Investigation into the Current State of Nuclear Energy and Nuclear Waste Management—A State-of-the-Art Review

Abstract

Nuclear power can replace fossil fuels and will have a decisive impact on the change in the approach to conventional energy. However, nuclear (or radioactive) wastes are produced by the operation of the nuclear reactors should be safely and properly disposed of. This paper assesses the uranium resources and the global state of nuclear power plants and determines the energy mixes in different countries using the most nuclear energy. Furthermore, this paper analysed the nuclear waste management and disposal and the depletion of abiotic resources, and the primary energy sources of a basic production process using electricity mix and nuclear electricity for a basic production (PET bottle manufacturing) process. The life cycle assessment was completed by applying the GaBi 8.0 (version 10.6) software and the CML method. In this study, we limit our discussion to high-level nuclear waste (HLW) and spent nuclear fuel (SNF) waste. We do not consider waste generated from uranium mining and milling, which is usually disposed of in near-surface impoundments close to the mine or the mill. The investigation of waste management methods is limited to European countries. This research work is relevant because determining abiotic resources is important in a life cycle assessment and current literature available on LCA analysis for nuclear powers remains under-developed. These results can guide and compare manufacturing processes involving a nuclear electricity and electricity grid mix input. The results of this research can be used to develop production processes using nuclear energy with lower abiotic depletion impacts. This research work facilitates the industry in making predictions for a production-scale plant using an LCA of production processes with nuclear energy consumption.

Impact of microbial processes on the safety of deep geological repositories for radioactive waste

“…For this reason, heat dissipation is an important issue to be considered during the design of a repository for this kind of waste. Nowadays, the production of HLW is extremely alarming, since it is estimated that each nuclear reactor (approximately 440 operational worldwide) produces around 30 tons per year ( Gerstner, 2009 ; IAEA, 2009b ; Rosa et al, 2010 ; Alwaeli and Mannheim, 2022 ).…”

VVER-1200 Reaktörünün Yapısı ve İşleyişi Üzerine Çalışma

“…Nükleer enerji, iklim değişikliği ile mücadelede ve düşük karbonlu bir enerji ekonomisine geçişte önemli bir role sahiptir [1]. Nükleer enerjinin yakın zamanda fosil yakıtların yerini alarak geleneksel yaşamda belirgin bir değişikliğe neden olacağı düşünülmektedir [2]. Birçok araştırmaya göre, son yirmi yılda dünyanın enerji ihtiyacının % 11-20'si nükleer enerji ile karşılanmıştır [2][3][4][5].…”

“…Nükleer enerjinin yakın zamanda fosil yakıtların yerini alarak geleneksel yaşamda belirgin bir değişikliğe neden olacağı düşünülmektedir [2]. Birçok araştırmaya göre, son yirmi yılda dünyanın enerji ihtiyacının % 11-20'si nükleer enerji ile karşılanmıştır [2][3][4][5]. Kömür, petrol ve doğal gaz kullanan enerji santrallerinin sayısının artmasıyla 2050 yılına kadar karbon emisyonlarının %80 veya daha fazla azaltılması mümkün olmayacaktır [2].…”

“…Nükleer enerji santralleri diğer enerji üretim kaynaklarına kıyasla ihmal edilebilir miktarda atık üretmektedir. Nükleer enerji, çevreye zarar vermeyen tek kararlı temel yük güç kaynağıdır [2,5].…”

“…Nükleer enerji santralleri tarafından üretilen atık diğer enerji üretim metotlarına göre daha az olmasına rağmen, nükleer enerji santralleri tarafından üretilen nükleer atıklar çevresel risk oluşturmaktadır. Bu nedenle, güvenilir enerji üretimi için santrallerde gerekli önlemlerin alınması gerekmektedir [2].…”