Андрей Смирнов
Время чтения: ~19 мин.
Просмотров: 0

Атомный могильник: как хранят радиоактивные отходы

Современный Стоунхендж для грядущих поколений

Для большинства специалистов сомнений нет: места захоронения радиоактивных отходов должны быть чётко обозначены, чтобы их было легко найти и понять, что в земле спрятано нечто опасное. Остаётся вопрос: как же пометить эти места и где разместить указания и разъяснения, пусть и символические? Большинство долгосрочных могильников расположены под поверхностью земли, и потому их надо обозначить как снаружи, так и сбоку, откуда (теоретически) далёкие потомки также смогут совершить подкоп.

Над идеями ограждения опасной зоны задумались учёные Министерства энергетики США, которые ещё в 1984 году опубликовали доклад, где, среди прочего, рассматривались различные конструкции и инсталляции, передающие идею опасности: поле, утыканное копьями, изображения угрожающих молний, огромные блоки гранита, сформированные в плотную сетку.

Заградительные блоки — рисунок Майкла БриллаМинистерство энергетики США

Прошло 32 года, и современные архитекторы из группы Les Nouveaux Voisins откликнулись на запрос французских властей из Andra и, ничего не зная об американских идеях из прошлого, предложили построить что-то вроде современного Стоунхенджа. По из задумке, над захоронением следует установить 80 гигантских 30-метровых колонн из бетона, наверху которых будут посажены деревья. С течением времени, под собственной тяжестью колонны будут погружаться в землю и в новый культурный слой, а дубы или другие растения со временем появятся на их месте, достигнув уровня почвы. За время «погружения» колонн уровень радиации, по идее авторов проекта, значительно понизится, а своеобразный симбиоз бетона и деревьев не только отметит точку, где было сделано захоронение, но и станет местом, где люди смогут прогуливаться из поколения в поколение, не забывая о том, что здесь покоится в недрах земли. Архитекторы обращаются к опыту нейробиологов, и утверждают, что в сохранении витальной информации поможет «память тела»: по их словам, наша восприимчивость и сознательность повышаются, когда «идеей пропитывается весь наш организм».

Проект «Лес» архитектурного бюро Les Nouveaux VoisinsLes Nouveaux Voisins

От Сибири до Австралии

Во-первых, в будущем технологии могут потребовать новых редких изотопов, которых немало в ОЯТ. Могут появиться и методы их безопасного дешевого извлечения. Во‑вторых, за захоронение высокоактивных отходов многие страны готовы платить уже сейчас. России же вовсе некуда деваться: высокоразвитой атомной отрасли необходим современный «вечный» могильник для таких опасных РАО. Поэтому в середине 2020-х недалеко от Горно-химического комбината должна заработать подземная научно-исследовательская лаборатория.

В гнейсовую, плохо проницаемую для радионуклидов породу уйдут три вертикальные шахты, и на глубине 500 м будет оборудована лаборатория, куда поместят пеналы с электронагревающимися имитаторами упаковок РАО. В будущем спрессованные средне- и высокоактивные отходы, помещенные в специальные упаковки и стальные пеналы, будут укладываться в контейнеры и цементироваться смесью на основе бентонита. Пока же здесь запланировано порядка полутора сотен экспериментов, и лишь после 15−20 лет испытаний и обоснования безопасности лабораторию преобразуют в многолетнее сухое хранилище РАО первого и второго классов — в малонаселенной части Сибири.

Населенность страны — важный аспект всех таких проектов. Люди редко приветствуют создание захоронений РАО в нескольких километрах от собственного дома, и в густонаселенной Европе или Азии непросто найти место для стройки. Поэтому ими активно стараются заинтересовать такие малонаселенные страны, как Россия или Финляндия. С недавних пор к ним присоединилась и Австралия с ее богатыми урановыми рудниками. По словам Сергея Брыкина, страна выдвинула предложение по возведению на ее территории международного могильника под эгидой МАГАТЭ. Власти рассчитывают, что это принесет дополнительные деньги и новые технологии. Но тогда России стать всемирной радиоактивной свалкой точно не грозит.

Критерии отнесения отходов к радиоактивным

Законодательством установлены следующие критерии радиоактивных отходов:

  1. Отходы в различных агрегатных состояниях, которые содержат радионуклиды (за исключением тех, которые были получены в результате добычи либо переработки минерального или органического сырья с большим содержанием природных радионуклидов) являются радиоактивными, если их удельная и объемная активность превышает единицу.
  2. Если невозможно изначально выявить удельную активность, то их также можно определить, как ядерные отходы. Однако они должны быть связаны с использованием атомной энергии. Активность обязательно должна превышать: 10 Бк/г – для радионуклидов, которые излучают альфа-элементы; 100 Бк/г – для радионуклидов, которые излучают бета-элементы.
  3. Жидкие отходы, связанные с атомной энергией, являются радиоактивными, если их удельная активность более: 0,05 Бк/г – для радионуклидов с альфа-излучением; 0,5 Бк/г – для радионуклидов с бета-излучением.
  4. Твердые вещества относятся к радиационным отходам, если они соответствуют условию: ARa (активность радия — 226) + 1,3 ATh (активность тория — 232) + 0,09 AK (активность калия — 40) > 10 Бк/г.
  5. Жидкие отходы можно причислить к радиоактивным, если выполняется данное условие: AU (активность урана 238) + 2,14 ATh (активность тория 232)> 0,13 Бк/г.

Горячо: захоронение

Высокоактивные РАО, в том числе отходы переработки ОЯТ, нуждаются в надежной изоляции на десятки и сотни тысяч лет. Отправка отходов в космос слишком дорога, опасна авариями при старте, захоронения в океане или в разломах земной коры чреваты непредсказуемыми последствиями. Первые годы или десятилетия их еще можно выдерживать в бассейнах «мокрых» наземных хранилищ, но затем с ними придется что-то делать. Например, перенести в более безопасное и долговременное сухое — и гарантировать его надежность на сотни и тысячи лет.

«Основная проблема сухих хранилищ — это теплообмен, — объясняет Сергей Брыкин. — Если нет водной среды, высокоактивные отходы нагреваются, что требует специальных инженерных решений». В России такое централизованное наземное хранилище с продуманной системой пассивного воздушного охлаждения работает на Горно-химическом комбинате под Красноярском. Но и это лишь полумера: по‑настоящему надежный могильник должен быть подземным. Тогда защиту ему обеспечат не только инженерные системы, но и геологические условия, сотни метров неподвижной и желательно водонепроницаемой скальной или глинистой породы.

Такое подземное сухое хранилище с 2015 года используется и параллельно продолжает строиться в Финляндии. В Онкало высокоактивные РАО и ОЯТ будут заперты в гранитной скале на глубине порядка 440 м, в медных пеналах, дополнительно изолированных бентонитовой глиной, и сроком не менее 100 тыс. лет. В 2017-м шведские энергетики из SKB объявили о том, что возьмут на вооружение этот метод и возведут собственное «вечное» хранилище под Форсмарком. В США продолжаются дебаты вокруг строительства в пустыне Невады репозитория Юкка-Маунтин, которое уйдет на сотни метров в вулканический горный хребет. Всеобщее увлечение подземными хранилищами можно рассмотреть и с другой стороны: такое надежное и защищенное захоронение может стать хорошим бизнесом.


«Черный квадрат XVII» Тарин Саймон, 2015−3015 годы. Стекло, радиоактивные отходы. Остекловывание радиоактивных отходов запечатывает их внутри твердого инертного вещества на тысячелетия. Американская художница Тарин Саймон использовала эту технологию в работе, посвященной столетию «Черного квадрата» Малевича. Черный стеклянный куб с остеклованными РАО был создан в 2015 году для московского музея «Гараж» и с тех пор хранится на территории завода «Радон» в Сергиевом Посаде. В музей он попадет примерно через тысячу лет, когда станет окончательно безопасен для публики.

Источники образования РАО

Урановые отходы могут образовываться не только на промышленных предприятиях, деятельность которых основана на выделении атомной энергии. Источником образования могут быть и другие сферы.

Природного происхождения

В природе встречаются вещества, содержащие различные нуклиды (рубидий, торий, уран или калий). Такими веществами являются:

  • уголь. В нем имеется немного радионуклидов, среди которых встречается торий либо уран. Концентрация этих опасных элементов выше всего в золе. Обращение с золой не представляет особой опасности. Однако дышать зольной пылью крайне нежелательно;
  • газ, нефть. Они содержат радий и иные продукты его распада (радон). Радон чаще имеется в скважинах, трубопроводах;
  • отходы, образованные после обогащения полезных ископаемых, также могут быть радиоактивными.

Промышленные

Источником появления радиоактивных отходов может быть промышленность. Например, в типографии, для того чтобы снять статический заряд, применяются вещества с альфа-излучением.

В радиографии часто используют гамма-элементы. В процессе радиометрии скважин, богатых нефтью, применяются источники нейронного излучения.

В труднодоступных районах особой популярностью пользуются термоэлектрические генераторы и иные установки с бета-излучением.

Медицинские

В медицинских отходах часто содержатся источники бета- и гамма-излучений. Они делятся на два класса:

  • в ядерной медицине преобладают такие вещества, как технеций и иные гамма-излучатели. Их особенность в коротком времени распада. Они утилизируются обычным способом, как любой другой мусор;
  • при лечении щитовидной железы, лимфом, раковых заболеваний, а также при внешней лучевой и брахитерапии используются: иттрий, иод, стронций, иридий, кобальт или цезий.

Длительное контролируемое извлекаемое хранение

В материалах обоснования лицензии говорится:

Это утверждение соответствует Позиции экологических организаций России, считающих, что в пунктах временного хранения РАО должен осуществляться контроль над всеми установленными проектом параметрами, а также должна быть возможность изъятия РАО.

При этом мониторинг и контроль состояния РАО в хранилищах, а также барьеров безопасности, должен вестись в течение всего периода их потенциальной опасности.
Хранение РАО в траншеях или навалом в старых заглубленных хранилищах не отвечает этим критериям, а хранение в контейнерах в наземных хранилищах вполне обеспечивает возможности мониторинга и контроля состояния барьеров безопасности и оставляет возможность изъятия РАО. Несомненно, деятельность Саратовского ПХРО по извлечению РАО из траншей и помещение их в контейнеры, снижает радиационную опасность этих отходов.

Отвечая на вопрос Беллоны в ходе слушаний, Алексей Горюн рассказал, что на ПХРО имелись пять хранилищ «траншейного типа». «Каждое их них — заглублённая в грунте траншея, без каких-либо барьеров, просто РАО, размещенные в глине. В 1964-67 годах в городе Энгельс проводилась дезактивация площадки предприятия, изготовлявшего навигационные приборы для авиации. Отходы дезактивации привезли сюда, но тогда здесь не было хранилищ для таких объёмов отходов. По согласованию с Санэпиднадзором в 1967 году решили, что можно временно захоронить в глиняных траншеях. Но это не соответствует современным нормам безопасности. Ведь при таком захоронении нет физических барьеров, нет даже нормальной защиты от атмосферных осадков».

В отчёте по экологической безопасности Приволжского филиала ФГУП «РосРАО» сообщается:

— рассказал Алексей Горюн.

Будущее отходов не определено

Участников слушаний интересовали вопросы дальнейшей судьбы хранилища радиоактивных отходов. Дело в том, что Татищевский ПХРО ранее входил в список перспективных площадок для размещения пункта захоронения радиоактивных отходов, то есть могильника. Но в 2011 году региональное правительство дало официальный отрицательный ответ по поводу намерений Госкорпорации «Росатом» о строительстве на Татищевском полигоне пункта захоронения РАО объемом 150 тысяч кубометров.

Отвечая на вопрос Беллоны на слушаниях, Алексей Горюн сообщил, что он ничего не знает о планах по размещению здесь могильника, а руководитель центра по связям с общественностью Национального оператора по обращению с РАО (ФГУП «НО РАО») Никита Медянцев сообщил, что сейчас «НО РАО» не ведёт никаких работ по размещению пункта захоронения.

Планов по ликвидации пункта хранения и вывоза отходов также не существует. Накануне слушаний в издании «Бизнес вектор» появился материал с броским заголовком: «Саратовские радиоактивные отходы отправят на Новую Землю». В нём приводились слова замдиректора филиала Приволжского территориального округа ФГУП «РосРАО» Алексея Горюна о планах «создания специальных полигонов для хранения радиоактивных отходов на Новой Земле и в других отдаленных местах». На слушаниях Алексей Горюн заявил, что это недоразумение и журналисты его не так поняли. «Меня спросили: куда можно вывезти отходы? Я ответил: не знаю, на Новую Землю, на Луну, куда подальше!», — сказал он. Позднее на пресс-конференции Беллоны Алексей Горюн сказал, что это была неудачная шутка. «В настоящий момент мы не располагаем техническими возможностями и средствами для сооружения пунктов окончательного захоронения радиоактивных отходов», — подтвердил он.

Итак, ситуация выглядит следующим образом. Саратовский пункт хранения продолжает принимать РАО из восьми областей и двух АЭС. Процесс изъятия ранее размещённых в пяти глиняных траншеях отходов завершен, планируется выемка отходов из старых подземных хранилищ и размещение их в новом надземном хранилище в контейнерах. Дальнейшая судьба отходов не определена, но наземное контейнерное хранение пока обеспечивает приемлемый уровень безопасности. Поэтому предприятие должно продолжать работу.

Как утилизируют ядерные отходы, способы утилизации и переработки

Первоначально предприятие, на котором образуются ядерные отходы, должно осуществить их сбор, дать характеристику, произвести сортировку и обеспечить их временное хранение. Затем надлежащим образом упакованные ядерные отходы должны транспортироваться на предприятие, где производится переработка РАО. Завод выбирает технологию по переработке и захоронению с учетом инженерных и нетехнических характеристик обращения с радиоактивными отходами.

Среднеактивные и низкоактивные РАО подвергаются следующим видам переработки:

  1. Твердые:
  • сгораемые отходы подвергаются сжиганию в печах, плазменному сжиганию, термохимической обработке, сжиганию при остекловывании или кислотному разложению;
  • прессуемые – компактированию и суперкомпактированию;
  • металлические – компактированию и плавлению;
  • несгораемые и непрессуемые – отправляются в контейнеры.
  1. Жидкие:
  • органические сгораемые отходы подвергаются сжиганию в печах или отдельно, или вместе с твердыми отходами;
  • органические несгораемые – адсорбции на порошках и цементированию, термохимической переработке;
  • водные малосолевые – концентрированию и цементированию;
  • водные высокосолевые – битумированию и остекловыванию.
  1. Газообразные отходы подвергаются улавливанию химическими реагентами или с помощью адсорбции.

Рассмотрим разные способы утилизации ядерных отходов, которые осуществляет завод по переработке, по отдельности.

Сжиганию в специально сконструированных печах подвергается одежда, бумага, дерево, бытовой мусор, которые подверглись облучению. Пепел подлежит цементированию.

Печь для сжигания ядерных отходов

Компактирование – это прессование ТРО под давлением. Данный способ переработки неприемлем для взрывоопасных и легковоспламеняющихся веществ.

Суперкомпактирование – это спрессовывание ТРО, прошедших стадию компактирования. Производится с целью уменьшения объемов отходов.

Капсула для уплотнения ядерных отходов

Цементирование – это один из самых доступных методов переработки ядерных отходов, особенно жидких. Его преимущества:

  • доступность;
  • негорючесть и непластичность конечного продукта;
  • дешевизна оборудования и емкостей для переработки;
  • относительная простота технологии.

Битумирование – это включение РАО, особенно отходов, содержащих какие – либо жидкости, в состав битума. По технологической сложности битумирование превосходит цементирование, но оно имеет и некоторое преимущество. При битумировании происходит испарение влаги, поэтому отходы не увеличиваются в объеме и остаются влагостойкими.

Остекловывание – это способ переработки ядерных отходов разных уровней активности. Стекло является материалом, который может поглощать большой объем веществ, не входящих в его состав. Кроме того, полученный продукт не подвергнется разложению очень долгое время.

Остекловывание РАО

После переработки контейнеры с ядерными отходами подвергаются захоронению. По данным МАГАТЭ захоронение – это размещение отходов в специально подготовленных местах (могильник ядерных отходов) без цели дальнейшего их использования. Захоронению подлежат отходы, переведенные в твердое состояние и упакованные надлежащим образом.

Существуют такие виды захоронений:

  1. Глубоководное захоронение ядерных отходов: контейнеры размещаются на дне моря глубиной примерно 1000 м.
  2. Геологическое: изоляция отходов в специально подготовленных инженерных сооружениях в устойчивых слоях породы на глубине нескольких сотен метров. В основном так хоронят высокоактивные и долгоживущие РАО.
  3. Приповерхностное: контейнеры помещаются в инженерные сооружения на поверхности и близком к ней слое земли или в шахтах на глубине несколько десятков метров от поверхности. Так хоронят короткоживущие, низко и среднеактивные отходы.
  4. Захоронение в глубинные отложения океанического дна: размещение контейнеров с отходами в осадочные породы на дне моря на глубине нескольких тысяч метров.
  5. Захоронение под океаническим дном: размещение РАО в инженерных сооружениях, которые находятся в породах приберегового морского дна.

Вопрос десятилетий

Согласно заключённому в 1993 году соглашению российская сторона осуществляет переработку отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) при условии, что топливные блоки поставлялись из России. Также Москва согласилась временно хранить уже остеклованные ядерные отходы в течение 20—25 лет. Предполагалось, что за этот срок Украина создаст необходимую для длительного хранения ЯО инфраструктуру. 

Также по теме


Энергия денег: как Украина намерена зарабатывать на Чернобыльской АЭС

Правительство Украины собирается превратить Чернобыльскую атомную электростанцию в привлекательный инвестиционный проект. Ежегодно на…

Однако почти за четверть века этого так и не было сделано. Единственное новое хранилище было построено на Запорожской АЭС. В сентябре 2017 года в Госагентстве Украины по управлению чернобыльской зоной отчуждения сообщили о дефиците места для хранения ядерных отходов.

Напомним, на ЧАЭС до сих пор ведутся работы по окончательному выводу станции из эксплуатации. Как отметил ранее в интервью DW руководитель службы стратегического планирования Чернобыльской АЭС Виктор Кучинский, серьёзной проблемой является отсутствие хранилищ для ядерного топлива и отходов.

Всего на ЧАЭС накоплено около 20 тыс. кубометров жидких радиоактивных отходов. Сейчас они находятся в «мокром» хранилище ХОЯТ-1 (в качестве замедлителя нейтронов используется вода), американская компания Holtec International также строит новое «сухое» хранилище ХОЯТ-2.

С нехваткой ядерных хранилищ сегодня сталкивается не только ЧАЭС, но и действующие атомные электростанции. Например, по информации РИА Новости, в 2016 г. хранилища на Хмельницкой АЭС были заполнены переработанными отходами на 90,4%.

В апреле украинский камбмин постановил направить 2 млрд грн. (около $76 млн) на строительство новых хранилищ на Запорожской и Хмельницкой АЭС. Как заявил в мае 2017 года украинский вице-премьер-министр Владимир Кистион, всего планируется возведение четырёх новых хранилищ.

Однако пока неясно, как скоро Киев сможет реализовать эти планы, притом что, к примеру, на возведение ЦХОЯТ потребуется 16 лет.

«Возвращение переработанных ядерных отходов на Украину — вопрос длительного времени, этот процесс займёт не меньше 10 лет. Базовое соглашение подразумевает, что возврат может состояться в том случае, если Украина подготовит необходимую инфраструктуру хранения», — отметил в интервью RT заместитель директора по информационно-аналитической поддержке комплексных проблем ядерной и радиационной безопасности ИБРАЭ РАН Игорь Линге.

Украинские атомщики также признают наличие серьёзных проблем с хранением ОЯТ. 

Концепция – техническая политика в области обращения с РАО

Существовавшая до недавнего времени практика обращения с радиоактивными отходами АЭС состояла в хранении твердых и упаренных жидких отходов (кубовых остатков) в специальных хранилищах на площадках атомных станций. В последнее время на АЭС внедряются технологии кондиционирования РАО, так как хранение твердых и жидких радиоактивных отходов может рассматриваться только как временная мера. Дальнейшее развитие атомной энергетики требует внедрения целостной системы обращения с радиоактивными отходами, основой которой является концепция (техническая политика), которая определяет развитие вопросов обращения с РАО.

Техническая политика предусматривает разработку и реализацию безопасных методов, технологий и технических средств по переработке, хранению, транспортировке, а также окончательной изоляции твердых и отвержденных РАО от окружающей человека природной среды на весь период сохранения РАО потенциальной опасности или на необходимый срок в случае их изъятия по технологическим причинам. При этом объем ТРО, полученных в процессе иммобилизации ЖРО и предназначенных для долговременного хранения (захоронения), определяет уже экономическую сторону переработки РАО.

Конечной целью реализации осуществления концепции является реализация технологий и оборудования по переработке отходов, проектов безопасного хранения и захоронения РАО.

Концепция РФ по обращению с радиоактивными отходами атомных станций предполагает пять этапов обращения с радиоактивными отходами на АЭС, а также стадию захоронения.

На первом этапе осуществляется сбор и разделение ЖРО по уровню активности, солесодержанию, наличию поверхностно-активных веществ. Твердые отходы также сортируются по уровню активности и, кроме того, на горючие, негорючие, металлические и другие группы в соответствии с планами дальнейшей переработки или хранения.

Второй этап – временное хранение некондиционированных отходов на АЭС. Оно может быть обусловлено отсутствием установок по переработке или необходимостью снижения активности отходов за счет распада короткоживущих радионуклидов.

Третий этап – кондиционирование отходов – предусматривает перевод жидких и твердых отходов в форму, пригодную для хранения, транспортировки и захоронения. Критериями выбора способа кондиционирования являются: химическая, тепловая и радиационная стойкость, взрывобезопасность, механическая прочность конечного продукта, отсутствие газовыделения, а также экономические показатели.

Кондиционирование жидких отходов происходит за счет их концентрирования, отверждения концентратов, размещения продукта переработки в упаковки (бочки, контейнеры или другие емкости). Кондиционирование твердых отходов – это сжигание, прессование, дезактивация, нанесение защитных покрытий, размещение в упаковки (бочки, контейнеры и т.д.). В настоящее время ни одна АЭС Российской Федерации не имеет полного комплекта установок по кондиционированию радиоактивных отходов (таблица 1). На некоторых АЭС жидкие радиоактивные отходы перерабатываются на установках битумирования, цементирования или глубокого упаривания. Твердые радиоактивные отходы на ряде АЭС после сортировки сжигаются или прессуются. На остальных станциях ТРО хранят без переработки.

Четвертый этап – хранение кондиционированных отходов на площадке АЭС. Это обусловлено отсутствием региональных могильников, но также может быть связано с необходимостью снижения активности РАО.

Пятый этап – транспортировка отходов как на площадке АЭС, так и в случае захоронения отходов за пределами атомной станции.

Захоронение радиоактивных отходов означает окончательное удаление отходов из сферы деятельности человека. Оно может осуществляться в приповерхностных объектах и в глубоких геологических формациях в зависимости от изотопного состава и других характеристик отходов.

Таблица 1 – оснащенность АЭС комплексами по переработке РАО

Инвентаризация и этапы обращения с отходами

При инвентаризации отходов могут потребоваться несколько уровней детализации. Например, организации, занимающейся переработкой, может быть нужна более подробная опись, в которой будут предлагаться методы обращения с каждым конкретным видом отходов. Для национальных агентств по обращению с РАО для разработки планов на будущее требуются меньше деталей. Политикам и разработчикам национальных стратегий обращения с отходами нужна еще более обобщенная информация .

Обращение с отходами, как правило, делится на два крупных этапа – предшествующий захоронению и непосредственно захоронение. Первый включает все стадии обращения с РАО от образования до захоронения, в том числе обработку (например, предварительная обработка, переработка и кондиционирование), временное (промежуточное) хранение и транспортировку. Захоронение предусматривает постоянное размещение отходов в соответствующем сооружении без намерения их изъятия. РАО готовят к захоронению с помощью технологий, которые, в первую очередь, предназначены для получения формы отходов, совместимой с выбранным или ожидаемым вариантом захоронения. Для оценки того или иного процесса или технологии необходимо рассмотреть имеющиеся решения с точки зрения выполнения требований к переработке, хранению и захоронению отходов. Технические решения по  обращению с РАО были описаны во многих публикациях . Жизненный цикл радиоактивных отходов состоит из следующих этапов.

Рис. 2. Схема этапов обращения с отходами

Предварительная обработка РАО включает все операции до непосредственной обработки, направленные на обеспечение возможности последующего применения выбранных технологий переработки и кондиционирования, – сбор, разделение, дезактивацию, корректировку химического состава и фрагментацию.

Обработка объединяет операции, нацеленные на повышение безопасности и экономических показателей за счет изменения характеристик радиоактивных отходов. Ее основными задачами являются уменьшение объема, удаление радионуклидов из РАО, а также изменение их физико-химического состава. Некоторые методы обработки могут обеспечить форму РАО, соответствующую требованиям хранения и захоронения. Однако в большинстве случаев переработанные отходы требуют дальнейшего кондиционирования либо отверждения и иммобилизации (инкапсуляции).

Кондиционирование охватывает работы по созданию упаковки отходов, пригодной для перемещения, транспортировки, хранения и/или захоронения. Оно может включать иммобилизацию РАО, размещение их в контейнерах, а также, при необходимости, переупаковку. Иммобилизация предполагает создание формы отходов за счет отверждения и включения РАО в матрицы (или инкапсуляции). Общепризнанными матрицами для иммобилизации являются цемент, битум и стекло.

Хранение обеспечивает изоляцию РАО с сохранением возможности извлечения, а также охрану окружающей среды и мониторинг хранилищ в течение всего срока размещения в них РАО.

Транспортировка предполагает физическое перемещение радиоактивных отходов в специально разработанных упаковках из одного места в другое. Например, собранные РАО могут быть перевезены из пункта сбора в пункты централизованного хранения и обработки, упаковки с кондиционированными отходами – из пункта обработки или хранения к месту захоронения.

Захоронение предусматривает размещение отходов в соответствующем сооружении без намерения их изъятия. Отметим, что в некоторых странах контролируемые сбросы в окружающую среду часто рассматриваются в качестве регулируемого варианта захоронения.

На всех этапах обращения с отходами важно определение их характеристик – характеризация. Она включает определение физических, химических и радиологических свойств отходов, важных для оценки  необходимости дальнейшей обработки, переработки, кондиционирования или пригодности РАО к  последующему перемещению, переработке, хранению и захоронению

Предварительная характеризация как часть предварительной обработки имеет большое значение для выбора наиболее эффективного метода обращения с РАО. Методы определения характеристик радиоактивных отходов, включая процедуры отбора проб, подробно описаны в руководстве МАГАТЭ .

Источники появления отходов

Радиоактивные отходы образуются в различных формах с весьма разными физическими и химическими характеристиками, такими, как концентрации и периоды полураспада составляющих их радионуклидов. Эти отходы могут образовываться:

  • в газообразной форме, как, например, вентиляционные выбросы установок, где обрабатываются радиоактивные материалы;
  • в жидкой форме, начиная от растворов сцинтилляционных счётчиков из исследовательских установок до жидких высокоактивных отходов, образующихся при переработке отработавшего топлива;
  • в твёрдой форме (загрязнённые расходные материалы, стеклянная посуда из больниц, медицинских исследовательских установок и радиофармацевтических лабораторий, остеклованные отходы от переработки топлива или отработавшего топлива от АЭС, когда оно считается отходами).

Примеры источников появления радиоактивных отходов в человеческой деятельности:

ПИР (природные источники радиации). Существуют вещества, обладающие природной радиоактивностью, известные как природные источники радиации (ПИР). Бо́льшая часть этих веществ содержит долгоживущие нуклиды, такие как калий-40, рубидий-87 (являются бета-излучателями), а также уран-238, торий-232 (испускают альфа-частицы) и их продукты распада..

Работа с такими веществами регламентируются санитарными правилами, выпущенными Санэпиднадзором.

Уголь. Уголь содержит небольшое число радионуклидов, таких как уран или торий, однако содержание этих элементов в угле меньше их средней концентрации в земной коре.

Их концентрация возрастает в зольной пыли. Однако радиоактивность золы также очень мала, она примерно равна радиоактивности чёрного глинистого сланца и меньше, чем у фосфатных пород, но представляет известную опасность, так как некоторое количество зольной пыли остаётся в атмосфере и вдыхается человеком. При этом совокупный объём выбросов достаточно велик и составляет эквивалент 1000 тонн урана в России и 40000 тонн во всём мире.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации