Уақыт өте келе ядролық реактордағы бөлінетін изотоптар азайып, отын құрамында бөліну өнімдері жиналады. Соның салдарынан ядролық отынның физикалық және химиялық қасиеттері өзгеріп, тиімділігі төмендейді. Белгіленген шекті көрсеткіштерге жеткен кезде отын жинақтары реактордан шығарылады. Осылайша пайдаланылған ядролық отын (ПЯО) пайда болады.

Алайда реактордан шығарылған отын толықтай жарамсыз материал деген сөз емес. Оның құрамында әлі де уран мен реактор жұмысы барысында түзілген плутоний сақталады. Белгілі бір технологиялық және қауіпсіздік талаптары орындалған жағдайда оларды қайта пайдалануға болады.

Пайдаланылған ядролық отынды басқарудың алғашқы кезеңі – оны арнайы бассейндерде сақтау. Мұндай бассейндер отын жинақтарын салқындатуға, қалдық жылуды әкетуге және радиациялық жағдайды тұрақты бақылауға арналған инженерлік жүйелермен жабдықталады.

Маман Александр Коровиковтың түсіндіруінше, отын бассейнде неғұрлым ұзақ сақталса, оның қалдық жылу бөлуі мен радиоактивтілік деңгейі соғұрлым төмендейді.

Құрғақ қоймаларда ядролық отынды ондаған жыл бойы сақтауға болады. Дегенмен бұл – түпкілікті шешім емес, уақытша сақтау кезеңі. Оның басты ерекшелігі – қажет болған жағдайда отын жинақтарын қайта шығарып, одан әрі өңдеуге мүмкіндік бар.

Пайдаланылған ядролық отынның кейінгі тағдыры әр мемлекеттің ұлттық стратегиясына байланысты. Негізінен екі бағыт қолданылады: отынды қайта өңдеу немесе оны алдын ала өңдеусіз түпкілікті көму.

Қайта өңдеу кезінде пайдаланылған отын құрамынан уран мен плутоний бөлініп алынады. Алынған плутонийді, мысалы, уран-плутоний аралас отын – МОКС-отын өндіруде қолдануға болады. Бұл тәсіл ядролық материалдарды қайта пайдалануға мүмкіндік береді.

Әлемдік тәжірибе бұл салада бірыңғай шешім жоқ екенін көрсетеді.

Мәселен, АҚШ-та реактордан шығарылған отын бассейндерде белгілі бір уақыт сақталғаннан кейін атом электр станцияларының аумағындағы арнайы құрғақ контейнерлерге орналастырылады.

Ал Франция пайдаланылған ядролық отынның бір бөлігін қайта өңдеу жолын таңдаған. Отын қажетті уақыт бойы салқындатылғаннан кейін оның құрамынан уран мен плутоний бөлініп алынады.

Финляндия болса, отынды қайта өңдемей, тікелей түпкілікті көму стратегиясын ұстанады. Елде пайдаланылған ядролық отынды жер астындағы арнайы геологиялық қоймада сақтау жобасы жүзеге асырылған. Қойма кристалды тау жыныстарының арасында, шамамен 400–450 метр тереңдікте орналасқан.

Атом электр станцияларының қызметі нәтижесінде пайдаланылған ядролық отыннан бөлек, әртүрлі радиоактивті қалдықтар да түзіледі.

Александр Коровиковтың айтуынша, мұндай қалдықтарды одан әрі өңдеу немесе көму тәсілін анықтау үшін алдымен олардың құрамы мен қасиеттері зерттеледі. Себебі радиоактивті қалдықтардың әр түріне жеке технологиялық тәсіл қажет.

Мысалы, қатты қалдықтар көлемін азайту мақсатында престеледі. Сұйық қалдықтар цемент матрицасының көмегімен тұрақты қатты күйге келтіріледі. Ал кейбір жоғары белсенді қалдықтар арнайы технология арқылы шыны тәрізді берік материалға айналдырылады.

Радиоактивті қалдықтардың барлығына бірдей қолданылатын әмбебап сақтау немесе оқшаулау мерзімі жоқ. Олардың қауіпсіздігін бағалау кезінде қалдықтардың нақты құрамы, радиоактивтілік деңгейі, қоршаған ортаға және адам денсаулығына ықтимал әсері ескеріледі.

Бірқатар радиоактивті заттардың белсенділігі бірнеше онжылдықта төмендесе, кейбіреулерінің ыдырауына мыңдаған жыл, тіпті одан да ұзақ уақыт қажет болуы мүмкін.

Қазақстанда да пайдаланылған ядролық отын мен радиоактивті қалдықтарды қауіпсіз басқару бағытында жұмыстар жүргізілуде.

2024 жылы Қазақстан Республикасының Ұлттық ядролық орталығы зерттеу реакторынан алынған пайдаланылған ядролық отынды сақтауға арналған арнайы қойманы салып, пайдалануға берді.

Нысанды жобалау кезінде халықаралық тәжірибе ескеріліп, қауіпсіздікті қамтамасыз ететін инженерлік тосқауылдар жетілдірілген. Қолданылған техникалық шешімдерге МАГАТЭ инспекторлары мен осы саладағы бейінді мамандар оң бағасын берген.

Бұдан бөлек, Ұлттық ядролық орталық ғылыми-зерттеу және өндірістік қызмет барысында түзілетін радиоактивті қалдықтармен де айналысады. Бұл бағыттағы жұмыстың жаңа кезеңі орталықтың радиоактивті қалдықтармен жұмыс істеу жөніндегі Ұлттық оператор мәртебесін алуымен байланысты.

Ендігі міндет – Қазақстанда радиоактивті қалдықтарды қауіпсіз басқарудың толыққанды инфрақұрылымын дамыту. Оның аясында қалдықтарды сақтау, қайта өңдеу және түпкілікті көму жүйелерін жетілдіру көзделіп отыр.

Осылайша, Ұлттық ядролық орталықтың жинақтаған тәжірибесі еліміздің радиоактивті қалдықтарды басқарудың ұлттық жүйесін қалыптастыру мен одан әрі дамытуға негіз болмақ.