Чем опасны радиоактивные отходы


Что бы ни говорили отдельные горячие головы, можно с уверенностью утверждать, что превратиться во всемирную радиоактивную свалку России в обозримом будущем не грозит. Принятый в 2011 году федеральный закон прямо запрещает перевозку таких отходов через границу. Запрет действует в обе стороны, с единственным исключением, касающимся возвращения источников излучения, которые были произведены в стране и поставлены за рубеж.

Но даже с учетом закона по‑настоящему пугающих отходов атомная энергетика производит немного. Самые активные и опасные радионуклиды содержит отработавшее ядерное топливо (ОЯТ): тепловыделяющие элементы и сборки, в которые они помещаются, излучают даже сильнее свежего ядерного топлива и продолжают выделять тепло. Это не отходы, а ценный ресурс, в нем содержится немало урана-235 и 238, плутоний и ряд других изотопов, полезных для медицины и науки.


е это составляет более 95% ОЯТ и с успехом извлекается на специализированных предприятиях — в России это прежде всего знаменитое ПО «Маяк» в Челябинской области, где сейчас внедряется третье поколение технологий переработки, позволяющее вернуть в работу 97% ОЯТ. Уже скоро производство, эксплуатация и переработка ядерного топлива замкнутся в единый цикл, не выдающий практически никаких опасных веществ.

Чем опасны радиоактивные отходы

Однако и без ОЯТ объемы радиоактивных отходов будут составлять тысячи тонн в год. Ведь санитарные правила требуют относить сюда все, что излучает выше определенного уровня или содержит больше положенного количества радионуклидов. В эту группу попадает почти любой предмет, который достаточно долго контактировал с ионизирующим излучением. Детали кранов и машин, работавших с рудой и топливом, воздушные и водные фильтры, провода и оборудование, пустая тара и просто спецодежда, отслужившая свой срок и больше не имеющая ценности. МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергии) разделяет радиоактивные отходы (РАО) на жидкие и твердые, нескольких категорий, начиная от очень низкоактивных и заканчивая высокоактивными. И для каждой приняты свои требования к обращению.



Классификация РАО
Класс 1 Класс 2 Класс 3 Класс 4 Класс 5 Класс 6
Твердые Жидкие

• материалы

• оборудование

• изделия

• отвержденные ЖРО

• ВАО с высоким тепловыделением

• материалы

• оборудование

• изделия

• грунт

• отвержденные ЖРО

• ОИИИ 1-й и 2-й категорий

• ВАО с низким тепловыделением

• САО долгоживущие

• материалы

• оборудование

• изделия

• отвержденные ЖРО

• ОИИИ 3-й категории

• САО короткоживущие

• НАО долгоживущие

• материалы

• оборудование

• изделия

• биологические объекты

• грунт

• отвержденные ЖРО

• ОИИИ 4-й и 5-й категории

• НАО короткоживущие

• ОНАО долгоживущие

• органические и неорганические жидкости

• пульпы

• шламы

• САО короткоживущие

• НАО долгоживущие

РАО, образующиеся при добыче и переработке урановых руд, минерального и органического сырья с повышенным содержанием природных радионуклидов

Финальная изоляция в пунктах глубинного захоронения с предварительной выдержкой

Финальная изоляция в пунктах глубинного захоронения с предварительной выдержкой

Финальная изоляция в пунктах глубинного захоронения на глубине до 100 м

Финальная изоляция в пунктах приповерхностного захоронения на уровне земли

Финальная изоляция в существующих пунктах глубинного захоронения

Финальная изоляция в пунктах приповерхностного захоронения

Холодно: переработка

Самые большие экологические ошибки, связанные с атомной промышленностью, были сделаны в первые годы существования отрасли. Еще не представляя всех последствий, сверхдержавы середины ХХ века спешили опередить конкурентов, полнее овладеть силой атома и обращению с отходами не уделяли особого внимания. Однако результаты такой политики стали очевидны довольно скоро, и уже в 1957 году в СССР приняли постановление «О мероприятиях по обеспечению безопасности при работах с радиоактивными веществами», а год спустя открылись первые предприятия по их переработке и хранению.


Часть из предприятий действует до сих пор, уже в структурах Росатома, и одно сохраняет свое старое «серийное» название — «Радон». Полтора десятка предприятий передано в управление специализированной компании РосРАО. Вместе с ПО «Маяк», Горно-химическим комбинатом и другими предприятиями Росатома они лицензированы для обращения с радиоактивными отходами разных категорий. Впрочем, к их услугам прибегают не только атомщики: радиоактивные вещества применяются для самых разных задач, от лечения рака и биохимических исследований до производства радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГов). И все они, отработав свое, превращаются в отходы.

Чем опасны радиоактивные отходы

Большинство из них низкоактивны — и конечно, со временем, по мере распада короткоживущих изотопов становятся все безопаснее. Такие отходы обычно отправляются на подготовленные полигоны для хранения на протяжении десятков или сотен лет. Предварительно их перерабатывают: то, что может гореть, сжигают в печах, очищая дым сложной системой фильтров.


лу, порошки и другие рыхлые компоненты цементируют или заливают расплавленным боросиликатным стеклом. Жидкие отходы умеренных объемов фильтруют и концентрируют упариванием, извлекая из них радионуклиды сорбентами. Твердые сминают в прессах. Все помещают в 100- или 200-литровые бочки и снова прессуют, помещают в контейнеры и еще раз цементируют. «Здесь все очень строго, — рассказал нам заместитель генерального директора РусРАО Сергей Николаевич Брыкин. — В обращении с РАО запрещено все, что не разрешено лицензиями».

Для перевозки и хранения РАО используются специальные контейнеры: в зависимости от активности и вида излучения они могут быть железобетонные, стальные, свинцовые или даже из обогащенного бором полиэтилена. Обработку и упаковку стараются производить на месте с помощью мобильных комплексов, чтобы снизить трудности и риски транспортировки, частично с помощью роботизированной техники. Маршруты перевозки заранее продумывают и согласовывают. Каждый контейнер имеет собственный идентификатор, и судьба их прослеживается до самого конца.

Чем опасны радиоактивные отходы Центр кондиционирования и хранения РАО в губе Андреева на берегу Баренцева моря работает на месте бывшей технической базы Северного флота.

Теплее: хранение


РИТЭГи, о которых мы вспоминали выше, сегодня на Земле почти не применяются. Некогда они обеспечивали питанием автоматические пункты мониторинга и навигации в далеких и труднодоступных точках. Однако многочисленные инциденты с утечками радиоактивных изотопов в окружающую среду и банальным воровством цветмета заставили отказаться от их использования где-либо помимо космических аппаратов. В СССР успели произвести и собрать больше тысячи РИТЭГов, которые демонтированы и продолжают утилизироваться.

Еще большую проблему представляет наследие холодной войны: за десятилетия одних только атомных подлодок было построено почти 270, а сегодня в строю остается менее полусотни, остальные утилизированы или ожидают этой сложной и дорогой процедуры. При этом выгружают отработавшее топливо, а реакторный отсек и два соседних вырезают. С них демонтируют оборудование, дополнительно герметизируют и оставляют храниться на плаву. Так делалось годами, и к началу 2000-х в российском Заполярье и на Дальнем Востоке ржавело около 180 радиоактивных «поплавков». Проблема стояла так остро, что обсуждалась на встрече лидеров стран «Большой восьмерки», которые договорились о международном сотрудничестве в уборке побережья.

«Итарус» «Итарус» Док-понтон для выполнения операций с блоками реакторных отсеков (85 х 31,2 х 29 м). Грузоподъемность: 3500 т; осадка при буксировке: 7,7 м; скорость при буксировке: до 6 узлов (11 км/ч); срок службы: не менее 50 лет. Строитель: Fincantieri. Оператор: Росатом. Место: Сайда Губа в Кольском заливе, рассчитанная на хранение 120 реакторных отсеков.


Сегодня блоки поднимают из воды и очищают, реакторные отсеки вырезают, на них наносят антикоррозийное покрытие. Обработанные упаковки устанавливаются для длительного безопасного хранения на подготовленных бетонированных площадках. На недавно заработавшем комплексе в Сайда Губе в Мурманской области для этого даже снесли сопку, скальное основание которой дало надежную опору для хранилища, рассчитанного на 120 отсеков. Выстроенные в ряд, густо покрашенные реакторы напоминают аккуратную заводскую площадку или склад промышленного оборудования, за которым следит внимательный хозяин.

Такой результат ликвидации опасных радиационных объектов на языке атомщиков называется «коричневой лужайкой» и считается совершенно безопасным, хотя и не очень эстетичным на вид. Идеальная же цель их манипуляций — «зеленая лужайка», наподобие той, которая раскинулась над уже знакомым нам французским хранилищем CSA (Centre de stockage de l’Aube). Водонепроницаемое покрытие и толстый слой специально подобранного дерна превращают крышу заглубленного бункера в поляну, на которой так и хочется прилечь, тем более что это разрешено. Только самым опасным РАО уготована не «лужайка», а мрачная тьма окончательного захоронения.

Чем опасны радиоактивные отходы

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» «Черный квадрат XVII» Тарин Саймон, 2015−3015 годы. Стекло, радиоактивные отходы. Остекловывание радиоактивных отходов запечатывает их внутри твердого инертного вещества на тысячелетия.


ериканская 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.

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.

Источник: www.PopMech.ru

Что безопаснее — хранить радиоактивные отходы или изолировать? Опасно ли жить рядом с пунктом изоляции РАО? Почему бы просто не отвезти их в Арктику? На эти и другие вопросы сотрудники Национального оператора по обращению с радиоактивными отходами Яна Маркина и Никита Медянцев отвечают в книге «8 ½ мифов о радиоактивных отходах». Мы ее прочитали.

Текст: Марина Полякова

Хранить нельзя изолировать

В России накоплены миллионы кубических метров радиоактивных отходов. Они размещены во временных хранилищах, срок эксплуатации которых не превышает 70 лет. А период потенциальной опасности РАО колеблется от сотен до миллионов лет. Очевидный выход — изоляция. Для этого создаются специальные пункты — высокотехнологичные сооружения, результат множества научных и инженерных разработок. В течение нескольких лет пункты финальной изоляции принимают РАО, а когда заполняются, их закрывают. 24 часа в сутки 365 дней в году в хранилищах работает система охраны и ведется мониторинг состояния окружающей среды.

«Сошлите их в Арктику!»

«Захоранивайте свои отходы где-нибудь на Новой Земле!» — такое часто можно услышать в полемике вокруг радиоактивных отходов. Но что такое создать пункт изоляции РАО на Новой Земле или других арктических территориях? Во-первых, это очень рискованно. Любое вмешательство в хрупкую северную природу чревато. Кроме того, судно с РАО может попросту затонуть на пути к Новой Земле. Конечно, учитывая надежность упаковки, это не приведет к загрязнению сразу. Но со временем морская вода сделает свое дело, и РАО попадут в окружающую среду. Во-вторых, везти отходы в Арктику дорого. Нужны средства на исследования и транспортировку, на строительство на Крайнем Севере прибрежной инфраструктуры, по сути, полноценного морского порта, и дорог.

Вечная угроза

Один из популярных мифов — радиоактивные отходы будут опасны всегда. Радиоактивные элементы нестабильны. Так, период полураспада радона‑222 — 3,8 суток, йода‑131 — восемь суток, цезия‑131 — 9,7 суток, урана‑238 — 4,5 млрд лет. «Начальная радиоактивность уменьшается вдвое после одного периода полураспада, вчетверо после двух периодов, в восемь после трех и более чем в тысячу раз через 10 периодов полураспада», — ​пишут авторы. И на весь период опасности отходы должны быть надежно изолированы.

Виновники онкологии

Другое распространенное заблуждение: пункты финальной изоляции РАО — главные виновники онкозаболеваний. «На самом деле до 40 % случаев заболевания раком можно предотвратить, избегая контакта с такими канцерогенами, как табачный дым. К сожалению, большая часть опасений человечества связана с ионизирующим излучением. Каждый из нас подвергается воздействию естественного радиационного фона ежедневно. Его источники — космические лучи, а также радионуклиды, содержащиеся в атмосфере, воде и земной коре. В среднем человек подвергается воздействию примерно 3 мЗв в год, из которых 80 % — естественные источники, 19,6 % — излучение, используемое в медицинских целях, и оставшиеся 0,4 % — другие источники антропогенного излучения. Люди, проживающие в районах размещения ядерных реакторов, как правило, получают чуть более высокие дозы облучения, чем население в среднем. Но эти дозы не превышают и нескольких процентов естественного радиационного фона. В пункты финальной изоляции отходы поступают в полностью герметичных контейнерах. Контейнеры не вскрываются, то есть никаких выбросов в атмосферный воздух радиоактивных веществ быть не может», — ​пишут авторы.


Чем опасны радиоактивные отходыЯна Маркина
Соавтор книги, начальник отдела по связям с общественностью и СМИ, НО РАО
— Об атомной энергетике написано много, аспекты самые разные — от истории отрасли до особенностей деления ядер урана. Но ни одна книга не освещала тему финальной изоляции РАО. Мы решили это исправить и написали «8 ½ мифов о радиоактивных отходах». Мы пишем о том, что пункты изоляции РАО абсолютно безопасны для человека, окружающей среды. Книга распространяется в основном в тех городах, где будут построены или уже есть пункты финальной изоляции. Электронная версия доступна всем, ее можно бесплатно скачать на нашем сайте www.norao.ru. После первой презентации, 25 октября в Железногорске, мы получили хорошую обратную связь. Говорили, что такой книги не хватало, что эту информацию важно и нужно распространять.

Источник: strana-rosatom.ru

Общая характеристика

Радиоактивный мусор имеет разнообразную форму, образуется различными способами и различается по свойствам.

характеристика

Значимые показатели радиоактивного утильсырья:

  • Степень концентрации. Характеристика отражает величину удельной активности (активность элемента, приходящаяся на единицу веса). Чаще используют единицу измерения Ки/Т. Чем выше этот показатель, тем опаснее влияние радиоактивного мусора на окружающую среду и человека в частности.
  • Период полураспада. Отображает длительность распада 50 % атомов в радиоактивном веществе. Чем выше скорость распада, тем больший вред причинит вещество, но и скорее потеряет свою эффективность.

По форме радиоактивные элементы бывают нескольких разновидностей:

  • Газообразная форма (в первую очередь это отходы из систем вентиляции на предприятиях по переработке радиоактивных отходов)
  • Жидкая форма (к примеру, жидкие отходы после переработки использованного топлива – с высокой активностью, потому крайне опасны для окружающей среды)
  • Твердая форма (стеклянные пробирки, колбы, куски стекла из лабораторий и больниц)

Классифицируется радиоактивный мусор по следующим критериям.

По серьезности риска:

  • Удаляемые отходы. Риск возникает при извлечении или применении. Однако этот риск не должен быть выше риска, который может возникнуть при создании и использовании, так называемого, могильника.
  • Особые отходы. Здесь опасная ситуация может возникнуть в случае возможного воздействия радиации, или при извлечении и эксплуатации опасного вторсырья из хранилищ. Эти риски должны быть ниже, чем опасность их закапывания на той местности, где они расположены.

Классифицируется радиоактивный мусор

По длительности полураспада радионуклеидных веществ:

  • Долгоживущие отходы.
  • Короткоживущие отходы.

По удельной активности:

  • Со слабой активностью.
  • Со средней активностью.
  • С низкой активностью.
  • С очень низкой активностью.

Отдельно выделяют еще одну разновидность радиоактивного мусора – трансурановую.

Это высокоактивные отходы характеризуются содержанием трансурановых радионуклидов с долгим периодом полураспада. Представить степень опасности данных отходов для человека затруднительно.

По агрегатному состоянию:

  • Жидкая форма (жро).
  • Твердая форма.
  • Газообразная форма.

Присутствие в составе ядерных элементов:

  • Присутствие.
  • Отсутствие.

Отдельно выделяются отходы:

  • Мусор, образуемый во время добычи или использования урана.
  • Мусор, появившийся в процессе добывания минеральных ресурсов, не связанных с использованием атомной энергии.

Мусор такого типа очень опасен для окружающей среды, так как повышается уровень радиации вокруг скопления отходов.

Для людей это представляет прямую угрозу, так как продукты распада могут попасть в еду и воду. Последствия могут быть серьезными, вплоть до мутаций, серьезной интоксикации и даже летального исхода.

Степень радиационной опасности
Степень радиационной опасности зависит от нескольких факторов:

  • Массы радиоактивного мусора в биосфере.
  • Силы единовременной полученной дозы радиации, гамма-лучей.
  • Масштабов радиационного загрязнения.
  • Количества людей, подвергшихся излучению.

Опасность отходов, в первую очередь, объясняется их возможностью беспрепятственно проникать в организм человека.

Радиоактивный мусор

Сбор

Радиоактивный мусор должен собираться, сортироваться и уничтожаться отдельно от отходов иного класса опасности.
Во время данного процесса учитываются некоторые характеристики отходов:

  • В каком состоянии находится вещество (жидком, твердом, в форме газа).
  • Категория, к которой относится вещество.
  • Объемы отходов, которые необходимо собрать.
  • Физические и химические показатели, и свойства каждого элемента.
  • Средняя продолжительность полураспада.
  • Возможная опасность (к примеру, некоторые вещества могут загореться или взорваться во время проведения каких-либо манипуляций).
  • Возможное использование или обращение с опасным отходом в будущем.

Собрать и удалить можно только отходы низко- или среднеактивные. К примеру, низкой активностью обладают выбросы в вентиляцию, которые собираются через трубу, и потом рассеиваются в воздухе или воде на определенной высоте и при особых условиях сброса.

Таким образом, можно контролировать предел допустимого поступления радионуклеидов в организм человека через воздух или воду.

Хранение и перевозка

Хранение и перевозка

Стоит различать такие понятия, как хранение и захоронение радиоактивного мусора. Для хранения отходов их вначале собирают, а потом осуществляют перевозку и размещают в могильнике.

В могильниках располагается только твердый мусор, поэтому жидкие отходы кристаллизуют или купируют при помощи цемента и битума.

Захоронению подлежат не все виды опасного мусора. Отходы с радиоактивным излучением, максимальный срок опасности которых составляет пятьсот лет, будут захоронены в отдаленных территориях вдали от населенных пунктов.

Допустимое количество отходов, которое можно хранить на специальной территории или отправлять на захоронение, определено в нормативных документах.

Контейнеры

Контейнеры

Емкости и упаковка для опасных отходов могут изготавливаться из бумаги, пластмассы или резины. Представляют собой они одноразовые пакеты.

Специальный оборудованный радиоактивный контейнер помогает осуществить сбор, хранение и перевозку отходов. Хранится он в помещениях с защитными экранами, контейнерами и холодильным оборудованием.

Хранятся РАО различными способами:

  • При помощи холодильников (в них содержат трупы животных, на которых проводились исследования, иные органические материалы).
  • В барабанах из металла (для хранения порошкообразных отходов) с запаянными крышками.
  • При помощи стойкой водоупорной краски (ими обрабатывают оборудование лабораторий перед перемещением в другое место).

Дезактивация

Окружающая среда загрязняется постоянно, и большинство стран заинтересованы в решении этой проблемы и, в частности, поиске наилучшего пути уничтожения радиоактивного мусора.

Сейчас существует несколько способов дезактивации опасных отходов.

При помощи карбоната натрия

Применим только для твердого радиоактивного мусора, который загрязняет почву. Карбонат натрия вступает в реакцию с радионуклидами.

Далее, из щелочного раствора извлекают опасные вещества разными путями. Способ удаления вредных элементов эффективен, хоть имеет и свои минусы: невозможность стопроцентного извлечения радионуклидов из грунта и перевод их в состояние жидкости, а также большие затраты.

Дезактивация

Растворение в азотной кислоте

Осадки и пульпы с радионуклидами поддаются диффузии в смеси азотной кислоты и гидразина. После этого раствор плотно упаковывается и переводится в твердое состояние.

Элюирование почвы

Способ подходит для нейтрализации вредного воздействия радиационных отходов на почву. Преимущество метода – в наименьшем повреждении окружающей среды.

Процесс представляет собой заливание пораженных участков грунта специальными растворами с аммониевой солью и аммиаком для извлечения радионуклидов. Недостаток способа – в низкой эффективности.

Дезактивация жидких отходов

Наибольшую сложность при хранении и нейтрализации представляют отходы в жидкой форме. Потому легче всего проводить дезактивацию жидких РАО.

Путей дезактивации несколько:

  • Физическим способом (жидкость выпаривается и вымораживается, герметично упаковывается и закапывается).
  • Физико-химическим способом (радионуклиды извлекаются путем экстракции со специальными растворами).
  • Химическим способом (отходы очищаются от радионуклидов природными реагентами, но при этом остается много утильсырья, которое направляют на захоронение).

Захоронение РАО

Захоронение РАО

Захоронение опасных отходов в России проводится в специально отведенных местах – федеральных и государственных могильниках для РАО.

Место захоронения радиоактивных отходов должно быть расположено в максимальном отдалении от грунтовых вод, строек, населенных пунктов и пастбищ.

Захоронения бывают нескольких видов, их выбор зависит от особенностей отходов:

  • Для длительного захоронения — около десяти лет (траншеи, специальные сооружения под землей или на ней). Отходы хранятся на специальных площадках в контейнерах до тех пор, пока отходы перестанут быть опасными, а далее могут утилизироваться как обычный мусор. К таким отходам относятся материалы ЛПУ (больниц, клиник, медицинских лабораторий). Контейнером в данном случае может служить обычная металлическая бочка объемом в 200 литров. Для герметичности отходы заливаются битумом или цементом.
  • На несколько сотен лет. Могильники располагаются гораздо глубже, часто на дне океанов.
  • Утилизация ядерных отходов после трансмутации. Радиоактивный мусор с особенно длительным периодом полураспада предварительно облучают с целью сокращения периода разложения.

Выбор способа захоронения зависит от активности элементов, герметичности упаковок и приблизительного срока хранения.

Могильники радиоактивных отходов в России

Могильники радиоактивных отходов в России

Одним из первых могильников радиоактивных отходов в России стала река Теча. В середине прошлого столетия в нее сбрасывали вредные отходы. Территория была подвержена заражению вплоть до комбината «Маяк», где создавался оружейный плутоний (для создания ядерного оружия).

После случившейся аварии было найдено новое место для хранения РАО – озеро недалеко от Челябинска.

Но спустя десять лет озеро Карачай засохло, а радиоактивный мусор был рассеян на множество километров вокруг него. Место захоронения – дно озера — законсервировали. В нем до сих пор хранится огромное количество опасных отходов.

Следующим местом устройства могильников стала Якутия. После взрывов пятидесятилетней давности, территория Якутии загрязнена радионуклидами, а создание могильников улучшило экологическую ситуацию.

В Нижегородской области известен Семеновский могильник, расположенный в 20 километрах от города Семенов. Объект считается экологически опасным.

В России немало населенных пунктов, где существенно превышена допустимая доза радиации. В перечень таких городов входят также Москва, Санкт-Петербург, Калининград и т.д.

Так произошло из-за того, что ранее считалось допустимым сбрасывание некоторого количества радиоактивного мусора прямо в сточные воды и на свалки.

Сжигание

Сжигание

Предметы, подвергшиеся облучению (бумажные, деревянные изделия, твердые бытовые отходы, одежда и т.д.) сжигают в специальных печах.

Плюсы плазменной обработки радиоактивного мусора:

  • Отсутствие необходимости тщательной сортировки отходов.
  • Многоступенчатая очистка минимизирует выделение вредных газов с примесями в воздух.
  • Обработка проходит автономно.
  • Утилизация радиоактивных отходов в больших объемах.

Плазменная обработка применяется в атомных электростанциях, так как в данной промышленности опасные отходы образуются постоянно.

Мусор при этом превращается в стекловидное тело, которое подвергается помещению в хранилище радиоактивных отходов безвозвратно

Источник: stop-othod.ru

Поэтому ядерный реактор хочет легко генерировать кинетическую энергию и преобразовывать ее в тепло, а затем в энергию.

То, что вы делаете, вы помещаете продукты, скорость распада которых можно легко настроить, и которые производят такую ​​энергию, которая легко захватывается, когда они распадаются.

Произведенные «плохие» продукты могут разлагаться, но их может не так легко контролировать, они могут испортить контроль над первичным источником топлива, или они могут выделять свою энергию таким способом, который более утомительно захватывать. Некоторые из них являются задержанными нейтронными излучателями, некоторые поглощают нейтроны и не расщепляются и не «отравляют» реакцию.

По мере накопления этих продуктов способность реактора контролировать скорость деления в стержне снижается. В конце концов, удочка доставляет больше хлопот, чем стоит; это переработано, с раздражающими продуктами деления, сконцентрированными, чтобы быть выброшенными, и использоваться, чтобы построить новые пруты.

Теперь уран, который мы используем, существует уже миллиарды лет. Если бы у него был короткий период полураспада, его бы больше не было. Но эти продукты деления в некотором смысле являются случайными конфигурациями протонов и нейтронов; поскольку большинство таких конфигураций не являются стабильными, как и они.

Чрезвычайно короткоживущие в основном распадаются внутри реактора. Но они средней длины гораздо более нестабильны и генерируют больше «пассивного» излучения, чем уран, который мы используем, потому что они не являются «предварительно отфильтрованными» ядерными устройствами, которые просуществовали миллиарды лет с тех пор, как они сформировались в какой-то сверхновой.

Случайно сближает протоны и нейтроны, и они не слипаются. Только некоторые делают. Короткоживущие устройства такого рода редки на Земле, потому что наши атомы от звезд на многие миллиарды лет взлетали и осаждали все, что они произвели в своем ядре, прежде чем они взорвались. Те, которые у нас есть, обычно генерируются как продукт распада от долгоживущих атомов.

Когда мы строим реактор, мы вызываем «неестественные» уровни деления топлива. Это приводит к образованию продуктов распада, большинство из которых недолговечны. Они могут быть не такими реактивными, как искусственно вызванные скорости реакции топлива в специальной среде; но они, вероятно, будут намного хуже, чем «нормальная» радиоактивность поступающего топлива.

Мы индуцируем «неестественные» уровни деления, тщательно смешивая их с умеренностью, объемом и плотностью, так что некоторый «естественный» процесс распада вызывает больше распада.

Например, предположим, что медленно движущийся нейтрон, попадающий в атом, заставляет его разбиться на два и выпустить 2 других нейтрона спустя 10 нс.

Если мы устроим так, что 51% выпущенных нейтронов сами будут захвачены в течение 10 нс, то каждые 20 нс количество поглощенных нейтронов возрастает на 2%.

За 1 миллисекунду 1,02 ^ 100000 поглощается каждые 10 нс или 10 ^ 860.

Если захват составляет 50,001%, через 1 мс скорость достигает 50 млн / нс.

Это не реалистичные числа (более 7 нс на поколение), они просто описывают, как незначительный экспоненциальный рост события может привести к сколь угодно высоким скоростям реакции.

В неядерной бомбе, но вместо реактора, мы не хотим, чтобы это произошло. Вместо этого мы организуем это так, чтобы при увеличении потока нейтронов скорость реакции снижалась, и наоборот. Очень осторожно. Затем настройте его так, чтобы произошла правильная скорость реакции.

«Таяние» происходит, когда вещи идут экспоненциально достаточно долго, чтобы вырабатывалось достаточно энергии, чтобы они больше не могли остановить реактор. Топливо тает, защитная оболочка ломается; так как модератор обычно не присоединяется или разрушается расплавом, реакция перестает расти в геометрической прогрессии. (Это является частью хорошей конструкции реактора; даже полный отказ приводит к радиационному всплеску, а не к большому ядерному взрыву).

Часть того, как мы организуем захват нейтронов с нужной скоростью, заключается в том, что мы вводим вещество, которое «замедляет» нейтроны, чтобы их можно было легче захватывать (и не так легко упруго отрывать атомы), и тщательно контролируя количество топлива. есть в регионе.

Таким образом, реакторы далеки от «естественной» среды, и мы тщательно настраиваем экспоненциальные процессы выбега, чтобы генерировать энергию. За пределами этих тщательно настроенных сред они относительно безопасны; теперь для некоторых видов топлива существует критическая масса, где, если вы соберете достаточно ее, она генерирует экспоненциальный процесс убегания нейтронов. Однако ниже этого порогового значения существование этого процесса побега не делает его более радиоактивным , поскольку этот процесс побега очень нелинейный.

Продукты распада, как правило, не имеют этой особой особенности процесса разгона (исключение: реакторы-размножители). Таким образом, они останутся радиоактивными, но их радиоактивность будет относительно неконтролируемой и постоянной.

Стоять внутри активного реактора будет опаснее, чем стоять рядом с отработанным реакторным топливом. Но активное реакторное топливо не будет опасным (кроме отработанной части), если вы больше не будете тщательно настраивать окружающую среду для выработки энергии.

Источник: askentire.net


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.