Радиоактивные отходы и их захоронение. Современное состояние проблемы

• Захоронение главным образом состоит в том, что РАО помещаются в установку для захоронения при соответствующем обеспечении безопасности без намерения их изъятия и без обеспечения долгосрочного наблюдения за хранилищем и технического обслуживания. Безопасность в основном достигается посредством концентрации и удержания, что предусматривает изоляцию надлежащим образом концентрированных РАО в установке захоронения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Обращение со среднеактивными РАО

 

Обычно в ядерной индустрии  среднеактивные РАО подвергаются ионному  обмену или другим методам, целью  которых является концентрация радиоактивности  в малом объеме. После обработки  уже гораздо менее радиоактивное  тело полностью обезвреживают. Существует возможность использовать гидроксид  железа в качестве флокулянта для  удаления радиоактивных металлов из водных растворов. После абсорбции  радиоизотопов гидроксидом железа полученный осадок помещают в металлический  барабан, где он перемешивается с  цементом, образуя твердую смесь. Для большей стабильности и долговечности  бетон изготавливают из зольной  пыли или пенного шлака и портландцемента (в отличие от обычного бетона, который  состоит из портландцемента, гравия и песка).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Обращение с высокоактивными РАО

 

Для временного хранения высокоактивных РАО предназначены резервуары для  хранения отработанного ядерного топлива  и хранилища с сухотарными  бочками, позволяющие распасться короткоживущим изотопам перед дальнейшей переработкой.

Долговременное  хранение РАО требует консервации  отходов в форме, которая не будет  вступать в реакции и разрушаться  на протяжении долгого времени. Одним  из способов достижения подобного состояния  витрификация (или остеклование). В настоящее время в Селлафилде (Великобритания) высокоактивные РАО (очищенные продукты первой стадии пурекс-процесса) смешивают с сахаром и затем кальцинируют. Кальцинирование подразумевает прохождение отходов через нагретую вращающуюся трубу и ставит целью испарение воды и деазотирование продуктов деления, чтобы повысить стабильность получаемой стекловидной массы.

В полученное вещество, находящееся  в индукционной печи, постоянно добавляют измельченное стекло. В результате получается новая субстанция, в которой при затвердении отходы связываются со стеклянной матрицей. Это вещество в расплавленном состоянии вливается в цилиндры из легированной стали. Охлаждаясь, жидкость затвердевает, превращаясь в стекло, которое является крайне устойчивым к воздействию воды. По данным международного технологического общества, потребуется около миллиона лет, чтобы 10 % такого стекла растворилось в воде.

После заполнения цилиндр  заваривают, затем моют. После обследования на предмет внешнего загрязнения  стальные цилиндры отправляют в подземные  хранилища. Такое состояние отходов  остаётся неизменным в течение многих тысяч лет.

Стекло внутри цилиндра имеет  гладкую чёрную поверхность. В Великобритании вся работа проделывается с использованием камер для работы с высокоактивными  веществами. Сахар добавляется для  предотвращения образования летучего вещества RuO₄, содержащего радиоактивный рутений. На Западе к отходам добавляют боросиликатное стекло, идентичное по составу пирексу; в странах бывшего СССР обычно применяют фосфатное стекло. Количество продуктов деления в стекле должно быть ограничено, так как некоторые элементы (палладий, металлы платиновой группы и теллур) стремятся образовать металлические фазы отдельно от стекла. Один из заводов по витрификации находится в Германии, там перерабатываются отходы деятельности небольшой демонстрационной перерабатывающей фабрики, прекратившей своё существование.

В 1997 году в 20 странах, обладающих большей частью мирового ядерного потенциала, запасы отработанного топлива в  хранилищах внутри реакторов составляли 148 тыс. тонн, 59 % из которых были утилизированы. Во внешних хранилищах находилось 78 тыс. тонн отходов, из которых утилизировано 44 %. С учетом темпов утилизации (около 12 тыс. тонн ежегодно), до окончательного устранения отходов ещё достаточно далеко.

В 1989 и 1992 годах Франция ввела в строй коммерческие заводы по витрификации высокоактивных РАО, оставшихся от переработки оксидного топлива, несмотря на наличие аналогичных заводов во многих других странах, особенно в Великобритании и Бельгии. Пропускная способность западноевропейских заводов составляет порядка 1000 тонн в год, некоторые из них работают уже 18 лет.

 

 

 

 

 

7 Геологическое захоронение

 

Поиски подходящих мест для  глубокого окончательного захоронения  отходов в настоящее время  ведутся в нескольких странах; ожидается, что первые подобные хранилища вступят  в эксплуатацию после 2010 года. Международная  исследовательская лаборатория  в швейцарском Гримзеле занимается вопросами, посвящёнными захоронению РАО. Швеция говорит о своих планах по прямому захоронению использованного топлива с использованием технологии KBS-3, после того, как шведский парламент счёл её достаточно безопасной. В Германии в настоящее время ведутся дискуссии о поисках места для постоянного хранения РАО, активные протесты заявляют жители деревни Горлебен региона Вендланд. Это место вплоть до 1990 года казалось идеальным для захоронения РАО благодаря своей близости к границам бывшей Германской демократической республики. Сейчас РАО находятся в Горлебене на временном хранении, решение о месте их окончательного захоронения пока не принято. Власти США выбрали местом захоронения Юкка-Маунтин, штат Невада, однако данный проект встретил сильное противодействие и стал темой жарких дискуссий. Существует проект создания международного хранилища высокоактивных РАО, в качестве возможных мест захоронения предлагаются Австралия и Россия. Однако власти Австралии выступают против подобного предложения.

Существуют проекты захоронения  РАО в океанах, среди которых — захоронение под абиссальной зоной морского дна, захоронение в зоне субдукции, в результате чего отходы будут медленно опускаться к земной мантии, а также захоронение под природным или искусственным островом. Данные проекты имеют очевидные достоинства и позволят решить на международном уровне неприятную проблему захоронения РАО, но, несмотря на это, в настоящее время они заморожены из-за запрещающих положений морского права. Другая причина состоит в том, что в Европе и Северной Америке всерьёз опасаются утечки из подобного хранилища, что приведет к экологической катастрофе. Реальная возможность подобной опасности не доказана; тем не менее, запреты были усилены после сброса РАО с кораблей. Однако, в будущем о создании океанских хранилищ РАО всерьёз способны задуматься страны, которые не смогут найти других решений данной проблемы.

В 1990-х годах было разработано  и запатентовано несколько вариантов  конвейерного захоронения в недра  радиоактивных отходов. Технология предполагалась следующая: пробуривается  стартовая скважина большого диаметра глубиной до 1 км, внутрь опускается капсула, загруженная концентратом радиоактивных отходов весом до 10 т, капсула должна саморазогреваться и в форме «огненного шара» проплавлять земную породу. После заглубления первого «огненного шара» в ту же скважину должна опускаться вторая капсула, затем третья и т. д., создавая некий конвейер.

Более реальным выглядит проект под названием «Remix & Return» (Перемешивание и возврат), суть которого состоит в том, что высокоактивные РАО, смешанные с отходами из урановых рудников и обогатительных фабрик до первоначального уровня радиоактивности урановой руды, будут затем помещены в пустые урановые рудники. Достоинства данного проекта: исчезновение проблемы высокоактивных РАО, возврат вещества на место, предназначенное ему природой, обеспечение работой горняков, и обеспечение цикла удаления и обезвреживания для всех радиоактивных материалов.

 

 

 

 

 

8 Повторное использование и удаление РАО в космос

 

Ещё одним применением  изотопам, содержащимся в РАО, является их повторное использование. Уже  сейчас цезий-137, стронций-90, технеций-99 и некоторые другие изотопы используются для облучения пищевых продуктов и обеспечивают работу радиоизотопных термоэлектрических генераторов.

Отправка РАО в космос является заманчивой идеей, поскольку  РАО навсегда удаляются из окружающей среды. Однако у подобных проектов есть значительные недостатки, один из самых  важных — возможность аварии ракеты-носителя. Кроме того, значительное число запусков и большая их стоимость делает это предложение непрактичным. Дело также усложняется тем, что до сих пор не достигнуты международные соглашения по поводу данной проблемы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В художественной литературе и фильмах РАО обычно рассматриваются в качестве источника сверхвозможностей для человека или вызывают мутации, проявляющиеся сразу же после облучения или через несколько дней.

Пример подобного  сценария — снятый в 1981 году фильм «Современные проблемы», в котором актёр Чеви Чейз сыграл ревнивого, доведенного до ручки авиадиспетчера Макса Фидлера. Макс, которого оставила любимая девушка, попадает в контакт с радиоактивными отходами и обретает способности к телекинезу, при помощи которого не только возвращает любимую, но и совершает маленькую месть.

Также приобретение сверхспособностей в результате контакта с РАО часто обыгрывается в западных мультфильмах. Например, в эпизоде «Family Guy Viewer Mail №1» мультсериала «Гриффины».

Реально же воздействие  радиоактивных отходов описывается  воздействием ионизирующего излучения  на вещество и зависит от их состава (какие радиоактивные элементы входят в состав). Радиоактивные отходы не приобретают никаких новых  свойств, не становятся опаснее от того, что они - отходы. Их большая опасность  обсуловлена только тем, что часто  их состав очень разнообразен (как  качественно, так и количественно) и иногда неизвестен, что усложняет  оценку степени их опасности, в частности, доз, получаемых в результате аварии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

Печатные издания:

1 Федеральный закон от 21 ноября 1995 г. N 170-ФЗ "Об использовании атомной энергии"

2  Г. Г. Онищенко; Роспотребнадзор СП 2.6.1.1292-2003 Гигиенические требования по ограничению облучения населения за счёт природных источников ионизирующего излучения. Санитарные правила. Эко-Технология+ (18 апреля 2003)

3 Василенко О. И., Ишханов Б. С., Капитонов И. М., Селиверстова Ж. М., Шумаков А. В.6.3. Внешнее облучение от радионуклидов земного происхождения //  Издательство Московского университета, 1996.

Интернет ресурсы:

1 Интернет-энциклопедия Википедия (http://ru.wikipedia.org)

2 Информационно-правовой портал Гарант (http://base.garant.ru)