+7(499)-938-42-58 Москва
+7(800)-333-37-98 Горячая линия

Способы утилизации ядерных отходов

Утилизация ядерных отходов

Способы утилизации ядерных отходов

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

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

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

В 20 веке безостановочный поиск идеального источника энергии, казалось бы завершился. Этим источником стали ядра атомов и реакции, происходящие в них — во всем мире началась активная разработка ядерного оружия и строительство атомных электростанций.

Но планета быстро столкнулась с проблемой – переработки и уничтожения ядерных отходов. Энергия атомных реакторов несет в себе массу опасностей, так же как и отходы данной отрасли. До сих пор тщательно проработанной технологии переработки не существует, в то время как сама сфера активно развивается. Поэтому безопасность зависит в первую очередь от правильной утилизации.

Определение

Ядерные отходы содержат в себе радиоактивные изотопы определенных химических элементов. В России, согласно определению, данному в ФЗ №170 «Об использовании атомной энергии» (от 21 ноября 1995 года), дальнейшее использование таких отходов не предусматривается. 

опасность материалов заключается в излучении гигантских доз радиации, губительно действующей на живой организм. Последствиями радиоактивного воздействия становятся генетические нарушения, лучевая болезнь и смерть.

Карта классификаций

Основным источником ядерных материалов в России являются сфера атомной энергетики и военные разработки. Все отходы ядерного производства имеют три степени радиации, знакомые многим еще из курса физики:

  • Альфа — излучающие.
  • Бета — излучающие.
  • Гамма — излучающие.

Первые считаются самыми безобидными, так как дают неопасный уровень радиации, в отличие от двух других. Правда, это не мешает им входить в класс наиболее опасных отходов.

В целом, карта классификаций ядерных отходов в России делит их на три вида:

  1. Твердый ядерный мусор. К нему относится огромное количество материалов технического обслуживания в сферах энергетики, одежда персонала, мусор, скапливающийся в ходе работы. Такие отходы сжигают в печах, после чего пепел смешивается со специальной цементной смесью. Ее заливают в бочки, запаивают и отправляют в хранилище. Захоронение подробно описано ниже.
  2. Жидкие. Процесс работы атомных реакторов невозможен без использования технологических растворов. Кроме того, сюда относится вода, которую применяют для обработки спец костюмов и мытья работников. Жидкости тщательно выпаривают, а дальше происходит захоронение. Жидкие отходы нередко перерабатываются и используются в качестве топлива для атомных реакторов.
  3. Элементы конструкции реакторов, транспорта и средств технического контроля на предприятии составляют отдельную группу. Их утилизация — самая дорогостоящая. На сегодняшний день существует два выхода: установка саркофага или демонтаж с его частичной дезактивацией и дальнейшее отправление в хранилище на захоронение.

Карта ядерных отходов в России также определяет низкоактивные и высокоактивные:

  • Низкоактивные отходы — возникают в процессе деятельности лечебных учреждений, институтов и исследовательских центров. Здесь радиоактивные вещества применяются для проведения химических тестов. Уровень радиации, излучаемой этими материалами, очень низок. Правильная утилизация позволяет превратить опасный мусор в обычный приблизительно за несколько недель, после чего его можно уничтожить как обычные отходы.
  • Высокоактивные отходы — это отработанное топливо реакторов и материалы, применяемые в военной промышленности для разработки ядерного оружия. Топливо на станциях представляет собой специальные стержни с радиоактивным веществом. Реактор функционирует примерно 12 — 18 месяцев, после чего топливо необходимо менять. Объем отходов при этом просто колоссальный. И эта цифра растет во всех странах, развивающих сферу атомной энергетики. Утилизация высокоактивных отходов должна учитывать все нюансы, чтобы избежать катастрофы для окружающей среды и человека.

Переработка и утилизация

На данный момент существует несколько методов утилизации ядерных отходов. Все они имеют свои преимущества и недочеты, но как ни крути, не позволяют полностью избавиться от опасности радиоактивного воздействия.

Захоронение

Захоронение отходов — наиболее перспективный метод утилизации, который особенно активно применяется в России. Сначала происходит процесс витрификации или «остекловывания» отходов.

Отработавшее вещество кальцинируют, после чего в смесь добавляется кварц, и такое «жидкое стекло» вливается в специальные цилиндрические формы из стали.

Полученный стеклянный материал устойчив к воздействию воды, что уменьшает возможность попадания радиоактивных элементов в среду.

Готовые цилиндры заваривают и тщательно моют, избавляясь от малейшего загрязнения. Далее они отправляются в хранилище на очень длительное время. Хранилище устраивают на геологических устойчивых территориях, чтобы хранилище не было повреждено.

Геологическое захоронение осуществляют на глубине более 300 метров таким образом, чтобы в течение долгого времени отходы не нуждались в дальнейшем обслуживании.

Сжигание

Часть ядерных материалов, как уже говорилось выше, представляет собой непосредственные результаты производства, а своего рода побочный мусор в сфере энергетики. Это материалы, в ходе производства подвергшиеся облучению: макулатура, дерево, одежда, бытовой мусор.

Все это сжигается в специально спроектированных печах, позволяющих минимизировать уровень токсичных веществ в атмосферу. Пепел, среди прочих отходов, подвергается цементированию.

Цементирование

Захоронение (один из способов) ядерных отходов в России путем цементирования – одна из самых распространенных практик. Суть заключается в помещении облученных материалов и радиоактивных элементов в специальные контейнеры, которые затем заливают специальным раствором. В состав такого раствора входит целый коктейль из химических элементов.

В результате он практически не подвергается воздействию внешней среды, что позволяет достичь практически неограниченного срока. Но стоит сделать оговорку, что подобное захоронение возможно только для утилизации отходов среднего уровня опасности.

Уплотнение

Давняя и достаточно надежная практика, нацеленная на захоронение и уменьшение объема отходов. Она не применяется для переработки основных топливных материалов, но позволяет обработать другие отходы низкого уровня опасности. В данной технологии применяются гидравлические и пневматические прессы с низкой силой давления.

Повторное применение

Использование радиоактивного материала в области энергетики происходит не в полной мере – в силу специфики активности данных веществ. Отработавшие свое, отходы все еще остаются потенциальным источником энергии для реакторов.

В современном мире и тем более в России ситуация с энергетическими ресурсами довольно серьезная, и потому вторичное использование ядерных материалов в качестве топлива для реакторов уже не кажется невероятным.

Сегодня существуют методы, позволяющие применять отработавшее сырье для применения в сферах энергетики. Радиоизотопы, содержащиеся в отходах, используют для обработки пищевых продуктов и в качестве «батарейки» для работы термоэлектрических реакторов.

Но пока технология еще находится в развитии, и идеального метода переработки не найдено. Тем не менее, переработка и уничтожение ядерных отходов позволяет частично разрешить вопрос с подобным мусором, используя его в качестве топлива для реакторов.

К сожалению в России подобный метод избавления от ядерного мусора практически не развивается.

Объемы

В России во всем мире объемы ядерных отходов, отправляющихся на захоронение, составляют десятки тысяч кубометров ежегодно. Каждый год европейские хранилища принимают около 45 тысяч кубометров отходов, а в США такой объем поглощает лишь один полигон в штате Невада.

Ядерные отходы и работы связанные с ними за рубежом и в России – это деятельность специализированных предприятий, снабженных качественной техникой и оборудованием.

На предприятиях отходы подвергаются различным способам обработки, описанным выше.

В результате удается уменьшить объем, снизить уровень опасности и даже использовать некоторый мусор в сфере энергетики как топливо для атомных реакторов.

Мирный атом давно доказал, что все не так просто. Область энергетики развивается, и будет развиваться. То же можно сказать и о военной сфере. Но если на выброс других отходов мы иногда закрываем глаза, неправильно утилизированные ядерный мусор может стать причиной тотальной катастрофы для всего человечества. Поэтому этот вопрос требует скорейшего решения, пока не поздно.

Источник: https://vtorothodi.ru/utilizaciya/utilizaciya-jadernyh-othodov

Способы утилизации и переработки радиоактивных отходов

Способы утилизации ядерных отходов

Обращения с отходами атомной промышленности представляет серьёзную экологическую проблему. Ей озадачены правительства всех стран мира, в первую очередь тех, где развита атомная энергетика, имеются научно-исследовательские реакторы, космические корабли, атомоходы и, разумеется, оружие массового поражения.

С каждым годом эта проблема обостряется, так как растут источники и объём радиоактивных отходов (РАО), а их сбор, хранение, утилизация и переработка сложны, трудоёмки и энергозатратны.

Сброс потенциально опасных веществ, содержащих большое количество радионуклидов, составляет тысячи тонн в год.

Фактически к РАО относится любой предмет, который достаточно длительное время был в контакте с ионизирующим излучением:

  • детали шахтного оборудования;
  • вышедшие из строя элементы оборудования атомных электростанций;
  • водные и воздушные фильтры;
  • электропровода;
  • топливные контейнеры;
  • спецодежда рабочих, обслуживающих производства с высоким уровнем излучения.

В данной статье мы рассмотрим основные способы утилизации и переработки РАО, которые укладываются в требования Федерального закона от 11 июля 2011 года № 190–ФЗ «Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

Требования МАГАТЭ к обращению с радиоактивными отходами

Утилизация радиоактивных отходов в России проводится в соответствии с требованиями, которые сформулировало Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ).

Согласно принятой классификации, РАО разделяются на две большие группы — жидкие и твёрдые. Каждая группа включает несколько классов опасности в зависимости от активности вредоносного ионизирующего излучения.

Для каждого класса отходов приняты специфические требования к обращению с ними, представленные в таблице 1.

Таблица 1 – Классификация РАО по степени опасности

МАГАТЭ введены многочисленные запреты на условия утилизации разнообразных радиоактивных веществ. Так, к примеру, запрещено сливать и сбрасывать их в океан, несмотря на то, что на глубине нескольких километров твердые и отверждённые РАО могут покоиться тысячелетиями, не причиняя окружающей среде особого вреда.

Более того, можно предварительно снизить концентрацию радионуклидов в жидких отходах, и морская вода сама их перемешает до содержания в пределах допустимой нормы. Однако мировое сообщество в лице МАГАТЭ приняло такое решение, и все обязаны ему следовать, утилизируя и перерабатывая РАО дозволенными способами.

Основные методы утилизации радиоактивных отходов

Согласно требованиям федерального законодателства, конкретные пути утилизации РАО зависят от природы и концентрации излучающих веществ, которые они содержат. К наиболее распространённым в России методам обезвреживания отходов относятся остекловывание, плавление, сжигание, уплотнение и цементирование с последующим хранением или захоронением.

Остекловывание предназначено для обезвреживания ядерных отходов высокого уровня активности.

Их включают в бролисиликатное стекло, где утилизируемое вещество составляет примерно 14% от массы стеклянной матрицы, готовой к захоронению.

Суть метода состоит в том, чтобы зафиксировать радионуклиды в статичном состоянии в стабильной нерастворимой форме. В остеклованном виде отходы безопасно хранятся не одно тысячелетие, не причиняя ущерба экологии.

Плавление отработанной руды происходит в смежной породе, залегающей глубоко под землёй.

Этот способ захоронения РАО заключается в том, чтобы создать стабильную твёрдую массу с высокой концентрацией отходов атомной промышленности или внедрить их в смежную породу в рассредоточенном виде.

В результате радионуклиды не выщелачиваются и не переносятся на поверхность земли. В основном данный метод применяется к высокоактивным отходам с высоким тепловыделением.

Кроме этого подземного метода широко применяется плавление в плазменных установках. Однако такой способ обезвреживания ведёт к большим тепловым нагрузкам поверхностей плавильных печей, а сам процесс сопровождается высокой концентрацией агрессивных газов, с трудом поддающихся очищению.

Сжигание твёрдых и отверженных радиоактивных отходов используется при необходимости и возможности ограниченно снизить объём излучающих веществ. Однако при этом есть риск загрязнения воздуха.

Поэтому самому процессу предшествует пересыпка РАО экзотермическим материалом, в том числе заражённой макулатурой, деревом, резиной, одеждой, отходами производства тепловыделяющих элементов и сборок в виде стружки и опилок сплава циркония.

Это позволяет снизить возможность заражения воздуха, одновременно увеличив производительность и эффективность сжигания отходов.

Однако при таком способе утилизации невозможно зафиксировать радионуклиды. Поэтому после сжигания необходимо омонолитить и захоронить выделившийся зольный остаток.

Уплотнение (или прессование) применяется при необходимости утилизировать заражённые объекты большого объёма. Технология позволяет уплотнить излучающий материал, уменьшив его размер для помещения в стандартные контейнеры объемом 100 ÷ 200 дм3. Для этого применяются прессовальные установки высокого и низкого давления.

Однако при применении этой технологии утилизации радиоактивного мусора происходит лишь измельчение твёрдых отходов. Прессование не способно должным образом обеспечить фиксацию излучающих радионуклидов, которые могут вырваться наружу в случае повреждения контейнера.

Кроме того, органические включения и влага при длительном хранении вызывают разложение РАО, которое сопровождается выделением агрессивных газов.

Таким образом, коррозия и остаточное давление внутри контейнера рано или поздно приводят к его разрушению, часто до окончания нормативного периода хранения уплотнённых отходов — 50 лет.

Цементирование способно снизить риск выхода на поверхность радионуклидов и газов в случае разрушения стенок металлических бочек, содержащих спрессованные или жидкие отходы.

Метод состоит в заливке контейнеров большим количеством цементного раствора с включением специальных химических веществ.

Однако при цементировании объём утилизируемых отходов не должен превышать 20% от монолита, так как разнородный химический состав и наличие в цементном растворе органических веществ приводят к снижению гарантийного срока хранения отходов — 350 лет.

Отметим, что ни один из описанных вариантов утилизации не решает проблему уничтожения РАО в полной мере. Риск воздействия захороненных радиоактивных веществ остаётся. Поэтому методы и способы обращения с отходами постоянно совершенствуются. В частности, ведутся научные эксперименты, в результате которых предлагаются инновационные способы переработки РАО.

Способы переработки радиоактивных отходов

При выборе методов переработки РАО руководствуются, прежде всего, степенью из излучающей активности.

Низкоактивные отходы довольно легко утилизируются способами, представленными выше, и в течение нескольких лет теряют свою опасность. После положенного хранения в специальных герметичных контейнерах их можно утилизировать как обычные ТБО.

Дезактивация среднеактивных отходов происходит в несколько раз дольше. Для их консервации применяются многостенные металлические контейнеры, которые после герметизации заливают несколькими толстыми слоями битума и цемента.

Высокоактивные отходы, такие как отработанное атомное топливо, сохраняют опасность для экосистемы на протяжении веков.

Для снижения концентрации излучающих веществ принято использовать отработку повторно. И уже затем отработанный шлак остекловывают и консервируют в глубоких шахтах.

Однако и в этом случае некоторые отходы способны длительное время сохранять опасность для будущих поколений.

Источник: https://www.e-util.ru/sposoby-utilizatsii-radioaktivnyh-othodov/

Способы переработки ядерных отходов и их захоронения в России

Способы утилизации ядерных отходов

Радиационное загрязнение приносит смертельную опасность. Больше 20 стран используют радиоактивные материалы в промышленности, энергетике и научных исследованиях. Ни одна страна не нашла безопасного и долговечного места для содержания ядерных отходов. С каждым годом эта проблема становится острее, поскольку старые сооружения не в состоянии накапливать заражённый мусор.

Понятие ядерных отходов

Такие материалы представляют собой опасные вещества с радионуклидами. Согласно ФЗ № 170 «Об использовании ядерной энергии» субстанции с радиоактивными составляющими повторно применять запрещается. Они излучают огромные дозы радиации, что приводит к разрушению организма. В Россию нельзя ввозить ядерные отходы из других стран.

В зависимости от степени насыщенности опасными элементами РАО делят на такие виды:

  1. Низкорадиоактивные — до 0,1 Кюри на 1 м³.
  2. Средней активности — от 0,1 до 1 тыс. Кюри на 1 м³.
  3. Высокорадиоактивные — от 1 тыс. Кюри на 1 м³.

Отходы классифицируются на твёрдый ядерный мусор, жидкие растворы и части конструкций реакторов на АЭС. Первая группа включает предметы техобслуживания энергетических предприятий, одежду персонала, бытовой мусор. Утилизация происходит путём сжигания в печи, а пепел смешивают с цементом. Жидкий состав заливают в ёмкости и перемещают в хранилище.

Ко второй категории относят воду для очистки костюмов и мытья сотрудников, технологические растворы. Жидкость перерабатывают, и она становится топливом для атомных реакторов.

Элементы механизмов, транспорта и инструментов технического контроля предприятий относятся к третьему виду. Утилизация таких вещей — дорогостоящий процесс.

Для подобных объектов строят саркофаг или частично демонтируют с целью снизить уровень радиации. Снятые фрагменты отправляют на захоронение.

РАО путают с отработанным ядерным топливом. Последнее содержит в себе тепловыделяющие элементы с фрагментами цезия 137 и стронция 90. Эти радиоактивные нуклиды применяются в промышленности, медицине, сельском хозяйстве.

Такие растворы — ценный источник получения нового топлива для АЭС и изотопов. Отдельным видом отходов считаются жидкие технологические РАО.

Они формируются после работы оборонных предприятий, АЭС и изготовления радиоизотопной продукции.

Рекомендуем:  Классы опасности отходов для окружающей среды

Методы утилизации

Субстанции с нуклидами применяются в различных сферах. Источники заражённого материала — АЭС, электростанции и научные институты при исследовании излучений. В промышленности эти материалы используют для ликвидации микроорганизмов, бактерий и вирусов на продуктах питания.

Переработка ядерных отходов в России проводится на специальных комбинатах. Когда на предприятии появляются РАО, начинают сбор, дают характеристику мусору и проводят сортировку. После временного хранения ненужные материалы отправляются на заводы, где происходит их уничтожение. Технология утилизации зависит от вида остатков и правил обращения с ними.

Сжигание опасного мусора

Процесс происходит в специализированной печи. Она проектируется так, чтобы снизить выброс радиации в атмосферу. Пепел смешивают с цементным раствором и наполняют резервуары. Эти контейнеры отправляют на склады в шахты или соляные штоки. Таким способом избавляются от облучённого сырья: дерева, бумаги, одежды и других вещей со средним или маленьким уровнем радиации.

Сжатие и цементирование

Твёрдые отходы уменьшают в размере. Метод не применяют для легко воспламеняющихся и взрывоопасных материалов. Уплотнение подходит для веществ с невысоким уровнем опасности. Утилизация ядерных отходов в России с помощью цементирования считается распространённой практикой.

Облучённые фрагменты помещают в контейнеры и заливают раствором из химических элементов. На такие смеси не влияет внешняя среда. Способом пользуются при захоронении жидкостей со средним уровнем радиации. Текучие вещества соединяют с битумом. Эта процедура сложнее, чем цементирование.

Главное преимущество битумирования — испарение влаги.

Вторичное использование

В энергетике радиоактивные материалы эксплуатируются не до конца. Отработанные элементы используются повторно как источник энергии. Изотопы помогают обрабатывать продукты и запускают термоэлектрические реакторы.

За границей проводят регенерацию топлива. В процессе выделяют до 3% урана 235 и плутония 239.

Европейские АЭС переправляют ядерные отходы для подобной переработки в США, но утилизация радиоактивных отходов в России таким методом не развивается.

Рекомендуем:  Вывоз и утилизация отходов класса Б

Остекловывание и захоронение

Стекло в состоянии поглотить инородные вещества в огромных объёмах. Такой обработке подвергают вещества разного уровня загрязнения. Опасный мусор заливают расплавленным стеклом в стальных ёмкостях — кокилях.

В РФ процедура реализуется с помощью печи прямого электрического нагрева. Она создаётся из огнеустойчивого материала и делится на 3 зоны. В каждую из них закрепляют молибденовые электроды для проведения тока.

Полученная стекломасса переливается в бидоны.

Контейнеры после охлаждения и герметизации скрепляют по 3 штуки и транспортируют в хранилище. Для отвержения отходов применяют другие материалы: стеклокерамику, витромет, суперкальцинаты.

После переработки отходы отправляют в специально оборудованные места — могильники. Из предприятий РАО забирают в твёрдом состоянии и в правильной упаковке.

Захоронения делятся на следующие виды:

  1. Геологические — для отходов используют постройки в крепких слоях породы на глубине от 100 метров. Они подходят для высокорадиоактивных материалов.
  2. Приповерхностные — сооружения с контейнерами размещаются близко к земле или в шахтах. В таких местах прячут вещества с незначительной степенью радиации.
  3. Глубоководные — заражённые ёмкости опускают в море до 1 тыс. м.
  4. Могильники в глубинных отложениях дна — контейнеры опускают ниже 1 тыс. м.
  5. Под дном океана — ядерный мусор хранится в постройках прибережной линии.

Могильники радиоактивных отходов в России на воде прекратили создавать в 1984 году, поскольку они выдерживали десятилетие. Хранилища сооружают в местах, где они не подвергнутся влиянию воды, землетрясения или других природных явлений. На АЭС строят конструкции для временного содержания таких контейнеров.

Сохранение РАО на территории РФ

Утилизация проходит на специальных комбинатах с соответствующим оборудованием. Каждый год в стране набирается до 5 млн тонн РАО, а переработке поддаются 60%. До 2025 года планируется содержать 89,5% веществ в безопасной форме, а остальное — в ёмкостях и временных сооружениях.

Рекомендуем:  Классы опасности вредных химических веществ и отходов

Для хранения ядерных отходов в России использовали реку Теча — первый могильник РАО времён СССР.

В 1957 году, кроме хранения радиоактивных материалов, добавились фрагменты воспламенения опасных контейнеров. Появившееся после взрыва облако развеяло вредные элементы на 300—350 км.

После аварии хранилище построили на озере Карачай.

Засуха 1967 года привела к распространению отходов в радиусе десятков километров. После этого водоём начали консервировать. В озере сохраняется до 200 тыс. м3 суглинков с радиацией.

В 1978 году для сейсмического зондирования провели подрыв объекта Кратон-3 в Якутии. Выброс радиоактивных веществ способствовал формированию облака, которое накрыло ближние посёлки. После аварии заражённое оборудование и землю из площадки закопали на глубину 2,5 м и засыпали грунтом. Радионуклиды распространились на территории в 5 тыс. м2 и в систему реки.

В районе Красноярска расположилось огромное геологическое захоронение радиоактивных отходов. На территории собрали жидкие РАО. Отходы закачивали в землю на глубину от 50 до 500 м. По состоянию на 2012 год полигон вмещал от 88 тыс. м3 мусора. Каждый год его количество увеличивается на 100 тыс. м3.

На Кольском полуострове в губе Андреева размещается хранилище непригодного ядерного горючего из реакторов подводных лодок. В 1982 году после аварии в здании комплекса в Баренцевом море вытекло 700 тыс. тонн заражённой воды. В бетонных стержнях заключены 22 тыс. опасных элементов. В 2017 году началась процедура вывоза РАО из этой территории.

Источник: https://vtothod.ru/klassy/sposoby-pererabotki-yadernyh-othodov-i-ih-zahoroneniya-v-rossii

Утилизация и переработка радиоактивных отходов

Способы утилизации ядерных отходов

Среди промышленного и медицинского мусора отдельным пунктом выделяют радиоактивные отходы, содержащие опасные химические элементы, не представляющие ценности.

Такой мусор требует особого отношения, из-за высокого уровня опасности. Поэтому сбор, хранение, транспортировка, утилизация радиоактивных отходов (РАО) регламентируется и контролируется на федеральном уровне.

Как Вы относитесь к атомной энергетике?

Переработка РАО в зависимости от их активности

Опасные вещества имеют разный уровень активности, который обуславливает характер работы с ними.

РАО бывают трёх групп:

  • низкоактивными;
  • среднеактивными;
  • высокоактивными.

Утилизация, захоронение, переработка радиоактивных отходов зависят от степени активности, согласно указанным группам:

Степень активностиОсобенности
НизкаяДопустимо хранение внутри герметичных контейнеров, предназначенных для этой категории мусора. Обезвреживаются на протяжении нескольких лет, затем, утилизируются на общих основаниях.
Средняя отбросов возможно внутри бочек из разных сплавов. Радиоактивные отходы заливают несколькими слоями битума и цемента. Обезвреживание длится десятилетия.
ВысокаяОбеззараживание не происходит, поскольку активность веществ сохраняется веками. Отбросы используются повторно (рециклинг), а бесполезный остаток подлежит захоронению внутри глубоких колодцев скальных пород, предварительно залитый стеклом.

Дезактивация

Как было обозначено, утилизация РАО не снижает уровень радиации до нуля, а только частично уменьшает степень излучения. Изыскиваются новые способы и места захоронения, производятся усовершенствованные герметичные ёмкости, предотвращающие попадание опасных веществ в воздух, воду, почву. Разрабатываются новые методы обработки, дезактивации, утилизации ядерных отбросов.

В России применяется несколько способов обезвреживания радиоактивных отходов перед захоронением:

  • применение карбоната натрия;
  • растворение в азотной кислоте;
  • элюирование почвы;
  • обработка жидких отходов.

Каждый из способов имеет свои положительные и отрицательные стороны, но без них уровень радиации мусора снизить не представляется возможным.

При помощи карбоната натрия

Дорогой, эффективный способ обезвреживания твёрдых отходов, попавших в грунт.

Алгоритм действий:

  1. Радионуклиды выщелачивают карбонатом натрия.
  2. Частицы иона извлекают радионуклиды из состава щёлочи.
  3. Используя магнит, удаляют хелатные комплексы.

Несмотря на эффективность, метод имеет недостатки, поскольку карбонат натрия не может извлекать все радиоактивные соединения из ядерных отходов.

Растворение в азотной кислоте

Способ применим к радиоактивным осадкам и пульпам. РАО растворяют в кислоте и гидразине, а затем остекловывают. Дальнейший процесс включает упаковывание раствора в ёмкости и захоронение. Метод не уступает по эффективности предыдущему. Но упаковывание и утилизация такого материала стоят много для перерабатывающих предприятий.

Элюирование почвы

Если грунт заражён радиоактивными веществами низкой степени активности, его можно обработать водой или соответствующими растворами-нейтрализаторами. Элюирование выполняют применяя растворы аммиака или воды с аммониевыми солями.

Метод дезактивации малоэффективен, если требуется извлечь радиоактивные вещества, химически связанные с почвой. Элюирование наиболее щадящее мероприятие для экологии.

Схема переработки ОЯТ

Дезактивация жидких отходов

Жидкий радиоактивный мусор тяжело собирать, хранить, утилизировать и обезвреживать. Сложность состоит в агрегатном состоянии, обуславливающий ограниченное количество способов воздействия на отбросы.

Утилизация жидких РАО – дорогой, трудоёмкий процесс, упростить который может дезактивация.

Существует несколько видов обезвреживания таких отходов:

  1. Вымораживание (выпаривание) радиоактивных веществ, после чего герметично их упаковывают и складывают в могильниках. Процедуры физического воздействия дорогие.

  2. Радионуклиды выводятся с применением раствора селективных экстрагентов. После дезактивации образуется шлам, требующий захоронения.
  3. Химическая очистка радиоактивных отходов природными реагентами.

    Как и при предыдущем способе, образуется бесполезный опасный шлам.

Ядерные отбросы — вид мусора, требующий строгого соблюдения правил сбора, хранения, утилизации, захоронения.

Обращение с РАО обусловлено степенью активности веществ, периодом распада, агрегатным состоянием отработанных материалов. Работа с радиоактивными отходами контролируется на Федеральном уровне.

Источник: https://bezotxodov.ru/jekologija/utilizacija-radioaktivnyh-othodov

Где и как хранят радиоактивные отходы, их виды, способы утилизации и опасность для экологии

Способы утилизации ядерных отходов

Радиоактивные отходы (РАО) – это отработанные продукты промышленности, которые содержат радиоактивные элементы. Ядерные отходы не используются вторично и опасны для экологии и человека. Поэтому они хранятся в могильниках – местах захоронения радиационно опасных материалов, где их надежно изолируют от контакта с окружающей средой.

Критерии определения РАО

Для определения РАО в России установлены критерии, по которым отходы могут быть радиоактивными и нерадиоактивными. Отходы считаются радиоактивными, если это:

  1. Отходы в любом агрегатном состоянии, если сумма отношений удельных активностей радионуклидов к их предельно допустимым значениям превышает 1.
  2. Твердые отходы, если активность радионуклидов, содержащихся в веществах, выше 1 беккереля на грамм у альфа-частиц и 100 Бк/г у бета-частиц.
  3. Жидкие отходы, если активность их радионуклидов выше 0,05 Бк/г у альфа-частиц и 0,5 Бк/г у бета-частиц.

Если образование отходов не связано с атомной промышленностью, то критерии для таких отходов другие:

  1. Твердые РАО, в которых сумма удельных активностей радия-226, тория-232 и калия-40 по формуле превышает 10 Бк/г.
  2. Жидкие РАО, в которых сумма удельных активностей урана-228 и тория-232 по формуле превышает 0,13 Бк/г.

Отходы, соответствующие хотя бы одному из данных критериев – радиоактивные.

Как и где они образуются

РАО образуются при добыче и переработке минералов, добыче газа и нефти, при производстве тепловыделяющих элементов. Большая их часть образуется из-за работы атомных электростанций и переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Эти продукты легко перерабатываются и не наносят большого ущерба окружающей среде.

Излучающий радиацию мусор образуется также как следствие аварий на атомных станциях и после применения ядерного оружия. В таких ситуациях его количество увеличивается в тысячи раз, а обнаружение и утилизация – значительно осложняются.

Принятая классификация радиоактивных отходов

Классифицировать радиоактивный мусор можно по разным признакам: по агрегатному состоянию, удельной активности, периоду распада.

РАО могут находиться в жидком, твердом и газообразном состоянии.

Жидкие радиоактивные отходы (ЖРО) – класс техногенных ядерных отходов, которые образуются при эксплуатации предприятий атомной промышленности, электростанций, в результате техногенных радиационных катастроф. По удельной активности выделяют 3 категории:

  • высокоактивные (больше 107 килобеккерелей на килограмм для бета-излучающих и более 106 для альфа-излучающих радионуклидов);
  • среднеактивные (103-107 кБк/кг для бета-излучения и 102-106 кБк/кг для альфа-излучения);
  • низкоактивные (до 103 кБк/кг – бета-излучение, до 102 кБк/кг – альфа-излучение.

Твердые отходы – это загрязненные материалы и остеклованные отходы переработки ОЯТ. Среди них выделяют 4 категории:

  • высокоактивные (более 107 кБк/кг у бета-частиц и более 106 у альфа-частиц);
  • среднеактивные (104-107 кБк/кг – бета-излучение, 103-106 – альфа-излучение);
  • низкоактивные (от 103 до 104 кБк/кг – бета-излучение, от 102 до 103 – альфа-излучение;
  • очень низкоактивные (менее 103 кБк/кг для бета-излучения и менее 102 кБк/кг для альфа-излучения).

Газообразные отходы – это выбросы вентиляционных установок, работающих в местах загрязнения радиацией и переработки радиоактивных материалов.

Также выделяют еще два вида РАО:

  1. Удаляемые. Такие материалы можно перезахоронить, риск для окружающей среды не возрастает.
  2. Особые. Этот вид материалов опасен при транспортировке и перезахоронении, их стоить захоранивать в одном месте и не перемещать.

Опасность РАО для экологии и человека

Неправильное захоронение или утилизация приводят к загрязнению почвы, воды, заражению экосистемы. В зависимости от класса РАО и их количества последствия могут быть от практически незаметных изменений радиационного фона до экологической катастрофы.

Радиоактивные отходы, проникнувшие в почву, заразят радиацией растения и животных, что приведет к их заболеваниям или даже гибели. Плоды культурных растений также будут загрязнены радиацией и станут опасными для человека.

Если радиоактивные материалы попали в реку, то они распространятся на большое расстояние, загрязняя не только воду, но и почву.

В воде экосистема тоже пострадает: погибнет рыба, пострадают водные растения, радиоактивные частицы осядут на дне и продолжат распространять излучение.

Для человека контакт с радиоактивными отходами не менее опасен. В зависимости от степени облучения, последствия варьируются от повышения вероятности генных мутаций и ухудшения самочувствия до развития острой лучевой болезни и даже смерти.

Доза, грей (Гр)Последствия воздействия на человека
(0,7-2) 10-3Естественное излучение в год, не приносит вреда здоровью
0,05Максимальное безопасное излучение в год
0,1Удвоение вероятности мутаций генов
0,25Ухудшение самочувствия, головная боль
1,0Развитие острой лучевой болезни
3-5Нарушения в костном мозге
10-50Смерть через 1-2 недели
100Поражения центральной нервной системы, несовместимые с жизнью

Накопление радиоактивных отходов и возможные проблемы

В России накоплены миллионы тонн радиоактивного мусора, и ежегодно хранилища пополняются на 5 миллионов тонн.

Одни из могильников уже сегодня представляют опасность, другие – станут источником радиоактивного излучения в будущем.

Опасность разбросанных по стране могильников РАО состоит в том, что любое неаккуратное обращение с захороненными радиоактивными веществами может спровоцировать их попадание в окружающую среду. 

Экологи-активисты добиваются обнародования точных локаций могильников и точных цифр, сколько именно тонн РАО захоронено.

Эта информация важна для обеспечения безопасности, чтобы рядом с местами захоронения ядерных отходов не проводилось военных учений, испытаний, застроек и т.д.

Печальный пример отсутствия информации о местах захоронения РАО – могильник, находящийся в Москве, возле которого было начато строительство.

https://www.youtube.com/watch?v=_clSotxm6cY

Неконтролируемый рост числа могильников приведет к тому, что на местах захоронения опасных материалов будут строиться жилые дома, проводиться раскопки почвы и т.д. Все это приведет к необратимым последствиям.

Места и методы хранения, перевозки и переработки РАО

Радиоактивные отходы требуют аккуратного взаимодействия и правильного хранения. Для их безопасной утилизации нужны специальные изолированные от внешней среды места, а во время перевозки опасные грузы нуждаются в постоянном контроле.

Современный технологический комплекс по долговременному хранению радиоактивных отходов на Чернобыльской АЭС – Украина

Где и как хранятся отходы

В России существуют тысячи захоронений ядерных отходов, среди них есть наземные хранилища со специальной системой вентиляции и охлаждения (например, централизованный склад под Красноярском), и подземные. Подземные хранилища – самое простое и безопасное решение.

Также действуют предприятия по переработке радиоактивного мусора. На российских заводах для переработки РАО используются такие методы:

  • сжигание горящих материалов с очищением дыма с помощью системы фильтров;
  • фильтрация и концентрирования жидкостей;
  • спрессовывание твердых материалов.

Правила и нюансы перевозки

В России существует комплекс мер безопасности при перевозке РАО к местам их захоронения. Транспортировка осуществляется только организациями, у которых есть лицензия, а транспортные средства и контейнеры для перевозки должны соответствовать санитарным правилам. Комплект упаковки должен быть прочным, герметичным, обладать радиационной защитой.

Поверхности контейнеров и транспорта не должны быть загрязнены радиацией выше допустимых уровней, на каждом этапе транспортировки они проходят радиационный контроль. Также контролируется уровень излучения в кабине автотранспорта, если материалы перевозятся на грузовом автомобиле.

Специально оборудованный вагон с ядерными отходами

Могильники РАО в России

Многие места захоронения радиоактивного мусора в России существуют еще с советских времен. Самые известные – захоронения в Челябинской области, недалеко от завода “Маяк”, на котором производился оружейный плутоний.

Первое хранилище РАО – река Теча, куда сбрасывались ядерные отходы.

Затем, после взрыва емкостей с радиоактивными веществами, который произошел предприятии, было найдено новое место для сбрасывания РАО – озеро Карачай. В 1967 году была сильная засуха, и радиоактивные частицы со дна озера разлетелись на многие километры. После этого озеро решили законсервировать.

Полигон для захоронения РАО был образован в городе Озерске.

Центр длительного хранения радиоактивных отходов в поселке закрытого типа Сайда-Губа в Мурманской области

Проблема ввоза РАО из-за рубежа

Сегодня остро стоит проблема ввоза радиоактивного мусора из-за границы для их захоронения в России. РАО, в частности, обедненный уран, ввозится в страну как “ценное сырье”, однако на переработку отправляется малая часть ввозимого сырья. Большая – складируется в могильниках вместе с миллионами тонн российских отходов, превращая страну в ядерный могильник.

Способы утилизации РАО

Хранить радиоактивный мусор в могильниках – это самый простой, но недостаточно эффективный способ их утилизации. Существуют альтернативные методы безопасной и эффективной утилизации РАО.

Плазменное сжигание и сжигание в печах

Материалы, которые могут гореть, сжигаются перед захоронением. Утилизация таких радиоактивных отходов происходит в специально предназначенных для этого печах. Там РАО сжигаются, дым очищается целой системой фильтров, а зольные остатки бетонируются и отправляются в могильники.

Прессование

Прессование позволяет уменьшить объем загрязненных материалов благодаря их уплотнению. Для этого используются специальные прессы, уменьшающие объем РАО в 3-5 раз. Существуют и “суперкомпакторы” – особо мощные установки, позволяющие уменьшить объем в 10-15 раз.

Цементирование и битумирование

Радиоактивные материалы помещаются в специальные контейнеры и заливаются цементом или битумом. Это необходимо для защиты окружающей среды от воздействия радиоактивных веществ. Такой способ применяется и как самостоятельный метод утилизации, и как завершающий этап утилизации после сжигания, прессования и т.д.

Остекловывание в боросиликатном стекле

Остекловывание – это включение высокоактивных РАО в боросиликатное стекло, что позволяет надежно фиксировать радионуклиды в прочной, стабильной матрице. Один из самых безопасных способов утилизации радиоактивных отходов.

Современные методы

Методы утилизации радиоактивных материалов постоянно совершенствуются, внедряются новые и улучшаются старые. К передовым методам можно отнести:

  • Синрок – метод нейтрализации высокоактивных РАО путем помещения их в синтетический материал, вещества в составе которого нейтрализуют радиоактивные элементы.
  • Инкапсуляция – помещение РАО в плотные металлические канистры с отсеками для радиоактивных материалов внутри, а затем их удаление.

Нажмите на звездочку =)

Средний рейтинг / 5.

Стань первым! Голосов еще нет.

Источник: https://cleanbin.ru/other/radioactive

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.