenar em simultâneo, resíduos de baixa e média actividade ou de média e alta actividade.

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Fontes radioactivas seladas – aplicações na medicina, agricultura, indústria, transportes, construção, geologia, mineração, investigação, etc.

As fontes usadas na cobalto-terapia para o tratamento do cancro, são fontes classificadas de alta actividade pela IAEA.

Quando deixam de ter a actividade necessária aos objectivos previstos, podem tornar-se fontes radioactivas seladas gastas (spent) ou sem aplicação (disused), tendo de ser tratadas como resíduo radioactivo

Devem ser devolvidas ao produtor para eliminação ou “reciclagem”. Nessa impossibilidade, devem ser tratadas como RR no país onde se encontram desde que existam condições para tal.

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As fontes em desuso, podem ter ainda valores de actividade elevados e são uma ocorrência comum, pelo que não devem NUNCA ser consideradas como não sendo radioactivas

Consoante a actividade remanescente, as fontes radioactivas seladas em desuso, podem ser armazenadas definitivamente em repositórios perto da superfície, em repositórios geológicos ou nos chamados “boreholes” (poços verticais selados).

Se não controladas adequadamente, estas fontes

podem tornar-se “fontes orfãs”, podendo originar acidentes como o de Goiânia, em que toneladas de resíduos resultaram em consequência do abandono de uma única fonte selada de 137Cs num consultório desmantelado.

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OPÇÕES DE ARMAZENAMENTO

As opções de armazenamento e as medidas de segurança relacionadas, dependem:

Das propriedades radioactivas, químicas e físicas dos resíduos (actividade, período de meia-vida, elementos químicos, sólido ou líquido, etc,.)

Do período de tempo durante o qual os resíduos ainda se

mantêm radioactivos (relacionado com T1/2 e actividade original e remanescente)

Em alguns casos, a mesma opção de aramazenamento pode ser

aplicada a mais de que uma categoria de resíduos

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Gestão dos Resíduos Radioactivos

Definição

Todas as actividades, administrativas e

operacionais, que estão envolvidas no

manuseamento, pré-tratamento, tratamento,

acondicionamento, transporte, armazenamento

temporário e liberação dos resíduos radioactivos

originários numa instalação radiológica e/ou

nuclear

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PRINCÍPIOS DA GESTÃO DE RESÍDUOS RADIOACTIVOS

1º Princípio: Protecção da saúde humana 6º Princípio: Estrutura legislativa

nacional

2º Princípio: Protecção do ambiente 7º Princípio: Controlo da geração de

resíduos

3º Princípio: Protecção além fronteiras 8º Princípio: Geração de resíduos

radioactivos e interdependência da

gestão

4º Princípio: Protecção das gerações

futuras

9º Princípio: Segurança das instalações

5º Princípio: Herança para futuras

gerações

ÉTICA? PROTOCOLO DE KIOTO?

”RETRIEVABILITY”?

AIEA – Agência Internacional de Energia Atómica IP_ARIAS_WP4_2014

Pre-tratamento

Tratamento Acondicionamento

Armazenamento definitivo (Disposal)

Armazenamento interino

Transporte

Gestão de Resíduos – Etapas Principais

Material

radioactivo para

reprocessamento

Resíduos Exemptos

AIEA

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COMO PREVENIR A PRODUÇÃO DE RESÍDUOS RADIOACTIVOS?

Minimizar a produção de resíduos em termos de actividade e volume desde a origem

Princípios básicos para a eliminação de resíduos radioactivos:

• Diluição e Dispersão

• Concentração e Isolamento

• Retenção e Decaimento

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Segregação dos resíduos baseada nos tempos de

meia-vida

Exemplo 1: • < 7 Horas • > 7 Horas e <15 dias • > 15 Dias e < 90 Dias • > 90 Dias

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Exemplo 2:

• < 10 Horas • < 10 Dias • < 100 Dias • > 100 Dias

Segregar os tecidos de origem animal e fluidos da cintilação líquida contendo apenas 3H e/ou 14C

Segregar cortantes e biológicos

Assegurar que a auto-clavagem é feita antes do manuseamento como resíduo radioactivo. O perigo biológico é superior ao radiológico

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Factores a Considerar numa Gestão Correcta dos Resíduos Radioactivos

RESPONSABILIDADES

• Deverá existir um Responsável por todas as

etapas da gestão dos resíduos radioactivos.

Pode ser o Responsável pelo Plano de

Protecção Radiológica

• O Plano de Protecção Radiológica tem de

incluir a Gestão de Resíduos Radioactivos

do lab, departamento, instituto, etc.

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Deverão existir Procedimentos escritos sobre como se processa a gestão dos resíduos radioactivos naquele local específico

O pessoal envolvido deverá estar identificado e possuir treino adequado à execução dos procedimentos a implementar em cada fase ou passo do processo da gestão dos resíduos radioactivos

Gestão de Resíduos Radioactivos (cont.)

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Alguns procedimentos para a recolha de resíduos radioactivos

Os resíduos deverão ser acondicionados de forma a poderem ser prontamente levados pelo responsável pela colheita.

Papéis, luvas, plásticos secos e outros do mesmo tipo poderão ser acondicionados em sacos de plástico bem fechados e rotulados

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Efluentes liquidos deverão ir acondicionados em recipientes estanques e rotulados. Não misturar resíduos orgânicos com resíduos aquosos (Ex.: Cocktails de cintilação com benzeno, tolueno, etc,) nem com cancerígenos (Ex.: Cintiladores POPOP e PPO, etc.)

Não se devem incluir embalagens de cartão, metal ou madeira que não estejam contaminadas

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Todos os recipientes deverão estar identificados com a simbologia respectiva do radioactivo

Em todas as circunstâncias de manuseamento e/ou transferência de resíduos radioactivos, o operador deverá usar protecção adequada para o vestuário, luvas descartáveis, protecção ocular e protector de sapatos

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NUNCA se devem misturar diferentes radionuclidos no mesmo contentor, excepto em caso de autorização por escrito do responsável pela gestão dos resíduos radioactivos e de acordo com a Lei vigente

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ÁREA DE ARMAZENAMENTO DOS RESÍDUOS

RADIOACTIVOS

Características Gerais

Ser uma área dedicada

Ser uma área com ventilação adequada

Estar bem assinalada e sinalizada

Ser construída com materiais rígidos

Estar isolada e com acesso restrito

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Ser bem iluminada, por luz natural ou por luz artificial. A instalação eléctrica deve prever a protecção contra faíscas de modo a prevenir incêndios

Estar isolada de locais onde estejam armazenados produtos ou potencialmente explosivos ou inflamáveis

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•Possuir equipamento para

monitorização radiológica

•Permitir uma segregação eficaz

•Possuir uma área de lavagem de

pessoas

•Possuir uma rede de esgotos

adequada

•Ter um livro de registos SEMPRE

actualizado IP_ARIAS_WP4_2014

Deve Possuir Equipamento Portátil de Detecção de

Radiações e Medida de Doses

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IAE

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SEGREGAÇÃO DE RR: Bons e maus exemplos

AIEA et al… IPaiva&IAEA&NEA&DOE&.com IP_ARIAS_WP4_2014

AIEA

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AIEA

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IPaiva&IAEA&NEA&DOE&.com

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Descargas de Efluentes Líquidos (RR)

AIEA

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AIEA

GESTÃO INCORRECTA DE RESÍDUOS RADIOACTIVOS

Consequências:

Perda de Fontes Seladas (Fontes Orfãs)

Sucateiros e Siderurgias

Acidentes/Incidentes Radiológicos

Terrorismo (bombas sujas)

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Acidente de Lilo, Georgia 1997

Abandono de fontes

de 137Cs, 60Co e 226Ra

Acidente de São Salvador,

El Salvador 1989

Fonte de 60Co

encravada numa

instalação de

esterilização

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AIEA

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IST/ITN/CTN

Pavilhão de Armazenamento Interino de Resíduos Radioactivos - PAIRR

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IST/ITN/CTN

Fontes Seladas de 60Co

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Fontes Seladas de 137Cs

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Troxlers – 241Am-Be, 137Cs, 252Cf

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Sementes de iodo Geradores de tecnécio

“Castelos “de chumbo dos geradores de tecnécio

“Castelo”de chumbo sem identificação

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Detectores de Fumo

Fonte selada de 241Am dos

detectores de fumo

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Urânio empobrecido

(contra-balanços de avião Pára-raios com 226 Ra

Vários tipos de pára-raios

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Resíduos heterogéneos

de laboratórios

Sinais indicativos pintados

com tintas

contendo 226 Ra e 32P

Bidãos de Metal com Resíduos Radioactivos

Resíduos Indiferenciados acondicionados

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Fontes seladas acondicionadas em cimento

Deposited Energy

(x10-13 MeV.g-1)

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.2

Deposited Energy

(x10-13 MeV.g-1)

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.2

GridA Grid B

Deposited Energy

(x10-13 MeV.g-1)

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0.2

Deposited Energy

(x10-13 MeV.g-1)

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.2

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Monte Carlo para armazenamento correcto dos bidons de RR,

de acordo com os princípios da PR

Bidãos de Cimento com Resíduos Radioactivos

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Fontes seladas acondicionadas em cimento

Soluções para o tratamento e armazenamento seguro

dos vário tipos de resíduos radioactivos/nucleares EXISTEM

Repositórios

EXISTEM

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Os resíduos de alta actividade têm de ser isolados do contacto com a biosfera durante milhares de anos. Devem ser armazenados em repositórios geológicos de profundidade.

Vários tipos de meios geológicos têm sido estudados nos últimos 30 anos, como o granito cristalino, as minas de sal e as rochas sedimentares argilosas, como meios de retenção e proteção envolventes deste tipo de resíduos.

Os primeiros repositórios geológicos entrarão em funcionamento a partir de 2020 (Finlândia, Suécia e França)

Outros países encontram-se em fase de planeamento, escolha e investigação com vista ao futuro.

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Repositório de Sub-Superfície

Repositório de Geológico

ou de Profundidade

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EL CABRIL – ESPANHA-LILLW

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ENRESA

KONRAD, Alemanha, AutorIP_ARIAS_WP4_2014

KONRAD, Alemanha, Autor IP_ARIAS_WP4_2014

BME 59

Repositório de superfície de Bátaapáti (Hungria, NRWR)

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BME 60

Armazenamento interino de superfície adjacente ao repositório de Bátaapáti (Hungria, NRWR)

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Repositório de Superfície de Bátaapáti (Hungria,NRWR) – Operação

O repositório de superfície para tratamento e armazenamento interino de resíduos de baixa e média actividade, na Hungria, foi aprovado em 2009.

A primeira carga a ser armazenada nos túneis foi iniciada em 2012.

Diferentes tipos de resíduos serão armazenados separadamente( em bidons de aço) : Resíduos sólidos mistos Lamas em matriz de cimento Resíduos dos evaporadores, em matriz de cimento Resinas em matriz de cimento Formas “especiais” de resíduos

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CEA, ANDRA

CENTRE DE LA MANCHE

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CEA

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Sal Argila Granito IP_ARIAS_WP4_2014

ESQUEMAS DE REPOSITÓRIOS GEOLÓGICOS Aspo, Suécia

Olkiluoto, Finlândia

Yucca, EUA

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NÃO MAIS!

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