Bashnedra.ru

Правовая помощь онлайн
17 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Захоранене ядерных отходов как происходит

Места захоронения радиоактивных отходов в России

Развитие технологий и науки позволяет жителям современного мира пользоваться любыми благами цивилизации. Впоследствии из-за быстрого прогресса ежегодно образуются миллионы тонн различных отходов.

Наиболее опасными и вредными являются радиоактивные отходы (РАО). Они возникают в процессе использования атомной энергии и несут гибель всем живым организмам на планете. В связи с этим захоронение радиоактивных отходов необходимо производить по всем правилам.

  1. Радиоактивность как свойство химических элементов
  2. Виды ядерного излучения
  3. Способы утилизации отходов
  4. Обработка ядерного мусора
  5. Места захоронения отходов
  6. Могильники РАО в России

Радиоактивность как свойство химических элементов

О свойстве радиоактивности впервые заговорили в XIX веке, когда изучением этого явления занимались Пьер и Мария Кюри, а также Антуан Анри Беккерель. Было выявлено, что радиоактивным излучением обладают уран, торий, радий и полоний.

После детального изучения химических элементов выяснили, что каждый из них имеет больший или меньший индекс радиоактивности. По мере развития науки учёные стали использовать энергию, выделяемую при распаде атома, в различных целях.

Это поспособствовало изобретению прибора для измерения уровня радиации. Несмотря на многолетний опыт использования ядерной энергии в медицине, науке и промышленности, вопрос об утилизации радиоактивного мусора стал остро обсуждаться лишь в последние годы.

Виды ядерного излучения

Во время работы с энергией атома образуется масса израсходованного материала, который больше не подлежит применению в какой-либо области. Тем не менее отходы продолжают излучать радиацию, что требует особых мер по их утилизации.

Единственным материалом, который можно переработать и использовать повторно, является ядерное топливо. Радиоактивный мусор может существовать во всех агрегатных состояниях и иметь различное происхождение. Некоторые из них возникают при добыче нефти и газа, другие — во время медицинских исследований.

В связи с этим выделяют несколько категорий радиоактивности:

  • низкоактивные;
  • среднеактивные;
  • высокоактивные;
  • трансурановые.

Способы утилизации отходов

Многие годы утилизация радиоактивных остатков производства не считалась важным вопросом. Их просто сбрасывали в окружающую среду. Однако позже выявили, что радиоактивные изотопы могут оседать и накапливаться в воздухе и почве.

Это явление приняли на рассмотрение, так как стало возможным отравление радиацией большого количества людей через продукты сельского хозяйства, выращенные на заражённых землях. В наши дни существует масса вариантов утилизации мусора, при которых вред для человека снижен до минимально возможных показателей:

  1. Остеклование (витрификация). Способ преобразования радиоактивных отходов в инертную массу, которую запечатывают в контейнеры и хранят в отдельных помещениях.
  2. Синрок. Разработанный австралийскими учёными метод нейтрализации излучения путём обработки специальным химическим соединением.
  3. Трансмутация. Снижение активности ядерного утиля в особых реакторах, во время которого выделяются остатки энергии. Их можно использовать повторно, поэтому такой метод является многозадачным.
  4. Компактирование — метод сдавливания мусора под прессом. Не подходит для легковоспламеняющихся материалов.
  5. Суперкомпактирование — уплотнение спрессованных РАО для сокращения их количества.
  6. Цементирование — заливка радиоактивного утиля цементной смесью. Этот способ считается самым простым и дешёвым.
  7. Битумирование — добавление жидких РАО в состав битума.
  8. Выброс отходов в космос. Хотя, на первый взгляд, такой способ несёт меньше всего опасности для планеты, заражённое космическое пространство рано или поздно начнёт негативно воздействовать на земную атмосферу, что приведёт к катастрофе.

Обработка ядерного мусора

Прежде чем вывозить отработанные материалы на завод по их утилизации и переработке, предприятие, на котором они были произведены, должно их отсортировать и поместить на временное хранение. Только после тщательной упаковки в соответствии с нормами перевозки радиоактивного мусора его увозят на завод.

Завод выбирают в зависимости от вида материалов и обращения с ними. Так, высокоактивные РАО в 95% случаев подвергаются переработке, а в оставшихся 5% их контейнируют и запечатывают в скалах и скважинах. Отходы средней и низкой активности обрабатывают различными способами, которые зависят от их агрегатного состояния:

  1. Газообразные РАО адсорбируют при помощи химических соединений, улавливающих радиацию.
  2. Жидкие (в соответствии с концентрацией соли) — битумируют, остекловывают, контейнируют и цементируют.
  3. Жидкие отходы органического происхождения сжигают в печах, адсорбируют и обрабатывают термохимическими составами.
  4. Твёрдые РАО подвергаются кислотному разложению, плазменному сжиганию, спрессовыванию, плавлению или контейнированию.
  5. Одежду, бытовой мусор, бумагу, металл, которые находились под радиационным воздействием, сжигают в печах, а оставшийся пепел цементируют.

Места захоронения отходов

Цель любого вида переработки — уменьшение объёма отходов путём приведения их в твёрдое состояние. После этого их упаковывают и перевозят для захоронения в специальных могильниках, которые находятся в различных местах:

  1. Глубоководное захоронение ядерных отходов проводят на морской глубине более 1000 м.
  2. Океанические осуществляются путём расположения контейнеров в осадочных породах океанического дна на глубине несколько тысяч метров.
  3. Геологическому захоронению подвергают высокоактивные РАО или отходы с долгим сроком распада. Их размещают в сооружениях, образованных в горной породе, которые располагаются на глубине в сотни метров. Во избежание заражения радиацией пригодных для жизни земель, в последнее время «мусор» было решено закапывать в урановые рудники, тем самым превращая их в радиоактивные могильники.
  4. Приповерхностное захоронение производят в неглубоких шахтах и инженерных сооружениях на поверхности земли.

Могильники РАО в России

В России ядерные отходы перерабатывают на заводах, оснащённых всей необходимой техникой и оборудованием. Из 5 миллионов тонн РАО, ежегодно производимых на территории страны, обработке и захоронению подвергают 3 миллиона тонн. К 2025 году планируется утилизировать более 89% отходов способами, которые минимально вредят человеку и окружающей среде.

Места захоронения радиоактивных отходов в России были образованы ещё в советские времена, когда активно разрабатывалось оружие в военных целях. Самыми известными могильниками радиоактивных отходов считаются озеро Карачай, река Теча и город Озёрск. В нём на заводе «Маяк» разрабатывалось оружие на основе плутония.

Несмотря на то что российское законодательство регламентирует нормы утилизации радиоактивных отходов, эта область является крайне спорной. В России нет большого количества кладбищ радиоактивных отходов, а их наполняемость не так велика. Кроме того, контролировать нормативность утилизации очень сложно, в связи с тем, что нет общей системы управления этим процессом.

Правильная утилизация радиоактивного мусора поможет не только поддержать здоровье человека, но и сохранить хрупкий природный баланс Земли. В связи с этим его уничтожение представляет собой один из наиболее важных вопросов на сегодняшний день.

Радиоактивные отходы

В результате работы любого ядерного реактора накапливаются радиоактивные отходы. Определенное количество таких отходов можно без проблем переработать и использовать повторно. Однако, остается еще некоторое количество отходов, которые нужно хранить в особых хранилищах, для предотвращения нанесения вреда человеку и окружающей среде. Примечательно, что при этом ядерная энергия является одной из самых экологически чистых, поскольку АЭС не дают ядовитым газам попасть в атмосферу, они расходуют небольшое количество топлива, размещаются на компактных территориях и при условии грамотного использования совершенно безопасны.

Виды радиоактивных отходов

Существует несколько классификаций радиоактивных отходов по различным параметрам. Так по состоянию выделяют:

  • твердые радиоактивные отходы. К твердым отходам относят стеклянную посуду, используемую в больницах и специальных исследовательских лабораториях
  • газообразные отходы. К этой категории причисляют вещества, которые выделяются из вентиляционных систем предприятий, осуществляющих обработку радиоактивного сырья
  • жидкие радиоактивные отходы формируются в результате переработки ранее использованного топлива. Эти соединения являются наиболее вредными, поскольку имеют высокую активность.

По удельной активности отходы бывают:

  • высокоактивные
  • средней активности
  • низко активные
  • очень низкой активности.

По периоду полураспада радионуклидов:

  • долгоживущие
  • короткоживущие.

Также отходы могут содержать или не содержать в своем составе элементы ядерного типа.
Есть и такие типы радиоактивных отходов, которые имеют в своем составе совсем низкую концентрацию радионуклидов. Они мало опасны для человечества. Подобные соединения относят к освобожденной категории. Ежегодный уровень облучения от них не превышает показателей 10 мк3в.

Общая характеристика

Радиоактивные отходы формируются из различных источников, отличаются разнообразной формой и свойствами. Из самых важных характеристик радиоактивного мусора можно назвать концентрацию. Этот показатель демонстрирует размер удельной активности, то есть ту активность, которая приходится на одну единицу массы. Самой распространенной единицей измерения является Ки/Т. Таким образом, с увеличением данной характеристики, становятся более опасными последствия от таких отходов.
Еще одной важной характеристикой является период полураспада. Она показывает длительность распада половины атомов в радиоактивном элементе. Отметим, что чем меньше этот период, тем больше энергии выделяют отходы, соответственно нанося больший вред. Однако, само вещество быстрее теряет свои свойства.
Все радиоактивные вещества делят на классы не только с целью определения уровня опасности, но и с целью разработки правил поведения с ними:

  • нужно гарантировать защиту специалиста, работающего с такими отходами
  • нужно повышать уровень защиты окружающей среды от опасных соединений
  • необходим контроль процесса обезвреживания отходов
  • нужно прописывать уровень облучения на каждом могильнике, основываясь на документах
  • необходим контроль накопления и использования радиоактивных элементов
  • при возникновении опасности необходимо предотвращать аварии
  • при возникновении чрезвычайной ситуации нужно ликвидировать все последствия.

Опасность радиоактивных отходов

Мусор, который в своем составе содержит радиоактивные элементы, опасен как для окружающей среды, так и для здоровья человека. Он увеличивает радиоактивный фон среды. Вместе с водой и продуктами питания радиоактивные отходы попадают в организм, что становится причиной мутаций, отравлений и летального исхода.
Чтобы не допустить такого поворота событий, все предприятия, пользующиеся радиоактивными элементами, обязаны использовать системы фильтрации, осуществлять контроль деятельности производства, проводить обеззараживание и утилизацию отходов. Такие действия помогут предотвратить экологическую катастрофу.
Уровень опасности отходов зависит от ряда факторов:

  • число отходов в атмосфере
  • мощность радиации
  • площадь зараженной местности
  • количество людей, которые проживают на данной территории.

Так как данные соединения имеют смертельную опасность, то при возникновении аварии необходимо в кратчайшие сроки ликвидировать катастрофу и эвакуировать население с территории. Немаловажным является и предотвращение перемещения отходов на другие территории.

Хранение радиоактивных отходов

Обезвреживание радиоактивных отходов подразумевает сбор вредных элементов и их дальнейшую передачу в места переработки или захоронения. Это является временной мерой, позволяющей сконцентрировать отходы в одном месте, доставив их потом в другое. Захоронение радиоактивных отходов подразумевает постоянное их размещение в особых могильниках, где они не будут вредить природе и людям.
В ряде случаев компании, которые работают с подобными веществами, осуществляют их хранение на своей территории, пока не произойдет полная дезактивация. Этот вариант возможен только в том случае, если период полураспада веществ составляет не более нескольких десятилетий. Во всех остальных вариантах стоит использовать могильники.
На такие могильники привозят соединения, представляющие угрозу для окружающей среды не более пятисот лет. Этот факт можно объяснить тем, что сохраняемые вещества должны превратиться в безопасные раньше, чем разрушится место их хранения. Резервуары, в которых будет происходить хранение материала, должны соответствовать определенным требованиям. А именно:

  • этот способ хранения подходит для твердых веществ или материалов, отвердевших вследствие переработки
  • необходимо соблюдать герметичность резервуара. Нужно минимизировать вероятность выхода даже незначительного количества материала из резервуара
  • емкость не должна терять первоначальных характеристик в широком диапазоне характеристик от -50 до +70 градусов. В процессе слива веществ, которые обладают высокой температурой, резервуар должен переносить нагрев до ста тридцати градусов
  • обязательное условие – это высокий уровень прочности. Емкость должна оставаться невредимой при действии на него разного рода физических сил, например, землетрясения.

Во время хранения отходов необходимо убедиться в обеспечении их изоляции и облегчении последующих мероприятий, проводимых на дальнейших этапах захоронения или переработки. Ответственные за хранение лица, должны пристально следить за контейнерами и за состоянием окружающей среды.

Утилизация радиоактивных отходов

На сегодняшний день используется несколько методов утилизации радиоактивных отходов. Выбор метода зависит от утилизируемого химического соединения и его активности. В зависимости от ряда параметров, может быть использован один из следующих методов:

  • остекловывание. Утилизация радиоактивного мусора осуществляется при помощи боросиликатного стекла. Оно характеризуется стабильной формой, вследствие чего радиоактивные элементы в этом соединении будут без вреда для природы и людей храниться на протяжении нескольких тысяч лет
  • сжигание. Такой вариант утилизации применим для незначительного снижения объема излучающих материалов. Так как, в процессе сжигания происходит загрязнение воздуха, то применять данный метод разрешено только для ликвидации зараженной макулатуры, дерева, одежды или резины. Особые печи предотвращают чрезмерный выброс опасных материалов в атмосферу
  • уплотнение. Этот метод применим для утилизации больших предметов. При помощи прессования можно уплотнить материал, сделав меньшими его габариты
  • цементирование. Реализация этого метода происходит путем помещения отходов в особый контейнер, который заливают большим количеством цемента. Раствор для заливки создается с подбором специальных химических соединений.

Невзирая на активное применение перечисленных методов, они не могут решить проблему полной ликвидации радиоактивного мусора. Опасные материалы все равно влияют на окружающую среду. Поэтому работы по поиску альтернативных способов утилизации не прекращаются.
Переработка радиоактивных отходов по писанным выше методам подходит для большинства видов радиоактивных соединений. При выборе определенного метода стоит принимать во внимание уровень активности радиоактивного мусора. Следовательно:

  • низкоактивные отходы утилизировать проще всего. Их опасность пропадает спустя несколько лет. Хранить их можно в специальных герметичных контейнерах. По окончанию опасного периода, они перерабатываются обычным способом
  • среднеактивные отходы утилизируются в несколько раз дольше. Их хранят в особых бочках, которые созданы из нескольких сплавов. Заполненные бочки заливают несколькими слоями цемента и битума
  • высокоактивные отходы – самые опасные. В них угроза сохраняется столетиями. По этой причине до начала утилизации подобного мусора (чаще всего это топливо с АЭС) на заводах осуществляется их рециклинг. Благодаря такой процедуре появляется возможность второй раз использовать почти весь объем топлива. Небольшой остаток заливают стеклом и оставляют на хранение в глубокие колодцы, расположенные в скальных породах.

Последняя группа отходов в ряде случаев способна сохранять свою опасность на протяжении тысячелетий. И несмотря на то, что число емкостей с ними сравнительно невелико, в дальнейшем он грозят серьезной опасностью для всего человечества. Так как все действующие сегодня методы не дают возможности на 100% избавиться от опасных материалов, поиски новых методов утилизации радиоактивного мусора не прекращаются.

Атомный могильник: как хранят радиоактивные отходы.

По‑настоящему пугающих отходов атомная энергетика производит немного. Самые активные и опасные радионуклиды содержит отработавшее ядерное топливо (ОЯТ): тепловыделяющие элементы и сборки, в которые они помещаются, излучают даже сильнее свежего ядерного топлива и продолжают выделять тепло. Это не отходы, а ценный ресурс, в нем содержится немало урана-235 и 238, плутоний и ряд других изотопов, полезных для медицины и науки. Все это составляет более 95% ОЯТ и с успехом извлекается на специализированных предприятиях — в России это прежде всего знаменитое ПО «Маяк» в Челябинской области, где сейчас внедряется третье поколение технологий переработки, позволяющее вернуть в работу 97% ОЯТ. Уже скоро производство, эксплуатация и переработка ядерного топлива замкнутся в единый цикл, не выдающий практически никаких опасных веществ.

Холодно: переработка.

Самые большие экологические ошибки, связанные с атомной промышленностью, были сделаны в первые годы существования отрасли. Еще не представляя всех последствий, сверхдержавы середины ХХ века спешили опередить конкурентов, полнее овладеть силой атома и обращению с отходами не уделяли особого внимания. Однако результаты такой политики стали очевидны довольно скоро, и уже в 1957 году в СССР приняли постановление «О мероприятиях по обеспечению безопасности при работах с радиоактивными веществами», а год спустя открылись первые предприятия по их переработке и хранению.

Читать еще:  Все тонкости отключения коммунальных услуг за неуплату

Часть из предприятий действует до сих пор, уже в структурах Росатома, и одно сохраняет свое старое «серийное» название — «Радон». Впрочем, к их услугам прибегают не только атомщики: радиоактивные вещества применяются для самых разных задач, от лечения рака и биохимических исследований до производства радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГов). И все они, отработав свое, превращаются в отходы.

Для перевозки и хранения РАО используются специальные контейнеры: в зависимости от активности и вида излучения они могут быть железобетонные, стальные, свинцовые или даже из обогащенного бором полиэтилена. Обработку и упаковку стараются производить на месте с помощью мобильных комплексов, чтобы снизить трудности и риски транспортировки, частично с помощью роботизированной техники. Маршруты перевозки заранее продумывают и согласовывают. Каждый контейнер имеет собственный идентификатор, и судьба их прослеживается до самого конца.

Теплее: хранение.

РИТЭГи, о которых мы вспоминали выше, сегодня на Земле почти не применяются. Некогда они обеспечивали питанием автоматические пункты мониторинга и навигации в далеких и труднодоступных точках. Однако многочисленные инциденты с утечками радиоактивных изотопов в окружающую среду и банальным воровством цветмета заставили отказаться от их использования где-либо помимо космических аппаратов. В СССР успели произвести и собрать больше тысячи РИТЭГов, которые демонтированы и продолжают утилизироваться.

Еще большую проблему представляет наследие холодной войны: за десятилетия одних только атомных подлодок было построено почти 270, а сегодня в строю остается менее полусотни, остальные утилизированы или ожидают этой сложной и дорогой процедуры. При этом выгружают отработавшее топливо, а реакторный отсек и два соседних вырезают. С них демонтируют оборудование, дополнительно герметизируют и оставляют храниться на плаву. Так делалось годами, и к началу 2000-х в российском Заполярье и на Дальнем Востоке ржавело около 180 радиоактивных «поплавков». Проблема стояла так остро, что обсуждалась на встрече лидеров стран «Большой восьмерки», которые договорились о международном сотрудничестве в уборке побережья.

Док-понтон для выполнения операций с блоками реакторных отсеков (85 х 31,2 х 29 м). Грузоподъемность: 3500 т; осадка при буксировке: 7,7 м; скорость при буксировке: до 6 узлов (11 км/ч); срок службы: не менее 50 лет. Строитель: Fincantieri. Оператор: Росатом. Место: Сайда Губа в Кольском заливе, рассчитанная на хранение 120 реакторных отсеков.

Сегодня блоки поднимают из воды и очищают, реакторные отсеки вырезают, на них наносят антикоррозийное покрытие. Обработанные упаковки устанавливаются для длительного безопасного хранения на подготовленных бетонированных площадках. На недавно заработавшем комплексе в Сайда Губе в Мурманской области для этого даже снесли сопку, скальное основание которой дало надежную опору для хранилища, рассчитанного на 120 отсеков. Выстроенные в ряд, густо покрашенные реакторы напоминают аккуратную заводскую площадку или склад промышленного оборудования, за которым следит внимательный хозяин.

Такой результат ликвидации опасных радиационных объектов на языке атомщиков называется «коричневой лужайкой» и считается совершенно безопасным, хотя и не очень эстетичным на вид.

Горячо: захоронение.

Высокоактивные РАО, в том числе отходы переработки ОЯТ, нуждаются в надежной изоляции на десятки и сотни тысяч лет. Отправка отходов в космос слишком дорога, опасна авариями при старте, захоронения в океане или в разломах земной коры чреваты непредсказуемыми последствиями. Первые годы или десятилетия их еще можно выдерживать в бассейнах «мокрых» наземных хранилищ, но затем с ними придется что-то делать. Например, перенести в более безопасное и долговременное сухое — и гарантировать его надежность на сотни и тысячи лет.

«Основная проблема сухих хранилищ — это теплообмен, — объясняет Сергей Брыкин. — Если нет водной среды, высокоактивные отходы нагреваются, что требует специальных инженерных решений». В России такое централизованное наземное хранилище с продуманной системой пассивного воздушного охлаждения работает на Горно-химическом комбинате под Красноярском. Но и это лишь полумера: по‑настоящему надежный могильник должен быть подземным. Тогда защиту ему обеспечат не только инженерные системы, но и геологические условия, сотни метров неподвижной и желательно водонепроницаемой скальной или глинистой породы.

Такое подземное сухое хранилище с 2015 года используется и параллельно продолжает строиться в Финляндии. В Онкало высокоактивные РАО и ОЯТ будут заперты в гранитной скале на глубине порядка 440 м, в медных пеналах, дополнительно изолированных бентонитовой глиной, и сроком не менее 100 тыс. лет.

Тарин Саймон, 2015−3015 годы. Стекло, радиоактивные отходы. Остекловывание радиоактивных отходов запечатывает их внутри твердого инертного вещества на тысячелетия. Американская художница Тарин Саймон использовала эту технологию в работе, посвященной столетию «Черного квадрата» Малевича. Черный стеклянный куб с остеклованными РАО был создан в 2015 году для московского музея «Гараж» и с тех пор хранится на территории завода «Радон» в Сергиевом Посаде. В музей он попадет примерно через тысячу лет, когда станет окончательно безопасен для публики.

От Сибири до Австралии.

В середине 2020-х недалеко от Горно-химического комбината должна заработать подземная научно-исследовательская лаборатория. В гнейсовую, плохо проницаемую для радионуклидов породу уйдут три вертикальные шахты, и на глубине 500 м будет оборудована лаборатория, куда поместят пеналы с электронагревающимися имитаторами упаковок РАО. В будущем спрессованные средне- и высокоактивные отходы, помещенные в специальные упаковки и стальные пеналы, будут укладываться в контейнеры и цементироваться смесью на основе бентонита.

Населенность страны — важный аспект всех таких проектов. Люди редко приветствуют создание захоронений РАО в нескольких километрах от собственного дома, и в густонаселенной Европе или Азии непросто найти место для стройки. Поэтому ими активно стараются заинтересовать такие малонаселенные страны, как Россия или Финляндия. С недавних пор к ним присоединилась и Австралия с ее богатыми урановыми рудниками. По словам Сергея Брыкина, страна выдвинула предложение по возведению на ее территории международного могильника под эгидой МАГАТЭ. Власти рассчитывают, что это принесет дополнительные деньги и новые технологии. Но тогда России стать всемирной радиоактивной свалкой точно не грозит.

Радиоактивные отходы: их переработка и утилизация в России

Россия использует около 3800 тонн природного урана в год, которое после отработки нужно утилизировать. Чтобы уменьшить объемы захоронения радиоактивных отходов, руководство страны планирует максимально закрыть топливный цикл и использовать переработанный уран, а также использовать плутоний в МОКС-топливе (содержит несколько видов оксидов делящихся материалов).

Что такое радиоактивные отходы?

Радиоактивные отходы – это тот же мусор, отработанное ядерное топливо, в котором содержаться радиоактивные изотопы химических элементов, и их ценность равна нулю.

Не так давно успехи в этом направлении были ограничены – в 2011 году было переработано только около 16% отработанного топлива, в том числе ВВЭР-440 (водо-водяной энергетический реактор), БН-600, исследовательских и военно-морских реакторов. Переработанный уран в основном используется для топлива РБМК (реактор большой мощности канальный). К 2030 году Росатом надеется полностью закрыть топливный цикл.

Где происходит переработка ядерных отходов в России?

Нельзя утверждать, что об утилизации отработанного радиоактивного топлива не задумывались ранее. Переработка началась в 1977 году, и несколько проектов были реализованы на двух объектах:

  1. На производственном объединении «Маяк» в Озерске установка по переработке отработавшего топлива РТ-1 была впервые обновлена ​​и возвращена в эксплуатацию в 2016 году, а затем будет закрыта примерно в 2030 году;
  2. На Горно-химическом комбинате (ГХК) в Железногорске в 2015 году была введена в эксплуатацию установка по производству МОКС-топлива для быстрых реакторов. Установка РТ-2, объект известен под обозначением Красноярск-26.

Дальнейшее развитие перерабатывающей ядерные отходы отрасли:

  1. Пилотный демонстрационный центр по переработке отработавшего ядерного топлива был введен в эксплуатацию в 2015 году.
  2. Полномасштабная установка РТ-2 будет завершена к 2025 году для переработки использованного топлива ВВЭР, РБМК и BН в смешанное оксидное (МОХ) топливо или в регенерированную смесь оксидов урана и плутония.
  3. На комбинате в Железногорске хранилище отработавшего топлива будет дополнено сухим хранилищем, введенным в эксплуатацию в 2012 году, которое станет пунктом назначения для всего использованного в России топлива.

Все использованное топливо хранится на площадках реактора в течение не менее трех лет, чтобы обеспечить снижение температуры и радиоактивности. Отходы с высоким сгоранием требуют больше времени, прежде чем будут готовы к транспортировке.

В настоящее время отработанное топливо реакторов РБМК и реакторов ВВЭР-1000 хранится в основном на площадках реакторов и не подвергается переработке. Ожидается, что к моменту начала существенной переработки на комбинате в Железногорске около 20 000 тонн отработанного топлива, расположенных в хранилищах, увеличатся в два раза, достигнут массы до 40 000 тонн.

В конце 2007 года было решено, что производство МОКС-топлива с использованием переработанных материалов как из легкой воды, так и из быстрых реакторов должно основываться на электрометаллургической (пирохимической) переработке. Целями закрытия топливного цикла являются:

  1. Минимизация затрат,
  2. Минимизация объема отходов, рециркуляция второстепенных актинидов (для сжигания), исключая выделенный плутоний;
  3. Организация всех процедур в системах с дистанционным управлением. Этот путь переработки еще предстоит разработать.

В августе 2016 года была объявлена ​​новая программа по обращению с отработанным топливом до 2020 года. Она предусматривает обращение с радиоактивными отходами, их транспортировку отработанного топлива на «Маяк» в Озерске для переработки или в центральное хранилище в ГХК в Железногорске. Запланировано, что этот завод по переработке будет полностью введен в эксплуатацию примерно в 2019-2020 годах.

Сведения об РТ-1

Завод РТ-1 был запущен в 1971 году, с 2000 года был расширен и модифицирован, чтобы принимать самые разные материалы, включая топливо исследовательских реакторов. До 2012 года было переработано около 5000 тонн отработанного топлива. А затем производительность снизилась до 100 т в год после потери иностранных контрактов.

В 2015 году РТ-1 переработал 230 тонн топлива, что на 35% больше, чем в 2014 году, и его мощность постепенно увеличивалась до 400 т в год. Рассчитан на все типы реакторов российского производства, в частности ВВЭР-1000 и РБМК. С 2017 года завод также перерабатывал топливо из нитрида урана. Однако после ввода в действие РТ-2 на ГХК в Железногорске он должен быть выведен из эксплуатации примерно к 2030 году.

Перерабатывающий завод РТ-2

Завод по переработке РТ-2 в Железногорске в настоящее время находится на пути к завершению с производительностью 700 т в год к 2025 году (в дополнение к 250 т / год на Пилотном демонстрационном центре). К 2028 году планируется еще 800 т в год.

Первоначально планировалось иметь две линии по 1500 тонн в год, но в течение некоторого времени проект находился на рассмотрении. Строительство началось в 1984 году, а затем было остановлено в 1989 году, хотя 30-40% работ были завершены. Причина – общественное недовольство и отсутствие средств (хотя в 1993 году было официально объявлено, что центр «в стадии строительства»).

В настоящее время реализация проекта возобновлена. Как ожидается, РТ-2 будет работать примерно с 2025 года с использованием усовершенствованного процесса как для топлива ВВЭР-1000 и РБМК, так и для топлива ВН. Его стоимость составляет около $2 млрд. Объект может стать частью новой Глобальной инициативы в области ядерной инфраструктуры, и рассматривается вопрос об иностранном акционерном капитале в акционерном обществе.

Экспериментальный демонстрационный центр

Предназначен для реализации нескольких технологий переработки, эксплуатируется, как и запланированный РТ-2, в Железногорске. Проект обошелся в 8,4 млрд рублей и завершен в 2015 году как «стратегический инвестиционный проект».

Его начальная мощность с исследовательскими горячими камерами составляет 10 т в год. Затем добились увеличения объемов до 100 т в год, а с 2018 года – до 250 т в год. Применяются инновационные технологии, включая кристаллизацию и одновременное измельчение газового, термомеханического и отработавшего топлива.

Первоначально центр будет иметь дело с топливом ВВЭР-1000, затем с топливом из быстрых реакторов. Фактически, это будет первая очередь большой реконструированной установки РТ-2 на площадке ГКХ в Железногорске, которая должна быть введена в эксплуатацию примерно в 2025 году.

Другие заводы по переработке ядерных отходов

Разгружают могильники радиоактивных отходов и другие перерабатывающие производства. На Сибирском химическом комбинате «Северск» предполагается, что с 2023 года будет работать установка по переработке нитридного топлива реакторов на быстрых нейтронах Брест, которая завершит этот топливный цикл.

В 2016 году было объявлено, что вывод из эксплуатации завода по смешиванию высокообогащенного урана (ВОУ) на комбинате будет завершен к 2022 году. Завод был построен в 1996 году на конверсионном заводе. Его цель – реализация российско-американской программы по смешиванию ВОУ с российского производства и ядерного оружия в низкообогащенный уран для экспорта и использования на атомных электростанциях США. Эта программа завершена в 2013 году.

По данным Никит-Атомстроя, на Курской АЭС строится завод по переработке и утилизации ядерных отходов. Завершен участок, который полностью введен в эксплуатацию в конце 2014 года. Предназначен для переработки жидких радиоактивных отходов. Остальные два участка проекта включают установку по переработке твердых радиоактивных отходов и хранилище.

Способы и порядок захоронения радиоактивных отходов

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Сбор, модификация и захоронение радиоактивных отходов должны производиться отдельно от остальных видов утильсырья. Сбрасывание их в водоемы запрещено, иначе последствия будут очень печальными. Радиоактивными называют отходы, не представляющие для дальнейшего производства практической ценности. Они включают в себя совокупность радиоактивных химических элементов. Согласно законодательству России, последующее использование подобных соединений запрещено.

Перед началом процесса утилизации, РАО необходимо рассортировать по степени радиоактивности, форме и периоду распада. В дальнейшем, для уменьшения объемов опасных изотопов и нейтрализации радионуклидов, их подвергают обработке с помощью сжигания, выпаривания, прессовки и фильтрации.

Последующая обработка заключается в осуществлении фиксации жидких отходов с помощью цемента или битума с целью их отвердения, либо остекловывании высокоактивных РАО.

Зафиксированные изотопы помещают в специальные сложно сконструированные контейнеры с толстыми стенками для дальнейшей их транспортировки к месту хранения. С целью повышения безопасности, их снабжают дополнительной упаковкой.

Общая характеристика

Радиоактивные отходы могут образоваться из различных источников, иметь разнообразную форму и свойства.

К важным характеристикам радиоактивного мусора относят:

  • Концентрация. Параметр, показывающий величину удельной активности. То есть это та активность, которая приходится на одну единицу массы. Наиболее популярная единица измерения Ки/Т. Соответственно, чем больше эта характеристика, тем опаснее последствия может принести за собой подобный мусор.
  • Период полураспада. Продолжительность распада половины атомов в радиоактивном элементе. Стоит заметить, что чем быстрее этот период, тем больше энергии выделяет мусор, принося больше вреда, но в этом случае вещество быстрее теряет свойства.

Вредные вещества могут иметь разную форму, различают три основных агрегатных состояния:

  • Газообразная. Как правило, сюда включаются выбросы из вентиляционных установок организаций, занимающиеся непосредственной обработкой радиоактивных материалов.
  • В жидких формах. Это могут быть отходы жидких типов, которые образовались во время переработки уже использованного топлива. Подобный мусор отличается высокой активностью, тем самым способен нанести сильный вред окружающей среде.
  • Твердая форма. Это стекло и стеклянная посуда из больниц и исследовательских лабораторий.
Читать еще:  Справка о неполучении детского пособия

Хранение РАО

Собственником пункта хранения РАО в России может быть как юридическое лицо, так и федеральный орган власти. На временное хранение радиоактивные отходы должны быть помещены в специальный контейнер, обеспечивающий консервацию отработанного топлива. Причём материал, из которого изготовлен контейнер, не должен вступать в какую — либо химическую реакцию с веществом.

Помещения для хранения должны быть оборудованы сухотарными бочками, которые позволяют короткоживущим РАО распасться перед проведением дальнейшей их переработки. Таким помещением является хранилище радиоактивных отходов. Цель его функционирование — осуществление временного размещения РАО для дальнейшей транспортировки к местам их захоронения.

Контейнер для твердых радиоактивных отходов

Захоронение радиоактивных отходов не может обойтись без специальной емкости, которая называется контейнер для РАО. Контейнер для радиоактивного мусора – сосуд, используемый как хранилище радиоактивных отходов. В России закон устанавливает огромное количество требований к подобному изобретению.

Основные из них:

  1. Невозвратный контейнер не предназначен для хранения жидких РАО. Его структура позволяет вмещать в себя только твердые или отвержденные вещества.
  2. Корпус, который имеет контейнер, должен быть герметичен и не пропускать даже малую часть хранящихся отходов.
  3. После снятия крышки и проведения дезактивации, загрязнение не должно превышать больше 5 частиц на м 2 . Допускать большего загрязнения нельзя, так как неприятные последствия могут коснуться и внешней среды.
  4. Контейнер должен выдерживать самые суровые температурные режимы от — 50 до + 70 градусов по Цельсию.
  5. При сливе радиоактивного вещества с высокой температурой в емкость, контейнер должен выдерживать температуру до + 130 градусов по Цельсию.
  6. Контейнер должен выдерживать внешние физические воздействия, в частности землетрясения.

Процесс хранения изотопов в России должен обеспечивать:

  • Их изоляцию, соблюдение охранительных мероприятий, а также наблюдение за состоянием окружающей среды. Последствия, при нарушении подобного правила, могут быть плачевными, так как вещества способны практически мгновенно загрязнить близлежащие районы.
  • Возможность облегчения дальнейших процедур на последующих этапах.

Основными направлениями процесса хранения токсических отходов являются:

  • Хранение РАО с коротким сроком жизни. В последующем осуществляют их сброс в строго регламентированных объемах.
  • Хранение высокоактивных РАО до момента их захоронения. Это позволяет уменьшить количество выделяемого ими тепла, и уменьшить последствия вредного воздействия на экологию.

Захоронение РАО

Проблемы захоронения радиоактивных отходов до сих пор существуют в России. Должно обеспечиваться не только экологическая защищенность человека, но и окружающей среды. Данный вид деятельности предполагает наличие лицензии на пользование недрами и право осуществления работ по освоению ядерной энергии. Пункты утилизации радиоактивных отходов могут пребывать как в федеральной собственности, так и принадлежать государственной корпорации «Росатом». На сегодняшний день захоронение РАО в РФ производят в специально отведенных местах, которые называются могильники для радиоактивных отходов.

Существует три вида захоронения, их классификация зависит от длительности хранения радиоактивных веществ:

  1. Длительное захоронение РАО — десяток лет. Вредные элементы хоронят в траншеях, небольших инженерных сооружениях, сделанных на земле или под ней.
  2. На сотни лет. В этом случае захоронение радиоактивных отходов осуществляют в геологических структурах материка, сюда входят поземные выработки и естественные полости. В России и других странах активно практикуют создание могильников на дне океана.
  3. Трансмутация. Теоретически возможный способ избавление от радиоактивных веществ, который подразумевает облучение долгоживущих радионуклидов и превращение их в короткоживущие.

Выбирается вид захоронения на основе трех параметров:

  • Удельная активность вещества
  • Уровень герметизации упаковки
  • Предполагаемый срок хранения

Хранилища радиоактивных отходов в России должны соответствовать требованиям:

  1. Хранилище радиоактивных отходов должно располагаться в удалении от города. Расстояние между ними должно быть не меньше 20 километров. Последствия при нарушении этого правила – отравление и возможная гибель населения.
  2. Рядом с территорией могильника не должно быть зон застройки, иначе есть риск повреждения контейнеров.
  3. При полигоне должен находиться участок, на котором будет выполняться захоронение отходов.
  4. Уровень грунтовых источников должен быть максимально удален. Если отходы попадут в воду, то последствия будут печальными – смерть животных и человека
  5. Радиоактивные могильники твердых и прочих отходов должны иметь санитарно — защитную зону. Её протяжённость не может быть меньше 1 километра от зон выпаса скота и населенных пунктов.
  6. При полигоне должен находиться завод, занимающийся детоксикацией РАО.

Переработка отходов

Переработка радиоактивных отходов – процедура, которая направлена на непосредственную трансформацию агрегатного состояния или свойств радиоактивного вещества, с целью создания удобства для перевозки и хранения отходов.

Для каждого типа мусора существуют собственные методы проведения подобной процедуры:

  • Для жидких – осаждения, обмен при помощи ионов и дистилляция.
  • Для твердых – сжигание, прессование и кальцинация. Остатки твердых отходов отправляют на места захоронения.
  • Для газообразных – химическое поглощение и фильтрация. Далее вещества будут храниться в баллонах с высоким давлением.

Какого бы агрегата не перерабатывался продукт, в итоге получится иммобилизованные компактные блоки твердых типов. Для иммобилизации и дальнейшего изолирования твердых веществ, применяют следующие методы:

  • Цементирование. Применяется для мусора, имеющего низкую и среднюю активность вещества. Как правило, это отходы твердых типов.
  • Обжигание при высоких температурах.
  • Остекловывание.
  • Упаковка в специальные емкости. Обычно такие контейнеры сделаны из стали или свинца.

Дезактивация

В связи с активным загрязнением окружающей среды, в России и других странах мира пытаются найти актуальный способ дезактивации радиоактивного мусора. Да, захоронение и утилизация твердых радиоактивных отходов дают свои результаты, но к сожалению, эти процедуры не обеспечивают безопасность экологии, а значит не являются совершенными. В настоящий момент в России практикуют несколько способов дезактивации РАО.

При помощи карбоната натрия

Такой способ применяется исключительно для твердых отходов, которые попали в почву: карбонат натрия выщелачивает радионуклиды, которые извлекаются из раствора щелочи частицами иона, включающими в свой состав магнитный материал. Далее хелатные комплексы удаляются при помощи магнита. Такой способ обработки твердых веществ достаточно эффективен, однако имеются недостатки.

  • Выщелачиватель (формула Na2Co3) имеет достаточно ограниченную химическую способность. Он попросту не в состоянии извлечь всю гамму радиоактивных соединений из твердого состояния и перевести их в тип жидких материалов.
  • Дороговизна способа в основном из — за хемосорбционного материала, который имеет уникальную структуру.

Растворение в азотной кислоте

Применим способ к радиоактивным пульпам и осадкам, эти вещества растворяют в азотной кислоте с примесью гидразина. После этого раствор упаковывают и проводят остеклование.

Главная проблема это дороговизна процедуры, так как упарка раствора и дальнейшая утилизация радиоактивных отходов стоит достаточно дорого.

Элюирование почвы

Применяется для дезактивации почвы и грунта. Такой способ наиболее щадящий по отношению к окружающей среды. Суть заключается в следующем, зараженную почву или грунт обрабатывают проводя элюирование водой, водными растворами с прибавками аммониевыми солями, растворами аммиака.

Главная проблема это относительно небольшая эффективность при извлечении радионуклидов, которые связаны с почвой на химическом уровне.

Дезактивация жидких отходов

Радиоактивные отходы жидких типов – особый вид мусора, который сложен в хранении и в утилизации. Именно поэтому дезактивация – лучшее средство избавления от подобного вещества.

Существует три способа очистки вредного материала от радионуклидов:

  1. Физический метод. Подразумевает процесс выпаривания или вымораживания веществ. Далее проводится герметизация и помещение вредных элементов в могильники мусора.
  2. Физико — химический. При помощи раствора с селективными экстрагентами проводится экстракция, т.е. вывод радионуклидов.
  3. Химический. Очистка радионуклидов при помощи разных природных реагентов. Главная проблема способа заключается в большом количестве оставшихся шламов, которые отправляются на могильники.

Общая проблема каждого метода:

  • Физические способы – крайне высокие затраты на выпаривание и вымораживание растворов.
  • Физико — химические и химические – огромные объемы радиоактивных шламов, отправленные на могильники. Процедура захоронение довольно дорогая, она требует много денег и времени.

Радиоактивные отходы – проблема не только России, но и других стран. Главная задача человечества на данный момент – утилизация радиоактивных отходов и их захоронение. Какими методами это делать, решает каждое государство самостоятельно.

Швейцария не занимается самостоятельной переработкой и захоронением радиоактивных отходов, но активно занимается разработкой программ по обращению с подобным мусором. Если же не предпринимать никаких действий, то последствия могут быть самыми печальными вплоть до гибели человечества и животных.

Что такое ядерные отходы и где они хранятся

Ядерные отходы – термин, появившийся сравнительно недавно. Гонка вооружений 20 века ускорила процесс использования энергии атома. В любом случае, будь то военное использование этой энергии или мирное, в процессе образуются отходы, опасные для всего живого на Земле. Статья раскрывает некоторые аспекты проблемы утилизации ядерных отходов.

Что представляют собой ядерные отходы?

Обширные исследования в области ядерной физики в начале ХХ века привели к масштабному использованию энергии атома и радиоактивных материалов в науке, промышленности, медицине, сельском хозяйстве и в образовательном процессе. Понятно, что эта практика сопровождается образованием разных отходов. Особенностью этого вида отходов является наличие в них радиоактивных элементов. Нельзя забывать о том, что радиоактивность присутствовала на Земле всегда и присутствует сейчас. Вопрос состоит только в том, каков уровень этой радиоактивности.

Ядерные отходы (синоним радиоактивные отходы – РАО) – вещества, содержащие опасные элементы, которые нельзя использовать в дальнейшем. Недопустимо путать данный термин с термином «отработанное ядерное топливо». Отработанное ядерное топливо (ОЯТ) – это смесь веществ, состоящая из остатков ядерного топлива и продуктов деления, таких как изотопы цезия с массой 137 и изотопы стронция с массой 90. ОЯТ – это дополнительный источник для получения ядерного топлива.

Критерии отнесения отходов к радиоактивным

По агрегатному состоянию РАО могут быть в газообразном, жидком и твердом виде. Чтобы понять, какой «мусор» можно считать радиоактивным, обратимся к нормативам.

Согласно нормам радиационной безопасности СанПин 2.6.1.2523-09 отходы относят к радиоактивным в случае, когда результат сложения отношений удельных (твердые и жидкие отходы) и объемных (газы) активностей радионуклидов в отходах к их минимальной удельной активности больше, чем один. Если вычислить это невозможно, то критерием причисления отходов к радиоактивным считается степень излучения для отходов в твердом состоянии:

  • один Бк/г – источники, испускающие α-частицы;
  • сто Бк/г – источники, испускающие β-частицы;

и для жидкостей:

  • 0,05 Бк/г – источники, испускающие α-частицы;
  • 0,5 Бк/г — источники, испускающие β-частицы.

Отходы, испускающие γ-излучение попадают в категорию ядерных, когда мощность дозы на расстоянии 10 см от их поверхности больше одного мкЗв/ч.

Бк – Беккерель равен одному распаду в секунду на один грамм (килограмм) вещества.

Зв – Зиверт равен примерно сто рентген. Рентгенами измеряется общее излучение, а зивертами – облучение, полученное человеком.

Отходы в твердом агрегатном состоянии можно рассортировать по мощности дозы γ-излучения на расстоянии 10 см от поверхности на отходы:

  • низкой активности — 1 мкЗв/ч – 0,3 мЗв/ч;
  • средней активности — 0,3 мЗв/ч – 10 мЗв/ч;
  • высокой активности — более 10 мЗв/ч.

Короткоживущие отходы содержат нуклиды с периодом распада их до безобидного уровня менее 1 года. К очень низкоактивным отходам (ОНАО) относятся отходы, которые не превышают дозу γ-излучения в 1 мкЗв/ч.

Отдельно выделяют отходы отработанных конструкций реакторов, транспорта и средств технического контроля.

Как утилизируют ядерные отходы, способы утилизации и переработки

Первоначально предприятие, на котором образуются ядерные отходы, должно осуществить их сбор, дать характеристику, произвести сортировку и обеспечить их временное хранение. Затем надлежащим образом упакованные ядерные отходы должны транспортироваться на предприятие, где производится переработка РАО. Завод выбирает технологию по переработке и захоронению с учетом инженерных и нетехнических характеристик обращения с радиоактивными отходами.

Отходы высокой радиоактивности служат источником для получения вторичного сырья (примерно 95% от объема отходов). Оставшиеся 5% веществ, период полураспада которых составляет сотни и тысячи лет, подвергают остеклению и хранятся в глубоких скважинах, находящихся в скалах.

Среднеактивные и низкоактивные РАО подвергаются следующим видам переработки:

  1. Твердые:
  • сгораемые отходы подвергаются сжиганию в печах, плазменному сжиганию, термохимической обработке, сжиганию при остекловывании или кислотному разложению;
  • прессуемые – компактированию и суперкомпактированию;
  • металлические – компактированию и плавлению;
  • несгораемые и непрессуемые – отправляются в контейнеры.
  1. Жидкие:
  • органические сгораемые отходы подвергаются сжиганию в печах или отдельно, или вместе с твердыми отходами;
  • органические несгораемые – адсорбции на порошках и цементированию, термохимической переработке;
  • водные малосолевые – концентрированию и цементированию;
  • водные высокосолевые – битумированию и остекловыванию.
  1. Газообразные отходы подвергаются улавливанию химическими реагентами или с помощью адсорбции.

Рассмотрим разные способы утилизации ядерных отходов, которые осуществляет завод по переработке, по отдельности.

Сжиганию в специально сконструированных печах подвергается одежда, бумага, дерево, бытовой мусор, которые подверглись облучению. Пепел подлежит цементированию.

Печь для сжигания ядерных отходов

Компактирование – это прессование ТРО под давлением. Данный способ переработки неприемлем для взрывоопасных и легковоспламеняющихся веществ.

Суперкомпактирование – это спрессовывание ТРО, прошедших стадию компактирования. Производится с целью уменьшения объемов отходов.

Капсула для уплотнения ядерных отходов

Цементирование – это один из самых доступных методов переработки ядерных отходов, особенно жидких. Его преимущества:

  • доступность;
  • негорючесть и непластичность конечного продукта;
  • дешевизна оборудования и емкостей для переработки;
  • относительная простота технологии.

Битумирование – это включение РАО, особенно отходов, содержащих какие – либо жидкости, в состав битума. По технологической сложности битумирование превосходит цементирование, но оно имеет и некоторое преимущество. При битумировании происходит испарение влаги, поэтому отходы не увеличиваются в объеме и остаются влагостойкими.

Остекловывание – это способ переработки ядерных отходов разных уровней активности. Стекло является материалом, который может поглощать большой объем веществ, не входящих в его состав. Кроме того, полученный продукт не подвергнется разложению очень долгое время.

Остекловывание РАО

После переработки контейнеры с ядерными отходами подвергаются захоронению. По данным МАГАТЭ захоронение – это размещение отходов в специально подготовленных местах (могильник ядерных отходов) без цели дальнейшего их использования. Захоронению подлежат отходы, переведенные в твердое состояние и упакованные надлежащим образом.

Существуют такие виды захоронений:

  1. Глубоководное захоронение ядерных отходов: контейнеры размещаются на дне моря глубиной примерно 1000 м.
  2. Геологическое: изоляция отходов в специально подготовленных инженерных сооружениях в устойчивых слоях породы на глубине нескольких сотен метров. В основном так хоронят высокоактивные и долгоживущие РАО.
  3. Приповерхностное: контейнеры помещаются в инженерные сооружения на поверхности и близком к ней слое земли или в шахтах на глубине несколько десятков метров от поверхности. Так хоронят короткоживущие, низко и среднеактивные отходы.
  4. Захоронение в глубинные отложения океанического дна: размещение контейнеров с отходами в осадочные породы на дне моря на глубине нескольких тысяч метров.
  5. Захоронение под океаническим дном: размещение РАО в инженерных сооружениях, которые находятся в породах приберегового морского дна.

Куда девают ядерные отходы в России

Куда девают ядерные отходы в нашей стране? В России, как и во всем мире, работа с ядерными отходами ведется на специализированных предприятиях, снабженных качественным оборудованием и техникой. Ежегодно на территории нашего государства образуется 5 миллионов тонн ядерных отходов, из них перерабатывается и подвергается утилизации 3 миллиона тонн. К 2025 году предполагается 89,5% РАО хранить в безопасном для людей и среды обитания состоянии, 8% – в специальных емкостях, 0,016% – в непостоянных хранилищах.

Где хранятся ядерные отходы в России, которые были накоплены еще при гонке вооружений СССР и США? Вспомним примеры использования энергии атома и создания могильников ядерных отходов в нашей стране.

Читать еще:  Все, что важно знать о возмещении пособия на погребение через ФСС

В красивейших местах Челябинской области спрятались под листвой деревьев печально известные река Теча, озеро Карачай и закрытый город Озерск. Именно здесь в 1948 году заработал первый реактор производственного объединения «Маяк» по созданию оружейного плутония. Да, Советский Союз дал достойный ответ США, став лидером ядерной гонки вооружений. Но вот куда девать отходы, ни в Соединенных штатах, ни в СССР особо не задумывались.

Первым могильником ядерных отходов предприятия стала небольшая речка Теча. В 1957 году к постоянно сбрасываемым в реку ядерным отходам добавились элементы, полученные в результате взрыва емкости с РАО. Кроме того, в воздухе сформировалось радиоактивное облако, заразившее территорию примерно на 300 – 350 км в северо-восточном направлении от комбината «Маяк». После этой страшной аварии Советское правительство определило новое место — хранилище опаснейших отходов. Им стало озеро в Челябинской области.

Однако в 1967 году в результате засухи со дна озера Карачай – свалки ядерных отходов на многие километры вокруг были рассеяны те же радиоактивные элементы. После этого было принято решение о ликвидации Карачая. В конце 60 – х годов прошлого столетия озеро начали консервировать, и процесс этот продлился более 40 лет. Сегодня в нем захоронено с использованием новейших технологий более 200 тысяч кубометров высокоактивных техногенных илов и суглинков.

Последний сварочный шов защитного экрана на объекте «Кратон — 3»

В 70 – х годах двадцатого столетия на территории Якутии были проведены мирные подземные взрывы «Кристалл» и «Кратон — 3», в результате чего прилегающая территория подверглась радиоактивной атаке. В начале двадцать первого столетия на этих объектах была проведена реабилитация, созданы могильники ядерных отходов, что значительно улучшило радиоактивную обстановку.

Современный вид объекта «Кратон-3»

В интернете можно посмотреть карты, наглядно изображающие места захоронения ядерных отходов в России.

Об уникальных способах переработки радиоактивных отходов на предприятии Дальнего Востока рассказывают в следующем видео

Научно – технический прогресс невозможен без развития атомной науки и техники. Однако в современной гонке вооружений не стоит забывать о возможных последствиях. РАО представляют угрозу для всего человечества и для всех живых организмов нашей планеты. Поэтому необходимо разрабатывать новые безопасные методы утилизации ядерных отходов.

Источники радиоактивных отходов их захоронение в могильниках

Ежегодно уровень образования увеличивается, а утилизация и переработка по-прежнему не захватывает всё количество поступающих отходов. Рециркуляция и переработка для вторичного использования происходят слишком медленно, в то время как утилизация радиоактивных отходов требует более активных действий.

Источники загрязнения радиоактивными отходами окружающей среды

Источником радиоактивных или ядерных отходов может быть любое предприятие, использующее или обрабатывающее радиоактивные изотопы. Также это могут быть организации производящие материалы ЕВРМ, производство которых дает радиоактивные отходы. Это промышленность ядерного или медицинского сектора, использующие или генерирующие радиационные материалы для изготовления своей продукции.

Такие отходы могут образовываться в разных формах, а, главное, принимать разные физические и химические характеристики. Такие как концентрация и период полураспада основного элемента, составляющего радионуклиды. Они могут образовываться:

  • При переработке сцинтилляционных счетчиков, раствор, которого переходит в жидкую форму.
  • При переработке использованного топлива.
  • Во время работы вентиляционных систем также могут происходить выбросы радиоактивных материалов в газ подобных формах, на различных предприятиях ,имеющих, дело с подобными веществами.
  • Медицинские принадлежности, расходные материалы, лабораторная посуда, радиофармацевтических организаций, стеклотара, использованная при работе с топливом для АЭС все это также можно считать источником заражения.
  • Природные источники радиации, известные как ПИР также могут излучать радиоактивное заражение. Основная часть подобных веществ это нуклиды (бета-излучатели), калий – 40, рубидий – 87, торий – 232, а также уран – 238 и их продукты распада, испускающие альфа-частицы.

Санэпиднадзор выпустил список регламент санитарных правил, для работы с подобными веществами.

Небольшая часть радионуклидов содержится даже в обычном угле, но она настолько мало что даже средняя концентрация в земной поверхности таких элементов превышает их долю. А вот угольная зола по радиоактивности уже равна черному глинистому сланцу, так как радионуклиды не горят. Во время использования угля в топках лишь освобождаются радиоактивные элементы и с зольной пылью попадают в атмосферу. Далее, с воздухом человек ежегодно вдыхает ядовитые химические элементы, попавшие туда во время работы каких-либо электростанций, использующих уголь. Совокупность таких выбросов, в России, равна примерно 1000 тонн урана.

Отработанные элементы газовой и нефтяной продукции также могут содержать такой элемент, как радий, распад такого продукта может зависеть от сульфатных отложений в нефтяных скважинах. А также радон, который может быть составляющим воды, газа или нефти. Распад радона образовывает твердые радиоизотопы, как правило, на стенках трубопровода он образовывается осадком.

Участки производства пропана, на нефтеперерабатывающих предприятиях считают самыми опасными радиоактивными зонами, поскольку радон и пропан имеют одинаковый уровень температуры кипения. Испарения, попадая в воздух осадком, опускаются на землю и заражают все территорию.

Утилизация радиоактивных отходов такого вида практически невозможна, так как микроскопические частицы присутствуют в воздухе всех городах страны.

Медицинские РАО также обладают источниками бета и гамма лучей, их разделяют на два класса. Ядерная диагностическая медицина использует короткоживущий гамма излучатель (технеций – 99-м). Его большая часть распадается за довольно короткий промежуток времени, после чего он не имеет никакого влияния на окружающую среду и утилизируется с обычным мусором.

Классификация радиоактивных отходов и их элементов

Существует три группы, на которые делят радиоактивные отходы, это:

  • низко активные;
  • средне активные;
  • высоко активные.

Первые также делят еще и на четыре класса:

  • А;
  • В;
  • С;
  • GТСС.

Последний, из которых самый опасный.

Также существует класс трансурановых РАО, к нему относят альфа-отходы, излучающие трансурановые радионуклиды, у которых период полураспада превышает 20 лет. А концентрация более 100 нКи/г. В связи с тем, что период распада у них намного больше, чем у обычных урановых отходов, захоронение производится более тщательно.

Методы захоронения или утилизации радиоактивных отходов

Даже для безопасной перевозки и хранения такие отходы необходимо обработать и кондиционировать, для их дальнейшей трансформации в более подходящие формы. Защита человека и природной среды, самые актуальные вопросы. Захоронение радиоактивных отходов, не должно приносить какой-либо урон экологии и фауне в целом.

Существует несколько видов борьбы с ядерными веществами, выбор которого завит от уровня опасности последнего.

Остекловывание.

Высокий уровень активности (HLW) вынуждает применять остекловывание как метод захоронения, для того, чтобы придать веществу твердую форму, которая останется в таком устойчивом виде на тысячи лет. При захоронении радиоактивных отходов в России, используют боросиликатное стекло, его стабильная форма, позволит сохранить любой элемент внутри такой матрицы на многие тысячелетия.

Сжигание.

Утилизация радиоактивных отходов с использованием данной технологии полной быть не может. Ее используют, как правило, для частичного уменьшения объема материалов несущих в себе угрозу экологии. При таком методе появляется беспокойство за атмосферу, ведь несгоревшие частицы нуклидов попадают в воздух. Но, тем не менее ее используют для уничтожения таких видов зараженных материалов, как:

  • дерево;
  • макулатура;
  • одежда;
  • резина;
  • ТБО.

Выбросы в атмосферу не превышают установленных норм, так как подобные печи спроектированы и разработаны по самым высоким меркам, современного технологического процесса.

Уплотнение.

Это довольно известная и надежная технология, позволяющая уменьшить объем (применяется для переработки ТБО и других крупногабаритных изделий) отходов низкого уровня опасности. Диапазон установок для прессов подобных действий достаточно велик и может колебаться от 5 т. до 1000 т. (суперуплотнитель). Коэффициент уплотнения в таком случае может быть равен 10 и выше, в зависимости от обрабатываемого материала. В подобной технологии используют гидравлические или пневматические пресса с низкой силой давления.

Цементирование.

Цементирование могильников радиоактивных отходов в России один из самых распространённых видов иммобилизации радиоактивных веществ. Используется специальный жидкий раствор, в состав которого входит множество химических элементов, на их прочность практически не влияют природные условия, а значит, срок их эксплуатации почти неограничен.

Технология здесь заключается в том, чтобы поместить зараженный предмет или радиационные элементы в контейнер, затем залить его заранее приготовленным раствором, дать время застыть и переместить храниться на закрытую территорию.

Эта технология подходит для отходов среднего уровня опасности.

Давно бытует мнение, что в скором времени захоронение радиоактивных отходов можно будет производить на Солнце, как сообщают СМИ, в России уже разрабатывают такой проект. Но пока это лишь в планах, нужно заботиться об окружающей среде и экологии родного края.

Обязательно посмотрите — хранилища ядерных отходов в России

Утилизация ядерных 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.

Для лучшего понимания вопроса нужно сразу разграничить понятия «радиоактивные отходы» и «отработавшее ядерное топливо». Отходы являются материалами, использование которых не было предусмотрено, в то время как ядерное топливо – элементы, которые самопроизвольно выделяют тепло. Оно содержит в себе остатки топлива, продукты деления и находит широкое применение в различных сферах деятельности. В частности – медицине, науке, сельском хозяйстве.

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

  1. газообразными
  2. жидкими
  3. твердыми

В зависимости от уровня активности также следует выделять отходы:

  1. низкоактивные
  2. среднеактивные
  3. 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.

Захоронение отходов происходит с использованием специальных сооружений, которые носят название «могильники РАО». Контроль условий захоронения, номенклатура параметров происходят в соответствии с действующим ГОСТом. Подобный метод утилизации осуществим на полигонах, под которые отводятся незатопляемые участки земли, отвечающие требованиям радиационной безопасности с разрешения Государственного санитарного надзора. Жидкие РАО перед транспортировкой предварительно обезвоживаются.

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:

  1. Обеспечение защиты как населению, так лицам, осуществляющим работу с РАО защиты от воздействия радиоактивных веществ сверх допустимой нормы.
  2. Обеспечение изоляции РАО от биологических ресурсов, а именно – местного населения, растений, животных и т.д.
  3. 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).

При этом на территории страны функционирует основное предприятие, специализирующееся на переработке отходов такого типа — РТ-1 на ПО «Маяк». Местом нахождения является Челябинская область, закрытый город Озерск.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector