Захоронение радиоактивных отходов реферат

Обновлено: 05.07.2024

Радиоактивными называют отходы, в которых концентрации радиоактивных веществ превышают нормативы, установленные для соответствующих сред (например, для воды, воздуха, твердых отходов).

Источниками радиоактивных отходов являются предприятия по добыче и переработке радиоактивного сырья, по производству и использованию радиоактивных материалов, а также учреждения, где ведутся работы с радиоактивными изотопами. Степень санитарной вредности радиоактивных отходов при бесконтрольном удалении их обусловлена возможностью загрязнения радиоактивными веществами объектов внешней среды (воздуха, воды, почвы и т. д.), следствием чего может быть облучение людей. Существенное значение при этом приобретают масштабы загрязнения местности, интенсивность и длительность воздействия ионизирующих излучений на людей.

По физическому состоянию радиоактивные отходы подразделяются на жидкие, газообразные и твердые.

В санитарном отношении наиболее серьезного внимания как потенциальные факторы загрязнения объектов внешней среды заслуживают жидкие и газообразные радиоактивные отходы, что обусловлено их способностью легко распространяться в соответствующих средах.

К жидким радиоактивным отходам относятся отработанные технологические растворы, сточные воды от мытья оборудования, загрязненного радиоактивными веществами, соответствующих помещений, спецодежды и т. д., воды от охлаждения атомных реакторов и др.

Согласно рекомендациям Международного агентства по атомной энергии 1971 г. жидкие радиоактивные отходы по степени радиоактивности подразделяются на высокоактивные (с концентрацией 10-4 кюри/л и выше), средней активности (от 10-4 кюри/л до 10-8 кюри/л) и слабоактивные (10-9 кюри/л и меньше).

Твердые РАО обычно состоят из мусора, содержащего стекло, бумагу, текстиль, резину, дерево, пластмассы, непригодные для дальнейшего использования детали оборудования, лабораторные приборы, трупы лабораторных животных. К твердым РАО относится также спецодежда, загрязненная радиоактивными веществами выше уровня активности III группы (500 000 бета-частиц и 7000 альфа-частиц в 1 мин. со 150 см- поверхности), поскольку спецодежда с таким уровнем радиоактивного загрязнения не подлежит дезактивации.

Количество твердых РАО примерно вдвое превышает количество жидких РАО. Их этого соотношения обычно исходят при проектировании пунктов захоронения РАО.

Радиоактивные газы, образующиеся на радиохимических предприятиях при эксплуатации ядерных реакторов и при сжигании отбросов, содержащих радиоактивный материал, также относятся к РАО. Газообразные выбросы содержат радиоактивные вещества в виде газов, тумана и аэрозолей.

По степени активности радиоактивные отходы делятся на:

слабоактивные с концентрацией бета-излучаюших радиоизотопов до 10-5 кюри/л;
среднеактивные с концентрацией бета-излучателей до 1 кюри/л;
высокоактивные, с концентрацией бета-активных радиоактивных веществ свыше 1 кюри/л.

Главным источником высокоактивных РАО являются ядерные реакторы.

В США и Англии жидкие радиоактивные отходы также делятся на 3 категории:

высокоактивные — с содержанием радиоактивных веществ (РВ) в десятки кюри на 1 л;
среднеактивные — с концентрацией РВ в несколько милликюри или десятые доли кюри;
слабоактивные — с содержанием РВ, в 100—1000 раз превышающим ПДК, установленные для воды.

Радиоактивные отходы участвуют в локальном загрязнении радиоактивными веществами воздуха, воды, почвы и растений. Радиоактивное загрязнение внешней среды повышает уровень естественного радиоактивного фона и создает опасность поступления РВ в организм с водой и пищевыми продуктами. Степень радиационной опасности в свою очередь определяется количеством РАО, поступающих в биосферу, мощностью дозы гамма-радиации, размерами загрязняемой территории и численностью населения, проживающего в данной местности.

Главная опасность радиоактивных отходов заключается не во внешнем воздействии на человека, а в проникновении радиоактивных веществ в организм. Отсюда очевидна необходимость локализации РАО на месте их образования и предотвращения возможности их миграции по пищевым цепям питания человека и животных.

Жидкие РАО малой и средней активности, содержащие короткоживущие радиоизотопы (Т макс. 15 сут.), выдерживают в специальных емкостях до снижения уровня активности, предусмотренного санитарными правилами, после чего сбрасывают в канализационную сеть или отводят в водоемы.

Выдерживание радиоактивных отходов высокой активности экономически невыгодно.

Более распространена очистка радиоактивных сточных вод коагуляцией.

Для очистки применяют обычные коагулянты: Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3 и FeCl3. Перешедшие в осадок (1—3% объема) РВ вывозят на пункты захоронения. Наиболее полная дезактивация сточных вод достигается методом ионного обмена. Этим способом концентрация радиоактивных веществ в сточных водах может быть снижена до уровня ПДК. Радиоактивные сточные воды биологических и медицинских учреждений до дезактивации подвергают очистке на биофильтрах по схеме обработки хозяйственно-фекальных сточных вод. После биологической очистки сточные воды подвергают концентрации методом упаривания с последующим захоронением радиоактивного осадка. Дезактивацию сточных вод после фильтрации через биологические фильтры производят путем ионообменной фильтрации. В практике обезвреживания жидких радиоактивных отходов широкое применение находит метод упаривания сточных вод, допускающий дезактивацию радиоактивных вод любого солевого состава и любого уровня активности и обеспечивающий высокую степень дезактивации и получение концентрированного остатка высокой активности. Эффективность этого метода определяется отношением объема жидких РАО к объему концентрата. Объем жидких РАО может быть снижен после упаривания в 1000 раз. Метод непригоден при наличии в сточных водах летучих радиоактивных веществ (J131 и др.). Для уменьшения объема гидратных осадков после упаривания их подвергают обезвоживанию. Объем осадка при этом уменьшается в 10—15 раз. Более полное удаление влаги из гидратных осадков достигается использованием дренажных устройств с последующим высушиванием на открытом воздухе. Для полного удаления воды осадок высушивают на сушильных установках, упаковывают, отправляют в места захоронения. Жидкие горючие РАО, состоящие из смазочных масел, растворителей и экстрагентов (бензина, керосина, ацетона, эфира, спирта), следует выдерживать до спада активности в соответствии с установленными нормами ПДК. После соответствующего выдерживания горючие РАО утилизируют или сжигают. При наличии долгоживущих радиоизотопов применяют сжигание, сушку, фильтрацию и отстаивание.

Выделенные путем фильтрации и отстаивания твердые радиоактивные примеси подвергают захоронению, подобно твердым РАО. Их смешивают с песком или землей, упаковывают в металлические барабаны и заливают раствором бетона. Очищенные масла и растворители утилизируют или сжигают. Для сбора, хранения и перевозки твердых РАО применяют резиновые (пластикатовые) или бумажные мешки одноразового пользования. Небольшие количества жидких РАО иногда подвергают отверждению в мешках из полиэтилена или хлорвинила добавлением гипса, который засыпают в мешок толстым слоем перед заполнением радиоактивной жидкостью. Упакованные таким образом РАО хранят и перевозят в оборотных транспортных контейнерах. Мощность дозы гамма-излучения на расстоянии 1 л от контейнера не должна превышать 3,6 мр/час. В помещениях для хранения контейнеров с радиоактивными отходами, содержащих гамма-излучающие радиоизотопы, должны устраиваться защитные экраны или траншеи, а также холодильники (для хранения трупов лабораторных животных и органических материалов). Контейнеры и хранилища для выдерживания альфа- и бета-активных РАО могут быть более простыми. Пылевидные РАО упаковывают в металлические барабаны, после чего крышки запаивают. Предметы лабораторного оборудования и детали машин во избежание радиоактивного загрязнения транспортных средств и дорог покрывают прочной водоупорной краской. Твердые РАО для снижения активности и уменьшения их объема выдерживают, измельчают и прессуют. Горючие отходы сжигают в специальных печах вдали от населенных пунктов. Процесс сжигания связан с выделением дыма, содержащего радиоактивные аэрозоли; для улавливания их требуется сложная система очистки. Сжигание позволяет уменьшить объем твердых РАО в 20—30 раз, но при этом образуются дополнительные отходы в виде отработанных насадок, фильтрующих тканей и жидких скрубберных остатков. Твердые радиоактивные отходы, содержащие долгоживущие радиоизотопы, перерабатывают в том случае, когда их много и место образования находится далеко от пункта захоронения. Твердые РАО, содержащие короткоживущие радиоизотопы (Т 15—60 дней), целесообразно выдержать в течение времени, равного 10 полураспадам (происходит снижение активности в 210=1024 раза). Если среднее время полураспада лежит в диапазоне 15—60 сут., Р. о. выдерживают 150—600 сут.

Любая система удаления РАО должна отвечать основным гигиеническим требованиям:

1) абсолютно гарантировать непопадание радиоактивных веществ в пищевые продукты и воду;

2) исключать всякую опасность внешнего облучения населения в дозах, превышающих предельно допустимый уровень;

3) не допускать неблагоприятного влияния радиоактивных отходов на месторождения полезных ископаемых и затруднения доступа к ним;

4) быть экономически целесообразной.

Методы обращения с радиоактивными отходами и их последовательность указаны на схеме.

Выделяют 4 основных подхода к обращению с РАО:

1) очистка от высокоактивных примесей пылегазовых и жидких отходов с последующим сбросом низкоактивных радиоактивных отходов в атмосферу или водоемы, где происходит их разбавление до разрешенных уровней.

2) Сброс жидких радиоактивных отходов низкой и средней активности в фильтрующие колодцы и искусственные подземные полости в глинистых толщах. Таким способом в Хэнфорде (США) до 1959 удалено 1,5•107 м3 жидких радиоактивных отходов общей активностью 1•1017 Бк.

3) Выдержка с целью уменьшения удельной активности во временных хранилищах (от нескольких суток до десятков лет) перед переработкой и сбросом в окружающую среду. При временном хранении высокоактивных жидких и твердых РАО предусматривается их принудительное охлаждение. Нарушение режима хранения может иметь катастрофические последствия. Напр., 29 сентября 1957 близ г. Кыштым (Южный Урал) произошел взрыв емкости с высокоактивными радиоактивными отходами. В результате в атмосферу была выброшена смесь радионуклидов 144Се и 144Pr, 95Zr и 95Nb, 106Ru и 106Rh, 90Sr и 90Y, 137Cs общей активности около 7,4•1016 Бк. Общая площадь загрязнения составила (15-23)•103 км2, плотность загрязнения - от 3,7•109 до 1,5•1014 Бк/км2.

4) Переработка радиоактивных отходов с целью уменьшения их объема и проведение работ по изолированию радиоактивных отходов от биосферы. Для жидких радиоактивных отходов используют осаждение, экстракцию, ионный обмен (хим. способы переработки), а также дистилляцию, отверждение ( физические способы). Твердые радиоактивные отходы перерабатывают прессованием, сжиганием, кальцинацией (обжигом при 773-973 К), остатки улавливают и захоранивают. Надежных, абсолютно безопасных способов захоронения твердых радиоактивных отходов нет. Газообразные радиоактивные отходы перерабатывают посредством химического поглощения (радионуклиды I, Вr, Те), адсорбции, фильтрации, их хранят в баллонах при повышенном давлении.

Конечным продуктом переработки различных радиоактивных отходов являются иммобилизованные твердые радиоактивные отходы в виде компактных блоков. Для иммобилизации и изолирования твердых радиоактивных отходов применяют следующие способы: цементирование и битумирование радиоактивных отходов с низкой и средней удельной активностью; высокотемпературный обжиг (кальцинация и суперкальцинация) для получения спеченных частиц; остекловывание с применением боросиликатных (при 1273 К) или фосфатных (при 773 К) стекол, упаковка в контейнеры из нержавеющей стали и свинца.

Длительное хранение переработанных радиоактивных отходов (десятки лет) ведется в траншеях, наземных или неглубоких подземных инженерных сооружениях, снабженных системами контроля за миграцией радионуклидов.

Захоронение (на сотни лет) проводят в материковых геол. структурах (подземных выработках, соляных пластах, естественных полостях) и на дне океана в сейсмически неопасных районах. Как теоретически возможное захоронение РАО рассматривается превращение (трансмутация) долгоживущих радионуклидов в короткоживущие путем облучения в реакторе или на ускорителе (протонное и g-выжигание). Выбор вида захоронения зависит от удельной активности и радионуклидного состава РАО, степени герметизации упаковок и вероятной продолжительности захоронения. Механизмы миграции радионуклидов из мест хранения (или захоронения) в окружающую среду могут быть разными, основная причина - выщелачивание радионуклидов из упаковок и разрушение контейнеров водой. Скорость выщелачивания считается приемлемой на уровне 10-5 -10-8 г/см2 в сутки, что обеспечивает хранение в течение несколько тысяч лет без загрязнения окружающей среды выше допустимых уровней. Согласно Лондонской конвенции по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (1972), запрещен сброс в океан отработавшего ядерного топлива, а также некоторых других видов РАО с уд. активностью, превышающей 5•107 Бк/кг (a-излучатели), 2•1010 Бк/кг (β-и γ-излучатели с периодом полураспада Т1/2 более 1 года, кроме трития), 3•1012 Бк/кг (для трития и β-и γ-излучателей с Т1/2 менее 1 года). В настоящее время большая часть высокоактивных радиоактивных отходов, образующихся при переработке ядерного топлива в различных странах, хранится либо в виде жидкостей (кислых или щелочных), либо в виде солевых концентратов в резервуарах из нержавеющей стали (кислые растворы) или из низкоуглеродистой стали (щелочные растворы).

Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в специально оборудованных емкостях из нержавеющей стали, помещенных в поверхностные слои земли выше уровня грунтовых вод. Транспортирование, переработка и захоронение радиоактивных отходов производится специальными пунктами или специализированными комбинатами. Участок для захоронения должен быть расположен вне территории перспективного развития населенных пунктов и пригородных зон на расстоянии не менее 500 м от водоемов и водозаборов на незатопляемой и незаболоченной местности. Вокруг пункта или комбината устанавливается санитарно-защитная зона радиусом не менее 1000 м.

В настоящее время Россия обретает новые, отчётливые ориентиры в направлении своего дальнейшего развития и своей роли в мировом сообществе. Сегодня Россия демонстрирует готовность взять на себя ответственность за одну из самых важных составляющих мировой стабильности – энергетическую безопасность.

Одновременно с сокращением органических энергоресурсов ускоренными темпами будет наращиваться занимающая второе место в мировом энергетическом балансе атомная энергетика. В последней уже сейчас нарастает масса дополнительных проблем, прежде всего, проблемы обращения с отработавшим ядерным топливом, способных усугублять указанные выше кризисы.

«Задача всех участников мирового экономического процесса – уже сейчас задуматься над созданием такой системы взаимных обязательств в энергетической сфере, которая в обозримом будущем способствовала бы сглаживанию этих кризисов и сохранению стабильности в глобальном масштабе.

На сегодняшний момент существуют несколько путей решения проблемы захоронения радиоактивных отходов (РАО), которые и будут рассмотрены в данной работе.

1 Захоронение РАО в горных породах

На сегодняшний день всеобще признано (в том числе и МАГАТЭ), что наиболее эффективным и безопасным решением проблемы окончательного захоронения РАО является их захоронение в могильниках на глубине не менее 300-500 м в глубинных геологических формациях с соблюдением принципа многобарьерной защиты и обязательным переводом жидких РАО в твердое состояние. Опыт проведения подземных ядерных испытаний доказал, что при определенном выборе геологических структур не происходит утечки радионуклидов из подземного пространства в окружающую среду.

При решении проблемы обезвреживания радиоактивных отходов использование “опыта, накопленного природой”, прослеживается особенно наглядно. Специалисты в области экспериментальной петрологии оказались едва ли не первыми, кто оказался готов решать возникшую проблему.

щелочные и щелочноземельные элементы;
галогениды;
редкоземельные элементы;
актиниды.

Выбор места (площадки) для захоронения или хранения радиоактивных отходов, зависит от ряда факторов: экономических, правовых, социально-политических и природных. Особая роль отводится геологической среде — последнему и важнейшему барьеру защиты биосферы от радиационно-опасных объектов.

Пункт захоронения должен быть окружен зоной отчуждения, в которой допускается появление радионуклидов, но за ее границами активность никогда не достигает опасного уровня. Посторонние объекты могут быть расположены не ближе, чем на расстоянии 3 радиусов зоны от пункта захоронения. На поверхности эта зона носит название санитарно-защитной, а под землей представляет собой отчужденный блок горного массива.

Отчужденный блок необходимо изъять из сферы человеческой деятельности на период распада всех радионуклидов, поэтому он должен располагаться за пределами месторождений полезных ископаемых, а также вне зоны активного водообмена. Проводимые при подготовке к захоронению отходов инженерные мероприятия должны обеспечить необходимый объем и плотность размещения РАО, действие систем безопасности и надзора, а том числе долговременный контроль за температурой, давлением и активностью в пункте захоронения и отчуждаемом блоке, а также за миграцией радиоактивных веществ по горному массиву.

С позиций современной науки, решение о конкретных свойствах геологической среды на участке хранилища должно быть оптимальным, то есть отвечающим всем поставленным целям, и, прежде всего, гарантирующим безопасность. Оно должно быть объективным, то есть защищаемым перед всеми заинтересованными сторонами. Такое решение должно быть доступным для понимания широкой общественности.

Решение должно предусмотреть степень риска при выборе территории для захоронения РАО, а также опасность возникновения различных чрезвычайных ситуаций. При оценке геологических источников риска загрязнения окружающей среды необходимо учитывать физические (механические, тепловые), фильтрационные и сорбционные свойства горных пород; тектоническую обстановку, общую сейсмическую опасность и ряд других факторов. Эти геологические условия, определяющие пригодность территории для устройства хранилища, должны оцениваться независимо, по представительному параметру для всех источников риска. Они должны обеспечить оценку по совокупности частных критериев, связанных с горными породами, гидрогеологическими условиями, геологическими, тектоническими и минеральными ресурсами. Это позволит экспертам дать корректную оценку пригодности геологической среды. [2]

2 Захоронение в море

Удаление в море касается радиоактивных отходов, вывозимых на кораблях и сбрасываемых в море в упаковках, спроектированных:

- для того чтобы взорваться на глубине, в результате чего происходит непосредственный выброс и рассеивание радиоактивного материала в море, или

- для погружения на морское дно и достижения его в неповрежденном виде.

Через какое-то время физическое сдерживание контейнеров перестанет действовать, и радиоактивные вещества будут рассеиваться и разбавляться в море. Дальнейшее разбавление приведет к тому, что радиоактивные вещества будут мигрировать от места сброса под действием течений.

Количество радиоактивных веществ, остающихся в морской воде, далее снижалось бы из-за естественного радиоактивного распада и перемещения радиоактивных веществ в отложения морского дна в процессе сорбции.

Метод удаления в море низко активных и средне активных отходов практиковался на протяжении некоторого времени. Был пройден путь от общепринятого метода удаления, который был фактически реализован рядом стран, к методу, который теперь запрещается международными соглашениями. К странам, которые в то или другое время предпринимали сброс РАО в море, используя вышеупомянутые методы, относятся Бельгия, Франция, Федеративная Республика Германия, Италия, Нидерланды, Швеция и Швейцария, а также Япония, Южная Корея и США. Этот вариант не был реализован для отходов высокого уровня активности. [3]

3 Захоронение под морское дно

Вариант удаления предполагает захоронение под морским дном контейнеров с радиоактивными отходами в соответствующую геологическую среду ниже дна океана на большой глубине. Этот вариант был предложен для отходов низкого, среднего и высокого уровня активности. Вариации этого варианта включают:

- хранилище, расположенное ниже морского дна. Хранилище было бы доступно с земли, с небольшого необитаемого острова или с сооружения, расположенного на некотором расстоянии от берега;

- захоронение радиоактивных отходов в глубоких океанических осадках. Этот метод запрещен международными соглашениями.

Удаление под морское дно нигде не было реализовано и не разрешено международными соглашениями.

Удаление радиоактивных отходов в хранилище, созданное ниже морского дна, рассматривалось Швецией и Великобританией. Если бы концепция хранилища ниже морского дна была бы признана желательной, то проект такого хранилища мог бы быть разработан так, чтобы гарантировать возможность будущего возврата отходов. Контроль за отходами в таком хранилище был бы менее проблематичен, чем при других формах удаления в море.

В 1980-х годах была исследована возможность удаления отходов высокого уровня активности в глубоких океанских отложениях, и официальный отчет был представлен Организацией экономического сотрудничества и развития. Для реализации этой концепции радиоактивные отходы планировалось упаковать в коррозионно-стойкие контейнеры или стекло, которые помещались бы, по крайней мере, на 4000 метров ниже уровня воды в устойчивой глубокой геологии морского дна, выбранного как из-за медленного притока воды, так и из-за способности задерживать перемещение радионуклидов. Радиоактивные вещества, пройдя через донные отложения, затем подверглись бы тем же самым процессам разбавления, дисперсии, диффузии и сорбции, которые воздействуют на радиоактивные отходы, удаленные в море. Этот метод удаления, следовательно, обеспечивает дополнительное сдерживание радионуклидов, если сравнивать с захоронениями радиоактивных отходов непосредственно на морском дне.

Захоронение радиоактивных отходов в глубоких океанских отложениях могло бы быть выполнено двумя различными методами: с помощью пенетраторов (устройств для проникновения внутрь отложений) или бурением скважин для мест размещения. Глубина захоронения контейнеров с отходами ниже морского дна может изменяться для каждого из двух методов. В случае использования пенетраторов контейнеры с отходами могли бы помещаться в отложения на глубину около 50 метров. Пенетраторы, весящие несколько тонн, погружались бы в воду, получая достаточный импульс, чтобы внедриться в отложения. Ключевой аспект захоронения радиоактивных отходов в отложения морского дна заключается в том, что отходы изолированы от морского дна толщиной отложений. В 1986 году некоторое доверие этому методу обеспечили эксперименты, предпринятые на глубине воды около 250 метров в Средиземном море.

Эксперименты наглядно показали, что пути входа, созданные пенетраторами, были закрыты и вновь заполнены повторно взрыхленными отложениями примерно той же самой плотности, что и окружающие ненарушенные отложения.

Отходы также возможно помещать под морское дно с помощью бурового оборудования, которое используются на больших глубинах в течение приблизительно 30 лет. По этому методу упакованные отходы можно было бы помещать в скважины, просверленные на глубину 800 метров ниже морского дна, с расположением самого верхнего контейнера на глубине около 300 метров ниже морского дна. [3]

4 Захоронение в зоны подвижек

Зоны подвижек – это области, в которых одна более плотная плита земной коры перемещается ниже по направлению к другой, более легкой, плиты. Надвигание одной литосферной плиты на другую приводит к образованию разлома (желоба), возникающего на некотором расстоянии от морского берега, и вызывает землетрясения, происходящие в зоне наклонного контакта плит земной коры. Край доминирующей плиты сминается и вздымается, формируя цепь гор, параллельную разлому. Глубокие морские отложения соскабливаются с нисходящей плиты и встраиваются в смежные горы. Когда океанская плита опускается в горячую мантию, ее части могут начать плавиться. Так образуется магма, мигрирующая наверх, часть ее достигает поверхности земли в виде лавы, извергающейся из кратеров вулканов. Идея для этого варианта состояла в том, чтобы захоранивать отходы в такой зоне разлома, чтобы потом они были увлекались вглубь земной коры.

Этот метод не разрешен международными соглашениями, так как он является формой захоронения в море. Хотя зоны подвижек плит имеются в ряде мест на поверхности Земли, географически число их очень ограничено. Никакая страна, производящая радиоактивные отходы, не вправе рассматривать вариант захоронения в глубокие морские желоба без поиска международно-приемлемого решения этой проблемы. Впрочем, такой вариант не был нигде реализован, так как он является одной из форм захоронения РАО в море и поэтому не разрешен международными соглашениями. [2,3]

5 Захоронение в ледниковые щиты

При этом варианте захоронения контейнеры с отходами, испускающими тепло, размещались бы в стабильных ледниковых щитах, например, тех, что обнаружены в Гренландии и Антарктиде. Контейнеры расплавили бы окружающий лед и опустились бы глубоко в ледниковый щит, где лед смог бы рекристаллизоваться над отходами, создавая мощный барьер.

Хотя удаление в ледниковые щиты могло бы технически рассматриваться для всех типов радиоактивных отходов, оно было серьезно исследовано только для отходов высокого уровня активности, где выделяемое отходами тепло могло бы с выгодой использоваться для самозахоронения отходов в толще льда благодаря его плавлению.

Вариант удаления в ледниковых щитах нигде не был реализован. Он был отвергнут странами, которые подписали Договор об Антарктиде или привержены идее обеспечения решения по обращению со своими радиоактивными отходами внутри своих национальных границ. Начиная с 1980 года не проводилось никаких серьезных экспертиз этого варианта. [2,3]

6 Удаление в космическое пространство

Этот вариант ставит своей целью удаление радиоактивных отходов с Земли навсегда, выбрасывая их в космос. Очевидно, что отходы при этом должны упаковываться так, чтобы оставаться неповрежденными при сценариях самых немыслимых аварий. Ракета или космический челнок могли бы использоваться для запуска упакованных отходов в космическое пространство. Рассматривалось несколько конечных пунктов назначения отправки отходов, включая направления их в сторону Солнца, сохранение на орбите вокруг Солнца между Землей и Венерой и выбросом отходов вообще за пределы солнечной системы. Это необходимо из-за того, что размещение отходов в космическом пространстве на околоземной орбите чревато возможным их возвращением на Землю.

Высокая стоимость этого варианта означает, что такой метод удаления радиоактивных отходов мог бы быть подходящим для отходов высокого уровня активности или для отработанного топлива (то есть для долгоживущего высокорадиоактивного материала, который относительно мал по своему объему). Переработка отходов могла бы потребоваться, чтобы отделить наиболее радиоактивные материалы для удаления в космическое пространство и, следовательно, уменьшить объем транспортируемого груза. Этот вариант не был реализован, и дальнейшие исследования не проводились из-за высокой стоимости и из-за аспектов безопасности, связанных с возможным риском неудачного запуска.

Наиболее детальные исследования этого варианта были выполнены в Соединенных Штатах NASA в конце 1970-х и начале 1980-х годов. В настоящее время NASA. запускаются в космос только термические радиоизотопные генераторы (ТРГ), содержащие несколько килограмм Pu-238.

Для систематической и масштабной транспортировки отходов в Космос ракеты малопригодны.

Найдены технические решения, позволяющие создать надежные, высокоэффективные, экологически безопасные газодинамические баллистические установки, которые действительно решат проблему устранения высокотоксичных отходов и даже с учетом потребностей перспективы.

Баллистическая технология устранения отходов предполагает объединять несколько установок в пусковой комплекс, комплексы располагать в районах образования или хранения отходов, например, в районах переработки отработанного ядерного топлива. Для создания национальной системы устранения отходов России потребуется 2–3 комплекса, для обслуживания других стран – можно создать международное агентство на базе 4–5 аналогичных комплексов. Эффективность баллистической технологии устранения высокотоксичных отходов, включая продажу транспортных услуг, ориентировочно оценивается 10–12 млрд долларов в год и на весьма значительном интервале времени. Предполагаемые затраты на создание промышленного образца установки 300–400 млн долл. [4]

Заключение

В ХХI век человечество вступило с грузом проблем, оставленных веком предыдущим. В частности, весьма высока и с каждым годом постоянно возрастает радиационная опасность современного мира.

Современные радиационные технологии, явившиеся результатом непрерывного расширения масштабов и сфер использования ядерной энергии, способны существенно изменить экологическую и геохимическую картину мира вследствие массивного поступления в природные среды как известных радионуклидов, так и не существовавших ранее на Земле.

Ведущими причинами радиоактивного загрязнения территорий обширных регионов Земли, оказывающего все возрастающее влияние на здоровье населения и состояние биосферы, являются радиационное воздействие ядерно-топливного цикла в условиях нормальной эксплуатации объектов и аварийных ситуаций, поступление радионуклидов в окружающую среду при производстве ядерного оружия и эксплуатации атомного флота, глобальные выпадения продуктов ядерных взрывов, накопление радиоактивных отходов и ядерного топлива, выделение радона и продуктов его эманации из земной коры в разных географических районах и др.

Более 40 стран мира имеют собственную атомную промышленность, атомные электростанции (АЭС), подвижные, судовые, научно-исследовательские и другие ядерные энергетические установки, что обусловливает возможность формирования очагов массовых санитарных потерь при случайном или преднамеренном разрушении этих объектов. [5]

Очевидно, что и проблема захоронения радиоактивных отходов стоит очень остро. Из средств массовой информации то и дело мы узнаем о скандалах вокруг радиоактивных веществ и отходов от их использования. Для поддержания порядка в этой сфере, по моему мнению, нужна интеграция знаний, сил и средств всех государств нашей планеты. Также необходимо прорабатывать прогрессивные идеи, такие как, исследования космоса, применение нанотехнологий и т.п.

Раздел 1. Введение
Во второй половине 20-го века разко обострились экологические проблемы. К прежним типам загрязнений окружающей среды, получивших экстенсивное развитие, добавилась новая опасность радиоактивного заражения.
В этом реферате я хочу дать ответ на несколько вопросов, касаемых захоронения радиоактивных отходов и радиации в целом.

Чем отличается проблема захоронения радиоактивных отходов от проблемы загрезнения окружающей среды? Почему радиоактиыный вещества так опасны для человека?
На эти и некоторые другие вопросы я попытаюсь ответить в своём реферате. Так-же я расскажу про классификацию радиоактивных отходов, источники их появления. Расскажу о том как сейчас во всём мире обращаются с ними, рассмотрю радиоактивные вещества с точки зрения истории. И конечно-же расскажу о том, что такое Радиоактивные отходы.

Часть первая. Общий обзор
Радиоактивные отходы (РАО) - отходы, содержащие радиоактивные химические элементы и не имеющие практической ценности. Они представляют из себя растворы, газы, материалы, биологические объекты, в которых содержание радионуклидов превышает значения, установленные действующими нормами и правилами. Часто это продукты ядерных процессов, таких как ядерное деление.

- жидкие отходы, если активность их радионуклидов выше 0,05 Бк/г у альфа-частиц и 0,5 Бк/г у бета-частиц.

- твердые отходы, если активность радионуклидов, содержащихся в веществах, выше 1 беккереля на грамм у альфа-частиц и 100 Бк/г у бета-частиц.

- отходы в любом агрегатном состоянии, если сумма отношений удельных активностей радионуклидов к их предельно допустимым значениям превышает 1.

Часть 2.Класс и фткация (РАО)

Радиоактивные отходы принято классифицировать. Таким образом их условно делят на :

- высокоактивные - результат работы ядерных реакторов. Они содержат продукты деления и трансурановые элементы, полученные в ядре реактора. Эти отходы крайне радиоактивны и часто имеют высокую температуру.

Радиоактивные отходы бывают твёрдыми, жидкими и газообразными.

Часть 3 . Вред радиации для человека .
Радиация опасна для человека и способна нанести ему непоправимый вред. Человека, достаточно облцчённого радиацие спасти на данный момент не представляется возможным.
Дело в том, что в организме человека постоянно происходит два процесса. Это гибель и регенерация клеток. Обычно радиоактивные частицы пореждают в молекулах ДНК небольшое колличесво соединений и организм справляется с их востановлением. Напротив, как считают медики, малое радиоактивное облучение способствует активации биологической защиты организма, следственно положительно влияет на нас. Но с большим колличеством радиации нашь организм не справляется и просто на просто погибает.
Особенность высокого радиационного облучения в том, что оно разрушает и трансформирует клетки ДНК и приводит к генетическим мутациям. И деструктивный процесс может запустить даже одначастица радиации.

Из-за того что ДНК повреждено и гены подверглись мутации клетка не способна делиться. Чем больше клеток облучено, тем больше вероятность отказа органов. Тяжелее всего как правило - костному мозгу, лёгким, слизистой желудка, кишечнику, половым органам.
Опасность для человека может представлть даже слаборадиоактивный предмет, к примеру кольцо или игрушка. А полноценные радиоактивные отходы разумеется в сотни раз опаснее таких мелочей.

Опасность радиации ещё в том, что поначалу облучение вообще не возможно заметить, за исключением прямого и очень сильного облучени (человек чувствует металлический привкус во рту). И эта скрытность позволяет радиации легко поразить ни чего не подозревающую жертву. В итоге облучения результатом становятся:

-Острая лучевая болезнь.

-Нарушение работы ЦНС (центральная нервная система).

-Местные лучевые поражения (ожоги).

-Злокачественные образования (раковые опухли).

-Лейкозы (рак мозга и костей).

-Мутации.
В общем природой не предусмотрены органы чувств, способные учуять радиацию и предупредить человека и по этому едиственный способ её обнаружения - дозиметр.

3.1 Захоронение в горных породах.
Наиболее эффективным и безопасным способом на сегодняшний день является способ захоронения радиоактивнныз отходов в Горных породах. Суть этого способа заключается в утилизации РАО на глубине около 300-500 метров в геологических формациях. Дело в том, что радионуклиды не просачиваются сквозь определённые геологические структкры.
При поиске и выборе места захоранения обычно сталкиваются с рядом проблем эконимеского, правового, социально-политического и природного характера. Место захоранения должно быть ограждено специальной зоной. Посторонние объекты могут быть расположены не ближе, чем на расстоянии 3 радиусов зоны от пункта захоронения. На поверхности она называется санитарно - защитой , а под землёй изолированный квартал горных цепей. Помимо всего прочего важно, что-бы место захоронения ядерных отходов располагалось вне зоны активного водообмена.
Выбирая место захоронения очень важно позаботиться об безопасности. Нужно предусматривать степень риска возникновения аварийных ситуаций. При оценке геологических причин риска загрязнения окружающей среды необходимо учитывать свойства породы, в которой планируется захоронение. Учитывать в озможности землетрясения, структкрную среду и многие другие факторы. Все геологические условия должны рассматриваться индивидуально.

3.2 Захоронения в море.
Суть данного метода заключается в сбрасывании загреметезированых отходов в море. Контейнер с радиоактивными отходам достигает дна. Через определённое время он не выдерживает высокого давления и всё содержимое выходит наружу и растворяется в морской воде. Безусловно высокорадиоактивные отходы ни кто таким образом не утилизирует, такой метод предусмотрен для мало и среднеактивных отходов. Для этого метода утилизации используются правила, установленные международным соглашением. По мимо всего прочего это метод легко реализуемый, с финансовой точки зрения в том числе.
Многие страны не приветствуют и не ипользуют этот метод, но некоторые по той или инной причине им пользуются. Причастны к этому такие страны как:

Бельгия, Япония, США, Швеция, Корея и Нидерланды.
3.3 Захоронение под морским дном.
В данном варианте контейнеры с радиоактивными отходам захоранивают на соответствующей глубине, в соответствующей геологической среде. Таким образом могут утилизироват отходы малой, средне и высокой активности. Существует два варианта данного типа захоронения:

- Хранилище под морским дном. Доступ к подобному хранилищу может осуществлятся с суши, небольших необитаемых островков или спец. сооружений .

- Захоронение в глубоководных отложениях. Этот метод запрещён во всём мире международным соглашением.
Этот метод впервые был рассмотрен в Швеции и Великобритании. Концепция проектировки продумывалась таким образом что-бы отходы в дальнейшем имелось возможным вернуть из хранилища обратно. И по итогу обращение с отходами подобных хранилишь является наиболее лёгким чем другие формы захоронения в море.
В 1980-х годах была изучена возможность удаления высокоактивных отходов в глубоких отложениях, и Организацией экономического сотрудничества и развития был опубликован официальный отчет. Для реализации этой концепции планировалось упаковать радиоактивные отходы в антикоррозийные контейнеры или стекло. Это связано с медленным потоком воды и способностью замедлять движение радионуклидов. Радиоактивный материал, проходящий через осадок, подвергается тем же процессам разбавления, рассеивания, диффузии и сорбции, которые влияют на радиоактивные отходы, сбрасываемые в море. Следовательно, этот способ захоронения может дополнительно содержать радионуклиды по сравнению с захоронением радиоактивных отходов непосредственно на морском дне.
Утилизация радиоактивных отходов в глубоководных отложениях может осуществляться двумя способами: с помощью пенетраторов (устройств для проникновения в осадок) и бурения скважин на местах. Глубина утилизации контейнеров с отходами ниже морского дна различается для каждого из двух методов. Если используется пенетратор, контейнер для отходов можно поместить в осадок на глубину около 50 метров. Пенетратор весом несколько тонн погружается в воду и получает достаточный импульс для проникновения в осадок. Важным аспектом захоронения радиоактивных отходов на морском дне является то, что отходы отделяются от морского дна толщиной отложений. В 1986 году определенная уверенность в этом методе была обеспечена экспериментами, проведенными на глубине около 250 метров в Средиземном море.
Эксперименты ясно показали, что траектория захода на посадку, созданная пенетратором, закрыта и заполнена разрыхленным осадком примерно той же плотности, что и окружающий невозмущенный осадок. Отходы также могут быть размещены на морском дне с использованием буровых установок, которые использовались на больших глубинах в течение 30 лет. Используя этот метод, упакованные отходы могут быть размещены в скважинах, где самый верхний контейнер расположен примерно на 300 метров ниже уровня моря и пробурен до глубины 800 метров ниже уровня моря.
3.4 Захоронение в зоне подвижек.
Зона подвижек - это область, где одна плотная плита коры опускается в сторону другой более легкой плиты.
Этот метод является видом захоронения в море и не разрешен международными соглашениями. Зоны движения плит расположены в нескольких местах на поверхности Земли, но географически их количество очень ограничено. Страны, производящие радиоактивные отходы, не имеют права рассматривать возможность захоронения в глубоководных траншеях без поиска международно приемлемого решения этой проблемы. Однако такой вариант никогда нигде не применялся, поскольку он является формой захоронения радиоактивных отходов в море и не разрешен в международных соглашениях.

3.5 Захоронение в ледниковые щиты.

При таком способе утилизации контейнеры, содержащие отходы, выделяющие тепло, хранятся на стабильных ледяных покровах, например в Гренландии и Антарктике. Когда тает лёд контейнер погружается глубоко в ледяной покров. Там лед кристаллизуется на отходах, создавая прочный барьер.
Технически, все виды радиоактивных отходов могут рассматриваться для удаления на ледяной щит, но только высокоактивные отходы были серьезно изучены, и их тепло генерируется Позволяет встраивать отходы в лед.
Возможность удаления ледяного покрова нигде не реализована. Отклонено странами, которые подписали Договор об Антарктике или которые пообещали предоставить решение по обращению с радиоактивными отходами в пределах своих границ. С 1980 года серьезного рассмотрения этого варианта не уделялось.

3.6 Удаление в космическое пространство.

Данный метод предназначен для окончательного удаления радиоактивых отходов в космос. Отходы должны быть очень прочно упакованы, для того что-бы при аварии не произошла их утечка. Для запуска отходов в космос должны использоваться ракеты и челоноки. Конечные пункты должны быть назначены прямиком на солнце или за пределы солнечной системы. Очень важно позаботиться о том, что-бы отходы улетели достаточно далеко от земли, по скольку в противном случае существует вероятность их возвращения на землю.
Этот метод самый дорогостоющий из всех существующих методов и подразумевает под собой удаление крайне опасных высокоактивных веществ, с очень длительным прериодом распада. Как раз из-за крайне высокой стоимости и по мимо этого риска сбоя за которым может последовать катастрофа метод ещё не был реализован.
Наиболее подробное исследование этого варианта было проведено в США НАСА в конце 1970-х и начале 1980-х годов. Только космический радиоизотопный генератор (TWG), содержащий несколько килограммов Pu-238, будет запущен в космос.
Для систематической и масштабной транспортировки отходов в Космос ракеты малопригодны.
Существует техническое решение, которое позволит создать надежное, эффективное и экологически чистое газодинамическое баллистическое оборудование, которое действительно решает проблему устранения высокотоксичных отходов и с учетом будущих потребностей.
Баллистическая технология удаления отходов включает в себя объединение нескольких объектов в пусковой комплекс и размещение комплекса в зоне образования или хранения отходов, например, в зоне переработки отработавшего ядерного топлива. Эффективность баллистических технологий для устранения высокотоксичных отходов, включая продажу транспортных услуг, оценивается в 10-12 млрдов долларов США. Ориентировочная стоимость создания фабрики промышленного образца составляет 300-400 миллионов долларов.

Выводы.
В 21 век человечество вступило со многими проблемами, связаными в частности с радиоактивными отходами. Радиационная опасность в современном мире растёт с каждым годом.
Современные радиологические технологии, вощникающие в результате использования ядерной энергии и постоянного расширения ее использования, втяули в окружающий мир массу как известных, так и ранее не знемных радионуклидов. Всё это може значительно изменить экологический и геохимический вид земли.
Основные источники радиоактивного загрязнения в обширных районах Земли , в том числе радиационные эффекты ядерного топливного цикла при нормальной работе установок и в чрезвычайных ситуациях, а также при производстве ядерного оружия постоянно влияют на здоровье населения и состояние биосферы.
Более 40 стран мира имеют сво ю собственн ую атомную промышленность : атомные электростанции (АЭС), мобильные, морские, исследовательские и другие атомные электростанции, где большое количество этих объектов случайно или намеренно разрушено.
Большинство ученых, изучающих эту проблему, знают о наиболее рациональном потенциале захоронения радиоактивных отходов в геологической среде. Этот метод захоронения РАО является лучшим для России. Из-за сложной экономической ситуации в нашей стране использование альтернативных дорогостоящих методов утилизации в промышленных масштабах не было разрешено.
Таким образом, наиболее важной задачей геологических исследований, вероятно, будет изучение оптимальных геологических условий для безопасного захоронения радиоактивных отходов в районе конкретной компании атомной промышленности. Самый быстрый способ решить эту проблему - использовать скважину. Строительство не требует больших капитальных затрат и может начать захоронение ВАО на относительно небольших геологических блоках благоприятной породы.

Список литературы.
-Кедровский О.Л., Шишиц Ю.И., Леонов Е.А., и др. Основные направления решения проблемы надежной изоляции радиоактивных отходов в СССР. 1988г .

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение …..…….……………………………………………………….…. 3
1. Радиоактивные и токсичные отходы. Классификация и источники появления. 4
1.1 Радиоактивные отходы: определение, классификация и источники их появления. 4
1.2 Токсичные отходы: определение, классификация и источники их появления……………………………………. 6
2. Обращение, хранения, захоронение и переработка отходов………….. 7
2.1 Обращение, переработка и захоронение радиоактивных отходов. 7
2.2 Обращение, переработка и захоронение токсичных отходов. 10
Заключение …………………………………………………………………. … 12
Список использованной литературы …………………………………………. 13

Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

Читайте также: