રેડિયો-ઍક્ટિવ કચરો (radio-active waste)

January, 2004

રેડિયો-ઍક્ટિવ કચરો (radio-active waste) : ન્યૂક્લિયર બળતણની દહન-પ્રક્રિયા દરમિયાન રિઍક્ટરમાં આડપેદાશ રૂપે નીપજતાં હાનિકારક રેડિયો-ઍક્ટિવ તત્વો.

સામાન્ય રીતે ભૌતિક પદાર્થો કે રસાયણોના ઉત્પાદન તેમજ બીજી ઔદ્યોગિક ગતિવિધિઓના કારણે આડપેદાશ રૂપે જે કચરો ઉત્પન્ન થાય છે તે માનવજીવન તેમજ પર્યાવરણ માટે હાનિકારક હોય છે. આ કચરો ઝેરી હોય કે સળગી જાય તેવો હોય, ચેપી હોય કે રેડિયો-ઍક્ટિવ પણ હોઈ શકે.

રેડિયો-ઍક્ટિવ કચરો પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઊર્જાનું વિકિરણ રૂપે ઉત્સર્જન કરે છે; જેથી જીવંત પર્યાવરણને ખૂબ જ નુકસાન થાય છે. વળી રેડિયો-ઍક્ટિવ તત્વોનું આયુષ્ય હજારો વર્ષનું હોવાથી પર્યાવરણમાં આ તત્વો ઘણા લાંબા સમય સુધી જળવાઈ રહેતાં હોય છે. આવા રેડિયો-ઍક્ટિવ કચરાનું નિયમન કરવું અત્યંત આવશ્યક હોય છે.

મોટાભાગનો રેડિયો-ઍક્ટિવ કચરો ન્યૂક્લિયર રિઍક્ટર અને ન્યૂક્લિયર બૉમ્બની પ્રક્રિયા દરમિયાન પેદા થતો હોય છે. રેડિયો-ઍક્ટિવિટી ક્યુરી(Ci)માં માપવામાં આવે છે. ક્યુરી મોટો એકમ છે. તેથી માઇક્રો-ક્યુરી μCi, નેનોક્યુરી nCi કે પીકો-ક્યુરી pCi – એ સામાન્ય રીતે વપરાતા એકમો છે. ન્યૂક્લિયર પાવરને ગીગાવૉટ(Gw)માં માપવામાં આવે છે. 1 Gw = 109 w.

રેડિયો-ઍક્ટિવ કચરાને નીચે પ્રમાણે ચાર વિભાગોમાં વહેંચવામાં આવે છે : (1) વપરાયેલા બળતણનાં તત્વો અને ઉચ્ચસ્તરીય કચરો (હાઈ લેવલ વેસ્ટ – HLW); (2) પરાયુરેનિક કચરો (transuranic waste – TRU); (3) નિમ્નસ્તરીય કચરો (લો લેવલ વેસ્ટ – LLW); (4) યુરેનિયમ ભઠ્ઠીની આડપેદાશ.

આ ઉપરાંત બીજા નાના વિભાગો પણ છે. રેડિયો-ઍક્ટિવ ગૅસ કે રેડિયો-ઍક્ટિવ વિકિરણ, જે યુરેનિયમ ધરાવતા કોલસાના બળવાથી ઉત્પન્ન થાય છે; યુરેનિયમ મિશ્રિત ખાણનું પાણી વગેરે.

(1) વપરાયેલા બળતણનાં તત્વો અને હાઈ લેવલ વેસ્ટ (HLW) : જ્યારે યુરેનિયમનું વિભંજન કરવામાં આવે છે ત્યારે વપરાયેલ બળતણની શેષ નીપજ (residue) કે ખર્ચાયેલ તત્વો જોવા મળે છે. વાર્ષિક 1 Gw જેટલો પાવર ઉત્પન્ન કરવા માટે 40 મેટ્રિક ટન જેટલા બળતણની એટલે કે યુરેનિયમની જરૂર પડે છે. આમાં ખર્ચાયેલ તત્વો 1 મેટ્રિક ટન જેટલા વિભંજનની પેદાશ રૂપે જોવા મળે છે. આ વિભંજિત ન્યૂક્લિયાઇડ્ઝમાં પ્લુટોનિયમ કે ઍમેરિસિયમ જેવાં પરાયુરેનિક તત્વો જોવા મળે છે. વિશેષ પ્રકારનાં રિઍક્ટરોમાં ન્યૂક્લિયર શસ્ત્રોનો ઉપયોગ કરી શકાય તેવું પ્લુટોનિયમ મળે છે. રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ વડે તેને છૂટું પાડી શકાય છે. આ બધો કચરો હાઈ લેવલ વેસ્ટ (HLW) કહેવાય છે, જેમાં મોટાભાગની વિભંજન-પેદાશો તેમજ પરાયુરેનિક તત્વો રહેલાં હોય છે.

મોટાભાગની રેડિયો-ઍક્ટિવિટી આ વિભાગમાં જોવા મળે છે. જુદાં જુદાં તત્વોની અસરોની સરખામણી કરવા પાણીમાં તેમની દ્રાવ્યતાનો આધાર લેવામાં આવે છે. પ્રથમ 100 વર્ષો દરમિયાન રેડિયો-ઍક્ટિવ ઝેરી અસર માટે β અને γ કિરણોનું ઉત્સર્જન કરતી વિભંજન-પેદાશો, જેમ કે, સ્ટ્રૉન્શિયમ (90Sr) અને સીઝિયમ (137Cs) જવાબદાર હોય છે. તેમનું અર્ધ-આયુષ્ય 30 વર્ષ જેટલું હોય છે. ત્યારબાદ દીર્ઘ-આયુષી પરાયુરેનિક તત્વો પ્લુટોનિયમ (239Pu) જેનું અર્ધ-આયુષ્ય 24,000 વર્ષ છે) અને તેના ક્ષયની નીપજ ઍમેરિસિયમ (241Am) (અર્ધ-આયુષ્ય : 432 વર્ષ), પ્લુટોનિયમ (241Pu) વગેરે α કિરણોનું ઉત્સર્જન કરે છે.

આવો મોટાભાગનો કચરો રિઍક્ટરની નીચે પાણી વડે ઠંડી કરાયેલી ટાંકીઓમાં રાખવામાં આવે છે. તેને જમીનની નીચે (500થી 1,000 મીટર) દાટવાની વિધિ વ્યવહારુ અને આકર્ષક છે. આ પદ્ધતિ હજુ શરૂઆતના તબક્કામાં છે. આમાં મુખ્ય અવરોધ રેડિયો-ઍક્ટિવ ઊર્જાના કારણે ઉત્પન્ન થતી ગરમી છે, જે કચરા અને આજુબાજુના ખડકોને ગરમ કરે છે. આના કારણે ભૂગર્ભ-જળ ત્વરિતપણે કચરા સાથે ભળે છે અને પર્યાવરણ સુધી રેડિયો-ઍક્ટિવિટી પહોંચે છે.

(2) પરાયુરેનિક કચરો : જેની ઍક્ટિવિટી   જેટલી હોય છે તેવો આ પરાયુરેનિક કચરો તેના દીર્ઘઆયુષ્યના કારણે ચિંતાજનક બની રહે છે. તેના સંપૂર્ણ નિકાલ માટે પ્રયોગો કરાયા છે. જે કચરાની ઍક્ટિવિટી 100 nCi/ગ્રા. એટલે કે 3.78 Bq/કિગ્રા. જેટલી હોય તેવા પરાયુરેનિક કચરાને લો લેવલ વેસ્ટ ગણવામાં આવે છે.

(3) લો લેવલ વેસ્ટ (LLW) : આ કચરાનું નામ ગેરસમજ પેદા કરી શકે છે. ઘણી વાર કચરાનું પરાયુરેનિક પ્રમાણ ઘણું ઓછું હોય, પણ તેઓ ઘણી પ્રબળ β અને γ ઍક્ટિવિટી ધરાવતા હોય.

લો લેવલ વેસ્ટના નિકાલ માટેની પ્રવર્તમાન પદ્ધતિ જમીનમાં કચરાને દાટવાની છે. આ પદ્ધતિ પ્રમાણમાં ઓછી ખર્ચાળ છે; પરંતુ તેમાંથી મળતું રક્ષણ પૂરતું નથી. આથી નવી પદ્ધતિ વિકસાવવી જરૂરી છે.

લગભગ 70 % જેટલો લો લેવલ કચરો ન્યૂક્લિયર હથિયારોની બનાવટ દ્વારા પેદા થાય છે; જ્યારે લગભગ 20 % જેટલો કચરો વ્યાવસાયિક ન્યૂક્લિયર બળતણભઠ્ઠીમાં પેદા થાય છે. બાકીનો 10 % કચરો ઔદ્યોગિક એકમો અને સંશોધન-પ્રવૃત્તિમાંથી પેદા થાય છે.

(4) યુરેનિયમ ભઠ્ઠીની આડપેદાશ : યુરેનિયમ એક કુદરતી રેડિયો-ઍક્ટિવ તત્વ છે. ખાણમાંથી તે ફક્ત 0.1 %થી 0.2 % જેટલા પ્રમાણમાં જ મળે છે. ભઠ્ઠીમાં ખડકોને રેતીમાં બદલી રાસાયણિક રીતે યુરેનિયમ છૂટું પાડવામાં આવે છે. બાકીની નીપજ રેડિયો-ઍક્ટિવ આઇસોટોપ્સ ધરાવે છે. વળી આ બધા દીર્ઘાયુ હોય છે; દા.ત., થોરિયમ –230નું અર્ધઆયુષ્ય 80,000 વર્ષ, રેડિયમ–226નું અર્ધઆયુષ્ય 1,600 વર્ષ અને રેડૉન–222નું અર્ધઆયુષ્ય 3.8 દિવસ છે. આમાં રેડિયમ અને રેડૉન કૅન્સર માટે જવાબદાર ગણાયાં છે. રેડૉન નિષ્ક્રિય વાયુ છે, તેથી ભઠ્ઠીમાંથી છટકીને હવામાં ભળી જઈ શ્વાસ દ્વારા શરીરમાં જઈ કૅન્સર કરી શકે છે. આ વિભાગથી થતી ઍક્ટિવિટી HLW કરતાં ઓછી, પણ પરાયુરેનિક કચરા જેટલી જોવા મળે છે. કચરામાં થોરિયમનું અત્યંત ઓછું પ્રમાણ લાભદાયક છે, પણ નિષ્ક્રિય રેડૉનની ગતિશીલતાને કારણે હાનિનું પ્રમાણ વધી જાય છે.

રેડિયો-ઍક્ટિવ કચરાને કારણે થતી હાનિ ચિંતાજનક છે. આ કચરાના સંપૂર્ણ નિકાલનો પ્રશ્ન હજુ સળગતો જ છે.

ચેતન ગી. લીંબચિયા