Утилизация ядерных отходов кратко

Обновлено: 07.07.2024

Радиоактивные отходы (РАО)

До некоторого времени радиация и радиоактивные вещества были естественной частью окружающей среды. Однако в какой-то момент человек сделал большой шаг вперед и приручил силу атома. С тех пор радиоактивные вещества и радиация применяются в самой разнообразной деятельности: от промышленности и производства энергии до медицины и сельского хозяйства. И как подобает нетривиальному человеческому труду, вся эта деятельность приводит к образованию отходов в различных формах. Причем не просто отходов, а радиоактивных отходов.

Что такое РАО?

Чем отличаются обычные и радиоактивные отходы? В последних содержатся атомы с нестабильными ядрами (радионуклиды). Таким ядрам свойственно спонтанно изменяться, испуская ионизирующее излучение. В быту его часто называют радиацией, хотя это не совсем точно. Бывают и другие виды радиации, например, солнечная, не имеющая никакого отношения к радиоактивности.

Логично предположить — не всё, что содержит радионуклиды, можно записать в радиоактивные отходы. Уточним определение, зайдя на соответствующую страницу русскоязычной вики.

Радиоактивные отходы (РАО) — отходы, содержащие радиоактивные изотопы химических элементов и не подлежащие использованию.

Радиоактивные отходы — не подлежащие дальнейшему использованию материалы и вещества, а также оборудование, изделия (в том числе отработавшие источники ионизирующего излучения), содержание радионуклидов в которых превышает уровни, установленные в соответствии с критериями, установленными Правительством Российской Федерации.

Какие РАО бывают?

Ядерные отходы могут похвастаться многообразием форм, характеристик и аббревиатур, которыми их называют ядерщики. Чтобы разобраться who is who, приведем некоторые важные свойства радионуклидов и веществ в целом.

Агрегатное состояние. Тут все банально, веществам свойственно иметь различное физическое состояние. РАО — не исключение. Они бывают твердыми (ТРАО), жидкими (ЖРАО) и газообразными (ГРАО).

Уровень активности и период полураспада. Увы, жизнь несправедлива, поэтому срок, отпущенный радионуклидам, сильно варьируется от элемента к элементу. Одни распадаются за несколько миллисекунд, например Нобелий и Лоуренсий. Такие радионуклиды очень радиоактивны. Другие сохраняют свои свойства тысячи и миллионы лет. Периодом полураспада называется время, за которое радиоактивное вещество естественным образом теряет половину своей радиоактивности. Как нетрудно догадаться, чем длиннее период полураспада, тем меньше радиоактивность. По периоду полураспада радионуклидов в отходах можно выделить короткоживущие и долгоживущие РАО.

4,6 квадриллионов Бк/г

3,2 триллионов Бк/г

2,3 миллиарда Бк/г

Активность в беккерелях (Бк) равна числу атомов, распадающихся за секунду (1 Бк соответствует распаду одного атома за секунду). Удельная активность — активность на единицу массы.

Тепловыделение. Слово говорит само за себя. Некоторые РАО выделяют настолько много тепла, что их требуется активно охлаждать. По уровню активности и тепловыделения РАО подразделяют на высокоактивные (ВАО), среднеактивные (САО) и низкоактивные (НАО).

Также к важным свойствам относят тип испускаемого излучения (α, β и γ) и радиотоксичность (опасность с биологической точки зрения).

Классификация РАО, предложенная МАГАТЭ (Серия норм безопасности МАГАТЭ, No GSG-1). Каждый класс связан с надлежащим подходом к обращению и захоронению.

Классификация, принятая в РФ. Каждый класс связан с надлежащим подходом к обращению и захоронению.

Как РАО образуются?

Радиоактивные отходы проникают в нашу жизнь не только во всевозможных обличиях, но и самыми разнообразными способами. Как говорилось выше, многие виды человеческой деятельности ведут к образованию РАО: от промышленности до медицины и сельского хозяйства. Например, в медицине при лечении онкологических заболеваний применяют высокоактивные кобальтовые источники. Такие источники становятся радиоактивными отходами, когда приходят в негодность.

Существуют процессы, в которых природный радиоактивный материал в концентрированном виде попадает в отходы. Возникают радиоактивные отходы! Отличной иллюстрацией может послужить обедненный уран (ОУ). При изготовлении топлива для некоторых типов ядерных реакторов природный уран обогащают (увеличивают в нем изотопа U-235). Обедненным ураном называют смесь, оставшуюся после удаления обогащенного урана. Его можно отнести к РАО, если не планируется его дальнейшее использование. Например, американцы в ходе войны в Персидском заливе применяли боеприпасы, изготовленные из ОУ.

Боеприпасы с ОУ, использовавшиеся в ходе косовского конфликта. Фото: А. Бляйзе/МАГАТЭ

Само собой, РАО образуются при деятельности атомной промышленности. Работа АЭС, операции ядерного топливного цикла (изготовление топлива или переработка урановой и ториевой руд), эксплуатация атомоходов и радиационные катастрофы — все это трудно представить без жидких радиоактивных отходов.

Звучит грозно, особенно если вы любите природу. Однако наибольшие опасности, а значит и технические трудности, связаны с высокоактивными отходами и отработанным ядерным топливом (ОЯТ). Слава богу, их доля в общем физическом объёме РАО относительно невелика. К слову об опасностях, ОЯТ настолько токсично и радиоактивно, что убивает человека за пару минут. В ходе химической переработки ОЯТ образуются самые высокоактивные РАО. Не удивительно — яблоня от яблони недалеко падает. Подробнее об ОЯТ поговорим чуть позже (в разных странах дела с ним обстоят по-разному). А пока разберем, что со всем этим радиоактивным добром делают.

Что делают с РАО?

С средне- и низкоактивными отходами человечеству удалось совладать. Обычно, жидкие САО и НАО в конце пути ожидает битуминизация. Отходы выпаривают для уменьшения объема, сухие остатки упаривания смешивают с битумной массой, после затвердевания смесь помещают в контейнеры и захоранивают. Также используется цементирование (включение в состав бетона). Этапы обращения с твердыми НАО:

Кондиционирование (уменьшение физического объема).

Сжигание и/или прессование (опять же для уменьшения физического объема).

Иммобилизация (цементирование, реже — битуминизация).

Захоронение на специальных отчужденных площадках (полигоны, могильники).

С ВАО и ОЯТ дела обстоят намного сложнее. Да, существуют промежуточные и временные меры: стеклование, иммобилизация в керамику, промежуточное хранение (30-50 лет) в стальных контейнерах при контроле температурного режима и герметичности. Однако что делать дальше? Самые опасные отходы могут распадаться тысячи и миллионы лет.

Каких только идей не предлагали: выстреливать ядерным мусором в ни в чем не повинное Солнце или в космос (слишком дорого), сбрасывать отходы на Антарктиду… Возможно окончательным решением радиоактивного вопроса станут глубинные геологические захоронения. Недра матери-природы могут обеспечить механическую прочность и биологическую защиту, исключая возможность попадания грунтовых вод и атмосферных осадков. В данный момент работа над глубинными геологическими захоронениями ведется в нескольких странах на уровне исследовательских лабораторий и экспериментальных хранилищ. Например, в России таким местом является Горно-химический комбинат в Нижнеканском массиве скальных пород, недалеко от города Железногорска и реки Енисей.

Начало строительства исследовательской подземной лаборатории. Красноярский край. 2019 г.

Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ)

Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) образуется при плановом (3-5 лет) нахождение ядерного топлива в активной зоне реактора. Оно содержит меньше урана-235, чем свежее ядерное топливо. Однако в нем по прежнему остаются полезные компоненты — невыгоревший уран, накопившиеся изотопы плутония, другие трансурановые элементы, а также осколки деления - высокорадиоактивные ядра средних масс (от галлия до гольмия). Многое из этого можно с успехом применять в промышленности, медицине и научных исследованиях.

Ядерный топливный цикл, замкнутый по урану

Одна из главных целей переработки ОЯТ — повторное использование в качестве реакторного топлива, в том числе в составе МОХ-топлива или для реализации закрытого топливного цикла. Однако тут есть свои сложности. Во-первых, в ОЯТ присутствуют долгоживущие и радиотоксичные элементы с периодом полураспада более тысячи лет. Во-вторых, при переработке ОЯТ образуются самые высокоактивные РАО. В-третьих, это технологически трудно и затратно. Поэтому в одних странах ОЯТ считается отходом (США, Канада и Швеция), в других — ценным сырьем, идущим на переработку (Россия, Великобритания, Франция и Япония).

Открытый (разомкнутый) ядерный топливный цикл

Радиоактивные отходы в России

Что касается РАО, то их обращением на всех стадиях кроме финальной изоляции занимаются следующие предприятия:

Обращение с РАО в России и предприятия, которые этим занимаются

Ну а как быть с постоянными новостями о доставке ядерных отходов в Россию? В сети, в том числе и на хабре, есть качественные разборы кейсов про Германию и Францию. Если коротко — все это не радиоактивные отходы, так как они подлежат дальнейшему использованию. Ввоз РАО на территорию нашей страны законодательно запрещен. Согласно уже знакомому нам Федеральном закону № 190-ФЗ от 11 июля 2011 г., в России установлен запрет на ввоз в Российскую Федерацию и вывоз из Российской Федерации радиоактивных отходов в целях их хранения, переработки и захоронения.

Дата-центр ITSOFT — размещение и аренда серверов и стоек в двух дата-центрах в Москве. UPTIME 100%. Размещение GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов, лицензии связи, SSL-сертификаты, администрирование серверов и поддержка сайтов.

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

Ядерная энергия не лишена достоинств: ее отличают экологическая чистота, малое количество топлива, задействованное в производстве, отсутствие потребности в обширном пространстве для строительства сооружений. При правильной эксплуатации они также абсолютно безопасны.

Что такое радиоактивные отходы?

Радиоактивные отходы представляют собой продукт деятельности ядерного реактора. определенный процент этих отходов может быть легко утилизирован, другие же в целях безопасности следует держать в специальных контейнерах во избежание попадания в окружающую среду.

Радиоактивные отходы подразделяются на классы в зависимости от базовых характеристик. Они бывают:

газообразными
жидкими
твердыми

В зависимости от уровня активности также следует выделять отходы:

низкоактивные
среднеактивные
высокоактивные

Методы утилизации

Утилизация радиоактивных веществ является одной из актуальных проблем современной экологической безопасности. Этот сложный и трудоемкий процесс осуществляется по специальным технологиям, которые нуждаются в постоянных доработках и совершенствовании.

Сжигание опасного мусора

Сжигание представляет собой наиболее распространенный метод уничтожения отходов. Тип установки, используемой для этих целей, зависит, главным образом, от степени активности РАО. Тем не менее, работа с высокоактивными отходами зачастую осложняется тем, что они требуют задействования дистанционной техники и защитных экранов. В условиях присутствия α-излучатели, нужно также рассмотреть вероятность критичности.

Сжигание твёрдых и в некоторых случаях жидких отходов происходит при температуре от 850 до 950 градусов, в мерной колосниковой печи, в условиях избытка воздуха. Дымовые газы транспортируются в камеру дожигания, где подвергаются деструктивному разложению при температуре 1000–1200°C (также с избытком воздуха). После этого газ охлаждается до 350–400°, очищаются от токсичных веществ, кислых газов и радиоактивных аэрозолей. Состав оставшихся в результате и попадающих в атмосферу газов должен соответствовать экологическим нормам. Сухие соли, летучие смолы и зольный остаток цементируется.

Установки для сжигания работают в автоматическом режиме.

Сжатие и цементирование

Сжатие применяется для отходов крупного размера. Оно позволяет уменьшить их с целью упрощения дальнейшей работы.

При цементировании отходы помещаются в контейнер и заливается цементом в большом количестве. Тип вещества подбирается таким образом, чтобы оно отличалось повышенной прочностью; чаще всего для этих целей используется портландцемент. В других случаях во внимание принимаются температурный режим, в котором происходит утилизация, требуемая скорость затвердевания, прочность кондиционированного продукта, которую следует получить.

Вторичное использование

Вторичное использование позволяет существенно уменьшить количетво отходов производства. Несмотря на то, что этот метод утилизации пока находится в разработке, стоит отметить, что сфера развивается довольно быстро. И уже сейчас цезий-137 , стронций-90 активно используются для облучения пищевых продуктов и радиоизотопных термоэлектрических генераторов.

Остекловывание и захоронение

Для осуществления этого метода утилизации используется боросиликатное стекло, которое имеет стабильную форму. Благодаря этому в неподвижном состоянии и полностью готовы к захоронению, радиоактивные отходы смогут безопасно находиться в изоляции тысячи лет.

При полигоне должны находиться санитарно-защитные зоны, используемые для обезвреживания отходов. Расстояние между местом хранения РАО и населенных пунктов должно составлять не менее 20 км. Сброс РАО в сточные воды строго запрещен.

Сохранение РАО на территории РФ

Нормы безопасности, разработанные для нормирования работы с радиоактивными отходами преследуют следующие цели:

Обеспечение защиты как населению, так лицам, осуществляющим работу с РАО защиты от воздействия радиоактивных веществ сверх допустимой нормы.
Обеспечение изоляции РАО от биологических ресурсов, а именно – местного населения, растений, животных и т.д.
Предотвращение возможности риска выбросов радиоактивных веществ в количестве, которое превышает допустимые пределы.

Нормы хранения зависят прежде всего от уровня радиоактивности. Отходы с низким уровнем требует соблюдения более простых мер безопасности; они хранятся в специальных контейнерах, которые погружаются в приповерхностные хранилища. То есть, подземные пещеры, расположенные на глубине нескольких десятков метров, либо в сооружениях на поверхности.

Отходы среднего уровня требуют более надежных условий хранения. Это завязано с тем, что они могут стать относительно безопасны лишь через небольшой период – до 100 лет. Особые условия необходимы для хранения высокоактивных РАО, которые остаются радиоактивными долгий период времени. Они реализуются в рамках как военных, так и гражданских атомных программ. А период их полураспада может длиться десятки тысяч дней.

Согласно требованиям техники безопасности, РАО среднего и высокого уровня активности хранятся на или под поверхностью земли до того момента, как степень их угрозы для среды не снизится и не появится возможность осуществления долгосрочной утилизации. Для этих целей используются площадки сухого хранения, бассейны для отработавшего топлива, централизованные хранилища, либо специальные помещения на территории атомных электростанций.

Где происходит переработка ядерных отходов в России?

На сегодняшний день на территории Российской Федерации находится около 20 тысяч тонн отработанного ядерного топлива (с учетом коммерческой мощности, равной 400 т в год).

Обработка ядерного мусора

Обработка ядерных отходов необходима для их подготовки к безопасному захоронению. Этот многоэтапный процесс включает в себя сбор и последующую сортировку мусора, изменение химического и физического состава, уменьшение объема для последующей иммобилизации, упаковки и захоронения.

Выбор стратегии обработки зависит главным образом от характеристик отходов, их источника, а также темпа образования. В целом, в них можно выделить три основных этапа:

Предварительная подготовка позволяет выделить загрязненные и незагрязненные предметы; размеры уменьшаются путем измельчения или нарезки. Это существенно снижает затраты на их захоронение.

После подготовки, отходы подвергаются специальной обработке. Радиоактивная составляющая отделяется от общей массы отходов, их состав претерпевает изменения. Дальнейшие этапы обработки зависят от характера отходов: к примеру, жидкие отходы выпариваются, твердые сжигаются и т.д.

Завершающий этап – кондиционирование – позволяет перевести отходы в наиболее стабильное и безопасную форму, которая позволяет осуществлять дальнейшее хранение, транспортировку и захоронение. Благодаря процедуре кондиционирования происходит замедления процесса попадания радионуклидов из отходов в окружающую среду. Сами отходы цементируются, помещаются в стекло, битум, либо специальные контейнеры.

Радиация используется в многообразных отраслях промышленности, в том числе в качестве топлива для атомных электростанций и при создании ядерного оружия для национальной обороны. При таком использовании образуются ядерные отходы, которые желательно утилизировать безопасными и рациональными способами.

Понятие ядерных отходов и их классификация

Ядерные отходы — это радиоактивные отходы, образующиеся в результате ядерных реакторов или оставшиеся после исследовательских проектов, медицинских применений и создания ядерного оружия.

Выделяют три типа ядерных отходов:

высокоактивные;
трансурановые;
низкоактивные.

Каждый вид утилизируется в соответствии с риском для здоровья человека и окружающей среды. Например, ядерные отходы высокого уровня остаются высокоактивными в течение десятков тысяч лет и поэтому утилизируются таким образом, чтобы их можно было надежно изолировать на долговременный срок. Атомные станции становятся причиной низкоактивных отходов, которые безопасно утилизируются и регулярно удаляются на специальных объектах.

Методы утилизации ядерных отходов

Отработанное ядерное топливо хранится либо во влажных, либо в сухих хранилищах, прежде чем быть переработанным или утилизированным. Когда топливо извлекается из реактора, оно одновременно горячее и радиоактивное и требует хранения в воде для остывания. Хранение использованного топлива во временном хранилище, которое помогает уменьшить как тепло, так и радиоактивность, облегчает переработку и утилизацию.

Геологическое захоронение

Захоронение включает закапывание ядерных отходов в землю до такой степени, чтобы материалы оказались вне досягаемости человека. Выделяют ряд проблем, которые возникают при использовании метода. Во-первых, возможная утечка отходов, которая приведет к загрязнению грунтовых вод, почвы. Поэтому материалы полагается защищать надежным способом. Во-вторых, вероятность сейсмоактивности, что неминуемо приведет к быстро распространению отходов, если не закрепить их соответствующим образом. Кроме того, возникают опасения в отношении терроризма.

Переработка

Переработка ядерных отходов также стала жизнеспособным долгосрочным методом обращения с отходами. Процесс включает в себя сбор отходов и отделение полезных компонентов от тех, которые не так полезны. В частности, извлечение расщепляющегося материала из облученного ядерного топлива.

Трансмутация

Трансмутация — это преобразование химического элемента в другой, менее вредный. Распространенные преобразования включают переход от хлора или калия к аргону. Движущая сила трансмутации — химические реакции, вызванные внешним стимулом, таким как попадание протона в реакционные материалы. Выделяют и естественную трансмутацию, которая происходит в течение длительного периода времени.

Прямая утилизация

Прямая утилизация — это стратегия управления, при которой использованное ядерное топливо классифицируется как отходы и утилизируется в подземном хранилище без переработки. Использованное топливо помещается в канистры, которые, в свою очередь, помещаются в туннели и впоследствии запечатываются камнями и глиной. Оставшееся сырье от переработки ядерного топлива и радиоактивных отходов также будет помещено в хранилище.

Сжигание

Сжигание радиоактивных отходов происходит в мусоросжигательных установках, разработанных для этой цели. Метод применяют для низкоактивных отходов, так как этот материал обычно состоит из одежды или других предметов, которые просто были загрязнены.

Риск, создаваемый ядерными отходами

Часть вреда, причиняемого ненадлежащим образом утилизированным материалом, включает:

Воздействие на человека: радиация зловредно влияет на людей и приводит к ряду болезней и отклонений в развитии. Синдром Дауна, рак щитовидной железы и ряд других проблем обнаружены у людей, пострадавших от радиации.

Воздействие на природу: радиоактивность, воздействовавшая на животных, проявляется в уменьшении размеров мозга, физических деформациях и других проблемах, влияющих на выживание этих существ. Растительная жизнь также подвержена повреждению от ядерных радиоактивных отходов. Радиоактивные почвы и растения отпугивают пчел и других существ от внесения удобрений и содействия росту флоры.

Воздействие на работников атомно промышленности: ненадлежащее хранение отходов на ядерном объекте также может привести к уровням воздействия, превышающим допустимые для человека.

Ситуация по переработке ядерных отходов в России

По оценкам ученых, нынешний объем накопленных ядерных отходов в России оценивается в 500 млн. тонн и эти показатели продолжают расти. Причина — продолжающийся вывод из эксплуатации старых промышленных объектов и атомных электростанций советской эпохи.

Что касается захоронения ядерных отходов, то программа по обеспечению ядерной безопасности предусматривает создание не менее 10 объектов окончательной изоляции радиоактивных отходов в России к 2025 году.

Национальная программа также предусматривает полное прекращение сброса радиоактивных сточных вод и закрытие по меньшей мере шести действующих площадок для их хранения.

Согласно государственным планам, разрабатываются новые методы обращения с ядерными отходами и их захоронения. К ним относятся геологические сооружения для захоронения в горных породах на глубине.

Таким образом, выделяют многообразные методы утилизации ядерных отходов, их переработки и захоронения. При оценке конкретного метода стоит учитывать ряд факторов. В конечном счете, ядерные отходы стали реальностью в энергетической отрасли. Поэтому проблему стоит решать соответствующим образом, чтобы оценить долгосрочную жизнеспособность этого источника энергии.

Читайте также: