Доклад на тему ядерные отходы способы утилизации и влияния на природу

Обновлено: 02.05.2024

В данной работе даны основные понятия для области радиоактивных отходов, приведена их классификация, указаны основные источники появления этого вида отходов. Также, приведены сведения об уровне опасности для человека различных видов радиоактивных отходов.
Представлена информация о существующих нормах и способах переработки и утилизации радиоактивных отходов, а также упомянуты варианты захоронений, находящиеся в проектном состоянии.

Содержание

1. Введение…………………………………. ……….………………….3
2. Общий обзор. Определения и понятия………………………………4
3. Источники появления отходов. ……………………………………. 6
3.1. Природные источники радиации.……………………………. 6
3.2. Медицинские радиоактивные отходы. …. 6
3.3. Промышленные радиоактивные отходы………………………6
3.4. Ядерный топливный цикл……………………………………. 6
3.5. Переработка ядерного оружия………………………………….6

4. Классификация радиоактивных отходов………………………………6
4.1. Низкоактивные радиоактивные отходы……………………. 6
4.2. Среднеактивные радиоактивные отходы…………………….6
4.3. Высокоактивные радиоактивные отходы…………………….7

5. Россия: современные проблемы захоронения радиоактивных отходов …9

6. Заключение………………………………………………………..……11
7. Источники информации для данного реферата…………. …………13

Работа содержит 1 файл

ecologia.doc

Федеральное Агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

РЕФЕРАТ

Москва, 2011

2. Общий обзор. Определения и понятия………………………………4

3. Источники появления отходов. ……………………………………. 6
3.1. Природные источники радиации.……………………………. 6
3.2. Медицинские радиоактивные отходы. …. . 6
3.3. Промышленные радиоактивные отходы………………………6

3.4. Ядерный топливный цикл…………………… ………………. 6

3.5. Переработка ядерного оружия……… ………………………….6

4. Классификация радиоактивных отходов………………………………6

4.1. Низкоактивные радиоактивные отходы……………………. 6
4.2. Среднеактивные радиоактивные отходы…………………….6
4.3. Высокоактивные радиоактивные отходы…………………….7

5. Россия: современные проблемы захоронения радиоактивных отходов …9

7. Источники информации для данного реферата…………. …………13

Проблема радиоактивных отходов является частным случаем общей проблемы загрязнения окружающей среды отходами человеческой деятельности. Но в то же время резко выраженная специфика радиоактивных отходов требует применения специфичных методов обеспечения безопасности для человека и биосферы.

Радиоактивные отходы опасны для человека и биосферы, потому что повышают, по сравнению с естественным природным фоном, концентрацию проявления радиоактивных свойств в локальных зонах или в целом в среде обитания человека и формирования жизни.

Проблема радиоактивных отходов состоит в необходимости снизить воздействие проявляемой ими радиоактивности, а также других свойств на человека и биосферу до уровня, близкого к естественному, существовавшему до извлечения человеком радиоактивных веществ из геосферы и использования их, не нарушая при этом основных балансов вещества и энергии и видового разнообразия в природных системах.

Представлена информация о существующих нормах и способах переработки и утилизации радиоактивных отходов, а также упомянуты варианты захоронений, находящиеся в проектном состоянии.

2. Общий обзор. Определения и понятия.

Радиоактивность всех отходов атомной промышленности со временем уменьшается. Все радиоизотопы, содержащиеся в РАО, имеют период полураспада — время, за которое радионуклид теряет половину радиоактивности; со временем все отходы распадаются на нерадиоактивные элементы. Некоторые элементы (например, плутоний-239) в отработавшем топливе останутся опасными для человека в течение сотен тысяч лет, другие – в течение миллионов лет. Таким образом, эти РАО должны быть изолированы от окружающей среды на сотни тысяч лет. Некоторые элементы, например йод -131, имеют короткий период полураспада, и поэтому перестанут представлять опасность гораздо быстрее, чем другие долгоживущие изотопы, однако их активность изначально гораздо выше. Чем быстрее радиоизотоп разлагается, тем более он радиоактивен. Энергия и тип ионизирующего излучения, испускаемые чистым радиоактивным веществом, являются важными для определения степени его опасности. Химические свойства радиоактивного элемента определяют, насколько легко он сможет попасть в окружающую среду и поразить человеческий организм. Этот вопрос усложняется тем, что многие радиоизотопы распадаются не до стабильного состояния, а превращаются в радиоактивный продукт распада, образуя тем самым цепочку распадов . Главная цель обращения с радиоактивными отходами – защитить людей и окружающую среду. Это означает изоляцию или разбавление отходов таким образом, чтобы концентрация любых радионуклидов, попадающих в биосферу , была безопасна. Чтобы достичь этого, предпочтительная технология в настоящее время – глубокие и защищенные хранилища для наиболее опасных отходов.

3. Источники появления отходов

3.1. Природные источники радиации.

Существуют вещества, обладающие природной радиоактивностью , известные как природные источники радиации. Бо́льшая часть этих веществ, образующихся в результате распада урана или тория , и испускающие альфа-частицы . При выжигании угля в зольной пыли остаются уран или торий, вдыхание которой представляет определенную опасность для человека. Сульфатные отложения в нефтяных скважинах могут быть богаты радием, вода, нефть и газ в скважинах часть содержат радон; при его распаде твердые радиоизотопы отлагаются в трубопроводах на нефтеперерабатывающих заводах. Отходы, полученные при обогащении других полезных ископаемых, могут обладать природной радиоактивностью.

3.2. Медицинские радиоактивные отходы.

В радиоактивных медицинских отходах преобладают источники бета- и гамма-лучей . В диагностической ядерной медицине используются короткоживущие гамма-излучатели, такие как технеций . Большая часть этих веществ распадается в течение короткого времени, после чего может быть утилизирована как обычный мусор. Другие изотопы, используемые в медицине: йод-131, цезий-90, иттрий-137, стронций-89.

3.3. Промышленные радиоактивные отходы.

Промышленные радиоактивные отходы могут содержать источники альфа-, бета-, нейтрон- или гамма-лучей. Гамма-излучатели используются в радиографии; источники нейтронного излучения применяются, например, при радиометрии нефтяных скважин.

3.4. Ядерный топливный цикл.

Основное количество радиоактивных отходов образуется в ядерном топливном цикле . Отходы начального периода ядерного топливного цикла – обычно полученная в результате извлечения урана пустая порода, испускающая альфа-частицы . Она обычно содержит радий и продукты его распада. Породы, содержащие диоксид урана, обогащаются, UO₂ используется далее в качестве топливных элементов ядерных реакторов. Главный побочный продукт обогащения – обедненный уран, состоящий главным образом из урана-238, с содержанием урана-235 менее 0,3 %. Он находится на хранении и находят применение в областях, где ценится его крайне высокая плотность, например при изготовлении противотанковых снарядов. Также он используется (вместе с повторно используемым плутонием ) для создания смешанного оксидного ядерного топлива и для обеднения переобогащенного урана, входящего ранее в состав ядерного оружия .

Вещества, в которых подошел к концу ядер ный топливный цикл (в основном это отработавшие топливные стержни ), содержат продукты деления, испускающие бета- и гамма-лучи. Использованное горючее содержит высокорадиоактивные продукты деления. Многие из них являются поглотителями нейтронов. В конечном итоге их количество возрастает до такой степени, что, улавливая нейтроны, они останавливают цепную реакцию даже при полном удалении стержней-поглотителей нейтронов . Достигшее этого состояния топливо необходимо заменить свежим, несмотря на по-прежнему достаточное количество урана-235 и плутония. В России далее это топливо перерабатывается с целью удаления продуктов деления, затем после дообогащения возможно его повторное использование. Процесс переработки включает работу с высокорадиоактивными веществами, а удаленные из топлива продукты деления — это концентрированная форма высокоактивных РАО, так же, как используемые в переработке химикаты.

3.5. Переработка ядерного оружия.

Отходы от переработки ядерного оружия содержат большое число актиноидов, испускающих альфа-лучи, таких как плутоний-239.

4. Классификация радиоактивных отходов

4.1. Низкоактивные РАО

4.2 Среднеактивные РАО

Среднеактивные РАО обладают большей радиоактивностью и в некоторых случаях нуждаются в экранировании. К данному классу отходов относятся смолы , химический осадок, металлические оболочки тепловыделяющих элементов реакторов, а также загрязненные вещества из выведенных из эксплуатации АЭС . При транспортировке эти отходы могут закатываться в бетон или битум . Как правило, отходы с коротким периодом полураспада (в основном вещества из реакторов, не имеющие отношения к топливу) сжигают в поверхностных хранилищах, отходы с долгим периодом полураспада (топливо и продукты его переработки) размещают в глубоких подземных хранилищах.

4.3 Высокоактивные РАО

Высокоактивные РАО — результат работы ядерных реакторов. Они содержат продукты деления и трансурановые элементы , полученные в ядре реактора. Эти отходы крайне радиоактивны и часто имеют высокую температуру. На долю высокоактивных РАО приходится до 95 % общей радиоактивности, образующейся в результате процесса генерации электрической энергии в реакторе.

В современном мире проблема утилизации радиоактивных отходов стоит на одном уровне с другими экологическими проблемами. С увеличением населения и развитием технического прогресса, количество таких отходов постоянно возрастает. Между тем их правильный сбор, хранение и последующая утилизация – сложный и трудоемкий процесс.

В чем опасность радиоактивных веществ?

Опасность подобных материалов сложно переоценить. Каждая территория обладает своим радиационным фоном, считающимся для нее нормальным. В случае попадания в воздух, землю или воду, такой вид отходов повышает местный радиационный фон. Вредные вещества попадают в организмы животных и людей, провоцируя развитие мутаций и отравлений, повышая уровень смертности среди населения.

Учитывая опасность подобных материалов, сегодня законодатель обязывает предприятия, на которых используются радиоактивное сырье, устанавливать специальные фильтры, уменьшающие загрязнение окружающей среды. Несмотря на это, количество вредных элементов постоянно возрастает. Степень радиационной опасности напрямую зависит от следующих факторов:

численности населения, проживающего в опасной зоне;
территории, которая подверглась загрязнению (площадь, характер);
мощности доз;
количества отходов, которые содержатся в биосфере.

После попадания в организм человека вредные вещества могут привести к развитию серьезных заболеваний, для которых характерен высокий уровень смертности. Предотвратить перемещение подобных веществ по пищевым цепям – важная задача. В случае неудачи они будут распространяться неконтролируемо.

Источники опасных отходов

Радиоактивные отходы – это вещества, которые представляют опасность окружающей среде и являются бесполезными для дальнейшего производства. Утилизация радиоактивных отходов должна производиться по специальным правилам, отдельно от других видов использованных веществ.

Существует несколько видов классификации подобных отходов. Они могут иметь разную физическую форму и химические характеристики. Отличия также заключаются в концентрации веществ и периодах полураспада их основных элементов. Сегодня радиоактивные отходы возникают вследствие:

создания топлива, предназначенного для работы ядерных реакторов;
работы ядерных реакторов;
обработки топлива излучением;
переработки сцинтилляционных счетчиков;
переработки использованного ранее топлива;
функционирования вентиляционных систем (если на предприятии используются радиоактивные вещества, они будут выбрасываться вентиляционной системой в форме газа).

Источниками также могут выступать использованные медицинские приспособления, посуда, которая находилась в специальных лабораториях, стеклотара, в которую вливалось топливо. Нельзя также забывать о существовании ПИР – природных источников радиации, которые могут загрязнять окружающие их территории.

Классификация

Существует несколько признаков, по которым разделяют радиоактивные вещества. К примеру, в них могут присутствовать или отсутствовать элементы ядерного типа. Выделяют также материалы, которые образовались в результате добычи урановых руд, и вещества, никак не связанные атомной энергетикой.

В зависимости от состояния выделяют три формы опасных материалов:

твердая. Сюда относится посуда из стекла, которая применяется в больницах и специальных исследовательских лабораториях;
жидкая. Образовываются вследствие переработки ранее использованного топлива. Активность подобных веществ обычно довольно высока, поэтому они способны нанести значительный вред окружающей среде;
газообразная. В эту группу веществ входят материалы, высвобождающиеся вентиляционными системами предприятий, занимающихся обработкой радиоактивного сырья.

В зависимости от радиоактивности отходов, их разделяют на:

высокоактивные;
среднеактивные;
низкоактивные.

Наиболее опасной является группа высокоактивных отходов, наименее опасной – низкоактивных. Имеет значение также период полураспада. Этот показатель отображает время, за которое распадается половина атомов, содержащихся в радиоактивном веществе. Чем выше показатель, тем быстрее распадаются отходы. Это сокращает время, за которое вещество теряет негативные свойства, однако до того момента выделяется большее количество энергии.

Хранение РАО

Под хранением РАО подразумевается сбор вредных элементов с их последующей передачей в пункты переработки или захоронения. Это временная мера, которая позволяет сконцентрировать РАО в одном месте, доставив их затем в другое. Под захоронением подразумевается размещение радиоактивных отходов на постоянной основе в специальных могильниках, где они не будут наносить вред окружающей среде.

В некоторых случаях предприятия, на которых образовываются подобные вещества, предпочитают хранить их на своей территории до полной дезактивации. Подобное возможно, только если период полураспада элементов не превышает нескольких десятилетий. В других случаях используются могильники.

Следует отметить, что на могильники попадают вещества, которые будут представлять угрозу окружающей среде не более пятисот лет. Данное обстоятельство объясняется тем, что хранимый материал должен стать безопасным ранее, чем разрушиться место его хранения. К емкостям, в которых будет храниться материал, также выдвигаются определенные требования. Так:

хранить таким образом можно только твердые вещества или материалы, которые отвердели в результате переработки;
контейнер должен быть полностью герметичным. Необходимо исключить возможность наименьшего выхода материала из емкости;
контейнер должен сохранять свои характеристики при температуре от пятидесяти (минус) до семидесяти (плюс) градусов. Во время слива веществ, обладающих высокой температурой, емкость должна выдерживать разогрев до ста тридцати градусов;
обязательным условием является прочность. Контейнер должен нормально выдерживать воздействие на него физических сил (к примеру, остаться невредимым после землетрясения).

В процессе хранения отходов должна обеспечиваться их изоляция и облегчение дальнейших процедур, которые будут проводиться в процессе последующих этапов захоронения/переработки. Государство, или юридическое лицо, обеспечивающее хранение, должно наблюдать за емкостями и следить за окружающей средой.

Утилизация отходов

Сегодня существуют разные способы переработки и дальнейшей утилизации РАО. Их применение зависит от конкретного вещества и его активности. В зависимости от нескольких параметров, может быть применено:

остекловывание. Переработка радиоактивных отходов производится с применением боросиликатного стекла. Оно имеет стабильную форму, благодаря чему радиоактивные элементы в таком материале будут безопасно сохраняться в течение нескольких тысяч лет;
сжигание. Метод может применяться для ограниченного уменьшения объема излучающих материалов. Поскольку при их сжигании может загрязниться воздух, использовать способ можно для утилизации зараженной макулатуры, дерева, одежды, резины. Специальная конструкция печей позволяет избежать чрезмерного выброса опасных материалов в воздух;
уплотнение. Используется в случае необходимости утилизации крупных предметов. Прессование позволяет уплотнить материал, уменьшив его окончательный размер;
цементирование. Отходы помещаются в специальный контейнер, после чего последний заливается большим количеством цемента, созданного с подбором специальных химических веществ.

Несмотря на то, что такие способы сегодня применяются довольно активно, они не решают проблемы полной ликвидации отходов. Опасные материалы все равно имеют возможность влиять на окружающуюся среду. В связи с этим сегодня ведется разработка новых методов утилизации (к примеру, захоронение на Солнце).

Переработка РАО в зависимости от их активности

Описанные выше способы применяются для утилизации разнообразных радиоактивных веществ. Большую роль в выборе конкретного метода играет такой показатель, как активность радиоактивных отходов. Так:

низкоактивные отходы легче всего поддаются утилизации. Они становятся безопасными в течение всего нескольких лет. Для их хранения достаточно использовать специальные герметичные контейнеры. После того как опасность исчезнет, их можно будет утилизировать обычным способом;
среднеактивные отходы дезактивируются значительно дольше (в несколько раз). Для их хранения используются специальные бочки, изготовленные из нескольких сплавов. После заполнения, они заливаются цементом и битумом в несколько слоев;
высокоактивные отходы являются наиболее опасными. Они сохраняют угрозу для окружающей среды на протяжении многих столетий. Поэтому перед утилизацией таких отходов (в большинстве случаев это использованное на АЭС топливо) на заводах производится их рециклинг. Процедура позволяет повторно использоваться большую часть топлива. Бесполезный остаток заливают стеклом (остекловывание) и оставляют на хранение в глубоких колодцах, которые находятся в скальных породах.

Высокоактивные отходы в некоторых случаях могут сохранять свою опасность в течение тысячелетий. И хотя количество резервуаров с ними сравнительно невелико, в будущем они могут стать серьезной проблемой для человечества.

Таким образом, РАО представляют опасность как для окружающей среды, так и для человечества. Поэтому они должны утилизироваться специальным образом. Сегодня РАО классифицируются в зависимости от разных параметров. Наиболее опасными являются высокоактивные вещества. Их утилизация предусматривает остекловывание с последующим размещением в скальных глубоких колодцах. Поскольку все существующие на данный момент способы не позволяют полностью избавиться от опасных материалов, сегодня ведутся работы по поиску новых методов утилизации РАО.

Видео по теме:Состояние отраслевой инфраструктуры переработки и хранения радиоактивных отходов

Радиоактивные (ядерные) отходы (РАО) – загрязнённые радиацией вещества и предметы, которые невозможно использовать в дальнейшем. В зависимости от происхождения, отходы могут быть в трёх формах: газ, жидкость или твердый материал. Источники ядерного мусора разнообразны: АЭС, научные лаборатории, природные объекты. Происхождение РАО, их агрегатное состояние, степень активности и многие другие факторы влияют на то, как утилизируют радиоактивные отходы.

Зачем обрабатывают радиоактивные отходы

Материалы, содержащие радиоактивные нуклиды, чрезвычайно опасны для окружающей среды, а значит для жизни и здоровья людей. Без специальной обработки ядерный мусор повышает общий уровень радиации в природе. РАО также могут скапливаться в большой концентрации в одном месте, например, в теле животного, которое потом попадает в пищу человека, отравляя его организм и вызывая генетические мутации.

В природе существует немало источников радиации, однако самые опасные радиоактивные вещества созданы руками человека.

Чтобы избежать вреда для экологии, были выработаны способы и правила обработки отходов. Переработка ядерных отходов – прерогатива государственных организаций.

Принципы МАГАТЭ по утилизации РАО

Международное агентство по атомной энергии сформулировало несколько принципов утилизации радиоактивных отходов и обращения с ними, согласно которым:

Необходимо обезопасить людей, их жизнь и здоровье.
Следует избегать загрязнения окружающей среды.
Нельзя допускать заражения территорий соседних стран.
Необходимо заботиться о потомках, проследить, чтобы нынешние проблемы с радиацией не отразились на их здоровье.
Недопустимо перекладывать решение текущих проблем на последующие поколения.
Каждое государство должно правильно распределить обязанности по обращению с РАО на своей территории.
Следует производить как можно меньше ядерных отходов.
Важно учитывать взаимосвязь между образованием радиоактивного мусора и обращением с ним.
Необходимо обеспечить безопасность оборудования для переработки РАО и следить за его исправностью на всех этапах работы.

Утилизация РАО в зависимости от их активности

Ядерные отходы обладают разной степенью активности, в связи с чем их делят на:

низкоактивные;
среднеактивные;
высокоактивные.

При выборе способа для утилизации ядерных отходов учитывают степень их активности. Низкоактивные РАО представляют наименьшую опасность, поэтому их проще утилизировать. Подобные материалы можно хранить в специальных контейнерах и спустя несколько десятков лет уничтожить, как и любой другой мусор.

Чтобы обезопасить среднеактивные РАО, требуется больше времени и усилий. Мусор перерабатывают и покрывают слоями бетона или битума.

Захоронения переработанного материала организуют в сейсмически безопасных районах. Землетрясения могут разрушить хранилища и спровоцировать экологическую катастрофу.

Высокоактивные РАО несут наибольшую угрозу для будущих поколений. Уничтожить такой тип отходов невозможно, они сохраняют повышенную активность в течение тысячелетий. Единственный способ сделать подобные материалы менее опасными – повторно использовать их, выжать максимум пользы, тем самым уменьшив объем РАО, и остеклить бесполезный остаток.

Способы дезактивации радиоактивных отходов

Всевозможные виды утилизации помогают снизить радиационный фон, но не сводят его к нулю. Для снижения активности радионуклидов применяют различные способы дезактивации.

Механический

Заражённые элементы физически удаляются из почвы, с поверхности металла и других мест. Для этого объект обдувают потоком воздуха, обливают водой или чистят абразивным материалом.

Химический

При химической дезактивации используются различные реагенты. Радионуклиды выщелачивают с помощью карбоната натрия, азотной кислоты или других химических соединений.

Физико-химический

В этом способе сочетаются термическое воздействие и обработка химическими реагентами. Часто он используется для дезактивации жидких РАО. В раствор добавляется сорбент, в результате реакции образуется осадок, который разными путями удаляется и отправляется на хранение.

Методы переработки и утилизации РАО

Любой радиоактивный мусор подлежит переработке и утилизации. Переработка требуется, чтобы изменить состояние и объем РАО и сделать их более удобными и безопасными для дальнейшего захоронения. В зависимости от агрегатного состояния и степени радиоактивности, выбирается один или несколько методов.

Сжигание

В специально сконструированных печах можно уничтожать облученные ткани, древесину, резиновые изделия, бумагу и картон. Метод подходит только для низкоактивных отходов.

Прессование (уплотнение)

Если заражённый объект довольно крупный, его отправляют под многотонный пресс. Уплотнённый предмет занимает меньше места, что позволяет уменьшить площадь могильников.

Цементирование

Контейнеры с ядерными отходами заливаются бетоном с особыми химикатами, которые защищают захоронение от проникновения воды.

Переплавка

Для реализации этого метода используют индукционные и электродуговые печи. Заражённые радиацией металлы плавят, очищая от радиоизотопов.

Битумирование

Такой метод подходит для переработки и хранения жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Опасные жидкости упаривают, в результате чего образуются соли, которые впоследствии смешивают с расплавленным битумом. Получившиеся битумные компаунды заливают в упаковку или хранилища.

Остекловывание (витрификация)

Вредные вещества помещают в углубления в скалах и заливают расплавленным боросиликатным стеклом.

Соосаждение и коагуляция

Химические методы обработки жидких РАО. В загрязнённую радиоизотопами воду добавляют специальные химикаты, которые захватывают заряженные частицы и осаждаются вместе с ними. Образовавшийся осадок отстаивают или отфильтровывают.

Ионообмен

Для чистки сбросных вод применяют установки с ионообменными фильтрами. Заложенные на определенную глубину ионообменные смолы впитывают находящиеся в воде ионы, в том числе радиоактивные. Как только количество ионов в смоле превышает допустимый уровень, фильтры отправляются на регенерацию.

Выпаривание

Загрязненный раствор поступает в выпарную установку, нагревается до 98°C и начинает испаряться. Пройдя через сложную систему конденсаторов, доупаривателей и фильтров, вода очищается от радиоактивных изотопов. Конденсат собирается на хранение.

Фильтрация

Новая методика фильтрации была изобретена академиком Виктором Петриком. Наноуглеродная установка позволяет очищать от радионуклидов целые водоемы, превращая ядовитую воду в питьевую.

Адсорбция

Адсорбцией называется процесс, при котором поверхность жидкости или твердого тела (адсорбента) притягивает и впитывает молекулы газа или веществ из раствора. В качестве адсорбента могут выступать ионные кристаллы.

Химическое поглощение

При химической обработке особые реагенты поглощают излучение и снижают активность радионуклидов.

Захоронение

Радиоактивный мусор запечатывают в герметичные металлические ёмкости из нержавеющей стали и свинца и помещают на дно водоемов или под землю в так называемые могильники. В большинстве случаев захоронения устраивают вдали от городов и других населенных пунктов.

Разные методики дезактивации, переработки и утилизации РАО отличаются эффективностью. Пока ни одна технология не добилась идеальных результатов, поэтому учёные всего мира продолжают поиски лучших способов обезопасить планету от ядерных отходов.

Проблема загрязнения планеты остро стоит перед человечеством. Радиоактивный мусор –опасный вид отходов. Это отработанные приборы, предметы, вещества, обладающие радиоактивной активностью и непригодные для вторичного применения. Проблема захоронения ядерных (радиоактивных отходов) – это приоритетная задача для сохранения биосферы.

Классификация радиоактивных отходов

Радиоактивные отходы (РАО) классифицируются по четырем критериям.

По виду агрегатного состояния выделяют:

твердые;
жидкие;
газообразные.

По периоду полураспада:

короткоживущие (≤ 1 года);
среднеживущие (от года до 100 лет);
долгоживущие (≥ 100 лет).

В соответствии от активности РАО относятся к:

низкоактивным (менее 0,1Ки/м 3 );
среднеактивным (от 0,1 до 1000 Ки/м 3 );
высокоактивным (более 1000 Ки/м 3 ).

Разновидности по активности:

α-излучение;
β-излучение;
γ-излучение;
нейтронное излучение

Источники образования опасных отходов

Радиация всегда была на планете Земля. Изначально она не вредила экологии и живым организмам. Но технический прогресс привел к тому, что человек стал использовать ее энергию в различных областях своей жизнедеятельности после того, как открыл что такое атом. Ядерные отходы — это последствия развития науки и атомных технологий. Помимо пользы человечество столкнулось с новыми проблемами мирового масштаба. Существует несколько источников образования радиоактивных отходов.

Природного происхождения

В природе встречаются вещества, излучающие радиационный фон. Есть несколько радиоизотопов, которые содержатся в горных породах и могут оказывать вредное воздействие на человека:

калий, углерод встречается в питьевой воде и продуктах питания;
радон содержится в газах, поднимающихся из недр земли.

Промышленные

РАО образуются при:

разработке месторождений и добыче полезных ископаемых (уголь, нефть, газ и тд.);

деятельность предприятий сектора ядерной промышленности (переработка ядерных руд, работа АЭС, вторичная переработка ядерного топлива);
металлургическая промышленность;
химическая промышленность;
оборонное производство (создание ядерного оружия, ликвидация военных объектов, эксплуатация военно-морского и гражданского флота)

Важно! Уголь содержит радионуклиды (уран, торий) в небольшом количестве. Но в зольной пыли, образующейся при горении, их концентрация возрастает. Объем выбросов в России составляет 1000 тонн в год.

Медицинские

Современная медицина активно использует ядерные технологии:

рентгеновские кабинеты;
отделения, работающие с радиоизотопами (отделения лучевой терапии);
лаборатории;
диагностические отделения.

Медотходы, которые содержат радиоактивные вещества:

вышедшая из строя аппаратура для проведения рентгенодиагностики, МРТ, флюорографии;
препараты для радионуклидной диагностики, лучевой терапии;
непригодные к работе гамма-томографы;
предметы, контактировавшие с радиоактивными компонентами.

Обращение с радиоактивными отходами

РАО требуют аккуратного обращения. Во многих странах мирового сообщества транспортировка и хранение радиоактивных продуктов запрещены законом.

Чем опасны радиоактивные отходы

Радиоактивные изотопы встречаются в любой отрасли (промышленной, медицинской, научной).

Важно! Если к началу 40-ых годов прошлого столетия в мире насчитывалось около 10 гр. природного радиоактивного вещества, то сегодня один ядерный реактор выделяет 10 тонн искусственных радиоактивных веществ.

На планете в результате мирных и военных атомных программ в течение 80 лет скопились десятки миллиардов Ки РАО. Они составляют огромную опасность для биосферы на сотни лет вперед. Радиоактивные отходы, накапливаясь в земле и воде, способны вызвать необратимые мутации и уродства живых организмов и привести к смертельным последствиям.

ФЗ – 190 об обращении с радиоактивными отходами

В РФ все манипуляции с РАО регламентируются Федеральным законом №190 (2011) . Согласно ему создана единая система, которая:

регулирует сбор, распределение, переработку, транспортировку, консервацию, утилизацию и захоронение ядерных отходов;
регламентирует деятельность предприятий, в результате действий которых образуются РАО;
занимается мониторингом радиационной обстановки;

Организация, курирующая эти вопросы – “Росатом”.

Принципы МАГАТЭ

Все разработки по ядерному праву согласуются с рекомендациями МАГАТЭ (Международного агентства по атомной энергии) . Штаб-квартира находится в Вене (Австрия). Можно выделить 3 основные задачи МАГАТЭ:

недопущение использования атомной энергии в военных целях;
мирное использование ядерной энергии;
охрана жизни, здоровья человечества;
сохранение потомства;
защита экологии окружающей среды;
создание стандартов рекомендаций по формированию безопасности и устранению ядерных катастроф.

Стадии обращения с РАО

Для обеспечения безопасности экологии путь радиоактивных отходов с момента их возникновения до утилизации или захоронения должен выглядеть как четкая последовательность действий с обязательной передачей данных с одного этапа на другой:

Сбор, определение химических и радиационных свойств, сортировка. На этой стадии отходы делятся на потоки по виду, категории, уровню активности.
Кондиционирование. РАО при помощи определенных операций (концентрирование, отверждение, сжигание, прессование, контейнеризация, дезактивация) приводится к стабильному состоянию для транспортировки до хранилищ и мест захоронения.
Долговременное хранение происходит с учетом классификации радиоактивных отходов.
Транспортировка. На этом этапе обеспечивается безопасное перемещение радиоактивных отходов на специализированных транспортных средствах с последующей разгрузкой.
Захоронение. На заключительной стадии происходит конечная локализация ядерных отходов на специально оборудованных кладбищах, защищенных изолирующей системой. Последний этап предотвращает попадание радионуклидов в биосферу.

Как утилизируют ядерные отходы

Россия использует несколько методов утилизации появляющихся радиоактивных отходов.

Сжигание опасного мусора

Ядерные отходы, которые утилизируются посредством сжигания, представляют собой предметы, подвергшиеся облучению (бумага, текстиль, бытовой мусор). Для этого способа используются специальные печи, предотвращающие выброс отравляющих веществ. Полученный пепел подлежит цементированию.

Сжатие и цементирование

Сжатие используется с целью уменьшения объема РАО при помощи прессования.

Цементирование — часто используемый метод. Опасные отходы помещаются в специализированные контейнеры и заливаются спецраствором.

Оба метода возможны только для отходов с низким или средним уровнем опасности.

Вторичное использование

Для некоторых радиоактивных отходов возможны переработка и вторичное использование. Россия использует технологии, позволяющие применять отработанный мусор в энергетике как топливо для реакторов.

Остекловывание

Одним из самых безопасных способов утилизации РАО является остекловывание. Боросиликатное стекло способно надежно удерживать радионуклиды длительное время.

Захоронение

Захоронение РАО находится под строгим контролем государства. Существует 2 вида захоронений:

Могильники – наземные сооружения или неглубокие углубления, могут сохранять ядерный мусор несколько десятков лет.
Хранилища на дне океана или отработанных шахт. Они рассчитаны на сотни лет.

К местам захоронений предъявляется ряд строгих правил:

Расстояние до ближайшего населенного пункта не должно быть меньше 20 км. Кроме того создают санитарную зону вокруг (1 км).
Место захоронения находится на стабильной территории, не подверженной землетрясениям, затоплению, оползням.
Запрещается устраивать захоронения рядом с водоемами и около строек.
Необходимые постройки должны быть из материалов, которые не пропускают радиационное излучение.

Переработка радиоактивных отходов в России

Опыт Чернобыльской АЭС показывает, что энергия атома не является мирной. Она приносит выгоду, но и несет смертельную опасность. Ученые ведут работы по решению проблемы переработки и захоронения, однако до конечного результата еще далеко.

Радиоактивные отходы – это отходы, исходящие от атомной электростанции или медицинской лаборатории. Они содержат радиоактивные материалы, опасные для большинства форм жизни и окружающей среды. Радиоактивные отходы разлагаются с течением времени, поэтому их хранят в безопасном месте до тех пор, пока они не потеряют свою радиоактивность и не перестанут представлять угрозу для окружающей среды. Это время зависит от типа отходов и радиоактивных изотопов.

Естественные излучения также называются естественным радиационным фоном, поскольку оно формируется под воздействием космическим лучей, достигающих поверхности Земли и других природных источников. К ним относятся такие радиоактивные элементы, как уран, торий, радон, углерод и радий. Эти элементы прослеживаются в почве, воде и горных породах. В то время как техногенные излучения включают в себя переработку плутония, тория и добычу полезных ископаемых, взрыв и производство атомных электростанций и радиоактивных изотопов, а также ядерного топлива.

Обращение с ядерными отходами

Если кто-то подвергается воздействию радиоактивных отходов на уровнях, превышающих естественный фон, то это может быть опасно для здоровья. Рак, врожденные дефекты и другие аномалии могут быть результатом воздействия радиоактивных отходов высокого уровня. Государства должны заботится о безопасном захоронении радиоактивных отходов в пределах своих границ. Цикл обращения с отходами – это владение, транспортировка, хранение и утилизация отходов.

Загрязнение радиоактивными отходами

Радиоактивное загрязнение – это загрязнение почвы, воды и воздуха радиоактивными материалами. Без безопасного захоронения радиоактивных отходов это может создать опасное для жизни загрязнение. Например, первая атомная бомба, взорвавшаяся во время Второй мировой войны, имела серьезные последствия, которые мир никогда не сможет забыть. Флора и фауна были полностью уничтожены. Почти 30% населения были либо сожжены, либо убиты радиацией, вызванной бомбой, и еще 30% были серьезно ранены. Даже после этих результатов ядерная гонка все еще продолжается между различными странами, что также приводит к радиационному загрязнению.

Виды радиоактивных отходов

Отходы очень низкого уровня активности

Наименее вредные отходы называются отходами очень низкого уровня (VLLW). Примерами VLLW могут быть разрушенные материалы, такие как бетон, штукатурка, кирпич, металлы, клапаны, трубопроводы и т. д., которые могли быть произведены во время проектов восстановления или сноса.

Низкоактивные отходы, как правило, образуются из отходов больниц и промышленных предприятий. Они включают бумагу, тряпки, инструменты, одежду, хлопок, фильтры и т. д. и содержат кратковременную радиоактивность. Перед утилизацией их часто сжигают.

Отходы среднего уровня

Этот вид отходов содержит более высокий уровень радиоактивности и требует захоронения. Они включают химические осадки, металлическое топливо и смолы. Твердые частицы иногда превращают в битум для утилизации.

Отходы высокого уровня

Возникает при сжигании уранового топлива в ядерном реакторе. Они очень радиоактивны и горячи, требуют охлаждения и экранирования.

Франция, Великобритания и Россия имеют крупные перерабатывающие заводы мощностью около 5000 тонн в год. Индия изучает и рассматривает возможность безопасного удаления отходов в реки или на сушу. Правительства стран мира должны принять ряд мер по сдерживанию радиоактивных отходов, чтобы уменьшить или предотвратить их воздействие на окружающую среду.

Читайте также: