PIR (surse naturale de radiații)

Există substanțe care au proprietăți naturale, cunoscute sub numele de surse naturale de radiații (NRS). Cele mai multe dintre aceste deșeuri sunt substanțe formate ca urmare a descompunerii uraniului (element) uraniu sau, și care emite.

Cărbunele conține un număr mic de radionuclizi, cum ar fi uraniu sau toriu, dar conținutul acestor elemente în cărbune este mai mic decât concentrația lor medie în scoarța terestră. Concentrația lor crește în cenușă zburătoare, deoarece practic nu ard. Cu toate acestea, radioactivitatea cenușii este, de asemenea, foarte mică, este aproximativ egală cu radioactivitatea șisturilor negre și mai mică decât cea a rocilor fosfatice, dar prezintă un pericol cunoscut, deoarece o anumită cantitate de cenușă zburătoare rămâne în atmosferă și este inhalată. de oameni.

Și

Produsele secundare ale industriei de petrol și gaze conțin adesea produse de defalcare. Depozitele de sulfat din sondele de petrol pot fi foarte bogate în radiu; apa, petrolul și gazul din puțuri conțin adesea . Pe măsură ce radonul se descompune, formează radioizotopi solizi care formează depozite în interiorul conductelor. În rafinăriile de petrol, zona de producție este de obicei una dintre cele mai radioactive zone, deoarece radonul și propanul au același punct de fierbere.

Îmbogăţire

Deșeurile obținute din prelucrarea mineralelor pot conține radioactivitate naturală.

RAO medical

În radioactiv deșeuri medicale sursele și prevalează. Aceste deșeuri sunt împărțite în două clase principale. Medicina nucleară de diagnosticare utilizează emițători gamma de scurtă durată, cum ar fi (99Tc). Majoritatea acestor substanțe se descompun într-un timp scurt, după care pot fi eliminate ca gunoi obișnuit. Exemple de alți izotopi utilizați în medicină (timp de înjumătățire între paranteze):

• (90 Y), utilizat în tratamentul limfoamelor (2,7 zile)
• (131 I), diagnostic, tratament glandei tiroide (8 zile)
• (89 Sr), tratament cancer osos, injecții intravenoase (52 zile)
• (192 Ir), (74 zile)
• (60 Co), brahiterapie, radioterapie cu fascicul extern (5,3 ani)
• (137 Cs), brahiterapie, terapie cu fascicul extern (30 ani)

Deșeuri radioactive industriale

Deșeurile industriale pot conține surse de raze alfa, beta, neutroni sau gamma. Emițătorii gamma sunt utilizați în radiografie; Sursele de radiații cu neutroni sunt utilizate în diverse industrii, de exemplu, în radiometria puțurilor de petrol.

Ciclul combustibilului nuclear

Începutul ciclului

Deșeurile din etapele incipiente ale ciclului combustibilului nuclear sunt de obicei roci sterile rezultate din extracția uraniului, emitând . De obicei, conține și produsele sale de defalcare.

Principalul produs secundar al îmbogățirii este uraniul sărăcit, constând în principal din uraniu-238, cu mai puțin de 0,3% uraniu-235. Este în depozit, la fel ca UF 6 și U 3 O 8. Aceste substanțe sunt utilizate în aplicații în care se apreciază densitatea lor extrem de mare, cum ar fi la fabricarea chilelor de iaht și a carcaselor antitanc. Ele sunt, de asemenea, folosite (împreună cu reciclate) pentru a crea oxid mixt combustibil nuclearși pentru diluarea uraniului re-îmbogățit inclus anterior în compoziție. Această diluare, numită și epuizare, înseamnă că orice țară sau grup care achiziționează combustibil nuclear va trebui să repete procesul de îmbogățire foarte costisitor și complex înainte de a putea crea o armă.

Sfârșitul ciclului

Substanțele care au ajuns la sfârșitul ciclului combustibilului nuclear (în mare parte combustibilul uzat) conțin produse de fisiune care emit raze beta și gamma. Ele pot conține, de asemenea, emițători de particule alfa, care includ uraniu (234 U), (237 Np), (238 Pu) și (241 Am) și uneori chiar surse de neutroni, cum ar fi (Cf). Acești izotopi se formează în reactoare nucleare.

Este important să se facă distincția între procesarea uraniului pentru a produce combustibil și reprocesarea uraniului uzat. Combustibilul uzat conține produse de fisiune foarte radioactive (vezi mai jos Deșeuri radioactive foarte active). Mulți dintre aceștia sunt absorbanți de neutroni, primind astfel denumirea de „otrăvuri cu neutroni”. În cele din urmă numărul lor crește într-o asemenea măsură încât, prin capcana neutronilor, opresc reacția în lanț chiar dacă tijele de grafit sunt complet îndepărtate. Combustibilul care a ajuns în această stare trebuie înlocuit cu combustibil proaspăt, în ciuda cantității încă suficiente de uraniu-235 și plutoniu. În prezent, în SUA, combustibilul uzat este trimis la depozitare. În alte țări (în special Marea Britanie, Franța și Japonia), acest combustibil este reprocesat pentru a elimina produsele de fisiune și poate fi apoi reutilizat. Procesul de reprocesare presupune lucrul cu substanțe foarte radioactive, iar produsele de fisiune îndepărtate din combustibil sunt o formă concentrată de deșeuri radioactive foarte active, la fel ca substanțele chimice utilizate în reprocesare.

Pe problema proliferării armelor nucleare

Când se lucrează cu uraniu și plutoniu, este adesea luată în considerare posibilitatea de a le folosi în crearea de arme nucleare. Reactoarele nucleare active și depozitele de arme nucleare sunt păzite cu grijă. Cu toate acestea, deșeurile radioactive foarte active din reactoare nucleare poate contine plutoniu. Este identic cu plutoniul folosit în reactoare și este format din 239 Pu (ideal pentru fabricarea armelor nucleare) și 240 Pu (o componentă nedorită, foarte radioactivă); acești doi izotopi sunt foarte greu de separat. Mai mult, deșeurile radioactive de mare activitate din reactoare sunt pline de produse de fisiune foarte radioactive; cu toate acestea, majoritatea sunt de scurtă durată. Aceasta înseamnă că deșeurile pot fi îngropate, iar după mulți ani produsele de fisiune se vor descompune, reducând radioactivitatea deșeurilor și făcând plutoniul mai ușor de manipulat. Mai mult decât atât, izotopul nedorit 240 Pu se descompune mai repede decât 239 Pu, astfel încât calitatea materiilor prime pentru arme crește în timp (în ciuda scăderii cantității). Acest lucru ridică controverse cu privire la posibilitatea ca, în timp, instalațiile de depozitare a deșeurilor să se transforme în mine de plutoniu, din care materiile prime pentru arme ar putea fi extrase relativ ușor. Aceste ipoteze sunt contrazise de faptul că sup>240Pu este de 6560 de ani, iar timpul de înjumătățire al lui 239 Pu este de 24110 ani, astfel, îmbogățirea comparativă a unui izotop în raport cu altul va avea loc abia după 9000 de ani (aceasta înseamnă că în această perioadă). timp, ponderea de 240 Pu într-o substanță constând din mai mulți izotopi va scădea independent la jumătate - o transformare tipică a plutoniului din reactor în plutoniu pentru arme). În consecință, „minele de plutoniu de calitate pentru arme” vor deveni o problemă în viitorul foarte îndepărtat; deci mai este timp suficient pentru a rezolva această problemă tehnologii moderneînainte de a deveni relevantă.

O soluție la această problemă este reutilizarea plutoniului reciclat ca combustibil, de exemplu în reactoare nucleare rapide. Cu toate acestea, însăși existența unor instalații de regenerare a combustibilului nuclear, necesare pentru a separa plutoniul de alte elemente, creează posibilitatea proliferării armelor nucleare. În reactoarele rapide pirometalurgice, deșeurile rezultate au o structură actinoidă, care nu permite utilizarea lor pentru a crea arme.

Reprocesarea armelor nucleare

Deșeurile provenite din reprocesarea armelor nucleare (spre deosebire de fabricarea acestora, care necesită materii prime primare din combustibilul reactorului) nu conțin surse de raze beta și gamma, cu excepția tritiului și americiului. Acestea conțin un număr mult mai mare de actinide care emit raze alfa, precum plutoniul-239, care suferă reacții nucleare în bombe, precum și unele substanțe cu radioactivitate specifică ridicată, precum plutoniul-238 sau .

În trecut, emițători alfa foarte activi, cum ar fi poloniul, au fost, de asemenea, propuși ca arme nucleare în bombe. Acum, o alternativă la poloniu este plutoniul-238. Din motive de securitate națională, proiectele detaliate ale bombelor moderne nu sunt acoperite în literatura disponibilă publicului larg. Cu toate acestea, se pare că bombele moderne vor folosi o reacție de fuziune deuteriu-tritiu condusă de un motor electric sau exploziv chimic pentru a conduce reacțiile.

Unele modele conțin și un generator termoelectric cu radioizotopi (RTG), care utilizează plutoniu-238 ca sursă de energie electrică de lungă durată pentru a opera electronicele bombei.

Este posibil ca materialul fisionabil al vechii bombe care urmează să fie înlocuită să conțină produse de descompunere ai izotopilor de plutoniu. Printre acestea se numără neptuniul-236 care emite alfa, format din incluziuni de plutoniu-240, precum și niște uraniu-235, derivat din plutoniu-239. Cantitatea acestor deșeuri din dezintegrarea radioactivă a miezului bombei va fi foarte mică și, în orice caz, este mult mai puțin periculoasă (chiar și în ceea ce privește radioactivitatea ca atare) decât plutoniul-239 în sine.

Ca urmare a descompunerii beta a plutoniului-241, se formează americiu-241, o creștere a cantității de americiu este o problemă mai mare decât dezintegrarea plutoniului-239 și a plutoniului-240, deoarece americiul este un emițător gamma (externul său impactul asupra lucrătorilor crește) și un emițător alfa, capabil să genereze căldură. Plutoniul poate fi separat de americiu într-o varietate de moduri, inclusiv tratamentul pirometric și extracția cu solvent apos/organic. Tehnologia modificată pentru extragerea plutoniului din uraniu iradiat (PUREX) este, de asemenea, una dintre ele metode posibile diviziuni.

revizuire generală

Biochimie

În funcție de forma și elementul de degradare, pericolul expunerii la radioizotopi variază. De exemplu, iodul-131 este un emițător beta și gamma de scurtă durată, dar pentru că se acumulează în apă, poate provoca mai multe daune decât TcO 4, care, fiind solubil în apă, este eliminat rapid din apă. La fel, actinidele care emit alfa sunt extrem de dăunătoare deoarece au timpi de înjumătățire biologic lung și radiațiile lor au un nivel ridicat de transfer liniar de energie. Din cauza acestor diferențe, regulile care guvernează vătămarea unui organism variază foarte mult în funcție de radioizotop și, uneori, de natura radioizotopului care îl conține.

Scopul principal al gestionării deșeurilor radioactive (sau a oricăror alte) este protejarea oamenilor și a mediului. Aceasta înseamnă izolarea sau diluarea deșeurilor, astfel încât concentrația oricăror radionuclizi care intră în deșeuri să fie sigură. Pentru a realiza acest lucru, tehnologia preferată în prezent este depozitarea profundă și sigură pentru cele mai periculoase deșeuri. De asemenea, sunt propuse transformarea deșeurilor radioactive, a instalațiilor de depozitare recuperabile pe termen lung și eliminarea acestora în .

Cele de mai sus pot fi rezumate cu sintagma „Izolați de oameni și mediu inconjurator” până când deșeurile se dezintegrează complet și încetează să reprezinte o amenințare.

Clasificare

În ciuda radioactivității scăzute, deșeurile de la instalațiile de îmbogățire a uraniului sunt și ele radioactive. Aceste substanțe sunt un produs secundar al prelucrării primare a minereului care conține uraniu. Acestea sunt uneori clasificate ca deșeuri din clasa 11(e)2, așa cum sunt definite de secțiunea legislației SUA privind energia nucleară. Aceste deșeuri conțin de obicei metale grele periculoase din punct de vedere chimic, cum ar fi și. Cantități uriașe de deșeuri de la fabricile de uraniu sunt lăsate în apropierea vechilor zăcăminte de uraniu, în special în statele și.

Deșeuri radioactive cu activitate scăzută

Deșeurile radioactive cu activitate scăzută sunt rezultatul activităților spitalelor, întreprinderilor industriale și ciclului combustibilului nuclear. Acestea includ hârtie, cârpe, unelte, îmbrăcăminte, filtre etc., care conțin cantități mici de izotopi predominant de scurtă durată. În mod obișnuit, aceste articole sunt definite drept deșeuri cu activitate scăzută, ca măsură de precauție, dacă se aflau în orice zonă a așa-numitelor. „zona centrală”, care include adesea spații de birouri cu foarte puține posibilități de contaminare cu substanțe radioactive. Deșeurile radioactive cu activitate scăzută nu au, de obicei, mai multă radioactivitate decât aceleași articole trimise la o groapă de gunoi din zone neradioactive, de exemplu, birourile obișnuite. Acest tip de deșeuri nu necesită izolare în timpul transportului și este potrivit pentru eliminarea la suprafață. Pentru a reduce volumul deșeurilor, acestea sunt de obicei comprimate sau incinerate înainte de eliminare. Deșeurile radioactive de mică activitate sunt împărțite în patru clase: A, B, C și GTCC (cele mai periculoase).

Deșeuri radioactive medii active

Deșeurile radioactive de nivel intermediar sunt mai radioactive și, în unele cazuri, necesită ecranare. Această clasă de deșeuri include nămolurile chimice, carcasele metalice ale elementelor combustibile ale reactorului, precum și substanțele contaminate din reactoarele scoase din funcțiune. În timpul transportului, aceste deșeuri pot fi rulate în sau. De regulă, deșeurile cu un timp de înjumătățire scurt (în principal substanțe din reactoare care nu au legătură cu combustibilul) sunt arse în depozite de suprafață, deșeurile cu un timp de înjumătățire lung (combustibil și derivații săi) sunt plasate în depozite subterane adânci. . Legislația SUA nu clasifică acest tip de deșeuri radioactive ca o clasă separată; termenul este folosit cu precădere în țările europene.

Deșeuri radioactive de mare activitate

Deșeurile radioactive de mare activitate sunt rezultatul funcționării reactoarelor nucleare. Acestea conțin produse de fisiune și sunt produse în miezul reactorului. Aceste deșeuri sunt extrem de radioactive și adesea au temperatura ridicata. Deșeurile radioactive de mare activitate reprezintă până la 95% din radioactivitatea totală rezultată din procesul de generare. energie electricaîn reactor.

Deșeuri radioactive transuranice

Așa cum este definită de legislația SUA, această clasă include deșeurile contaminate cu radionuclizi transuraniu care emit alfa cu timpi de înjumătățire mai mare de 20 de ani și concentrații mai mari de 100 nCi/g, indiferent de forma sau originea acestora, cu excepția deșeurilor radioactive de mare activitate. Elementele cu numere atomice mai mari decât cele ale uraniului sunt numite „transuranice”. Datorită perioadei lungi de degradare a deșeurilor transuranice, eliminarea acestora este mai minuțioasă decât eliminarea deșeurilor de activitate joasă și intermediară. În SUA, deșeurile radioactive transuraniu se formează în principal ca rezultat al producției de arme, care include îmbrăcăminte, unelte, cârpe și produse secundare. reacții chimice, diverse tipuri de gunoi și alte articole contaminate cu cantități mici de substanțe radioactive (în principal plutoniu).

În conformitate cu legislația SUA, deșeurile radioactive transuraniu sunt împărțite în deșeuri care permit manipularea prin contact și deșeuri care necesită manipulare la distanță. Împărțirea se bazează pe nivelul de radiație măsurat la suprafața containerului de deșeuri. Prima subclasă include deșeuri cu un nivel de radiație de suprafață de cel mult 200 milirem pe oră, a doua - deșeuri mai periculoase, a căror radioactivitate poate ajunge la 1000 milirem pe oră. În prezent, locul de eliminare permanentă a deșeurilor transuranice de la centralele electrice și centralele militare din Statele Unite este prima instalație pilot din lume pentru izolarea deșeurilor radioactive.

Gestionarea deșeurilor radioactive de nivel mediu

De obicei, în industria nucleară, deșeurile radioactive de nivel intermediar sunt supuse schimbului de ioni sau altor metode al căror scop este concentrarea radioactivității într-un volum mic. După procesare, corpul mult mai puțin radioactiv este complet neutralizat. Este posibil să se folosească hidroxid ca floculant pentru a îndepărta metalele radioactive din soluțiile apoase. După tratarea cu radioizotop cu hidroxid de fier, precipitatul rezultat este plasat într-un tambur metalic, unde este amestecat cu ciment pentru a forma un amestec solid. Pentru o mai mare stabilitate și durabilitate, acestea sunt fabricate din cenușă zburătoare sau din zgură de cuptor (spre deosebire de cimentul obișnuit, care constă din ciment Portland, pietriș și nisip).

Gestionarea deșeurilor radioactive de mare activitate

Depozitare

Pentru depozitarea temporară a deșeurilor radioactive de mare activitate sunt destinate rezervoare pentru depozitarea combustibilului nuclear uzat și instalații de depozitare cu bidoane uscate, permițând izotopilor de scurtă durată să se descompună înainte de procesarea ulterioară.

Depozitarea pe termen lung a deșeurilor radioactive necesită conservarea deșeurilor într-o formă care nu va reacționa sau se va degrada pe o perioadă lungă de timp. O modalitate de a obține această stare este vitrificarea (sau vitrificarea). În prezent, în Sellafield (Marea Britanie), RW (produse purificate din prima etapă a procesului Purex) foarte active sunt amestecate cu zahăr și apoi calcinate. Calcinarea presupune trecerea deșeurilor printr-un tub rotativ încălzit și are ca scop evaporarea apei și denitrogenizarea produselor de fisiune pentru a crește stabilitatea masei sticloase rezultate.

Sticla zdrobită este adăugată constant la substanța rezultată, aflată într-un cuptor cu inducție. Rezultatul este o substanță nouă în care, atunci când se întăresc, deșeurile se leagă de matricea de sticlă. Această substanță în stare topită este turnată în cilindri de oțel aliat. Pe măsură ce lichidul se răcește, se întărește în sticlă, care este extrem de rezistentă la apă. Potrivit Societății Internaționale de Tehnologie, ar dura aproximativ un milion de ani pentru ca 10% din astfel de sticlă să se dizolve în apă.

După umplere, cilindrul este preparat și apoi spălat. După verificarea contaminării externe, cilindrii de oțel sunt trimiși la depozitele subterane. Această stare a deșeurilor rămâne neschimbată de multe mii de ani.

Sticla din interiorul cilindrului are o suprafață netedă și neagră. În Marea Britanie, toate lucrările se desfășoară folosind camere cu substanțe foarte active. Se adaugă zahăr pentru a preveni formarea substanței volatile RuO 4, care conține ruteniu radioactiv. În Occident, la deșeuri se adaugă sticlă borosilicată, identică ca compoziție cu Pyrex; În fostele țări, se folosește de obicei sticla cu fosfat. Cantitatea de produse de fisiune din sticlă trebuie să fie limitată, deoarece unele elemente ( , metale din grupa platinei și ) tind să formeze faze metalice separate de sticlă. Una dintre uzinele de vitrificare se află în locul unde sunt procesate deșeurile de la o mică fabrică de procesare demonstrativă care a încetat să mai existe.

În 1997, în cele 20 de țări cu cel mai mare potențial nuclear mondial, stocurile de combustibil uzat din depozitele din interiorul reactoarelor se ridicau la 148 de mii de tone, dintre care 59% au fost eliminate. Instalațiile de depozitare externă au conținut 78 de mii de tone de deșeuri, dintre care 44% au fost reciclate. Ținând cont de rata de reciclare (aproximativ 12 mii de tone anual), eliminarea finală a deșeurilor este încă destul de departe.

Sinrok

O metodă mai complexă de neutralizare a deșeurilor radioactive foarte active este utilizarea de materiale precum SINROK (rocă sintetică). SYNROC a fost dezvoltat de profesorul Ted Ringwood de la Australian universitate Națională. Inițial, SYNROC a fost dezvoltat pentru eliminarea deșeurilor radioactive de mare activitate militare americane, dar în viitor poate fi folosit pentru nevoi civile. SYNROK constă din minerale precum piroclor și criptomelan. Versiunea inițială a SINROK (SINROK S) a fost dezvoltată pentru RW lichid (rafinați din procesul purex) - deșeuri de activitate. Principalele componente ale acestei substanțe sunt holanditul (BaAl 2 Ti 6 O 16), zirconolitul (CaZrTi 2 O 7) și (CaTiO 3). Zirconolitul și perovskitul leagă actinidele, perovskitul neutralizează și, holanditul -.

Înmormântarea geologică

Căutarea locurilor adecvate pentru eliminarea finală profundă a deșeurilor este în curs de desfășurare în mai multe țări; Se așteaptă ca primele astfel de depozite să intre în funcțiune după 2010. Laboratorul internațional de cercetare din Grimsel, Elveția, se ocupă de problemele legate de eliminarea deșeurilor radioactive. vorbește despre planurile sale de eliminare directă a combustibilului uzat folosind tehnologia KBS-3, după ce suedezii l-au găsit suficient de sigur. În Germania, în prezent se poartă discuții cu privire la găsirea unui loc pentru depozitarea permanentă a deșeurilor radioactive; locuitorii satului Gorleben din regiunea Wendland protestează activ. Până în 1990, acest loc părea ideal pentru eliminarea deșeurilor radioactive datorită apropierii sale de granițele celor dintâi. Acum, deșeurile radioactive sunt depozitate temporar în Gorleben; o decizie cu privire la locația depozitării lor finale nu a fost încă luată. Autoritățile au ales Yucca Mountain, California, ca loc de înmormântare, dar proiectul a întâmpinat o opoziție puternică și a devenit un subiect de dezbatere aprinsă. Există un proiect de creare a unei instalații internaționale de depozitare a deșeurilor radioactive de mare activitate și sunt propuse ca posibile locuri de depozitare. Cu toate acestea, autoritățile australiene se opun unei astfel de propuneri.

Există proiecte pentru eliminarea deșeurilor radioactive în oceane, inclusiv eliminarea sub zona abisală a fundului mării, eliminarea în zonă, ca urmare a cărora deșeurile se vor scufunda încet în mantaua pământului, precum și eliminarea sub un mediu natural sau insulă artificială. Aceste proiecte au avantaje evidente și vor ajuta la rezolvarea problemei neplăcute a depozitării deșeurilor radioactive la nivel internațional, dar, în ciuda acestui fapt, în prezent sunt înghețate din cauza prevederilor prohibitive ale dreptului maritim. Un alt motiv este că în Europa și America de Nord Există îngrijorări serioase cu privire la o scurgere de la o astfel de unitate de depozitare, care va duce la un dezastru de mediu. Posibilitatea reală a unui astfel de pericol nu a fost dovedită; cu toate acestea, interdicțiile au fost întărite după aruncarea deșeurilor radioactive de pe nave. Cu toate acestea, în viitor, țările care nu pot găsi alte soluții la această problemă s-ar putea gândi serios la crearea unor instalații de depozitare oceanică pentru deșeurile radioactive.

Un proiect mai realist se numește „Remix & Return”, a cărui esență este că deșeurile radioactive de nivel înalt, amestecate cu deșeurile din minele și instalațiile de îmbogățire de uraniu până la nivelul inițial de radioactivitate a minereului de uraniu, vor fi apoi plasate în uraniu gol. mine . Avantaje a acestui proiect: eliminarea problemei deșeurilor radioactive de mare activitate, returnarea substanței la locul destinat prin natură, furnizarea de muncă pentru mineri și asigurarea unui ciclu de îndepărtare și neutralizare pentru toate materialele radioactive.

Înmormântare deseuri radioactive, este necesar pentru a preveni influența elementelor chimice nocive și a izotopilor radioactivi asupra mediului, ecologiei și, cel mai important, asupra sănătății umane.

Nivelul de educație crește în fiecare an, dar eliminarea și reciclarea încă nu acoperă întreaga cantitate de deșeuri primite. Reciclarea și reutilizarea sunt prea lente, în timp ce eliminarea deșeurilor radioactive necesită mai multe măsuri.

Surse de contaminare a mediului cu deșeuri radioactive

Sursa de radioactiv sau poate fi orice întreprindere care utilizează sau prelucrează izotopi radioactivi. Acestea pot fi, de asemenea, organizații care produc materiale EURM, a căror producție produce deșeuri radioactive. Acestea sunt industrii din sectorul nuclear sau medical care utilizează sau generează materiale cu radiații pentru a-și realiza produsele.

Astfel de deșeuri pot fi generate în diferite forme, și, cel mai important, acceptați diferite fizice și caracteristici chimice. Cum ar fi concentrația și timpul de înjumătățire al elementului principal care formează radionuclizi. Ele pot fi formate:

• La procesarea contoarelor de scintilație, soluția este transformată în formă lichidă.
• La procesarea combustibilului uzat.
• În timpul funcționării sistemelor de ventilație, eliberările de materiale radioactive în gaze în forme similare pot avea loc și la diferite întreprinderi care se ocupă cu astfel de substanțe.
• Rechizite medicale, consumabile, sticlă de laborator, organizații radiofarmaceutice, recipiente din sticlă folosite la lucrul cu combustibil pentru centralele nucleare - toate acestea pot fi considerate și o sursă de contaminare.
• Sursele naturale de radiații cunoscute sub numele de PIR pot emite, de asemenea, contaminare radioactivă. Partea principală a acestor substanțe sunt nuclizi (emițători beta), potasiu - 40, rubidiu - 87, toriu - 232, precum și uraniu - 238 și produsele lor de degradare care emit particule alfa.

Autoritatea de Supraveghere Sanitară și Epidemiologică a emis o listă cu reglementările sanitare pentru lucrul cu astfel de substanțe.

O mică parte de radionuclizi este conținută chiar și în cărbunele obișnuit, dar este atât de mică încât chiar și concentrația medie în suprafața pământului de astfel de elemente depășește cota lor. Dar cenușa de cărbune este deja egală ca radioactivitate cu șistul negru, deoarece radionuclizii nu ard. Când cărbunele este folosit în cuptoare, elementele radioactive sunt eliberate doar și intră în atmosferă cu cenușă zburătoare. În plus, cu aerul, o persoană inhalează anual elemente chimice toxice care au ajuns acolo în timpul funcționării oricăror centrale electrice care folosesc cărbune. Totalitatea acestor emisii în Rusia este de aproximativ 1000 de tone de uraniu.

Elementele uzate din gaze și produse petroliere pot conține, de asemenea, un element precum radiu, descompunerea unui astfel de produs poate fi afectată de depozitele de sulfat în puțurile de petrol. Și, de asemenea, radonul, care poate fi o componentă a apei, gazului sau petrolului. Dezintegrarea radonului formează radioizotopi solizi, de regulă, formează sedimente pe pereții conductei.

Zonele de producție de propan la rafinăriile de petrol sunt considerate cele mai periculoase zone radioactive, deoarece radonul și propanul au același punct de fierbere. Vaporii, care intră în aer sub formă de sedimente, cad pe pământ și contaminează întregul teritoriu.

Eliminarea acestui tip de deșeuri radioactive este practic imposibilă, deoarece particulele microscopice sunt prezente în aerul tuturor orașelor țării.

Deșeurile radioactive medicale au, de asemenea, surse de raze beta și gamma; acestea sunt împărțite în două clase. Medicina de diagnosticare nucleară folosește un emițător gamma de scurtă durată (tehnețiu 99-m). Cea mai mare parte se dezintegrează într-o perioadă destul de scurtă de timp, după care nu are niciun impact asupra mediului și este eliminată cu deșeurile obișnuite.

Clasificarea deșeurilor radioactive și a elementelor acestora

Există trei grupe în care sunt împărțite deșeurile radioactive:

• activ scăzut;
• moderat activ;
• foarte activ.

Primele sunt, de asemenea, împărțite în patru clase:

• GTCC.

Ultimul este cel mai periculos.

Există, de asemenea, o clasă de deșeuri radioactive transuranice, care include deșeuri alfa care emit radionuclizi transuraniu cu un timp de înjumătățire care depășește 20 de ani. Și concentrația este mai mare de 100 nCi/g. Datorită faptului că perioada lor de degradare este mult mai lungă decât cea a deșeurilor convenționale de uraniu, eliminarea este efectuată cu mai multă atenție.

Metode de eliminare sau eliminare a deșeurilor radioactive

Chiar și pentru transport și depozitare în siguranță, astfel de deșeuri trebuie tratate și condiționate pentru transformarea lor ulterioară în forme mai potrivite. Protecția oamenilor și a mediului natural, cele mai stringente probleme. Eliminarea deșeurilor radioactive nu ar trebui să provoace daune mediului și faunei în ansamblu.

Există mai multe tipuri de combatere a substanțelor nucleare, a căror alegere depinde de nivelul de pericol al acestora din urmă.

Vitrificarea.

Nivelul ridicat de activitate (HLW) necesită utilizarea vitrificării ca metodă de eliminare pentru a da substanței o formă solidă care va rămâne stabilă timp de mii de ani. La îngroparea deșeurilor radioactive în Rusia, se utilizează sticlă borosilicată; forma sa stabilă va permite păstrarea oricărui element în interiorul unei astfel de matrice timp de multe milenii.

Ardere.

Eliminarea deșeurilor radioactive folosind această tehnologie nu poate fi completă. Este folosit, de regulă, pentru a reduce parțial volumul materialelor care reprezintă o amenințare pentru mediu. Cu această metodă, există îngrijorare pentru atmosferă, deoarece particulele de nuclizi nearse intră în aer. Dar, cu toate acestea, este folosit pentru a distruge tipuri de materiale contaminate precum:

• copac;
• deșeuri de hârtie;
• pânză;
• cauciuc;

Emisiile în atmosferă nu depășesc standardele stabilite, deoarece astfel de cuptoare sunt proiectate și dezvoltate la cele mai înalte standarde ale proceselor tehnologice moderne.

Sigiliu.

Aceasta este o tehnologie destul de cunoscută și de încredere, care vă permite să reduceți volumul (utilizat pentru prelucrarea deșeurilor solide și a altor articole mari) de deșeuri cu risc redus. Gama de instalatii pentru prese de acest tip este destul de mare si poate varia de la 5 tone la 1000 tone (super compactor). Coeficientul de compactare în acest caz poate fi egal cu 10 sau mai mare, în funcție de materialul prelucrat. Aceasta tehnologie foloseste prese hidraulice sau pneumatice cu presiune joasa.

Cimentarea.

Cimentarea depozitelor de deșeuri radioactive din Rusia este unul dintre cele mai comune tipuri de imobilizare a substanțelor radioactive. Se folosește o soluție lichidă specială, care conține multe elemente chimice; rezistența lor nu este practic afectată de condițiile naturale, ceea ce înseamnă că durata lor de viață este aproape nelimitată.

Tehnologia de aici este de a plasa obiectul contaminat sau elementele de radiație într-un recipient, apoi umpleți-l cu o soluție pregătită în prealabil, lăsați timp să se întărească și mutați-l într-o zonă închisă pentru depozitare.

Această tehnologie este potrivită pentru deșeurile periculoase intermediare.

Există de multă vreme opinia că în curând va fi posibilă îngroparea deșeurilor radioactive pe Soare; după cum relatează mass-media, un astfel de proiect este deja dezvoltat în Rusia. Dar deocamdată acest lucru este doar în planuri; trebuie să avem grijă de mediul și ecologia pământului nostru natal.

Cum se elimină deșeurile nucleare? Da, este elementar, pur și simplu îl iau și îl îngroapă. Singurul lucru este că orchestra și coroanele „De la colegi” lipsesc, dar principiul este același. O gaură mare este explodata în stâncă, acolo sunt plasate butoaie cu deșeuri radioactive și întreaga instalație este umplută cu beton. Ei bine, asta e pe scurt. Și mai detaliat, procesul tehnologic de înmormântare în sine pare ceva mai complicat. Dar mai întâi lucrurile.

Locul evenimentelor

După cum a vrut soarta, am ajuns la Uzina Electrochimică Ural. Dacă nu știe cineva, voi spune că aceasta este cea mai mare unitate de producție din lume pentru producerea de uraniu îmbogățit (40% din producția globală), care poate fi apoi folosit pentru a face combustibil pentru centralele nucleare, iar dacă Patria Mamă ordine, atunci bombă atomică(bine, asta e apropo). Și ca orice producție, din păcate, nu se poate face fără risipă. Și ar fi bine dacă ar produce tractoare sau televizoare, altfel produce uraniu, iar deșeurile, în consecință, sunt radioactive. Ele nu pot fi aruncate la groapa de gunoi sau reciclate. Există o singură cale de ieșire - să îngroape, adică. transforma-le într-o „formă irecuperabilă”.
Pentru trimitere: JSC UEIP (Novouralsk) este cea mai mare întreprindere de îmbogățire a uraniului din lume. Prima întreprindere din țară pentru separarea izotopilor de uraniu și procesarea uraniului foarte îmbogățit în uraniu slab îmbogățit. Face parte din TVEL Fuel Company a Rosatom State Corporation. Amplasat confortabil într-o vale de munte din Uralul Mijlociu. Fondată în 1946

Esența întrebării

Care sunt aceleași deșeuri radioactive? Acestea sunt filtre, tot felul de cuplaje, garnituri, furtunuri și chiar îmbrăcăminte specială care au fost supuse la iradiere α. Uraniul este un lucru scump, deci nu este trimis la deșeuri; dacă chiar și un miligram de substanță se pierde undeva în aceste lucruri, acesta va fi găsit, ales și returnat înapoi în lanțul tehnologic. Iar ceea ce rămâne este trimis spre reciclare.

Principalul pericol al deșeurilor radioactive este radiația. Radiațiile sunt, de asemenea, sub diferite forme, există radiații alfa, există radiații beta, există radiații gamma. Radiația alfa, ca să spunem așa, este cea mai „inofensivă”. În miezul lor, ei sunt doar atomi de heliu, doar cu o sarcină pozitivă. Proprietățile fizice ale uraniului sunt de așa natură încât nu produce nicio altă radiație și chiar și o foaie de hârtie este o barieră de netrecut pentru particulele α. Un alt lucru este combustibilul nuclear uzat, acesta este adevăratul Iad! Oamenii confundă adesea deșeurile radioactive și combustibilul nuclear uzat, dar diferența dintre ele este colosală. Este suficient să spunem că poți lua cu ușurință o tabletă de uraniu în mână înainte de a o scufunda în reactor. Dacă încerci să faci același lucru cu combustibilul uzat, îți vei pierde imediat brațul și, probabil, vei muri.

De fapt, combustibilul în sine pentru centralele nucleare arată așa. Da, da, acesta este uraniu (foto vladimir_pak)


De asemenea, radiația α nu este o glumă. Ei bine, ai luat o bucată de uraniu - pfft... te-ai spălat pe mâini cu săpun și atât. Particulele α nu pot pătrunde nici măcar în stratul cornos al pielii. Dar dacă praful radioactiv pătrunde în interiorul corpului, atunci vor fi probleme (amintiți-vă de bietul Litvinenko). Prin urmare, aparatele respiratorii sunt principalul lucru pentru lucrătorii din domeniul nuclear. Și încă un detaliu - există o fântână cu apă în atelier. intreb - pot sa beau? Ei răspund - este necesar! Doar nu bea, ci clătește, m-am dus să fumez - mi-am clătit gura, m-am dus să mănânc - m-am clătit de două ori!

În fotografie, un muncitor închide un container cu deșeuri radioactive

Procesul în sine.

Dar să revenim la tehnologia de reciclare. Deci, deșeurile generate sunt ambalate cu grijă într-un container special și trimise la atelierul de reciclare. Două sorti îi așteaptă acolo - fie apăsând, fie arzător. În principal filtrele sunt presate. Desigur, nu ne-au arătat procedura în sine, pentru că... erau încordați de risipă. Dacă în 2010 uzina a stors 560 de metri cubi de deșeuri, atunci în 2011 au fost doar 500, iar anul acesta cu atât mai puțin - planul este de 465 de metri cubi. Nu sunt presați în fiecare zi și arse și mai rar. Pentru a fi mai precis, cuptorul este pornit doar de două ori pe an. Cuptorul în sine este o structură destul de voluminoasă, cu o înălțime de 12,5 m.

Iat-o. Nimic mare. Separatorul pentru producerea de iaurt arată chiar mai rece.

Tot ceea ce cauciuc, plastic și material textil intră în focar. Ca rezultat al arderii (după cum știm), se formează fum și cenușă. Deci, fumul, trecând prin CINCI etape de purificare, intră în atmosferă și, în același timp, este nemăsurat mai curat decât ceea ce vine din coșul băii tale din țară, dar cenușa este colectată și ambalată în special. Butoaie de 200 de litri. Fiecare butoi costă 1.000 de ruble și nu ruginește deloc. După ce butoiul este umplut, acesta este așezat pe un piedestal rotativ special și radioactivitatea acestuia începe să fie măsurată cu ajutorul unui spectrometru de masă. Se învârte pe suport aproximativ 30 de minute, după care se întocmește un pașaport pentru container, unde se notează aproape atomic ce fel de gunoi, cu ce radiații și în ce cantitate se află.

Ei bine, iată butoiul în sine și spectrometrul de masă Trans Spec.

Apoi este dus la PPZR - un loc de depozitare aproape de suprafață pentru deșeuri radioactive. PPZR, așa cum am scris mai sus, este o mică groapă în stâncă, la 7 metri adâncime. Butoaiele de 4 bucăți sunt plasate în recipiente speciale din beton cu grosimea peretelui de 10 cm.Containerele sunt încărcate într-o groapă și umplute cu beton extra-rezistent. Inițial, designerii au crezut că astfel de „cimitire” vor exista confortabil timp de 300 de ani, însă, după ce au examinat primele înmormântări, care aveau deja șaizeci de ani, au ajuns la concluzia că îngrijorarea cu privire la starea lor ar trebui să fie arătată în 1500. ani, nu mai devreme.

Această groapă nu este a noastră, ci a Africii de Sud, dar totul este la fel.

Acești oameni de știință nucleari sunt adevărați bănuți. În ciuda faptului că produc sute de tone de combustibil nuclear, tremură peste fiecare miligram și țin evidențe, aproape până la a cincea zecimală. Pentru ei, îngroparea deșeurilor este la fel cu îngroparea banilor. Dacă exprimăm acest lucru în cifre, atunci voi spune un lucru - ceea ce intră în magazinul de reciclare și ceea ce iese din el diferă în volum de 100-150 de ori! Adică, la intrare este un KamAZ încărcat, la ieșire este un butoi de 200 de litri, la intrare este un butoi de 200 de litri, la ieșire este o sticlă de un litru și jumătate.

Există și probleme cu radiațiile. În timpul turneului nostru de presă, sunetul de cele mai multe ori nu era „hai să facem o fotografie”, ci „să ne măsurăm!” Bieții dozimetriști au fost epuizați, împlinindu-ne toate dorințele. Rezultatele sunt:

Fundal pe stradă, lângă atelier - 0,07 mSv.

Fundalul de lângă „sobă” este de 0,14 mSv.

Norma admisă este de 2,3 mSv.

Dozimetristul îngerului nostru păzitor

Pentru trimitere: Sievert (Sv/Sv) efect biologic al radiațiilor sau dozei primite de țesutul organic. Depinde de natura radiației și de organele iradiate ale corpului. Rezultatul se numește „doză eficientă” și este de obicei măsurat în milisieverts (mSv). 70% din radiațiile pe care le primește o persoană provin de la soare, aer și alimente.

Despre uraniu.

Un cititor curios va pune probabil întrebarea: „Ce zici de uraniu?” Într-adevăr, dacă uraniul „obișnuit” este transformat în uraniu „îmbogățit”, atunci unde se duce „sărăcitul”? Și se duce la depozit. De fapt, însăși prezența a câtorva sute de butoaie de fier în fața ochilor tăi nu este foarte inspirată, dar realizând că toate aceste echipamente care se află în fața ta costă mai mult de un MILIARD DE dolari, vrei involuntar să le atingi pe toate. Nimic nu preamărește un cilindru de fier mai mult decât inscripția „hexafluorura de uraniu”.

A văzut cineva vreodată un miliard de dolari într-un singur loc? Iată-l în fața ta

Acest depozit conține uraniu autohton, japonez și american. Materiile prime pentru prelucrare sunt aduse din toată lumea. Izotopul de uraniu 235 este izolat de produsul inițial, care este utilizat pentru producerea combustibilului, iar deșeurile de uraniu 238 merg la depozit. Deșeurile de uraniu238 nu sunt doar depozitate, ci și depozitate. După cum spun înșiși oamenii de știință nucleari, aceste butoaie sunt cheia pentru o existență confortabilă pentru nepoții noștri. Din toate acestea se poate extrage energie aproape gratuită, doar că nivelul tehnologic al civilizației umane nu este încă suficient de ridicat, dar este o chestiune de timp.

OK, totul sa terminat acum. Părăsim coșurile nucleare (în sensul literal al cuvântului) din țara noastră.

Dacă cineva este interesat, pot scrie despre modul în care acest uraniu este îmbogățit în general.
Sau mai bine zis, am scris-o deja)

Problema deșeurilor radioactive este un caz special al problemei generale a poluării mediului cu deșeurile umane. Una dintre principalele surse de deșeuri radioactive (RAW) nivel inalt activitatea este energia nucleară (combustibil nuclear uzat).

Sute de milioane de tone de deșeuri radioactive generate ca urmare a activităților centrale nucleare(lichid și deșeuri solideși materiale care conțin urme de uraniu) s-au acumulat în lume peste 50 de ani de utilizare a energiei nucleare. La nivelurile actuale de producție, cantitatea de deșeuri s-ar putea dubla în următorii câțiva ani. În același timp, niciuna dintre cele 34 de țări cu energie nucleară nu cunoaște în prezent o soluție la problema deșeurilor. Cert este că majoritatea deșeurilor își păstrează radioactivitatea până la 240.000 de ani și trebuie izolate de biosferă în acest timp. Astăzi, deșeurile sunt păstrate în depozite „provizorii” sau îngropate la mică adâncime în subteran. În multe locuri, deșeurile sunt aruncate în mod iresponsabil pe pământ, lacuri și oceane. În ceea ce privește îngroparea subterană adâncă - metoda recunoscută în prezent de izolare a deșeurilor - în timp, modificările cursului debitelor de apă, cutremure și alți factori geologici vor perturba izolarea depozitării și vor duce la contaminarea apei, solului și aerului.

Până acum, omenirea nu a venit cu nimic mai rezonabil decât simpla stocare a combustibilului nuclear uzat (SNF). Cert este că, în momentul în care erau construite centrale nucleare cu reactoare cu canal, era planificat ca ansamblurile de combustibil uzat să fie transportate la o uzină specializată pentru prelucrare. O astfel de fabrică ar fi trebuit să fie construită în orașul închis Krasnoyarsk-26. Simțind că bazinele de răcire se vor deborda în curând, și anume casetele uzate scoase din RBMK sunt plasate temporar în bazine, LNPP a decis să construiască pe teritoriul său o instalație de stocare a combustibilului nuclear uzat (SNF). În 1983, a fost ridicată o clădire imensă, care adăpostește până la cinci piscine. Un ansamblu nuclear uzat este o substanță foarte activă care transportă pericol de moarte pentru toate vieţuitoarele. Chiar și de la distanță miroase a raze X dure. Dar cel mai important lucru este că acesta este călcâiul lui Ahile al energiei nucleare; va rămâne periculos încă 100 de mii de ani! Adică, în toată această perioadă, care este greu de imaginat, combustibilul nuclear uzat va trebui să fie depozitat în așa fel încât nici natura vie, nici cea neînsuflețită să nu aibă acces la el - murdăria nucleară nu ar trebui în niciun caz lăsată să pătrundă în mediu. . Rețineți că întreaga istorie scrisă a omenirii are mai puțin de 10 mii de ani. Provocările care apar în timpul eliminării deșeurilor radioactive sunt fără precedent în istoria tehnologiei: oamenii nu și-au propus niciodată obiective atât de lungi.

Un aspect interesant al problemei este că este necesar nu numai protejarea oamenilor de deșeuri, ci în același timp protejarea deșeurilor de oameni. În perioada alocată pentru înmormântarea lor se vor schimba multe formațiuni socio-economice. Nu se poate exclude ca într-o anumită situație, deșeurile radioactive să devină un obiect dezirabil pentru teroriști, ținte de atac în timpul unui conflict militar etc. Este clar că, gândindu-ne la milenii, nu ne putem baza, să zicem, pe controlul și protecția guvernamentale - este imposibil de prevăzut ce schimbări pot apărea. Cel mai bine ar fi să facem deșeurile inaccesibile fizic pentru oameni, deși, pe de altă parte, acest lucru ar îngreuna urmașii noștri să ia măsuri de securitate suplimentare.

Este clar că nici o singură soluție tehnică, nici un singur material artificial nu poate „funcționa” timp de mii de ani. Concluzia evidentă este că trebuie să izolați singur deșeurile. mediul natural. Au fost luate în considerare opțiuni: îngroparea deșeurilor radioactive în bazinele oceanice de adâncime, în sedimentele de fund ale oceanelor, în calotele polare; trimite-le în spațiu; așezați-le în straturile adânci ale scoarței terestre. Acum este general acceptat că cea mai bună modalitate este de a îngropa deșeurile în formațiuni geologice adânci.

Este clar că deșeurile radioactive solide sunt mai puțin predispuse la pătrunderea în mediu (migrare) decât deșeurile radioactive lichide. Prin urmare, se presupune că deșeurile radioactive lichide vor fi mai întâi transformate în formă solidă (vitrificate, transformate în ceramică etc.). Cu toate acestea, în Rusia, încă se practică injectarea de deșeuri radioactive lichide foarte active în orizonturile subterane adânci (Krasnoyarsk, Tomsk, Dimitrovgrad).

În prezent, a fost adoptat așa-numitul concept de eliminare „multi-barieră” sau „profund eșalonat”. Deșeurile sunt mai întâi conținute de o matrice (sticlă, ceramică, pelete de combustibil), apoi de un container multifuncțional (utilizat pentru transport și eliminare), apoi de o umplutură cu absorbant în jurul containerelor și, în final, de mediul geologic.

Cât costă dezafectarea unei centrale nucleare? Potrivit diferitelor estimări și pentru diferite stații, aceste estimări variază de la 40 la 100% din costurile de capital ale construirii unei stații. Aceste cifre sunt teoretice, deoarece până acum stațiile nu au fost complet dezafectate: valul de dezafectare ar trebui să înceapă după 2010, deoarece durata de viață a stațiilor este de 30-40 de ani, iar construcția lor principală a avut loc în anii 70-80. Faptul că nu cunoaștem costul dezafectării reactoarelor înseamnă că acest „cost ascuns” nu este luat în considerare în costul energiei electrice produse de centralele nucleare. Acesta este unul dintre motivele aparentului „ieftin” al energiei nucleare.

Deci, vom încerca să îngropam deșeurile radioactive în fracții geologice adânci. În același timp, ni s-a dat o condiție: să arătăm că înmormântarea noastră va funcționa, așa cum plănuim, timp de 10 mii de ani. Să vedem acum ce probleme vom întâmpina pe această cale.

Primele probleme apar în etapa selectării locurilor pentru studiu.

În SUA, de exemplu, niciun stat nu vrea ca un loc de înmormântare național să fie amplasat pe teritoriul său. Acest lucru a dus la eliminarea de pe listă a multor zone potențial potrivite prin eforturile politicienilor, nu pe baza unei abordări peste noapte, ci ca urmare a unor jocuri politice.

Cum arată în Rusia? În prezent, în Rusia este încă posibil să se studieze zone fără a simți o presiune semnificativă din partea autorităților locale (dacă nu vă propuneți să localizați locul de înmormântare în apropierea orașelor!). Consider că, pe măsură ce independența reală a regiunilor și subiecților Federației crește, situația se va deplasa spre situația Statelor Unite. Există deja un sentiment de înclinație a lui Minatom de a-și muta activitățile către facilități militare asupra cărora practic nu există niciun control: de exemplu, arhipelagul Novaya Zemlya (situl de testare rus nr. 1) este propus pentru crearea unui loc de înmormântare, deși în din punct de vedere al parametrilor geologici acest lucru este departe de a fi cel mai bun loc, ce altceva se va mai discuta.

Dar să presupunem că prima etapă s-a încheiat și site-ul a fost selectat. Este necesar să o studiem și să dați o prognoză a funcționării înmormântării timp de 10 mii de ani. Aici apar noi probleme.

Lipsa de dezvoltare a metodei. Geologia este o știință descriptivă. Anumite ramuri ale geologiei se ocupă de predicții (de exemplu, geologia ingineriei prezice comportamentul solurilor în timpul construcției etc.), dar niciodată înainte geologiei nu a fost însărcinată să prezică comportamentul sistemelor geologice timp de zeci de mii de ani. Din mulți ani de cercetare în diferite țări, au apărut chiar îndoieli cu privire la posibilitatea unei prognoze mai mult sau mai puțin fiabile pentru astfel de perioade.

Să ne imaginăm, totuși, că am reușit să dezvoltăm un plan rezonabil pentru studierea sitului. Este clar că va dura mulți ani pentru a implementa acest plan: de exemplu, Muntele Yaka din Nevada a fost studiat de mai bine de 15 ani, dar o concluzie despre adecvarea sau nepotrivirea acestui munte nu se va face mai devreme de 5 ani. . În același timp, programul de eliminare va fi supus unei presiuni din ce în ce mai mari.

Presiunea din circumstanțe externe. În timpul Războiului Rece, deșeurile au fost ignorate; s-au acumulat, au fost depozitate în containere temporare, s-au pierdut etc. Un exemplu este instalația militară Hanford (analog cu „Beacon” al nostru), unde există câteva sute de tancuri gigantice cu deșeuri lichide, iar pentru mulți dintre ele nu se știe ce este înăuntru. O mostră costă 1 milion de dolari! Acolo, în Hanford, se descoperă cam o dată pe lună butoaie sau cutii de deșeuri îngropate și „uitate”.

În general, de-a lungul anilor de dezvoltare a tehnologiei nucleare, s-au acumulat multe deșeuri. Instalațiile de depozitare temporară de la multe centrale nucleare sunt aproape de umplere, iar la complexele militare sunt adesea pe punctul de a eșua din cauza bătrâneții sau chiar dincolo de acest punct.

Deci, problema înmormântării necesită o soluție urgentă. Conștientizarea acestei urgențe devine din ce în ce mai acută, mai ales că 430 de reactoare de putere, sute de reactoare de cercetare, sute de reactoare de transport ale submarinelor nucleare, crucișătoare și spărgătoare de gheață continuă să acumuleze continuu deșeuri radioactive. Dar oamenii cu spatele la perete nu produc neapărat cel mai bun solutii tehnice, iar probabilitatea erorilor crește. Între timp, în deciziile legate de tehnologia nucleară, erorile pot fi foarte costisitoare.

Să presupunem în sfârșit că am cheltuit 10-20 de miliarde de dolari și 15-20 de ani studiind un potențial site. Este timpul să luați o decizie. Evident, locuri ideale nu există pe Pământ, iar orice loc va avea proprietăți pozitive și negative din punct de vedere al înmormântării. Evident, va trebui să decideți dacă proprietățile pozitive le depășesc pe cele negative și dacă aceste proprietăți pozitive oferă suficientă siguranță.

Luarea deciziilor și complexitatea tehnologică a problemei. Problema eliminării este extrem de complexă din punct de vedere tehnic. Prin urmare, este foarte important să existe, în primul rând, știință de înaltă calitate și, în al doilea rând, interacțiune eficientă (cum se spune în America, „interfață”) între știință și politicienii care iau decizii.

Conceptul rusesc de izolare subterană a deșeurilor radioactive și a combustibilului nuclear uzat în roci de permafrost a fost dezvoltat la Institutul de Tehnologie Industrială al Ministerului Rus al Energiei Atomice (VNIPIP). A fost aprobat de expertiza de stat de mediu a Ministerului Ecologiei și Resurselor Naturale al Federației Ruse, Ministerul Sănătății al Federației Ruse și Gosatomnadzor al Federației Ruse. Sprijinul științific pentru concept este oferit de Departamentul de Știință Permafrost din Moscova universitate de stat. Trebuie remarcat faptul că acest concept este unic. Din câte știu, nicio țară din lume nu se gândește la problema îngroparii deșeurilor radioactive în permafrost.

Ideea principală este aceasta. Așezăm deșeurile generatoare de căldură în permafrost și le separăm de roci cu o barieră impenetrabilă. Datorită eliberării de căldură, permafrostul din jurul înmormântării începe să se dezghețe, dar după un timp, când degajarea de căldură scade (datorită descompunerii izotopilor de scurtă durată), rocile vor îngheța din nou. Prin urmare, este suficient să se asigure impermeabilitatea barierelor inginerești pentru perioada în care permafrostul se dezgheță; După îngheț, migrarea radionuclizilor devine imposibilă.

Conceptul de incertitudine. Există cel puțin două probleme serioase cu acest concept.

În primul rând, conceptul presupune că rocile înghețate sunt impenetrabile radionuclizilor. La prima vedere, acest lucru pare rezonabil: toată apa este înghețată, gheața este de obicei imobilă și nu dizolvă radionuclizii. Dar dacă studiezi cu atenție literatura de specialitate, se dovedește că multe elemente chimice migrează destul de activ în rocile înghețate. Chiar și la temperaturi de 10-12°C, neîngheț, așa-numitul film, apa este prezentă în roci. Ceea ce este deosebit de important este faptul că proprietățile elementelor radioactive care alcătuiesc deșeurile radioactive, din punctul de vedere al posibilei lor migrații în permafrost, nu au fost deloc studiate. Prin urmare, presupunerea că rocile înghețate sunt impermeabile la radionuclizi este fără nicio bază.

În al doilea rând, chiar dacă se dovedește că permafrostul este într-adevăr un bun izolator al deșeurilor radioactive, este imposibil de demonstrat că permafrostul în sine va dura suficient de mult: să reamintim că standardele prevăd eliminarea pentru o perioadă de 10 mii de ani. Se știe că starea de permafrost este determinată de climă, cei mai importanți doi parametri fiind temperatura aerului și cantitatea de precipitații. După cum știți, temperatura aerului crește din cauza schimbărilor climatice globale. Cea mai mare rată de încălzire are loc la latitudinile mijlocii și înalte ale emisferei nordice. Este clar că o astfel de încălzire ar trebui să ducă la dezghețarea gheții și la reducerea permafrostului. Calculele arată că decongelarea activă poate începe în decurs de 80-100 de ani, iar rata de decongelare poate ajunge la 50 de metri pe secol. Astfel, rocile înghețate din Novaia Zemlya pot dispărea complet în 600-700 de ani, iar acesta este doar 6-7% din timpul necesar pentru izolarea deșeurilor. Fără permafrost, rocile carbonatice din Novaia Zemlya au proprietăți izolatoare foarte scăzute față de radionuclizi. Nimeni în lume nu știe încă unde și cum să depoziteze deșeurile radioactive de mare activitate, deși se lucrează în această direcție. Până acum vorbim de tehnologii promițătoare și deloc industriale pentru înglobarea deșeurilor radioactive foarte active în sticlă refractară sau compuși ceramici. Cu toate acestea, nu este clar cum se vor comporta aceste materiale sub influența deșeurilor radioactive conținute în ele de-a lungul a milioane de ani. O perioadă de valabilitate atât de lungă se datorează timpului de înjumătățire uriaș al unui număr de elemente radioactive. Este clar că eliberarea lor în exterior este inevitabilă, deoarece materialul recipientului în care vor fi închise nu „trăiește” atât de mult.

Toate tehnologiile de procesare și stocare a deșeurilor radioactive sunt condiționate și discutabile. Și dacă oamenii de știință nucleari, ca de obicei, contestă acest fapt, atunci ar fi potrivit să-i întrebăm: „Unde este garanția că toate depozitele și locurile de înmormântare existente nu sunt purtători de contaminare radioactivă, deoarece toate observațiile lor sunt ascunse de public.

Orez. 3. Situația ecologică pe teritoriul Federației Ruse: 1 - explozii nucleare subterane; 2 - acumulări mari de materiale fisionabile; 3 - teste de arme nucleare; 4 - degradarea terenurilor naturale de hrănire; 5 - acru precipitare; 6 - zone de situații acute de mediu; 7 - zone cu situații de mediu foarte acute; 8 - numerotarea regiunilor de criză.

În țara noastră există mai multe morminte, deși încearcă să tacă despre existența lor. Cel mai mare este situat în regiunea Krasnoyarsk, lângă Yenisei, unde sunt îngropate deșeurile de la majoritatea centralelor nucleare rusești și deșeurile nucleare din mai multe țări europene. La efectuarea lucrărilor de cercetare asupra acest depozit rezultatele s-au dovedit a fi pozitive, dar observațiile recente arată o încălcare a ecosistemului râului. Yenisei, acel pești mutant a apărut, structura apei în anumite zone s-a schimbat, deși datele examinărilor științifice sunt ascunse cu grijă.

Astăzi, la Centrala Nucleară Nucleară Leningrad, instalația de depozitare a combustibilului nuclear uzat este deja plină la capacitate maximă. Peste 26 de ani de funcționare, „coada” nucleară a LNPP s-a ridicat la 30 de mii de ansambluri. Având în vedere că fiecare cântărește puțin mai mult de o sută de kilograme, masa totală a deșeurilor extrem de toxice ajunge la 3 mii de tone! Și întreg acest „arsenal” nuclear este situat nu departe de primul bloc al CNE Leningrad, în plus, chiar pe malul Golfului Finlandei: 20 de mii de casete s-au acumulat la CNE Smolensk, aproximativ același număr la CNE Kursk. . Tehnologiile existente de reprocesare a combustibilului uzat nu sunt profitabile din punct de vedere economic și sunt periculoase din punct de vedere al mediului. În ciuda acestui fapt, oamenii de știință nucleari insistă asupra necesității de a construi instalații de reprocesare a combustibilului uzat, inclusiv în Rusia. Există un plan pentru construirea în Zheleznogorsk (Krasnoyarsk-26) a celei de-a doua centrale rusești de regenerare a combustibilului nuclear, așa-numita RT-2 (RT-1 este situată pe teritoriul uzinei Mayak în Regiunea Chelyabinskși reprocesează combustibilul nuclear din reactoarele VVER-400 și submarinele nucleare). Se presupune că RT-2 va accepta combustibil nuclear uzat pentru stocare și reprocesare, inclusiv din străinătate, și s-a planificat finanțarea proiectului folosind fonduri din aceleași țări.

Mulți puterile nucleareîncearcă să plutească deșeurile de joasă și mare activitate către țările mai sărace care au mare nevoie de moneda straina. Astfel, deșeurile de activitate joasă sunt de obicei vândute din Europa în Africa. Transferul deșeurilor toxice la mai puțin tarile dezvoltate este și mai iresponsabil, în condițiile în care aceste țări nu au condiții adecvate pentru depozitarea combustibilului nuclear uzat, nu vor fi respectate măsurile necesare pentru asigurarea siguranței în timpul depozitării, și nu va exista controlul calității deșeurilor nucleare. Deșeurile nucleare trebuie păstrate în locurile (țările) în care sunt produse în rezervoare de depozitare pe termen lung, spun experții, trebuie izolate de mediu și controlate de personal înalt calificat.

Deșeurile nucleare sunt un termen relativ recent. Cursa înarmărilor din secolul al XX-lea a accelerat utilizarea energiei atomice. În orice caz, fie că este vorba de utilizarea militară sau pașnică a acestei energii, procesul produce deșeuri care sunt periculoase pentru toată viața de pe Pământ. Articolul dezvăluie câteva aspecte ale problemei eliminării deșeurilor nucleare.

Cercetările ample în domeniul fizicii nucleare la începutul secolului al XX-lea au condus la utilizarea pe scară largă a energiei atomice și a materialelor radioactive în știință, industrie, medicină, agriculturăși în procesul educațional. Este clar că această practică este însoțită de formarea diferitelor deșeuri. O caracteristică specială a acestui tip de deșeuri este prezența elementelor radioactive în el. Nu trebuie să uităm că radioactivitatea a fost întotdeauna prezentă pe Pământ și este prezentă acum. Singura întrebare este care este nivelul acestei radioactivitati.

Deșeurile nucleare (sinonim cu deșeurile radioactive - RW) sunt o substanță care conține elemente periculoase care nu poate fi utilizată în viitor. Este inacceptabil să se confunde acest termen cu termenul „combustibil nuclear uzat”. Combustibilul nuclear uzat (SNF) este un amestec de substanțe format din reziduuri de combustibil nuclear și produse de fisiune, cum ar fi izotopi de cesiu cu o masă de 137 și izotopi de stronțiu cu o masă de 90. SNF este o sursă suplimentară pentru obținerea combustibilului nuclear.

Criterii de clasificare a deșeurilor ca radioactive

În funcție de starea de agregare, deșeurile radioactive pot fi sub formă gazoasă, lichidă și solidă. Pentru a înțelege ce fel de „gunoi” poate fi considerat radioactiv, să ne uităm la reglementări.

Conform standardelor de siguranță împotriva radiațiilor SanPin 2.6.1.2523-09, deșeurile sunt clasificate drept radioactive în cazul în care rezultatul adunării raporturilor activităților specifice (deșeuri solide și lichide) și volumetrice (gaze) ale radionuclizilor din deșeuri la activitatea lor specifică minimă. este mai mare decât unul. Dacă este imposibil să se calculeze acest lucru, atunci criteriul de clasificare a deșeurilor ca radioactive este gradul de radiație al deșeurilor în stare solidă:

• un Bq/g – surse care emit particule α;
• o sută Bq/g – surse care emit particule β;

iar pentru lichide:

• 0,05 Bq/g – surse care emit particule α;
• 0,5 Bq/g - surse care emit particule β.

Deșeurile care emit radiații γ se încadrează în categoria nucleară atunci când debitul dozei la o distanță de 10 cm de suprafața sa este mai mare de un μSv/h.

Bq - Becquerel este egal cu o dezintegrare pe secundă pe gram (kilogram) de substanță.

Sv – Sievert este egal cu aproximativ o sută de roentgens. Roentgens măsoară radiația totală, iar sieverts măsoară radiația primită de o persoană.

Deșeurile în stare solidă pot fi sortate în funcție de rata dozei de radiație γ la o distanță de 10 cm de suprafață în deșeuri:

• activitate scăzută - 1 µSv/h – 0,3 mSv/h;
• activitate medie - 0,3 mSv/h – 10 mSv/h;
• activitate mare - mai mult de 10 mSv/h.

Deșeurile de scurtă durată conțin nuclizi cu o perioadă de degradare mai mică de 1 an până la un nivel inofensiv. Deșeurile de activitate foarte scăzută (VLLW) includ deșeurile care nu depășesc o doză de radiații γ de 1 μSv/h.

Separat, se disting deșeurile din structurile reactorului uzate, echipamentele de transport și control tehnic.

Cum sunt eliminate deșeurile nucleare, metode de eliminare și reciclare

Inițial, întreprinderea în care se generează deșeuri nucleare trebuie să le colecteze, să le caracterizeze, să le sorteze și să asigure depozitarea temporară a acestora. Deșeurile nucleare ambalate corespunzător trebuie apoi transportate la o instalație unde sunt procesate deșeurile radioactive. Uzina selectează tehnologia de reprocesare și eliminare ținând cont de caracteristicile inginerie și non-tehnice ale managementului deșeurilor radioactive.

Deșeurile foarte radioactive servesc ca sursă de materii prime secundare (aproximativ 95% din volumul deșeurilor). Restul de 5% din substanțe, al căror timp de înjumătățire este de sute și mii de ani, sunt vitrificate și depozitate în puțuri adânci situate în roci.

Deșeurile radioactive de activitate medie și scăzută sunt supuse următoarelor tipuri de procesare:

1. Solid:

• deșeurile combustibile sunt supuse incinerării în cuptoare, incinerării cu plasmă, tratamentului termochimic, incinerării prin vitrificare sau descompunerii acide;
• presat – compactare și super compactare;
• metal – compactare și topire;
• ignifug și necompresibil - trimis la containere.

1. Lichid:

• deșeurile organice combustibile sunt arse în cuptoare fie separat, fie împreună cu deșeurile solide;
• organic ignifug – adsorbție pe pulberi și cimentare, prelucrare termochimică;
• apos cu sare scăzută - concentrare și cimentare;
• apos cu mare sare - bituminizare și vitrificare.

1. Deșeurile gazoase sunt captate de reactivi chimici sau prin adsorbție.

Sa luam in considerare căi diferite eliminarea deșeurilor nucleare efectuată de instalația de reprocesare separat.

Haine, hârtie, lemn, deșeuri menajere care au fost expuși la radiații. Cenușa trebuie cimentată.

Incinerator de deșeuri nucleare

Compactare– aceasta este presarea sub presiune a deșeurilor radioactive solide. Această metodă de prelucrare este inacceptabilă pentru substanțele explozive și inflamabile.

Supracompactarea– aceasta este compactarea deșeurilor solide radioactive care au trecut de etapa de compactare. Produs pentru a reduce volumele de deșeuri.

Cimentarea este una dintre cele mai accesibile metode de procesare a deșeurilor nucleare, în special a deșeurilor lichide. Avantajele sale:

• disponibilitate;
• inflamabilitatea și non-plasticitatea produsului final;
• cost redus al echipamentelor și containerelor pentru procesare;
• simplitatea relativă a tehnologiei.

Bitumizarea– este includerea deșeurilor radioactive, în special a deșeurilor care conțin orice lichide, în compoziția bitumului. Din punct de vedere al complexității tehnologice, bitumarea este superioară cimentării, dar are și unele avantaje. În timpul bituminării, umiditatea se evaporă, astfel încât deșeurile nu cresc în volum și rămân rezistente la umiditate.

Vitrificarea este o modalitate de a recicla deșeurile nucleare diferite niveluri activitate. Sticla este un material care poate absorbi un volum mare de substanțe care nu sunt incluse în compoziția sa. În plus, produsul rezultat nu se va descompune foarte mult timp.

După procesare, containerele cu deșeuri nucleare sunt îngropate. Potrivit AIEA, eliminarea este plasarea deșeurilor în locuri special pregătite (depozitul de deșeuri nucleare) fără scopul utilizării lor ulterioare. Deșeurile care au fost transformate în stare solidă și ambalate corespunzător trebuie eliminate.

Există următoarele tipuri de înmormântări:

1. Eliminarea deșeurilor nucleare la adâncime: containerele sunt plasate pe fundul mării la o adâncime de aproximativ 1000 m.
2. Geologic: izolarea deșeurilor în special pregătite structuri de inginerieîn straturi stabile de rocă la o adâncime de câteva sute de metri. Practic, acesta este modul în care sunt îngropate deșeurile radioactive extrem de active și cu viață lungă.
3. Aproape de suprafață: containerele sunt amplasate în structuri de inginerie la suprafață și un strat de pământ în apropierea acesteia sau în mine la o adâncime de câteva zeci de metri de suprafață. Așa sunt îngropate deșeurile de durată scurtă, de activitate joasă și intermediară.
4. Eliminarea adâncimii oceanelor: plasarea containerelor cu deșeuri în sedimente pe fundul mării la o adâncime de câteva mii de metri.
5. Eliminarea sub fundul oceanului: plasarea deșeurilor radioactive în structurile de inginerie situate în rocile fundului mării de coastă.

Unde ajung deșeurile nucleare în Rusia?

Unde ajung deșeurile nucleare în țara noastră? În Rusia, ca și în întreaga lume, lucrul cu deșeurile nucleare se desfășoară la întreprinderi specializate dotate cu echipamente și tehnologie de înaltă calitate. În fiecare an, pe teritoriul statului nostru sunt generate 5 milioane de tone de deșeuri nucleare, din care 3 milioane de tone sunt prelucrate și eliminate. Până în 2025, se preconizează depozitarea a 89,5% din deșeurile radioactive într-o stare sigură pentru oameni și mediu, 8% - în containere speciale, 0,016% - în depozite nepermanente.

Unde sunt depozitate deșeurile nucleare în Rusia, care au fost acumulate în timpul cursei înarmărilor dintre URSS și SUA? Să ne amintim exemple de utilizare a energiei atomice și crearea de depozite de deșeuri nucleare în țara noastră.

ÎN cele mai frumoase locuriÎn regiunea Chelyabinsk, faimosul râu Techa, Lacul Karachay și orașul închis Ozersk sunt ascunse sub frunzișul copacilor. Aici, în 1948, a început să funcționeze primul reactor al asociației de producție Mayak pentru crearea de plutoniu pentru arme. Da, Uniunea Sovietică a dat un răspuns demn Statelor Unite, devenind liderul cursei înarmărilor nucleare. Dar nici Statele Unite, nici URSS nu s-au gândit prea mult la unde să arunce deșeurile.

Primul depozit de deșeuri nucleare al întreprinderii a fost micul râu Techa. În 1957, elementelor obținute în urma exploziei unui container cu deșeuri radioactive au fost adăugate la deșeurile nucleare aruncate constant în râu. În plus, un nor radioactiv s-a format în aer, contaminând o zonă la aproximativ 300–350 km nord-est de uzina Mayak. După acest accident teribil, guvernul sovietic a identificat o nouă locație - o unitate de depozitare. deseuri periculoase. A devenit un lac din regiunea Chelyabinsk.

Cu toate acestea, în 1967, ca urmare a unei secete, aceleași elemente radioactive au fost împrăștiate de pe fundul lacului Karachay, o haldă de deșeuri nucleare, pe mulți kilometri în jur. După aceasta, s-a luat decizia de a lichida Karachay. La sfârșitul anilor 60 ai secolului trecut, lacul a început să fie conservat, iar acest proces a durat mai bine de 40 de ani. Astăzi, folosind cele mai noi tehnologii, acolo sunt îngropate peste 200 de mii de metri cubi de nămol și lut tehnogenic foarte activ.

Ultima cusătură de sudură a ecranului de protecție la instalația Kraton-3

În anii 70 ai secolului al XX-lea, pe teritoriul Yakutiei au fost efectuate explozii pașnice subterane „Crystal” și „Kraton - 3”, în urma cărora teritoriul înconjurător a fost supus unui atac radioactiv. La începutul secolului XXI, aceste situri au fost reabilitate și au fost create depozite de deșeuri nucleare, ceea ce a îmbunătățit semnificativ situația radioactivă.

Vedere modernă a obiectului Kraton-3

Pe Internet puteți vedea hărți care prezintă clar locurile de eliminare a deșeurilor nucleare din Rusia.

Despre metode unice de prelucrare a deșeurilor radioactive la întreprindere Orientul îndepărtat vorbiți în următorul videoclip

Progresul științific și tehnologic este imposibil fără dezvoltarea științei și tehnologiei nucleare. Cu toate acestea, în cursa modernă a înarmărilor nu ar trebui să uităm consecinte posibile. Deșeurile radioactive reprezintă o amenințare pentru întreaga umanitate și pentru toate organismele vii de pe planeta noastră. Prin urmare, este necesar să se dezvolte noi metode sigure eliminarea deșeurilor nucleare.