Az atomerőművekkel kapcsolatban – a biztonságos üzemelés mellett – az egyik legfontosabb kérdés, hogy mi történik a kiégett fűtőelemekkel és a nagy aktivitású, illetve hosszú élettartamú radioaktív hulladékokkal.  Bár mindenre nincsenek kész megoldások, a szakemberek – itthon és külföldön is – határozott, megalapozott elképzelések, programok alapján dolgoznak a sugárzó anyagokkal kapcsolatos feladatokon, hogy az atomenergia mai haszonélvezői ne hagyjanak a jövő generációkra az elfogadhatónál súlyosabb terheket.

Általános alapelv, amit az Atomtörvény is rögzített, hogy az atomenergia alkalmazása során keletkező radioaktív hulladék és a kiégett üzemanyag biztonságos kezelését, tárolását minden országnak magának kell megoldania. A 2015-ben a parlament által jóváhagyott magyar nemzeti politika is rögzíti ezt az alapelvet, amely mentén a kormány által 2016-ban elfogadott nemzeti program határozza meg a kiégett üzemanyag és a radioaktív hulladék kezelésének feladatait. A dokumentum részletesen szól a nukleárisüzemanyag-ciklus záró szakaszáról is – az alábbiakban ezzel a kevésbé gyakran taglalt témával foglalkozunk.

A nukleárisüzemanyag-ciklus záró szakaszára vonatkozóan ma a nemzetközi gyakorlatban alapvetően két elképzelés létezik. Nyílt ciklus esetén a kiégett üzemanyag további feldolgozás nélkül, közvetlenül kerül a radioaktívhulladék-tárolóba, végleges elhelyezésre. Zárt ciklus esetén a kiégett üzemanyagot feldolgozzák, vagyis az energiatermelésre még felhasználható összetevőit kivonják (reprocesszálás), és a visszamaradó – kisebb térfogatú, de még mindig nagy aktivitású – radioaktív hulladékot helyezik el a radioaktívhulladék-tárolóban. A két megoldásban közös, hogy a folyamat végén a kiégett üzemanyagot, illetve feldolgozás során keletkező nagy aktivitású hulladékot a hosszú távú biztonság szavatolása érdekében egy mélységi geológiai tárolóban kell elhelyezni. Hogy végül melyik, vagy esetleg milyen vegyes megoldás valósul meg, annak eldöntésére több mint egy évtized áll rendelkezésre, a jelenleg működő négy paksi reaktorblokk üzemidejét tekintve. A fentiekből következően viszont egy biztonságos mélységi geológiai tároló megépítésére mindenképpen szükség lesz. Csak így lehet elérni, hogy ezeket a hulladékokat igen hosszú, akár több százezer évre elzárjuk, elszigeteljük a felszíni környezettől.

A nyílt üzemanyagciklus esetében a kiégett üzemanyag az atomerőmű pihentető medencéiben töltött átlagosan öt év után az RHK Kft. üzemeltetésében működő Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolójába (KKÁT) kerül, ahol évtizedeken keresztül átmenetileg tárolják. Ez az időtartam szükséges ahhoz, hogy a kazetták hőtermelése (amely a reaktorból történő eltávolítást követően még jelentős, de a radioaktív bomlásnak köszönhetően folyamatosan csökken) oly mértékben lecsökkenjen, hogy azok hermetikusan lezárt speciális konténerekben elhelyezhetőek legyenek a mélységi geológiai tárolóban (a létesítmény legmegfelelőbb helyének meghatározására jelenleg is kutatások zajlanak a Nyugat-Mecsekben). A nyílt üzemanyagciklus előnye, hogy nem igényel bonyolult technológiai műveleteket, hátránya viszont, hogy nem hasznosul a kiégett kazettákban lévő maradék hasadóanyag.

Zárt cikluson napjainkban elsősorban az ipari méretekben folytatott részleges újrafeldolgozást értjük, amelynek során a további energiatermelésre alkalmas urán és plutónium izotópokat elválasztják.  A pihentető medencékből kiemelt üzemanyag minden további nélkül alkalmas kémiai feldolgozásra. Az ipari méretekben folyó reprocesszálás során a kiégett kazettákat feldarabolják, elkülönítik a fém szerkezeti anyagokat, majd a kiégett üzemanyagot salétromsavban feloldják. Az oldatból kivonják a plutóniumot és az uránt, amiből újra üzemanyagot lehet előállítani. Minden más radioaktív hulladék lesz, amelyet üvegesítenek. Ennek során a hulladékot először kiizzítják, majd a keletkező̋ port szilícium- és egyéb oxidokkal keverik össze, nagy hőmérsékleten üveggé alakítva. Mivel az üveg hőálló, jól tűri a sugárzást és nem oldódik, biztonságosan magába zárja a radionuklidokat, az így kezelt hulladék acélkonténerekbe csomagolva véglegesen elhelyezhető a mélységi geológiai tárolóban. A kiégett üzemanyag reprocesszálásának továbbfejlesztett technológiája – ez ma még csak laboratóriumi méretekben létezik – lehetővé teszi az uránon és a plutóniumon kívüli egyéb, úgynevezett másodlagos aktinidák kivonását is a kiégett üzemanyagból. A másodlagos aktinidák újrahasznosítását ma elsősorban negyedik generációs reaktorokban képzelik el. A visszamaradó nagy aktivitású hulladékot ugyanúgy üvegesítik, mint az előző esetben, ám ennek a hulladéknak az aktivitása és radiotoxicitása lényegesen kisebb, mint a ma már ipari gyakorlatban alkalmazott feldolgozásnál.

A reprocesszálás igen komplex, drága technológia, ebből adódóan csak néhány ország rendelkezik vele, így a világban keletkezett kiégett üzemanyagnak is csak egy részét tudják egyelőre feldolgozni. Magyarország egy ilyen technológiát külföldi szolgáltatásként tudna igénybe venni, de hogy erre sor kerül-e egyszer, az még a „jövő zenéje”.

A nemzeti politika szintjén még nem született végleges döntés a nukleárisüzemanyag-ciklus záró szakaszára vonatkozóan, és a nemzeti program is több opciót tartalmaz. Fontos volt azonban kijelölni egy ún. referencia forgatókönyvet, amely alapján a kiégett üzemanyag kezelésével kapcsolatos hosszú távú költségek meghatározhatók. Ez a referencia forgatókönyv a kiégett üzemanyag közvetlen elhelyezése egy hazai mélységi geológiai tárolóban, amelyre vonatkozó költségbecslés alapján teljesít a Paksi Atomerőmű évről-évre befizetést a Központi Nukleáris Pénzügyi Alapba.

Az alkalmazott stratégiánk a lépésről-lépésre, mérlegelve történő előrehaladás. Az előrehaladást a végpont, a mélységi geológiai tároló telephely kiválasztásának végrehajtása jelenti, míg a mérlegelés a nukleárisüzemanyag-ciklus záró szakaszára irányuló szolgáltatások és kutatás-fejlesztési tevékenységek nyomon követésében érhető tetten. A kutatás-fejlesztési munkákba hazai egyetemek és kutatóintézetek is sikeresen kapcsolódtak be.

A fentiek is jól támasztják alá, hogy a kiégett üzemanyag hosszú távú kezelési stratégiájának kiválasztásakor sok szempont – így a teljesség igénye nélkül: biztonsági, műszaki, társadalmi, gazdasági – mérlegelését kell elvégezni folyamatosan lekövetve a világban és hazánkban végbemenő változásokat.

A referencia forgatókönyv a kiégett üzemanyag közvetlen elhelyezésével számol egy hazánkban épült mélységi geológiai tárolóban. A lenti képek ennek a folyamatnak egy lehetséges megvalósítását mutatják be, amely során a kiégett fűtőelemek rézkonténerekben kerülnek a tároló kamráinak bentonitgyűrűkkel kibélelt furataiba.