Microbial aspects of ILW repository Petr Polívka Alena Ševců JADERNÝ PALIVOVÝ CYKLUS Centrum výzkumu Řež Technická univerzita Liberec Symposium Odpadové Forum 2016, Hustopeče u Brna března 2016

Mikrobiální aspekty na úložiště středně aktivních radioaktivních odpadů 1 Pro konečné zneškodňování RAO je všeobecná mezinárodní shoda na jejich oddělení dlouhodobou izolací od geo a bio-sféry v úložišti: - přípovrchovém - geologickém /multibariérový systém má zabránit transportu RN/ Na materiály v úložišti působí řada vlivů (např.): -pH, eH - vodného prostředí -přítomnost kyslíku, skladba odpadu -botnací tlak těs. materiálů (bentonity), přítomnost rozp. minerálů Při řadě současně probíhajících procesů - koroze (Fe sud, kanystr) - změny v konstrukci betonové, matrice - cement, geopolymer - rozkladné a následné substituční reakce, rozp./srážecí r. - migrační procesy RN (sorpce, difuze) … které inhibují společenstva mikoroorganismů

Rozdělení RAO 2 VLLW – velmi nízká aktivita blízko uvolňovacím limitům ( x vyšší), v CZ není kategorie jako ve světě LLW – asi 90% veškerých odpadů, směsi RN, (t 1/2 ~30 let) spalitelná část bývá zpopelněna ILW – náplně kolon pro úpravu vody, kaly, servisní součásti, solidifikace RAO matrice cement, bitumen, geopolymer (jiné matrice polysiloxany), malé uvolnění tepla, přípovrchové nebo geologické úložiště HLW – vysoce aktivní součásti, solidifikace do skla a keramiky a zvláštní kat. spotřebované palivo, vývoj tepla - chlazení, geologické úložiště Zdroje RAO -Nemocnice a diagnostika -Výzkum – radioizotopy, nářadí, ochr.pomůcky -Průmysl -Zpracování RAL -Konstrukční součásti z vyřazování – bude velké množství VLLW až HLW -Jaderná energetika

Rozdělení ILW 3 Rozdělení radionuklidů v RAO podle poločasu rozpadu t 1/2 -Přechodné (dny až měsíce) -Krátkodobé (roky (t 1/2 ~ 137 Cs 30,17 let)) -Dlouhodobé (přes 30 let, až tis. let (t 1/2 ~ 14 C 5730 let)) Zastoupení materiálů v ILW Institucionální odpady - papír (dřevo), textil, plasty - sutě, drtě, zeminy - sklo, kovy

RAO s organickou složkou 4 Odpady organické povahy jsou z dlouhodobého hlediska nestálé a dochází u nich k rozkladu Bitumen, použitý k úpravě a enkapsulaci ILW Organické ionexy (PS) Halogenované polymery (PVC) Nehalogenované uhlovodíky (PE, PP) Materiály z celulosy (papír) Další polymery (zahrnující pryže, PU, PA, nylon epoxidové pryskyřice) Vliv podmínek při ukládání Hodnocení působení mikroorganismů => degradační produkty a jejich vliv !

Vývoj znalostní báze bezpečnostní dokumentace o vliv mikrobiálních procesů na geologické ukládání radioaktivních odpadů Keywords: microorganisms, repository condition and microbial processes, safety models WP1 Zlepšování znalostní základny geologicky bezpečnostních případů o chování organických látek obsahující RN s dlouhým poločasem rozpadu ve středně aktivních odpadech WP2 Zlepšování znalostní základny bezpečnostních případů o vlivu mikrobiálních procesů na vysoce aktivní odpad a vyhořelé palivo při geologickém ukládání WP3 Integrace, komunikace a rozšiřování znalostí WP4 Projektový management Projekt MIND 5

Biodegradační experimenty 6 Zaměření na iontoměniče založené na PS pryskyřicích (divinyl benzen polystyren DVB) vysycené ionexy z JE (směs katex/anex) -Radiolytická degradace -Chemická degradace (v alkalickém prostředí) -Mikorbiální degradace(v alkalickém a neutrálním prostředí) Charakterizace mikrobiálního vod z prostředí podzemních LAB a dolů, přítomnost SRB, IRF, DNA (v anoxické prostředí !) Mikrobiální degradace polystyrenových pryskyřic z ionexů dosud nebyla podrobně studována.

Zaměření provedení experimentů 7 Experimenty budou ozařovány 60 Co ϒ dávka 1 MGy Stabilita PS pryskyřic MO budou mít vliv na produkty, výskyt oxy-biodegradabilních forem, zdroj elektron akceptorů a elektronových donorů jako palivo mikrobiálního procesu Efekt ozařování na antropogenní polymery (zde ionexy) - v neutrálním a alkalickém prostředí (cementový buffer) - v anaerobním prostředí - bude hodnocen vliv mikrobiální aktivity na PS po ozařování po přídavky nové „bio-živé“ vody Depolymerační procesy (pomalé), budou se vyskytovat malé molekuly, bude přítomnost funkčních skupiny (sulfonyl, aminy, oxaláty) Experimet jsou nyní v průběhu a přípravě návazných exp.

Microcosmos (100 nm)Hlubinné úložiště (-1000 m) DĚKUJI ZA POZORNOST ! This project has received funding from the Euratom research and training programme under grant agreement No Tato práce vznikla za finanční podpory projektu SUSEN CZ.1.05/2.1.00/ , který je realizován v rámci Evropského fondu regionálního rozvoje (ERDF). Poděkování / Acknowledgement 8