PIR (prirodni izvori zračenja)

Postoje supstance koje imaju prirodne, poznate kao prirodni izvori zračenja (NIR). Većina ovih otpada su supstance nastale kao rezultat raspada uranijuma (elementa) uranijuma ili, i emituju.

Ugalj sadrži mali broj radionuklida, kao što su uranijum ili torij, ali je sadržaj ovih elemenata u uglju manji od njihove prosječne koncentracije u zemljinoj kori. Njihova koncentracija se povećava u elektrofilterskom pepelu, jer praktički ne izgaraju. Međutim, i radioaktivnost pepela je vrlo niska, približno je jednaka radioaktivnosti crnog škriljevca i manja od radioaktivnosti fosfatnih stijena, ali je poznata opasnost, jer dio letećeg pepela ostaje u atmosferi i ljudi ga udišu.

i

Nusproizvodi naftne i plinske industrije često sadrže proizvode raspadanja. Naslage sulfata u naftnim bušotinama mogu biti veoma bogate radijumom; bušotine vode, nafte i gasa često sadrže. Kako se raspada, radon stvara čvrste radioizotope koji formiraju naslage unutar cjevovoda. U rafinerijama je proizvodno područje obično jedno od najradioaktivnijih područja, jer radon i propan imaju istu tačku ključanja.

Obogaćivanje

Otpad od prerade minerala može biti prirodno radioaktivan.

Medical RW

U radioaktivnom medicinski otpad preovlađuju izvori. Ovaj otpad se dijeli u dvije glavne klase. U dijagnostičkoj nuklearnoj medicini koriste se kratkotrajni gama emiteri kao što je (99Tc). Većina ovih supstanci se razgrađuje u kratkom vremenu, nakon čega se mogu odložiti kao obicno smece. Primjeri drugih izotopa koji se koriste u medicini (poluživot je naznačen u zagradama):

• (90 Y), koristi se u liječenju limfoma (2,7 dana)
• (131 I), dijagnostika, liječenje štitne žlijezde (8 dana)
• (89 Sr), liječenje raka kostiju, intravenske injekcije (52 dana)
• (192 Ir), (74 dana)
• (60 Co), brahiterapija, terapija vanjskim snopom (5,3 godine)
• (137 Cs), brahiterapija, terapija vanjskim snopom (30 godina)

Industrijski otpad

Industrijski radioaktivni otpad može sadržavati izvore alfa, beta, neutronskih ili gama zraka. Gama emiteri se koriste u radiografiji; Izvori neutronskog zračenja koriste se u raznim industrijama, na primjer, u radiometriji naftnih bušotina.

Ciklus nuklearnog goriva

Početak ciklusa

Otpad početnog perioda ciklusa nuklearnog goriva - obično se dobija kao rezultat ekstrakcije uranijuma, otpadnog kamena koji emituje . Obično sadrži produkte njegovog raspadanja.

Glavni nusproizvod obogaćivanja je osiromašeni uranijum, koji se uglavnom sastoji od uranijuma-238 sa manje od 0,3% uranijuma-235. Nalazi se u skladištu, baš kao i UF 6 i U 3 O 8 . Ove tvari se koriste u područjima gdje se cijeni njihova izuzetno visoka gustoća, kao što je proizvodnja kobilica jahti i protutenkovskih granata. Također se koriste (zajedno s recikliranim) za stvaranje miješanog oksida nuklearno gorivo i za razrjeđivanje ponovno obogaćenog uranijuma, koji je prethodno bio uključen u sastav. Ovo razrjeđivanje, koje se naziva i iscrpljivanje, znači da će svaka zemlja ili grupa koja se dočepa nuklearnog goriva morati ponoviti vrlo skup i složen proces obogaćivanja prije nego što stvori oružje.

Kraj ciklusa

Supstance u kojima je ciklus nuklearnog goriva došao do kraja (uglavnom istrošene) sadrže produkte fisije koji emituju beta i gama zrake. Takođe mogu sadržavati čestice koje emituju alfa kao što su uranijum (234U), (237Np), (238Pu) i (241Am), a ponekad čak i izvore neutrona kao što je (Cf). Ovi izotopi se proizvode u nuklearnim reaktorima.

Važno je razlikovati preradu uranijuma za proizvodnju goriva i preradu iskorištenog uranijuma. Korišteno gorivo sadrži visoko radioaktivne fisione produkte (pogledajte Visoko aktivni radioaktivni otpad u nastavku). Mnogi od njih su apsorberi neutrona, pa su tako dobili naziv "neutronski otrovi". U konačnici, njihov broj se povećava do te mjere da hvatanjem neutrona zaustavljaju lančanu reakciju čak i kada se grafitne šipke potpuno uklone. Gorivo koje je dostiglo ovo stanje mora se zamijeniti svježim, uprkos još uvijek dovoljnoj količini uranijuma-235 i plutonijuma. Trenutno se u SAD-u, iskorišteno gorivo šalje u skladište. U drugim zemljama (posebno u Velikoj Britaniji, Francuskoj i Japanu), ovo gorivo se ponovo obrađuje kako bi se uklonili proizvodi fisije, a zatim se ponovo koristi. Proces ponovne obrade uključuje rad sa visoko radioaktivnim supstancama, a produkti fisije koji se uklanjaju iz goriva su koncentrirani oblik visoko radioaktivnog otpada, baš kao i kemikalije koje se koriste u ponovnoj obradi.

O pitanju nuklearnog širenja

Pri radu sa uranijumom i plutonijumom često se razmatra mogućnost njihove upotrebe u stvaranju nuklearnog oružja. Aktivni nuklearni reaktori i zalihe nuklearnog oružja pažljivo se čuvaju. Međutim, visoko radioaktivni otpad iz nuklearnih reaktora može sadržavati plutonijum. Identičan je plutonijumu koji se koristi u reaktorima i sastoji se od 239 Pu (idealan za pravljenje nuklearnog oružja) i 240 Pu (neželjena komponenta, visoko radioaktivna); ova dva izotopa je veoma teško razdvojiti. Štaviše, visoko radioaktivni otpad iz reaktora pun je visoko radioaktivnih fisionih produkata; međutim, većina njih je kratkog vijeka. To znači da je odlaganje otpada moguće, a nakon mnogo godina proizvodi fisije će se raspasti, smanjujući radioaktivnost otpada i olakšavajući rad s plutonijumom. Štaviše, neželjeni izotop 240 Pu se raspada brže od 239 Pu, tako da se kvalitet sirovina za oružje vremenom povećava (uprkos smanjenju količine). To izaziva kontroverzu da se s vremenom skladišta otpada mogu pretvoriti u svojevrsne "rudnike plutonijuma", iz kojih će se relativno lako izvlačiti sirovine za oružje. Protiv ovih pretpostavki je činjenica da sup>240Pu iznosi 6560 godina, a da je poluživot 239 Pu 24110 godina, tako da će uporedno obogaćivanje jednog izotopa u odnosu na drugi nastupiti tek nakon 9000 godina (to znači da će tokom ovog vremena frakcija 240 Pu u supstanci koja se sastoji od nekoliko izotopa će se nezavisno prepoloviti - tipična konverzija plutonijuma reaktorskog kvaliteta u plutonijum za oružje). Stoga će „oružajni mine plutonijuma“ postati problem u veoma dalekoj budućnosti; tako da ima još dosta vremena za rješavanje ovog problema moderne tehnologije prije nego što postane relevantno.

Jedno rješenje za ovaj problem je ponovno korištenje prerađenog plutonijuma kao goriva, kao što je to u brzim nuklearnim reaktorima. Međutim, samo postojanje postrojenja za preradu nuklearnog goriva, neophodnih za odvajanje plutonijuma od drugih elemenata, stvara priliku za širenje nuklearnog oružja. U pirometalurškim brzim reaktorima, nastali otpad ima aktinoidnu strukturu, što ne dozvoljava da se koristi za stvaranje oružja.

Recikliranje nuklearnog oružja

Otpad od prerade nuklearnog oružja (za razliku od njihove proizvodnje za koju su potrebne primarne sirovine iz reaktorskog goriva) ne sadrži izvore beta i gama zraka, osim tricija i americija. Sadrže mnogo veći broj aktinida koji emituju alfa zrake, poput plutonijuma-239, koji u bombama prolazi kroz nuklearnu reakciju, kao i neke supstance sa visokom specifičnom radioaktivnošću, kao što je plutonijum-238 ili.

U prošlosti su visokoaktivni alfa emiteri kao što je polonijum također bili predloženi kao nuklearno oružje u bombama. Sada je alternativa polonijumu plutonijum-238. Iz razloga nacionalne sigurnosti, detaljni dizajn modernih bombi nije pokriven u literaturi dostupnoj široj javnosti. Međutim, čini se da će se reakcija fuzije deuterijum-tricijum pokretana električnim motorom ili hemijskim eksplozivom koristiti za pokretanje reakcija u modernim bombama.

Neki modeli također sadrže radioizotopni termoelektrični generator (RTG), koji koristi plutonijum-238 kao trajni izvor električne energije za napajanje elektronike bombe.

Moguće je da će fisijski materijal stare bombe koju treba zamijeniti sadržavati produkte raspadanja izotopa plutonijuma. To uključuje neptunijum-236 koji emituje alfa, formiran od inkluzija plutonijuma-240, kao i nešto uranijuma-235, dobijenog iz plutonijuma-239. Količina ovog otpada od radioaktivnog raspada jezgra bombe bit će vrlo mala, a u svakom slučaju oni su mnogo manje opasni (čak i u smislu radioaktivnosti kao takve) od samog plutonijuma-239.

Kao rezultat beta raspada plutonija-241 nastaje americij-241, povećanje količine americijuma je veći problem od raspada plutonija-239 i plutonija-240, budući da je americij gama emiter (njegov vanjski učinak na radnike se povećava) i alfa emiter, sposoban za stvaranje topline. Plutonijum se može odvojiti od americijuma na različite načine, uključujući pirometrijsku obradu i ekstrakciju vodenim/organskim rastvaračem. Modifikovana tehnologija za ekstrakciju plutonijuma iz ozračenog uranijuma (PUREX) je takođe jedna od moguće metode razdvajanje.

generalni pregled

Biohemija

U zavisnosti od oblika raspada i elementa, opasnost od izlaganja radioizotopima je različita. Na primjer, jod-131 je kratkotrajni beta i gama emiter, ali budući da se akumulira u , može uzrokovati više štete od TcO 4 , koji se, budući da je topiv u vodi, brzo eliminira iz . Slično, aktinidi koji emituju alfa su izuzetno štetni jer imaju dug biološki poluživot i njihovo zračenje ima visok nivo linearnog prijenosa energije. Zbog ovih razlika, pravila koja reguliraju štetu organizmu uvelike variraju ovisno o radioizotopu, a ponekad i o prirodi radioizotopa koji sadrži.

Glavni cilj upravljanja radioaktivnim (ili bilo kojim drugim) otpadom je zaštita ljudi i okoliša. To znači izolaciju ili razrjeđivanje otpada tako da koncentracija svih radionuklida koji ulaze u njih bude sigurna. Da bi se to postiglo, trenutno izabrana tehnologija su duboka i sigurna skladišta za najopasniji otpad. Predložena je i konverzija radioaktivnog otpada, skladištenja za dugotrajno obnavljanje i njihovo odlaganje u .

Gore navedeno može se sažeti frazom „Izolovati od ljudi i okruženje sve dok se otpad potpuno ne raspadne i više ne predstavlja prijetnju.

Klasifikacija

Unatoč niskoj radioaktivnosti, otpad iz postrojenja za obogaćivanje uranijuma također je klasifikovan kao radioaktivan. Ove supstance su nusproizvod primarne prerade rude koja sadrži uranijum. Ponekad se klasifikuju kao otpad klase 11(e)2, kako je definisano u Kodeksu za atomsku energiju SAD. Ovaj otpad obično sadrži hemijski opasne teške metale kao što su i. Ogromne količine otpada iz fabrika uranijuma ostaju u blizini starih nalazišta uranijuma, posebno u državama i.

Niskoradioaktivni otpad

Niskoradioaktivni otpad rezultat je rada bolnica, industrijskih preduzeća, kao i nuklearnog gorivnog ciklusa. To uključuje papir, krpe, alate, odjeću, filtere, itd., koji sadrže male količine pretežno kratkoživućih izotopa. Obično se ovi artikli definiraju kao niskoaktivni otpad kao mjera predostrožnosti ako su se nalazili na nekom području tzv. „jezgrenu zonu“, često uključujući kancelarijski prostor sa vrlo malim potencijalom za radioaktivnu kontaminaciju. Niskoradioaktivni otpad obično nema više radioaktivnosti od istih predmeta koji se šalju na deponiju iz neradioaktivnih područja, kao što su obične kancelarije. Ova vrsta otpada ne zahteva izolaciju tokom transporta i pogodna je za površinsko odlaganje. Kako bi se smanjila količina otpada, obično se presuje ili spaljuje prije odlaganja. Niskoradioaktivni otpad je podijeljen u četiri klase: A, B, C i GTCC (najopasniji).

Intermedijarni radioaktivni otpad

Intermedijarni radioaktivni otpad ima veću radioaktivnost i u nekim slučajevima mora biti zaštićen. Ova klasa otpada uključuje hemijski mulj, metalne obloge gorivnih elemenata reaktora, kao i onečišćene materije iz stavljenih van pogona. Tokom transporta, ovaj otpad se može uvaljati u ili. Otpad s kratkim poluraspadom (uglavnom tvari iz reaktora koje nisu vezane za gorivo) se po pravilu spaljuje u površinskim skladištima, otpad s dugim poluraspadom (gorivo i njegovi proizvodi) stavlja se u duboka podzemna skladišta. . Američko zakonodavstvo ne klasifikuje ovu vrstu radioaktivnog otpada kao posebnu klasu; termin se uglavnom koristi u evropskim zemljama.

Visoko aktivni radioaktivni otpad

Visoko radioaktivni otpad rezultat je rada nuklearnih reaktora. Sadrže produkte fisije i proizvode se u jezgri reaktora. Ovaj otpad je visoko radioaktivan i često ga ima visoke temperature. Visoko radioaktivni otpad čini do 95% ukupne radioaktivnosti koja je rezultat procesa proizvodnje električna energija u reaktoru.

Transuranijum radioaktivni otpad

Prema definiciji američkog zakona, ova klasa uključuje otpad kontaminiran transuranskim radionuklidima koji emituju alfa s poluraspadom dužim od 20 godina i koncentracijom većom od 100 nCi/g, bez obzira na njihov oblik ili porijeklo, isključujući visokoaktivne radioaktivnog otpada. Elementi sa atomskim brojevima većim od onih u uranijuma nazivaju se "transuranijum". Zbog dugog perioda raspadanja transuranskog otpada, njihovo zbrinjavanje je temeljitije od zbrinjavanja nisko- i srednjeaktivnog otpada. U Sjedinjenim Državama, transuranski radioaktivni otpad nastaje uglavnom kao rezultat proizvodnje oružja, što uključuje odjeću, alate, krpe, nusproizvode hemijske reakcije, razne vrste smeća i drugih predmeta kontaminiranih malom količinom radioaktivnih supstanci (uglavnom plutonijuma).

U skladu sa američkim zakonodavstvom, transuranski radioaktivni otpad je podijeljen na otpad koji omogućava kontaktno rukovanje i otpad koji zahtijeva daljinsko rukovanje. Podjela se zasniva na nivou zračenja izmjerenog na površini kontejnera za otpad. Prva potklasa uključuje otpad sa nivoom površinskog zračenja ne većim od 200 millirema na sat, druga - opasniji otpad, čija radioaktivnost može doseći 1000 millirema na sat. Trenutno je trajno odlagalište transuranskog otpada iz elektrana i vojnih postrojenja u Sjedinjenim Državama prvo eksperimentalno postrojenje na svijetu za izolaciju radioaktivnog otpada.

Srednje upravljanje radioaktivnim otpadom

Obično se u nuklearnoj industriji srednje radioaktivni otpad podvrgava ionskoj izmjeni ili drugim metodama, čija je svrha koncentrirati radioaktivnost u malom volumenu. Nakon obrade, znatno manje radioaktivno tijelo je potpuno neutralizirano. Moguće je koristiti hidroksid kao flokulant za uklanjanje radioaktivnih metala iz vodenih otopina. Nakon radioizotopa sa željeznim hidroksidom, nastali talog se stavlja u metalni bubanj gdje se miješa sa cementom, formirajući čvrstu smjesu. Za veću stabilnost i izdržljivost, izrađuju se od letećeg pepela ili šljake iz peći i (za razliku od konvencionalnog cementa koji se sastoji od portland cementa, šljunka i pijeska).

Rukovanje visokoradioaktivnim otpadom

Skladištenje

Za privremeno skladištenje visokoradioaktivnog otpada, spremnici za istrošeno nuklearno gorivo i skladišta sa suhim bačvama su dizajnirani da omoguće raspad kratkoživih izotopa prije daljnje obrade.

Dugotrajno skladištenje radioaktivnog otpada zahtijeva očuvanje otpada u obliku koji neće reagovati i razlagati se tokom dužeg vremenskog perioda. Jedan od načina da se postigne ovo stanje je vitrifikacija (ili vitrifikacija). Trenutno se u Sellafieldu (Velika Britanija) visoko aktivni PAO (prečišćeni proizvodi prve faze Purex procesa) miješaju sa šećerom i potom kalciniraju. Kalcinacija uključuje propuštanje otpada kroz zagrijanu rotirajuću cijev i ima za cilj isparavanje vode i denitrogenizaciju fisionih produkata kako bi se povećala stabilnost rezultirajuće staklaste mase.

Zdrobljeno staklo se stalno dodaje u nastalu tvar u indukcijskoj peći. Kao rezultat, dobiva se nova supstanca u kojoj je, tijekom stvrdnjavanja, otpad povezan sa staklenom matricom. Ova tvar u rastopljenom stanju se ulijeva u cilindre od legiranog čelika. Hlađenjem tečnost se stvrdnjava, pretvarajući se u staklo koje je izuzetno otporno na vodu. Prema Međunarodnom tehnološkom društvu, biće potrebno oko milion godina da se 10% ovog stakla rastvori u vodi.

Nakon punjenja, cilindar se kuva, a zatim pere. Nakon pregleda na eksternu kontaminaciju, čelični cilindri se šalju u podzemna skladišta. Ovo stanje otpada ostaje nepromijenjeno mnogo hiljada godina.

Staklo unutar cilindra ima glatku crnu površinu. U Velikoj Britaniji se sav posao obavlja pomoću komora visoke aktivnosti. Šećer se dodaje kako bi se spriječilo stvaranje RuO 4 isparljive tvari koja sadrži radioaktivni rutenij. Na Zapadu se otpadu dodaje borosilikatno staklo, identično po sastavu pireksu; u zemljama bivšeg se obično koristi fosfatno staklo. Količina fisionih produkata u staklu mora biti ograničena, jer neki elementi ( , metali platinske grupe i ) imaju tendenciju da formiraju metalne faze odvojeno od stakla. Jedna od fabrika za vitrifikaciju nalazi se u , gdje se prerađuje otpad iz aktivnosti malog pogona za demonstracionu preradu koji je prestao postojati.

Godine 1997. 20 zemalja s najvećim svjetskim nuklearnim potencijalom imalo je 148.000 tona istrošenog goriva u skladištima unutar reaktora, od čega je 59% odloženo. U eksternim skladištima bilo je 78 hiljada tona otpada, od čega je 44% reciklirano. Uzimajući u obzir stopu reciklaže (oko 12 hiljada tona godišnje), još je dosta dug put do konačnog odlaganja otpada.

Synrok

Složenija metoda neutralizacije visoko radioaktivnog otpada je korištenje materijala kao što je SYNROC (sintetička stijena – sintetička stijena). SYNROC je razvio profesor Ted Ringwood iz Australije nacionalni univerzitet. U početku, SYNROC je razvijen za odlaganje američkog vojnog visokoradioaktivnog otpada, ali u budućnosti se može koristiti za civilne potrebe. SYNROC se sastoji od minerala kao što su piroklor i kriptomelan. Originalna verzija SINROC-a (SINROC C) razvijena je za tekući RW (Purex procesni rafinati) – otpad iz aktivnosti. Glavni sastojci ove supstance su holandit (BaAl 2 Ti 6 O 16), cirkonolit (CaZrTi 2 O 7) i (CaTiO 3). Cirkonolit i perovskit vezuju aktinide, perovskit neutrališe i holandit -.

geološkog ukopa

Potraga za odgovarajućim deponijama dubokog konačnog odlaganja trenutno je u toku u nekoliko zemalja; očekuje se da će prva takva skladišta postati operativna nakon 2010. godine. Međunarodna istraživačka laboratorija u Grimselu u Švicarskoj bavi se pitanjima vezanim za odlaganje radioaktivnog otpada. govori o svojim planovima za direktno odlaganje istrošenog goriva pomoću KBS-3 tehnologije, nakon što je Šveđanin to smatrao dovoljno sigurnim. U Njemačkoj se trenutno razgovara o pronalaženju mjesta za trajno skladištenje radioaktivnog otpada, protestuju stanovnici sela Gorleben u regiji Wendland. Sve do 1990. godine ovo mjesto se činilo idealnim za odlaganje radioaktivnog otpada zbog svoje blizine granicama nekadašnjeg. Trenutno se RAO nalaze u privremenom skladištu u Gorlebenu, a odluka o mjestu njihovog konačnog odlaganja još nije donesena. Vlasti su odabrale planinu Yucca, država kao mjesto sahrane, ali je projekat naišao na snažno protivljenje i postao predmet žestokih diskusija. Postoji projekat za stvaranje međunarodnog odlagališta za visokoradioaktivni otpad, a predložena su i moguća odlagališta. Međutim, australske vlasti se protive takvom prijedlogu.

Postoje projekti za odlaganje radioaktivnog otpada u okeanima, među kojima su odlaganje ispod ponorne zone morskog dna, odlaganje u zoni, zbog čega će otpad polako tonuti u plašt zemlje, te odlaganje pod prirodnim ili umjetnim ostrvo. Ovi projekti imaju očigledne prednosti i riješit će neugodan problem odlaganja radioaktivnog otpada na međunarodnom nivou, ali su, uprkos tome, trenutno zamrznuti zbog zabrane pomorskog prava. Drugi razlog je što u Evropi i sjeverna amerika oni se ozbiljno plaše curenja iz takvog skladišta, što će dovesti do ekološke katastrofe. Stvarna mogućnost takve opasnosti nije dokazana; međutim, zabrane su pooštrene nakon bacanja radioaktivnog otpada s brodova. Međutim, u budućnosti zemlje koje ne mogu pronaći druga rješenja za ovaj problem mogu ozbiljno razmišljati o stvaranju okeanskih skladišta radioaktivnog otpada.

Realniji projekat pod nazivom "Remix & Return" (Miješanje i vraćanje), čija je suština je da visokoradioaktivni otpad, pomiješan sa otpadom iz rudnika i prerađivača uranijuma do prvobitnog nivoa radioaktivnosti uranijumske rude, tada će biti stavljen u prazne rudnike uranijuma. Prednosti ovaj projekat: otklanjanje problema visokoradioaktivnog otpada, vraćanje materije na mjesto koje joj je prirodom predviđeno, obezbjeđivanje rada rudarima i obezbjeđivanje ciklusa odlaganja i neutralizacije svih radioaktivnih materijala.

sahrana radioaktivnog otpada, neophodno je kako bi se spriječio uticaj štetnih hemijskih elemenata i radioaktivnih izotopa na životnu sredinu, ekologiju i, što je najvažnije, na zdravlje ljudi.

Nivo obrazovanja raste svake godine, a reciklaža i reciklaža još uvijek ne obuhvata cjelokupnu količinu pristiglog otpada. Reciklaža i reciklaža su presporo, dok odlaganje radioaktivnog otpada zahtijeva aktivnije djelovanje.

Izvori zagađenja životne sredine radioaktivnim otpadom

Izvor radioaktivnosti ili može biti bilo koje postrojenje koje koristi ili obrađuje radioaktivne izotope. To mogu biti i organizacije koje proizvode EBPM materijale, čija proizvodnja proizvodi radioaktivni otpad. Ovo je industrija u nuklearnom ili medicinskom sektoru koja koristi ili stvara radioaktivne materijale za proizvodnju svojih proizvoda.

Takav otpad može nastati u različite forme i, što je najvažnije, prihvatiti različite fizičke i hemijske karakteristike. Kao što je koncentracija i poluživot glavnog elementa koji čini radionuklide. Oni mogu formirati:

• Prilikom obrade scintilacijskih brojača, otopina koja prelazi u tečni oblik.
• Prilikom prerade korištenog goriva.
• U toku rada ventilacionih sistema može doći i do ispuštanja radioaktivnih materijala u gas u sličnim oblicima u raznim preduzećima koja se bave takvim materijama.
• Medicinski materijal, potrošni materijal, laboratorijsko stakleno posuđe, radiofarmaceutske organizacije, stakleni kontejneri koji se koriste pri radu s gorivom za nuklearne elektrane - sve se to također može smatrati izvorom kontaminacije.
• Prirodni izvori zračenja poznati kao PIR takođe mogu emitovati radioaktivnu kontaminaciju. Glavni deo takvih supstanci su nuklidi (beta emiteri), kalijum - 40, rubidijum - 87, torijum - 232, kao i uranijum - 238 i produkti njihovog raspada koji emituju alfa čestice.

Sanepidnadzor je izdao listu propisa za sanitarna pravila za rad sa takvim supstancama.

Mali dio radionuklida sadržan je čak i u običnom uglju, ali je toliko mali da čak i prosječna koncentracija u zemljine površine takvi elementi premašuju njihov udio. Ali pepeo od ugljena je već po radioaktivnosti jednak crnom škriljcu, jer radionuklidi ne sagorevaju. Prilikom upotrebe uglja u pećima oslobađaju se samo radioaktivni elementi koji sa letećim pepelom ulaze u atmosferu. Nadalje, sa zrakom, osoba godišnje udiše otrovne kemijske elemente koji su tamo dospjeli tijekom rada bilo koje elektrane na ugalj. Ukupna takva emisija u Rusiji iznosi oko 1000 tona uranijuma.

Istrošeni elementi plina i naftnih derivata također mogu sadržavati element kao što je radij, a raspadanje takvog proizvoda može ovisiti o naslagama sulfata u naftnim bušotinama. Kao i radon, koji može biti sastavni dio vode, plina ili nafte. Raspad radona stvara čvrste radioizotope, u pravilu se formira kao talog na zidovima cjevovoda.

Područja proizvodnje propana u rafinerijama smatraju se najopasnijim radioaktivnim područjima, jer radon i propan imaju istu tačku ključanja. Pare, koje padaju u zrak kao talog, padaju na tlo i zaraze cijelu teritoriju.

Odlaganje ove vrste radioaktivnog otpada je praktično nemoguće, jer su mikroskopske čestice prisutne u vazduhu svih gradova u zemlji.

Medicinski radioaktivni otpad također ima izvore beta i gama zraka, podijeljeni su u dvije klase. Nuklearna dijagnostička medicina koristi kratkotrajni gama emiter (tehnecij - 99.). Većina se razgrađuje u prilično kratkom vremenskom periodu, nakon čega nema utjecaja na okoliš i odlaže se s običnim smećem.

Klasifikacija radioaktivnog otpada i njegovih elemenata

Postoje tri grupe u koje se dijeli radioaktivni otpad, a to su:

• nisko aktivan;
• umjereno aktivan;
• visoko aktivan.

Prvi su takođe podeljeni u četiri klase:

• GTCC.

Posljednji je najopasniji.

Postoji i klasa transuranskog radioaktivnog otpada, ona uključuje alfa otpad koji emituje transuranske radionuklide sa poluživotom dužim od 20 godina. A koncentracija je veća od 100 nCi/g. Zbog činjenice da je njihov period raspadanja mnogo duži nego kod konvencionalnog otpada uranijuma, odlaganje se provodi pažljivije.

Metode odlaganja ili odlaganja radioaktivnog otpada

Čak i za siguran transport i skladištenje, takav otpad mora biti prerađen i kondicioniran za njegovu dalju transformaciju u pogodnije oblike. Zaštita čovjeka i prirodne sredine, najhitnija pitanja. Odlaganje radioaktivnog otpada ne bi trebalo da nanese štetu životnoj sredini i fauni uopšte.

Postoji nekoliko vrsta borbe protiv nuklearnih supstanci, čiji izbor ovisi o stupnju opasnosti od potonjih.

vitrifikacija.

Visok nivo aktivnosti (HLW) primorava upotrebu vitrifikacije kao metode sahranjivanja kako bi se materiji dao čvrst oblik koji će ostati u ovom stabilnom obliku hiljadama godina. Prilikom odlaganja radioaktivnog otpada u Rusiji koristi se borosilikatno staklo, čiji će stabilan oblik omogućiti očuvanje bilo kojeg elementa unutar takve matrice dugi milenijum.

Burning.

Korištenje radioaktivnog otpada korištenjem ove tehnologije ne može biti potpuno. Koristi se, u pravilu, za djelomično smanjenje količine materijala koji predstavljaju prijetnju okolišu. Ovom metodom postoji briga za atmosferu, jer nesagorele čestice nuklida ulaze u vazduh. Ali, ipak, koristi se za uništavanje takvih vrsta kontaminiranih materijala kao što su:

• drvo;
• stari papir;
• odjeća;
• guma;

Emisije u atmosferu ne prelaze utvrđene norme, jer su takve peći projektovane i razvijene po najvišim standardima, savremenom tehnološkom procesu.

Pečat.

Ovo je prilično poznata i pouzdana tehnologija koja omogućava smanjenje volumena (koji se koristi za preradu komunalnog otpada i drugih velikih proizvoda) niskoopasnog otpada. Raspon instalacija za preše takvih radnji je prilično velik i može varirati od 5 tona do 1000 tona (super kompaktor). Faktor zbijanja u ovom slučaju može biti jednak 10 ili više, ovisno o materijalu koji se obrađuje. U ovoj tehnologiji koriste se hidraulične ili pneumatske prese sa niskom silom pritiska.

Cementiranje.

Cementiranje grobišta radioaktivnog otpada u Rusiji je jedan od najčešćih vidova imobilizacije radioaktivnih supstanci. Koristi se posebna tečna otopina koja uključuje mnoge kemijske elemente, na njihovu snagu praktički ne utječu prirodni uvjeti, što znači da je njihov vijek trajanja gotovo neograničen.

Tehnologija ovdje je da se kontaminirani predmet ili radioaktivni elementi smjeste u kontejner, zatim ga napunite unaprijed pripremljenom otopinom, ostavite vremena da se stvrdne i premjestite za skladištenje u zatvorenom prostoru.

Ova tehnologija je pogodna za srednje opasan otpad.

Dugo se vjerovalo da će se u bliskoj budućnosti odlaganje radioaktivnog otpada moći izvršiti na Suncu, prema izvještajima medija, Rusija već razvija takav projekat. Ali dok je to samo u planovima, morate voditi računa o okolišu i ekologiji svoje rodne zemlje.

Kako se sahranjuje nuklearni otpad? Da, elementarno, samo uzmi i zakopaj. Jedino što orkestar i vijenci "Od kolega" nisu dovoljni, tako da je princip isti. Velika jama eksplodira u stijeni, tamo su burad sa radioaktivnim otpadom i cijela ekonomija je zalivena betonom. Pa, ako ukratko. A ako detaljnije, onda sam tehnološki proces sahrane izgleda nešto složenije. Ali prvo stvari.

Lokacija događaja

Voljom sudbine završio sam u Uralskoj elektrohemijskoj fabrici. Ako neko nije upoznat, reći ću da je ovo najveći svjetski proizvodni pogon za dobijanje obogaćenog uranijuma (40% svjetske proizvodnje), od kojeg se onda može praviti gorivo za nuklearne elektrane, a ako domovina naruči, onda atomska bomba(pa, ovo je usput). I kao svaka proizvodnja, nažalost, ne može bez otpada. I bilo bi dobro da je proizvodio traktore ili televizore, inače pravi uranijum, a otpad je radioaktivan. Ne bacajte ih na deponiju i nemojte ih slati na reciklažu. Postoji samo jedan izlaz - zakopati, tj. pretvoriti ih u "oblik koji se ne može nadoknaditi".
Za referenciju: JSC UEIP (Novouralsk) je najveće svetsko preduzeće za obogaćivanje uranijuma. Prvo preduzeće u zemlji za izdvajanje izotopa uranijuma i preradu visoko obogaćenog uranijuma u nisko obogaćeni uranijum. Dio je kompanije za gorivo TVEL Državne korporacije Rosatom. Ugodno smješten u planinskoj dolini na Srednjem Uralu. Osnovan 1946. godine

Suština pitanja

Šta su ti isti RAO? To su filteri, sve vrste spojnica, zaptivki, crijeva, pa čak i kombinezoni koji su bili podvrgnuti α-zračenju. Uranijum je skupa stvar, pa ga ne bacaju na otpad, ako se i miligram supstance izgubi negde u tim stvarima, oni će ga pronaći, izdvojiti i vratiti nazad u tehnološki lanac. Ono što ostane šalje se na reciklažu.

Glavna opasnost od radioaktivnog otpada je zračenje. Zračenje je takođe različito, postoji alfa zračenje, postoji beta, postoji gama. Alfa zračenje je, ako mogu tako reći, „najbezopasnije“. U svojoj srži, oni su samo atomi helijuma, samo sa pozitivnim nabojem. Fizička svojstva uranijuma su takva da ne proizvodi nikakvo drugo zračenje, a čak je i list papira nepremostiva barijera za α-čestice. Još jedna stvar, istrošeno nuklearno gorivo, ovo je pravi pakao! Ljudi često brkaju radioaktivni otpad i istrošeno nuklearno gorivo, ali razlika između njih je ogromna. Dovoljno je reći da se tableta uranijuma, prije potapanja u reaktor, lako može uzeti u ruku. Ako pokušate da uradite isto sa istrošenim gorivom, odmah ćete izgubiti ruku, a onda verovatno umreti.

Zapravo, samo gorivo za nuklearne elektrane izgleda ovako. Da, da, ovo je uranijum (fot vladimir_pak)


Sa α-zračenjem, takođe, šale su loše. Pa, uhvatio si se za komad uranijuma - pffff... oprao si ruke sapunom i to je sve. α-čestice ne mogu čak ni prodrijeti u stratum corneum vaše kože. Ali ako radioaktivna prašina uđe u tijelo, onda nevolje (sjetite se jadnog Litvinjenka). Stoga su za nuklearne naučnike respiratori stvar broj jedan. I još jedan detalj - fontana sa ritmovima vode u radionici. Pitam - mogu li da pijem? Odgovor je da! Samo nemojte piti, već isperite, otišao pušiti - isprati usta, otišao jesti - isprati dvaput!

Na fotografiji radnik zatvara kontejner sa radioaktivnim otpadom

Sam proces.

Ali vratimo se tehnologiji recikliranja. Dakle, nastali otpad pažljivo se pakuje u poseban kontejner i šalje u radnju za reciklažu. Tamo ih čekaju dvije sudbine - ili pritiskanje ili goruće. Prešanje se podvrgava uglavnom filterima. Naravno, sama procedura nam nije pokazana, jer ... napregnuta otpadom. Ako je 2010. godine postrojenje istisnulo 560 kubika otpada, onda je 2011. planirano samo 500, a ove godine još manje - 465 kubnih metara. Ne pritiskaju se svaki dan, ali još rjeđe pale. Tačnije, peć se uključuje samo dva puta godišnje. Sama peć je prilično glomazna konstrukcija visine 12,5 m.

Evo je. Ništa veliko. Separator za proizvodnju jogurta izgleda čak i hladnije.

Sva guma, plastika i tekstil ide u ložište. Kao rezultat sagorijevanja (kao što znamo) nastaju dim i pepeo. Tako dim nakon što prođe PET faza prečišćavanja odlazi u atmosferu, a pritom je nemjerljivo čistiji od onog što dolazi iz cijevi vašeg kupališta na selu, ali se pepeo skuplja i pakuje u specijalnih 200 -litarske burad. Svaka takva bačva košta 1000 rubalja i uopće ne rđa. Nakon što se bure napuni, stavlja se na poseban rotirajući postolje i mjeri se njena radioaktivnost pomoću masenog spektrometra. Vrti se na postolju oko 30 minuta, nakon čega se sastavlja pasoš za kontejner u kojem je gotovo atomski napisano kakvo je smeće, sa kojim zračenjem i u kojoj količini.

Pa, zapravo sama cijev i trans Spec maseni spektrometar.

Zatim se odvozi na PPZR - prizemno odlagalište radioaktivnog otpada. PZR, kao što sam gore napisao, je mala jama u stijeni, duboka 7 metara. Bačve od 4 komada stavljaju se u specijalne betonske posude debljine stijenke 10 cm. Kontejneri se utovaruju u jamu i zalijevaju ekstra čvrstim betonom. U početku su projektanti mislili da će takva „groblja“ udobno postojati 300 godina, ali nakon ispitivanja prvih ukopa, starih već šezdeset godina, došli su do zaključka da bi zabrinutost za njihovo stanje trebalo pokazati 1500. godine. godine, ne ranije.

Ova jama nije naša, već južnoafrička, ali sve je isto.

Ovi nuklearni naučnici su pravi rudari. Unatoč činjenici da proizvode stotine tona nuklearnog goriva, drhte nad svakim miligramom i vode evidenciju, gotovo do pete decimale. Zakopavanje otpada za njih je isto što i zakopavanje novca. Ako se to izrazi u brojkama, onda ću reći jedno - ono što ulazi u radnju za reciklažu, a ono što izlazi iz nje, razlikuje se u zapremini 100-150 puta! Odnosno natovareni Kamaz na ulazu, bure od 200 litara na izlazu, bure od 200 litara na ulazu i flaša od 1,5 litara na izlazu.

Radijacija je takođe problem. Tokom naše press turneje, češće nije bilo „hajde da se slikamo“, već „ajde da se izmerimo!“. Jadni dozimetristi su se umorili, ispunjavajući sve naše želje. Rezultati su:

Pozadina na ulici, pored radionice - 0,07 mSv.

Pozadina pored "šporeta" - 0,14 mSv.

Dozvoljena brzina - 2,3 mSv.

Naš anđeo čuvar dozimetrista

Za referenciju: Sivert (Sv/Sv) je biološki efekat zračenja ili doze dostavljene organskom tkivu. Zavisi od prirode zračenja i izloženih organa tijela. Rezultat se naziva "efikasna doza" i obično se mjeri u milisivertima (mSv). 70% izloženosti ljudi dolazi od sunca, vazduha i hrane.

O uranijumu.

Radoznali čitatelj će sigurno postaviti pitanje: "a uranijum?". Zaista, ako je “obogaćeni” napravljen od “običnog” uranijuma, gdje onda ide “osiromašeni”? I odlazi u skladište. Zapravo, samo prisustvo nekoliko stotina gvozdenih buradi pred vašim očima nije baš inspirativno, ali shvatajući da sva ova ekonomija koja leži pred vama košta više od MILIJARDE dolara, nehotice poželite da sve to dotaknete. Ništa ne uzvisuje gvozdeni cilindar kao natpis "uranijum heksafluorid".

Da li je neko video milijardu dolara na jednom mestu? Evo ga ispred vas

Ovo skladište ima domaći uran, i japanski i američki. Sirovine za preradu dovoze se iz cijelog svijeta. Izotop uranijuma 235 se odvaja od početnog proizvoda koji se koristi za proizvodnju goriva, a otpadni uran 238 odlazi u skladište. Otpadni uranijum238 se ne samo skladišti, već se skladišti. Kako sami nuklearni naučnici kažu, ove burad su ključ lagodne egzistencije naših unuka. Iz svega toga moguće je izvući gotovo besplatnu energiju, samo što tehnološki nivo ljudske civilizacije još nije dovoljno visok, ali je pitanje vremena.

OK, sve je gotovo. Napuštamo nuklearne kante (u bukvalnom smislu te riječi) naše zemlje.

Ako nekoga zanima, mogu napisati kako se uopšte obogaćuje ovaj uranijum.
U stvari, već sam napisao

Problem radioaktivnog otpada je poseban slučaj opšteg problema zagađenja životne sredine ljudskim otpadom. Jedan od glavnih izvora radioaktivnog otpada (RW) visoki nivo djelatnost je nuklearna energija (istrošeno nuklearno gorivo).

Stotine miliona tona radioaktivnog otpada nastalo je aktivnostima nuklearne elektrane(tečnost i čvrsti otpad i materijali koji sadrže tragove uranijuma) akumulirali su se u svijetu tokom 50 godina korištenja atomske energije. Na sadašnjem nivou proizvodnje, količina otpada bi se mogla udvostručiti u narednih nekoliko godina. Istovremeno, nijedna od 34 zemlje koje imaju nuklearnu energiju danas ne zna kako riješiti problem otpada. Činjenica je da većina otpada zadržava svoju radioaktivnost do 240.000 godina i za to vrijeme mora biti izolirana iz biosfere. Danas se otpad čuva u "privremenim" skladištima, ili zakopan plitko pod zemljom. Na mnogim mjestima otpad se neodgovorno baca na kopno, jezera i okeane. Što se tiče dubokog podzemnog zakopavanja, trenutno zvanično priznate metode izolacije otpada, vremenom će promjene tokova vode, potresi i drugi geološki faktori narušiti izolaciju grobnog mjesta i dovesti do kontaminacije vode, tla i zraka. .

Čovječanstvo do sada nije smislilo ništa razumnije od jednostavnog skladištenja istrošenog nuklearnog goriva (SNF). Činjenica je da je, kada su se tek gradile nuklearne elektrane sa kanalnim reaktorima, planirano da se iskorišteni gorivni sklopovi transportuju na preradu u specijalizovano postrojenje. Takvo postrojenje je trebalo biti izgrađeno u zatvorenom gradu Krasnojarsk-26. Osjećajući da će se bazeni istrošenog goriva uskoro preliti, odnosno da su iskorištene kasete izvađene iz RBMK privremeno smještene u bazene, LNPP je odlučila da na svojoj teritoriji izgradi skladište istrošenog nuklearnog goriva (SNF). Godine 1983. izrasla je ogromna zgrada u koju je bilo smješteno čak pet bazena. Istrošeni nuklearni sklop je visoko aktivna supstanca koja nosi smrtna opasnost za sva živa bića. Čak i na daljinu, smrdi na čvrste rendgenske zrake. Ali što je najvažnije, ono što je Ahilova peta nuklearne energije, ona će ostati opasna još 100 hiljada godina! Odnosno, kroz ovaj period, koji je teško zamisliv, istrošeno nuklearno gorivo će se morati skladištiti na način da ni živa, ali ni neživa priroda, nuklearna prljavština, ni pod kojim okolnostima ne bi smjela dospjeti u okoliš. Imajte na umu da je cjelokupna pisana historija čovječanstva manja od 10 hiljada godina. Zadaci koji se javljaju prilikom odlaganja radioaktivnog otpada su bez presedana u istoriji tehnologije: ljudi nikada sebi nisu postavljali tako dugoročne ciljeve.

Interesantan aspekt problema je da je potrebno ne samo zaštititi osobu od otpada, već istovremeno zaštititi otpad od čovjeka. Tokom perioda predviđenog za njihovu sahranu, promijenit će se mnoge društveno-ekonomske formacije. Ne može se isključiti da u određenoj situaciji radioaktivni otpad može postati poželjna meta terorista, meta za udare tokom vojnog sukoba itd. Jasno je da se, govoreći o milenijumima, ne možemo osloniti na, recimo, državnu kontrolu i zaštitu – nemoguće je predvidjeti do kakvih promjena može doći. Možda bi bilo najbolje da se otpad fizički učini nedostupnim ljudima, iako bi to, s druge strane, otežalo našim potomcima poduzimanje daljnjih mjera sigurnosti.

Jasno je da nijedno tehničko rješenje, nikakav vještački materijal ne može "raditi" hiljadama godina. Očigledan zaključak: izolovati sam otpad prirodno okruženje. Razmatrane su opcije: zakopavanje radioaktivnog otpada u duboke okeanske depresije, u sedimente dna okeana, u polarne kape; poslati ih u svemir; položiti ih u duboke slojeve zemljine kore. Danas je opšte prihvaćeno da je najbolji način da se otpad zakopa u duboke geološke formacije.

Jasno je da je RAO u čvrstom obliku manje sklon prodiranju u okolinu (migraciji) nego tekući RAO. Stoga se pretpostavlja da će tečni radioaktivni otpad prvo biti pretvoren u čvrsti oblik (staklo, pretvoriti u keramiku, itd.). Međutim, ubrizgavanje tečnog visokoradioaktivnog otpada u duboke podzemne horizonte (Krasnojarsk, Tomsk, Dimitrovgrad) se i dalje praktikuje u Rusiji.

Sada je usvojen takozvani koncept zbrinjavanja "više barijera" ili "dubokog ešalona". Otpad se prvo zadržava u matrici (staklo, keramika, gorive pelete), zatim u višenamjenskom kontejneru (koji se koristi za transport i za odlaganje), zatim u sorbentu (upijajućem) punjenje oko kontejnera i na kraju u geološkom okruženje.

Koliko košta razgradnja nuklearne elektrane? Prema različitim procjenama i za različite stanice, ove procjene se kreću od 40 do 100% kapitalnih troškova za izgradnju stanice. Ove brojke su teoretske, budući da do sada stanice nisu u potpunosti stavljene iz pogona: val razgradnje bi trebao početi nakon 2010. godine, budući da je vijek trajanja stanica 30-40 godina, a njihova glavna izgradnja odvijala se 70-80-ih godina. Činjenica da ne znamo cijenu razgradnje reaktora znači da taj "skriveni trošak" nije uključen u cijenu električne energije koju proizvode nuklearne elektrane. To je jedan od razloga prividne "jeftinije" atomske energije.

Dakle, pokušaćemo da zakopamo radioaktivni otpad u duboke geološke frakcije. Istovremeno smo dobili uslov: da pokažemo da će naše sahranjivanje raditi, kako planiramo, 10 hiljada godina. Pogledajmo sada na koje ćemo probleme naići na tom putu.

Prvi problemi se susreću u fazi odabira lokacija za proučavanje.

U SAD-u, na primjer, nijedna država ne želi da se sahrana u cijeloj zemlji nalazi na njenoj teritoriji. To je dovelo do toga da su zalaganjem političara mnoga potencijalno pogodna područja skinuta sa liste, i to ne na osnovu noćnog pristupa, već zbog političkih igara.

Kako to izgleda u Rusiji? Trenutno je još uvijek moguće proučavati područja u Rusiji bez osjećaja značajnog pritiska lokalnih vlasti (ako se ne predlaže postavljanje groblja u blizini gradova!). Vjerujem da će se, kako stvarna nezavisnost regija i subjekata Federacije bude jačala, situacija pomjeriti prema situaciji u SAD-u. Već sada postoji tendencija Minatoma da svoju aktivnost prebaci na vojne objekte, nad kojima praktično nema kontrole: na primjer, arhipelag Novaja zemlja (rusko poligon br. 1) trebalo bi da stvori groblje, iako je to daleko od najbolje mjesto, o čemu će dalje biti reči.

Ali pretpostavimo da je prva faza gotova i mjesto je odabrano. Potrebno ga je proučiti i dati prognozu funkcionisanja groblja za 10 hiljada godina. Ovdje se pojavljuju novi problemi.

Nerazvijenost metode. Geologija je deskriptivna nauka. Odvojene grane geologije se bave predviđanjima (na primjer, inženjerska geologija predviđa ponašanje tla tokom izgradnje itd.), ali nikada prije geologija nije imala zadatak da predvidi ponašanje geoloških sistema desetinama hiljada godina. Iz višegodišnjih istraživanja u različitim zemljama, čak su se pojavile sumnje da li je općenito moguća manje ili više pouzdana prognoza za takva razdoblja.

Zamislite, međutim, da smo uspjeli razviti razuman plan za istraživanje lokacije. Jasno je da će implementacija ovog plana trajati mnogo godina: na primjer, planina Yaka u Nevadi proučavana je više od 15 godina, ali zaključak o prikladnosti ili neprikladnosti ove planine bit će donesen tek za 5 godina . Pritom će program zbrinjavanja biti pod sve većim pritiskom.

Pritisak spoljnih okolnosti. Otpad je ignorisan tokom Hladnog rata; akumulirani su, pohranjeni u privremenim kontejnerima, izgubljeni itd. Primjer je vojno postrojenje Hanford (analogno našem "Majaku"), gdje se nalazi nekoliko stotina džinovskih rezervoara sa tečnim otpadom, a za mnoge od njih se ne zna šta je unutra. Jedan uzorak košta milion dolara! Na istom mjestu, u Hanfordu, otprilike jednom mjesečno nađu se zakopane i "zaboravljene" burad ili kutije sa otpadom.

Generalno, tokom godina razvoja nuklearnih tehnologija nakupilo se mnogo otpada. Privremena skladišta u mnogim nuklearnim elektranama su skoro popunjena, au vojnim objektima često su na rubu kvara "starosti" ili čak i dalje.

Dakle, problem sahrane zahtijeva hitno rješenje. Svijest o ovoj hitnosti postaje sve akutnija, posebno jer 430 energetskih reaktora, stotine istraživačkih reaktora, stotine transportnih reaktora nuklearnih podmornica, krstarica i ledolomaca nastavljaju kontinuirano gomilati radioaktivni otpad. Ali ljudi sa leđima uza zid ne moraju nužno imati najbolje tehnička rješenja, a povećava se mogućnost greške. U međuvremenu, u odlukama koje se odnose na nuklearnu tehnologiju, greške mogu biti veoma skupe.

Na kraju, pretpostavimo da smo potrošili 10-20 milijardi dolara i 15-20 godina proučavajući potencijalnu lokaciju. Vrijeme je da donesete odluku. Očigledno, idealna mesta ne postoji na Zemlji, i svako mjesto će imati pozitivna i negativna svojstva u smislu sahranjivanja. Očigledno je da će se morati odlučiti da li su pozitivna svojstva veća od negativnih i da li ta pozitivna svojstva pružaju dovoljnu sigurnost.

Donošenje odluka i tehnološka složenost problema. Problem sahrane je tehnički izuzetno složen. Stoga je veoma važno imati, prvo, kvalitetnu nauku, a drugo, efikasnu interakciju (kako u Americi kažu, „interfejs“) između nauke i donosilaca odluka.

Ruski koncept podzemne izolacije radioaktivnog otpada i istrošenog nuklearnog goriva u permafrostu razvijen je u Institutu za industrijsku tehnologiju Ministarstva za atomsku energiju Rusije (VNIPIP). Odobrena je od strane Državne ekološke ekspertize Ministarstva ekologije i prirodnih resursa Ruske Federacije, Ministarstva zdravlja Ruske Federacije i Gosatomnadzora Ruske Federacije. Naučnu podršku konceptu pruža Odeljenje za nauku o permafrostu u Moskvi državni univerzitet. Treba napomenuti da je ovaj koncept jedinstven. Koliko ja znam, nijedna država na svijetu ne razmatra pitanje odlaganja RAO u permafrost.

Glavna ideja je ovo. Otpad koji stvara toplotu postavljamo u permafrost i odvajamo ga od stijena neprobojnom inženjerskom barijerom. Zbog oslobađanja topline, vječni led oko grobnog mjesta počinje da se otapa, ali nakon nekog vremena, kada se oslobađanje topline smanji (zbog raspadanja kratkoživućih izotopa), stijene će se ponovo smrznuti. Stoga je dovoljno osigurati neprobojnost inženjerskih barijera za vrijeme kada će se vječni led odmrznuti; nakon smrzavanja, migracija radionuklida postaje nemoguća.

koncept nesigurnosti. Postoje najmanje dva ozbiljna problema povezana s ovim konceptom.

Prvo, koncept pretpostavlja da su smrznute stijene nepropusne za radionuklide. Na prvi pogled to izgleda razumno: sva voda je zamrznuta, led je obično nepokretan i ne otapa radionuklide. Ali ako pažljivo radite s literaturom, ispostavit će se da mnogi kemijski elementi migriraju prilično aktivno u smrznute stijene. Čak i na temperaturama od 10-12°C u stijenama je prisutna takozvana filmska voda koja se ne smrzava. Ono što je posebno važno, svojstva radioaktivnih elemenata koji čine RAO, sa stanovišta njihove moguće migracije u permafrostu, uopšte nisu proučavana. Stoga je pretpostavka da su smrznute stijene nepropusne za radionuklide bez ikakvog osnova.

Drugo, čak i ako se pokaže da je permafrost zaista dobar RW izolator, nemoguće je dokazati da će sam permafrost trajati dovoljno dugo: podsjećamo da standardi predviđaju zakopavanje u periodu od 10 hiljada godina. Poznato je da je stanje permafrosta određeno klimom, pri čemu su dva najvažnija parametra temperatura zraka i padavine. Kao što znate, temperatura zraka raste zbog globalnih klimatskih promjena. Najveća stopa zagrijavanja javlja se upravo u srednjim i visokim geografskim širinama sjeverne hemisfere. Jasno je da bi takvo zagrijavanje trebalo dovesti do odmrzavanja leda i smanjenja permafrosta. Proračuni pokazuju da aktivno odmrzavanje može početi za 80-100 godina, a brzina odmrzavanja može doseći 50 metara po stoljeću. Dakle, smrznute stijene Nove zemlje mogu potpuno nestati za 600-700 godina, što je samo 6-7% vremena potrebnog za izolaciju otpada. Bez permafrosta, karbonatne stene Nove zemlje imaju veoma niska izolaciona svojstva u odnosu na radionuklide. Još niko u svijetu ne zna gdje i kako skladištiti visokoradioaktivni otpad, iako su radovi u tom pravcu u toku. Za sada je riječ o obećavajućim, a nikako industrijskim tehnologijama za zatvaranje visokoaktivnog radioaktivnog otpada u vatrostalne staklene ili keramičke smjese. Međutim, nije jasno kako će se ovi materijali ponašati pod uticajem radioaktivnog otpada koji se u njima nalazi milionima godina. Tako dug vijek trajanja je posljedica ogromnog poluraspada niza radioaktivnih elemenata. Jasno je da je njihovo puštanje napolje neizbježno, jer materijal posude u kojoj će biti zatvorene ne "živi" tako dugo.

Sve tehnologije obrade i skladištenja RAO su uslovne i sumnjive. A ako nuklearni naučnici, kao i obično, osporavaju ovu činjenicu, onda bi ih valjalo pitati: „Gdje je garancija da sva postojeća skladišta i groblja više nisu nosioci radioaktivne kontaminacije, jer su sva njihova opažanja skrivena od javnost.

Rice. 3. Ekološka situacija na teritoriji Ruske Federacije: 1 - podzemne nuklearne eksplozije; 2 - velike nakupine fisionih materijala; 3 - testiranje nuklearnog oružja; 4 - degradacija prirodnog krmnog zemljišta; 5 - kiselo padavine; 6 - zone akutnih ekoloških situacija; 7 - zone vrlo akutnih ekoloških situacija; 8 - numeracija kriznih regiona.

U našoj zemlji postoji nekoliko groblja, iako o njihovom postojanju pokušavaju da prećute. Najveći se nalazi u regiji Krasnojarsk u blizini Jeniseja, gdje je zakopan otpad iz većine ruskih nuklearnih elektrana i nuklearni otpad iz niza evropskih država. Prilikom izvođenja istraživačko-razvojnih radova na ovo spremište rezultati su bili pozitivni, ali nedavna zapažanja pokazuju narušavanje ekosistema rijeke. Yenisei, pojavila se ta mutantna riba, struktura vode u pojedinim područjima se promijenila, iako se podaci naučnih istraživanja pažljivo skrivaju.

Danas, u Lenjingradskom nuklearnom postrojenju, INF je već popunjen do kraja. Za 26 godina rada nuklearni "rep" LNPP-a iznosio je 30.000 sklopova. S obzirom da svaki teži nešto više od stotinu kilograma, ukupna masa visokotoksičnog otpada dostiže 3 hiljade tona! I sav taj nuklearni "arsenal" nalazi se nedaleko od prvog bloka Lenjingradske nuklearke, štaviše, na samoj obali Finskog zaliva: u Smolensku se nakupilo 20 hiljada kaseta, otprilike isto toliko i u NEK Kursk. Postojeće tehnologije prerade SNF-a nisu isplative s ekonomske tačke gledišta i opasne su sa ekološke tačke gledišta. Uprkos tome, nuklearni naučnici insistiraju na potrebi izgradnje postrojenja za preradu SNF-a, uključujući i Rusiju. Postoji plan da se u Železnogorsku (Krasnojarsk-26) izgradi drugo rusko postrojenje za regeneraciju nuklearnog goriva, tzv. RT-2 (RT-1 se nalazi na teritoriji fabrike Majak u Chelyabinsk region i prerađuje nuklearno gorivo iz reaktora VVER-400 i nuklearnih podmornica). Pretpostavlja se da će RT-2 prihvatiti SNF na skladištenje i preradu, uključujući i iz inostranstva, a planirano je da se projekat finansira o trošku istih zemalja.

Mnogi nuklearne sile pokušavaju da prenesu nisko i visokoaktivni otpad u siromašnije zemlje kojima je to preko potrebno strana valuta. Na primjer, niskoaktivni otpad se obično prodaje iz Evrope u Afriku. Prijenos toksičnog otpada na manje razvijenim zemljama Utoliko neodgovornije, s obzirom da u ovim zemljama ne postoje odgovarajući uslovi za skladištenje istrošenog nuklearnog goriva, neće se poštovati neophodne mere za obezbeđenje bezbednosti prilikom skladištenja, a neće biti ni kontrole kvaliteta nuklearnog otpada. Nuklearni otpad treba skladištiti u mjestima (zemljama) njegove proizvodnje u objektima za dugotrajno skladištenje, smatraju stručnjaci, treba ih izolovati od okoliša i kontrolirati od strane visokokvalifikovanog osoblja.

Nuklearni otpad je relativno noviji pojam. Trka u naoružanju 20. stoljeća ubrzala je proces korištenja energije atoma. U svakom slučaju, bilo da se radi o vojnoj upotrebi ove energije ili o mirnoj upotrebi, otpad se stvara u procesu koji je opasan za sav život na Zemlji. Članak otkriva neke aspekte problema zbrinjavanja nuklearnog otpada.

Opsežna istraživanja u oblasti nuklearne fizike početkom 20. stoljeća dovela su do masovne upotrebe atomske energije i radioaktivnih materijala u nauci, industriji, medicini, poljoprivreda iu obrazovnom procesu. Jasno je da je ova praksa praćena stvaranjem različitog otpada. Karakteristika ove vrste otpada je prisustvo radioaktivnih elemenata u njima. Ne smijemo zaboraviti da je radioaktivnost oduvijek bila prisutna na Zemlji, a prisutna je i sada. Pitanje je samo koliki je nivo ove radioaktivnosti.

Nuklearni otpad (sinonim za radioaktivni otpad - RAO) - supstance koje sadrže opasne elemente koje se ne mogu koristiti u budućnosti. Neprihvatljivo je brkati ovaj pojam sa pojmom "istrošeno nuklearno gorivo". Istrošeno nuklearno gorivo (SNF) je mješavina tvari koje se sastoje od ostataka nuklearnog goriva i produkata fisije, kao što su izotopi cezija mase 137 i izotopi stroncijuma mase 90. SNF je dodatni izvor za dobijanje nuklearnog goriva.

Kriterijumi za razvrstavanje otpada kao radioaktivnog

Prema agregatnom stanju, radioaktivni otpad može biti u gasovitom, tečnom i čvrstom obliku. Da bismo shvatili kakvo se "smeće" može smatrati radioaktivnim, okrenimo se propisima.

Prema standardima radijacijske sigurnosti SanPin 2.6.1.2523-09, otpad se klasifikuje kao radioaktivan ako je rezultat dodavanja omjera specifične (čvrsti i tekući otpad) i zapreminske (gasovi) aktivnosti radionuklida u otpadu njihovoj minimalnoj specifičnoj aktivnosti. više od jedne. Ako je to nemoguće izračunati, onda je kriterij za klasificiranje otpada kao radioaktivan stupanj zračenja za otpad u čvrstom stanju:

• jedan Bq/g – izvori koji emituju α-čestice;
• sto Bq/g su izvori koji emituju β-čestice;

a za tečnosti:

• 0,05 Bq/g – izvori koji emituju α-čestice;
• 0,5 Bq/g - izvori koji emituju β-čestice.

Otpad koji emituje γ-zračenje spada u kategoriju nuklearnog otpada kada je brzina doze na udaljenosti od 10 cm od njihove površine veća od jednog µSv/h.

Bq - Bekerel je jednak jednom raspadu u sekundi po gramu (kilogramu) supstance.

Sv - Sivert je jednak oko sto rendgena. Rendgen mjeri ukupno zračenje, a sivert mjeri zračenje koje osoba primi.

Otpad u čvrstom agregacijskom stanju može se sortirati prema brzini doze γ-zračenja na udaljenosti od 10 cm od površine u otpad:

• niska aktivnost - 1 µSv/h - 0,3 mSv/h;
• srednja aktivnost - 0,3 mSv/h - 10 mSv/h;
• visoka aktivnost - više od 10 mSv/h.

Kratkotrajni otpad sadrži nuklide sa vremenom raspadanja do bezopasnih nivoa manjim od 1 godine. Veoma niskoaktivni otpad (VLLW) uključuje otpad koji ne prelazi dozu γ-zračenja od 1 µSv/h.

Odvojeno izdvojiti otpad istrošenih konstrukcija reaktora, transporta i sredstava tehničke kontrole.

Kako se odlaže nuklearni otpad, metode odlaganja i obrade

U početku, preduzeće koje proizvodi nuklearni otpad mora ga prikupiti, karakterizirati, sortirati i osigurati njegovo privremeno skladištenje. Zatim se propisno upakovani nuklearni otpad mora transportovati do preduzeća gde se radioaktivni otpad prerađuje. Postrojenje bira tehnologiju prerade i odlaganja uzimajući u obzir inženjerske i netehničke karakteristike upravljanja radioaktivnim otpadom.

Otpad visoke radioaktivnosti služi kao izvor za dobijanje sekundarnih sirovina (oko 95% zapremine otpada). Preostalih 5% supstanci, čije je vrijeme poluraspada stotinama i hiljadama godina, zastakljeno je i uskladišteno u dubokim bunarima u stijenama.

RAO srednjeg i niskog nivoa se podvrgavaju sljedećim vrstama obrade:

1. solidno:

• zapaljivi otpad se podvrgava spaljivanju u pećima, spaljivanju plazmom, termohemijskom tretmanu, spaljivanju vitrifikacijom ili kiselom razgradnjom;
• prešano - sabijanje i superkompaktiranje;
• metal - sabijanje i topljenje;
• vatrootporni i nestišljivi - šalju se u kontejnere.

1. tečnost:

• organski zapaljivi otpad spaljuje se u pećima odvojeno ili zajedno sa čvrstim otpadom;
• organski vatrootporni - adsorpcija na prahove i cementiranje, termohemijska obrada;
• voda s malo soli - koncentracija i cementiranje;
• voda sa visokim sadržajem soli - do bituminizacije i vitrifikacije.

1. Gasni otpad se hvata hemijskim reagensima ili adsorpcijom.

Razmislite Različiti putevi odlaganje nuklearnog otpada, koje vrši postrojenje za preradu, odvojeno.

Odjeća, papir, drvo, kućni otpad koji su ozračeni. Pepeo treba cementirati.

Spalionica nuklearnog otpada

sabijanje je presovanje SRW pod pritiskom. Ova metoda obrade je neprihvatljiva za eksplozivne i zapaljive materije.

Superkompaktan je sabijanje TRO-a koji je prošao fazu zbijanja. Proizvedeno za smanjenje otpada.

Cementiranje- ovo je jedna od najpristupačnijih metoda za preradu nuklearnog otpada, posebno tekućeg. Njegove prednosti:

• dostupnost;
• nesagorivost i neplastičnost finalnog proizvoda;
• niska cijena opreme i kontejnera za obradu;
• relativna jednostavnost tehnologije.

Bituminizacija- ovo je uključivanje radioaktivnog otpada, posebno otpada koji sadrži bilo koju tečnost, u sastav bitumena. Po tehnološkoj složenosti bituminizacija je superiornija od cementiranja, ali ima i neke prednosti. Kada je bituminizirana, vlaga isparava, tako da se otpad ne povećava u volumenu i ostaje otporan na vlagu.

vitrifikacija je metoda obrade nuklearnog otpada različitim nivoima aktivnost. Staklo je materijal koji može apsorbirati veliku količinu tvari koje nisu dio njegovog sastava. Osim toga, rezultirajući proizvod se neće raspadati jako dugo.

Nakon prerade, kontejneri sa nuklearnim otpadom se odlažu. Prema IAEA, odlaganje je odlaganje otpada na posebno pripremljena mjesta (odlagalište nuklearnog otpada) bez svrhe njihove dalje upotrebe. Otpad, prebačen u čvrsto stanje i propisno zapakiran, podliježe zakopavanju.

Postoje takve vrste ukopa:

1. Odlaganje dubokog morskog nuklearnog otpada: Kontejneri se postavljaju na dno mora približno 1000 m dubine.
2. Geološki: izolacija otpada u posebno pripremljenom inženjerske konstrukcije u stabilnim slojevima stijena na dubini od nekoliko stotina metara. U osnovi, visokoaktivan i dugovječni radioaktivni otpad se zakopava na ovaj način.
3. Prizemno: kontejneri se postavljaju u inženjerske objekte na površini i sloju zemlje u blizini ili u rudnicima na dubini od nekoliko desetina metara od površine. Tako se zakopava kratkotrajni, nisko- i srednjeaktivni otpad.
4. Odlaganje dubokog morskog dna: postavljanje kontejnera za otpad u sediment na dnu mora na dubini od nekoliko hiljada metara.
5. Odlaganje ispod okeanskog dna: postavljanje radioaktivnog otpada u inženjerske strukture koje se nalaze u stijenama obalnog dna.

Gdje ide nuklearni otpad u Rusiji

Gdje ide nuklearni otpad u našoj zemlji? U Rusiji, kao iu cijelom svijetu, rad s nuklearnim otpadom obavlja se u specijaliziranim poduzećima opremljenim visokokvalitetnom opremom i tehnologijom. Svake godine na teritoriji naše države nastane 5 miliona tona nuklearnog otpada, od čega se 3 miliona tona preradi i odloži. Do 2025. godine planirano je da se 89,5% radioaktivnog otpada skladišti u stanju koje je bezbedno za ljude i životnu sredinu, 8% - u posebnim kontejnerima, 0,016% - u netrajnim skladištima.

Gdje se u Rusiji skladišti nuklearni otpad koji je nagomilan tokom trke u naoružanju između SSSR-a i SAD-a? Prisjetimo se primjera korištenja atomske energije i stvaranja odlagališta nuklearnog otpada u našoj zemlji.

AT najlepših mesta U regiji Čeljabinsk, zloglasna rijeka Teča, jezero Karačaj i zatvoreni grad Ozersk sakrili su se pod lišćem drveća. Ovdje je 1948. godine pušten u rad prvi reaktor proizvodnog udruženja Mayak za stvaranje plutonijuma za oružje. da, Sovjetski savez dao dostojan odgovor Sjedinjenim Državama, postavši predvodnik trke u nuklearnom naoružanju. Ali evo gdje odložiti otpad, ni u Sjedinjenim Državama ni u SSSR-u nisu baš razmišljali o tome.

Mala rijeka Techa postala je prvo odlagalište nuklearnog otpada poduzeća. 1957. nuklearnom otpadu koji se neprestano bacao u rijeku dodani su elementi dobiveni kao rezultat eksplozije kontejnera s radioaktivnim otpadom. Osim toga, u zraku se formirao radioaktivni oblak koji je zarazio teritorij otprilike 300-350 km sjeveroistočno od tvornice Mayak. Nakon ove strašne nesreće, sovjetska vlada je odredila novo mjesto - skladište opasnog otpada. Postali su jezero u regiji Čeljabinsk.

Međutim, 1967. godine, kao rezultat suše, isti radioaktivni elementi raspršeni su sa dna jezera Karachay, deponije nuklearnog otpada, na mnogo kilometara unaokolo. Nakon toga je donesena odluka o likvidaciji Karačaja. Krajem 60-ih godina prošlog veka jezero je počelo da se konzervira, a taj proces je trajao više od 40 godina. Danas je u njemu zakopano više od 200 hiljada kubnih metara visokoaktivnog veštačkog mulja i ilovače koristeći najnovije tehnologije.

Poslednji zavareni šav zaštitnog ekrana na objektu Kraton-3

Sedamdesetih godina dvadesetog stoljeća na području Jakutije izvedene su mirne podzemne eksplozije "Kristal" i "Kraton-3", zbog čega je susjedna teritorija bila podvrgnuta radioaktivnom napadu. Početkom dvadeset prvog vijeka ovi objekti su sanirani, stvorena su odlagališta nuklearnog otpada, što je značajno poboljšalo radioaktivnu situaciju.

Moderan pogled na objekat "Kraton-3"

Na internetu možete vidjeti mape koje jasno prikazuju mjesta gdje je zakopan nuklearni otpad u Rusiji.

O jedinstvenim metodama prerade radioaktivnog otpada u preduzeću Daleki istok recite u sledećem videu

Naučno-tehnički napredak je nemoguć bez razvoja nuklearne nauke i tehnologije. Međutim, u modernoj trci u naoružanju ne treba zaboraviti moguće posljedice. RW predstavlja prijetnju cijelom čovječanstvu i svim živim organizmima na našoj planeti. Stoga je potrebno razvijati nove sigurne metode odlaganje nuklearnog otpada.