Ενεργειακές Πρώτες Ύλες Ενεργειακές Πηγές & Ενεργειακές Πρώτες Ύλες Ραδιενεργές Ενεργειακές Πρώτες Ύλες – Έρευνα & Εκμετάλλευση Κίμων Χρηστάνης Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Γεωλογίας

Άδειες Χρήσεις Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σκοποί ενότητας Σκοπός της συγκεκριμένης ενότητας είναι να αντιληφθεί ο αναγνώστης: τις μεθόδους, με τη βοήθεια των οποίων διεξάγεται η έρευνα για τον εντοπισμό κοιτασμάτων ουρανίου/θορίου, τους τρόπους εξόρυξης των κοιτασμάτων αυτών και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις από τη χρήση του ουρανίου για ηλεκτροπαραγωγή.

Περιεχόμενα ενότητας Μέθοδοι έρευνας Μέθοδοι εξόρυξης ουρανίου Περιβαλλοντικές επιπτώσεις

Μέθοδοι έρευνας Εκτός από τις συνήθεις ερευνητικές μεθόδους, που γενικά οι Γεωλόγοι εφαρμόζουν στην προσπάθεια για εντοπισμό κοιτασμάτων άλλων ορυκτών υλών, όπως χαρτογράφηση, τεκτονική και στρωματογραφική ανάλυση, γεωφυσικές και γεωχημικές τεχνικές κ.ά., στην αναζήτηση κοιτασμάτων ουρανίου χρησιμοποιούνται επιπλέον και ραδιοφυσικές μέθοδοι, δηλ. μέθοδοι που βασίζονται στην ανίχνευση και μέτρηση της έντασης της φυσικής ραδιενέργειας του ουρανίου. Έρευνα για τον εντοπισμό θοριούχων μεταλλοφοριών δεν διεξάγεται, γιατί μέχρι σήμερα οι ανάγκες σε θόριο είναι περιορισμένες (δεν υπάρχει ακόμη αντιδραστήρας θορίου) και καλύπτονται από τις ποσότητες, που προκύπτουν από τη συνεξόρυξη με άλλα μέταλλα. Στην ύπαιθρο ανιχνεύεται η εκπομπή ακτινοβολίας γ ή συλλέγονται δείγματα αερίων. Στο εργαστήριο μετριέται η ακτινοβολία α.

Η ακτινοβολία γ Η ακτινοβολία γ στην ύπαιθρο ανιχνεύεται με το σπινθηρόμετρο και το φασματόμετρο. Το σπινθηρόμετρο κατα­γράφει την ένταση της ακτινοβολίας γ ανεξάρτητα από την πηγή προέλευσή της, ενώ το φασματόμετρο παρέχει τη δυ­νατότητα διάκρισης της πηγής, δηλ. προσδιορίζει αν η ακτινοβολία που ανιχνεύει, προέρχεται από αυξημένη συγκέντρωση K, U ή Th.¶ Γεωλογικοί παράγοντες, όπως η ύπαρξη στρώματος συμπαγούς αργίλου, υδροφόρου ορίζοντα κ.ά. πάνω από ένα μεταλλοφόρο σώμα, καθιστούν πολλές φορές δύσκολο ή και αδύνατο τον εντοπισμό του.

Μέθοδος αερίων Σε περιπτώσεις αβαθών μεταλλοφόρων σωμάτων είναι δυνατό να αντληθούν από την επιφάνεια του εδάφους υπεδαφικά αέρια, που θα περιέχουν και αέρια (ραδόνιο και ήλιο, προϊόντα φυσικής μεταστοιχείωσης του ουρανίου) προερχόμενα από το μεταλλοφόρο σώμα. Στα δείγματα μετριέται είτε η ποσότητα των περιεχομένων αερίων είτε η ακτινοβολία α που εκπέμπουν. Η μέτρηση της έντασης της ακτινοβολίας α γίνεται με αλφάμετρο (όργανο που καταγράφει τα σωμα­τίδια α) ή με τη μέθοδο προσβολής των ιχνών (προσδιορίζεται ο αριθμός και το μήκος ιχνών των σω­ματιδίων α πάνω σε κατάλληλα ευαίσθητο φιλμ).

Η εξόρυξη Διεξάγεται με: επιφανειακά και υπόγεια έργα, και επιτόπου έκπλυση. Εικόνα 1 Η επιτόπου έκπλυση (solution mining, in-situ leaching) μπορεί να εφαρμοστεί σε ειδικές περιπτώσεις μεταλλοφοριών.

Ουράνιο & Περιβάλλον 1/3 Στα υπόγεια ορυχεία η σκόνη σε συνέργεια με το ραδόνιο (προϊόν φυσικής μεταστοιχείωσης του ουρανίου) δημιουργούν σοβαρά προβλήματα στο αναπνευστικό σύστημα των εργαζομένων. Τα στείρα υλικά των εξορύξεων περιέχουν ουράνιο και θυγατρικά ισότοπά του σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Παρά τη χαμηλή συγκέντρωση οι ολικές ποσότητες είναι τεράστιες, καθώς ο όγκος των στείρων, ειδικά από επιφανειακές εξορύξεις, είναι τεράστιος. Τα στοιχεία αυτά είναι επικίνδυνα και τοξικά για το περιβάλλον και κάποια από αυτά είναι δυνατό να διαλυθούν και να ρυπάνουν επιφανειακά και υπόγεια νερά. Η παραγωγή καυσίμου από το μετάλλευμα δεν έχει σημαντικές επιπτώσεις υπό κανονικές συνθήκες.

Ουράνιο & Περιβάλλον 2/3 Η ηλεκτροπαραγωγή από πυρηνική σχάση έχει σχεδιαστεί με πολύ υψηλούς συντελεστές ασφάλειας. Παρόλα αυτά έχουν σημειωθεί ατυχήματα, με σημαντικές συνέπειες όχι μόνο τοπικές, αλλά περιφερειακές, ενδεχόμενα και πλανητικές. Τα σημαντικότερα: 1977 Three Mile Island, ΗΠΑ 1986 Chernobyl, Ουκρανία 2011 Fukushima, Ιαπωνία Η ανακύκλωση και επεξεργασία του χρησιμοποιημένου «καυσίμου» είναι μια πολύπλοκη διαδικασία με πιθανές εκπομπές αερίων περιβαλλοντικά μη συμβατών (π.χ. ιώδιο).

Ουράνιο & Περιβάλλον 3/3 Η διάθεση στο περιβάλλον των αποβλήτων υψηλής ραδιενέρ- γειας των πυρηνικών σταθμών αποτελεί σοβαρό πρόβλημα, που δεν έχει ακόμη επιλυθεί. Αποθηκεύονται προσωρινά μέχρι να βρεθεί λύση για την οριστική διάθεσή τους. Ο ίδιος ο πυρηνικός σταθμός χαρακτηρίζεται απόβλητο υψηλής ραδιενέργειας, που μετά την συμπλήρωση του προβλεπόμενου χρόνου λειτουργίας του πρέπει να αποσυναρμολογηθεί και να διατεθεί με ασφάλεια στο περιβάλλον. Πρόκειται για εξαιρετικά πολύπλοκη, χρονοβόρα και χρηματοβόρα διαδικασία, που συνδέεται με πολλές επικινδυνότητες και αβεβαιότητες.

Σημειώματα

https://eclass.upatras.gr/courses/GEO357/ Σημείωμα Αναφοράς Copyright: Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Γεωλογίας, Κίμων Χρηστάνης. «Ενεργειακές Πηγές και Ενεργειακές Πρώτες Ύλες». Έκδοση: 1.0. Πάτρα 2015. https://eclass.upatras.gr/courses/GEO357/

Συνιστώμενη βιβλιογραφία Murray, R.L. (2001). Nuclear energy: an introduction to the concepts, systems, and applications of nuclear processes. Boston, Butterworth-Heinemann. Χρηστάνης, Κ. (1998). Ενεργειακές Πηγές και Ενεργειακές Πρώτες Ύλες. Πάτρα: Εκδόσεις Πανεπιστημίου Πατρών.

Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφίες Εικόνα 1 < Χρηστάνης, (1998) > <Ενεργειακές Πηγές και Ενεργειακές Πρώτες Ύλες> < Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Γεωλογίας >

Τέλος Ενότητας