Переработка радиоактивных отходов в россии


Среди промышленного и медицинского мусора отдельным пунктом выделяют радиоактивные отходы, содержащие опасные химические элементы, не представляющие ценности.

Такой мусор требует особого отношения, из-за высокого уровня опасности. Поэтому сбор, хранение, транспортировка, утилизация радиоактивных отходов (РАО) регламентируется и контролируется на федеральном уровне.

Переработка РАО в зависимости от их активности

Опасные вещества имеют разный уровень активности, который обуславливает характер работы с ними.

РАО бывают трёх групп:

  • низкоактивными;
  • среднеактивными;
  • высокоактивными.

Утилизация, захоронение, переработка радиоактивных отходов зависят от степени активности, согласно указанным группам:


Степень активности Особенности
Низкая Допустимо хранение внутри герметичных контейнеров, предназначенных для этой категории мусора. Обезвреживаются на протяжении нескольких лет, затем, утилизируются на общих основаниях.
Средняя Содержание отбросов возможно внутри бочек из разных сплавов. Радиоактивные отходы заливают несколькими слоями битума и цемента. Обезвреживание длится десятилетия.
Высокая Обеззараживание не происходит, поскольку активность веществ сохраняется веками. Отбросы используются повторно (рециклинг), а бесполезный остаток подлежит захоронению внутри глубоких колодцев скальных пород, предварительно залитый стеклом.

Методы утилизации

Радиоактивный мусор — категория отработанных материалов, которая требует особого отношения, поскольку входящие в неё вещества опасны для человека и природы. Утилизация ядерных отходов, как и переработка, сбор, хранение, транспортировка зависят от уровня активности составных элементов.

Мусор этой группы обрабатывается перед транспортировкой к месту захоронения во избежание нанесения вреда людям, флоре и фауне. Обработка призвана снизить уровень опасности радиоактивных отбросов, подлежащих утилизации.

Для этого используют несколько методов:

  • сжигание;
  • сжатие;
  • цементирование;
  • вторичную переработку;
  • остекловывание.


Сжигание опасного мусора

Материалы из дерева, текстиля, бумаги, картона, резины, а также другие ТБО, контактировавшие с радиоактивными веществами низкого или среднего уровня, сжигают. Процесс переработки происходит внутри специальных камер, предотвращающих или минимизирующих попадание опасных частиц в окружающую среду.

Термическая обработка не нивелирует уровень радиации, а только снижает. Поэтому остатки отходов смешивают с раствором цемента и заливают в герметичные контейнеры. Их захоронение происходит в специально оборудованных шахтах, складах, соляных штоках.

Сжатие и цементирование

Для обработки радиоактивных отходов низкого, среднего уровня активности применяют сжатие. Прессы уплотняют ядерные отбросы, уменьшая объём до десяти раз.

Полученный материал, имеющий радиационный фон, заливают цементным раствором и захоранивают как сожжённый опасный мусор. Зацементированные отходы после сжатия, хранящиеся в специальных контейнерах, не представляют опасности для экологии.

Вторичное использование

Повторное использование радиоактивных отходов — хороший способ уменьшить количество бесполезных опасных отбросов. Отработанное ядерное топливо в некоторых странах перерабатывают для применения в качестве источника энергии, снижая уровень опасности, наносимой окружающему миру.

Радиоактивные отбросы применяют как источник энергии для термоэлектрических реакторов, для обработки продуктов питания. Оставшиеся бесполезные вещества подлежат захоронению, используя один из указанных методов.


Остекловывание и захоронение

Методы утилизации радиоактивных отходов, кроме указанных, включают остекловывание, поскольку стекло способно поглощать большие объёмы опасных веществ.

РАО любого уровня активности складывают внутрь специальных стальных контейнеров и заливают жидким стеклом. Материал разжижается благодаря использованию печи электрического нагрева.

Чтобы предать мусору твёрдости, применяют суперкальцинаты, стеклокерамику. После тщательной герметизации полученной смеси, её захоранивают в оборудованных могильниках.

Сохранение РАО на территории РФ

Сбор, хранение, обработка, захоронение ядерных отходов, их утилизация в России регулируется и контролируется на федеральном уровне. Обращение с этой категорией мусора допускается только с использованием специального оборудования на комбинатах, имеющих соответствующую лицензию. Предприятия, использующие радиоактивные вещества (АЭС) обустраивают для такого мусора хранилища.

Ранее (середина прошлого столетия) к вопросу захоронения радиоактивных отбросов подходили недостаточно ответственно, поскольку информация о вреде таких отходов была неполной.


С пятидесятых по восьмидесятые годы отработанные опасные материалы хранились на дне рек, озёр, неглубоко под землёй. Эти действия привели к серьёзным авариям в могильниках (оз. Карачай, р. Теча, г. Озерск, Якутия, Красноярский край, губа Андреева) и, как следствие, радиационному заражению огромных территорий.

В современной России принимаются меры по реабилитации прежних могильников для уменьшения опасности, разрабатываются новые места захоронения с учётом водной недоступности, сейсмоактивности, характеристики грунтов. Лучше для этих целей подходят отработанные соляные шахты.

Переработка радиоактивных отходов в россии
Схема обращения с ОЯТ в России

С 1984 года в России прекращены захоронения на территории водоёмов. Проводится сбор вредных элементов на объектах Якутии, а с 2017 г. ответственные организации приступили к вывозу РАО с губы Андреева.

В 2016 г. Правительством РФ определены шесть пунктов захоронения на территории Ленинградской, Свердловской, Челябинской, Томской областей, Красноярского края, соответствующих нормам экологической безопасности. Это объекты глубинного и приповерхностного типов для радиоактивных отходов с разной активностью и периодами распада.

Дезактивация


Как было обозначено, утилизация РАО не снижает уровень радиации до нуля, а только частично уменьшает степень излучения. Изыскиваются новые способы и места захоронения, производятся усовершенствованные герметичные ёмкости, предотвращающие попадание опасных веществ в воздух, воду, почву. Разрабатываются новые методы обработки, дезактивации, утилизации ядерных отбросов.

В России применяется несколько способов обезвреживания радиоактивных отходов перед захоронением:

  • применение карбоната натрия;
  • растворение в азотной кислоте;
  • элюирование почвы;
  • обработка жидких отходов.

Каждый из способов имеет свои положительные и отрицательные стороны, но без них уровень радиации мусора снизить не представляется возможным.

При помощи карбоната натрия

Дорогой, эффективный способ обезвреживания твёрдых отходов, попавших в грунт.

Алгоритм действий:

  1. Радионуклиды выщелачивают карбонатом натрия.
  2. Частицы иона извлекают радионуклиды из состава щёлочи.
  3. Используя магнит, удаляют хелатные комплексы.

Несмотря на эффективность, метод имеет недостатки, поскольку карбонат натрия не может извлекать все радиоактивные соединения из ядерных отходов.

Растворение в азотной кислоте

Способ применим к радиоактивным осадкам и пульпам. РАО растворяют в кислоте и гидразине, а затем остекловывают. Дальнейший процесс включает упаковывание раствора в ёмкости и захоронение. Метод не уступает по эффективности предыдущему. Но упаковывание и утилизация такого материала стоят много для перерабатывающих предприятий.


Элюирование почвы

Если грунт заражён радиоактивными веществами низкой степени активности, его можно обработать водой или соответствующими растворами-нейтрализаторами. Элюирование выполняют применяя растворы аммиака или воды с аммониевыми солями.

Метод дезактивации малоэффективен, если требуется извлечь радиоактивные вещества, химически связанные с почвой. Элюирование наиболее щадящее мероприятие для экологии.

Переработка радиоактивных отходов в россии
Схема переработки ОЯТ

Источник: bezotxodov.ru

«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.

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.

Источник: pikabu.ru

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.

Переработка радиоактивных отходов в россии

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.


едварительно их перерабатывают: то, что может гореть, сжигают в печах, очищая дым сложной системой фильтров. Золу, 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.

Переработка радиоактивных отходов в россии 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.

Переработка радиоактивных отходов в россии

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. 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.

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


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.