Problem radioaktivnog otpada. Koja je opasnost od radioaktivnog otpada Rao radioaktivni otpad

IN savremeni svet Problem odlaganja radioaktivnog otpada je ravnopravan pitanja životne sredine. Sa porastom stanovništva i razvojem tehnološkog napretka, količina takvog otpada se stalno povećava. U međuvremenu, njihovo pravilno sakupljanje, skladištenje i naknadno odlaganje je složen i dugotrajan proces.

Koja je opasnost od radioaktivnih supstanci?

Opasnost od takvih materijala teško je precijeniti. Svaka teritorija ima svoju pozadinu zračenja, koja se za nju smatra normalnom. Ako se ispusti u zrak, zemlju ili vodu, ova vrsta otpada povećava pozadinu lokalnog zračenja. Štetne tvari ulaze u organizme životinja i ljudi, izazivajući razvoj mutacija i trovanja, povećavajući stopu smrtnosti među stanovništvom.

S obzirom na opasnost od takvih materijala, danas zakonodavac obavezuje preduzeća koja koriste radioaktivne sirovine da ugrade posebne filtere koji smanjuju zagađenje životne sredine. Uprkos tome, broj štetnih elemenata se stalno povećava. Stepen opasnosti od zračenja direktno zavisi od sledećih faktora:

• broj ljudi koji žive u opasnoj zoni;
• teritoriju koja je kontaminirana (područje, karakter);
• brzine doze;
• količina otpada sadržanog u biosferi.

Nakon ulaska u ljudsko tijelo, štetne tvari mogu dovesti do razvoja ozbiljne bolesti koji imaju visoku stopu smrtnosti. Sprečavanje kretanja takvih supstanci kroz lanac ishrane važan je zadatak. Ako ne uspiju, nekontrolirano će se širiti.

Izvori opasnog otpada

Radioaktivni otpad su supstance koje predstavljaju opasnost po životnu sredinu i beskorisne su za dalju proizvodnju. Odlaganje radioaktivnog otpada mora se vršiti prema posebnim pravilima, odvojeno od drugih vrsta korištenih supstanci.

Postoji nekoliko vrsta klasifikacije takvog otpada. Mogu imati različite fizičke oblike i hemijske karakteristike. Razlike također leže u koncentraciji tvari i poluživotu njihovih glavnih elemenata. Danas radioaktivni otpad stvaraju:

• stvaranje goriva namijenjenog za rad nuklearnih reaktora;
• rad nuklearnih reaktora;
• prerada goriva zračenjem;
• obrada scintilacionih brojača;
• reciklaža prethodno korištenog goriva;
• rad ventilacionih sistema (ako postrojenje koristi radioaktivne supstance, one će se emitovati iz ventilacionog sistema u obliku gasa).

Kao izvori mogu poslužiti i medicinski aparati, posuđe koje je bilo u posebnim laboratorijama, staklene posude u koje se sipalo gorivo. Ne treba zaboraviti ni postojanje PIR-a – prirodnih izvora zračenja koji mogu zagađivati ​​okolna područja.

Klasifikacija

Postoji nekoliko znakova po kojima se radioaktivne tvari odvajaju. Na primjer, mogu ili ne moraju sadržavati elemente nuklearnog tipa. Tu su i materijali koji su nastali kao rezultat vađenja ruda uranijuma, te tvari koje nikako nisu povezane s nuklearnom energijom.

U zavisnosti od stanja, postoje tri oblika opasnih materija:

• teško. Ovo uključuje stakleno posuđe koje se koristi u bolnicama i specijalnim istraživačkim laboratorijama;
• tečnost. Nastaje kao rezultat prerade prethodno korištenog goriva. Aktivnost takvih tvari je obično prilično visoka, tako da mogu uzrokovati značajnu štetu okolišu;
• gasoviti. Ova grupa supstanci uključuje materijale koje oslobađaju ventilacioni sistemi preduzeća koja se bave preradom radioaktivnih sirovina.

Ovisno o radioaktivnosti otpada dijele se na:

• visoko aktivan;
• srednje aktivan;
• niskoaktivan.

Najopasnija je grupa visokoaktivnog otpada, a najmanje opasna - niskoaktivnog otpada. Poluživot je takođe važan. Ovaj indikator prikazuje vrijeme za koje se polovina atoma sadržanih u radioaktivnoj tvari raspada. Što je indeks veći, otpad se brže raspada. Time se skraćuje vrijeme tokom kojeg supstanca gubi svoja negativna svojstva, ali prije tog trenutka se oslobađa više energije.

Skladištenje RW

Skladištenje RAO je prikupljanje štetnih elemenata sa njihovim naknadnim transferom u postrojenja za preradu ili odlaganje. Ovo je privremena mjera koja vam omogućava da koncentrišete radioaktivni otpad na jednom mjestu, a zatim ga isporučite na drugo. Zakopavanje se odnosi na trajno odlaganje radioaktivnog otpada u posebna odlagališta gdje neće štetiti okolišu.

U nekim slučajevima, preduzeća koja proizvode takve supstance radije ih čuvaju na svojoj teritoriji dok se potpuno ne dekontaminiraju. To je moguće samo ako poluživot elemenata ne prelazi nekoliko decenija. U drugim slučajevima koriste se groblja.

Treba napomenuti da groblja sadrže tvari koje će predstavljati prijetnju okolišu ne više od pet stotina godina. Ova okolnost se objašnjava činjenicom da uskladišteni materijal mora postati siguran prije nego što se mjesto njegovog skladištenja uništi. Također se postavljaju određeni zahtjevi za kontejnere u kojima će se materijal skladištiti. dakle:

• na ovaj način mogu se skladištiti samo čvrste materije ili materijali koji su očvrsnuli kao rezultat obrade;
• kontejner mora biti potpuno zatvoren. Potrebno je isključiti mogućnost najmanjeg izlaska materijala iz kontejnera;
• kontejner mora zadržati svoje karakteristike na temperaturama od pedeset (minus) do sedamdeset (plus) stepeni. Tokom dreniranja supstanci sa visoke temperature, kontejner mora izdržati zagrijavanje do sto trideset stepeni;
• snaga je preduslov. Kontejner mora normalno izdržati utjecaj fizičkih sila na njega (na primjer, ostati netaknut nakon potresa).

Prilikom skladištenja otpada treba osigurati njihovu izolaciju i olakšavanje daljih postupaka koji će se provoditi u narednim fazama odlaganja/prerade. Država, ili entiteta Upravitelj skladišta mora nadzirati kontejnere i nadgledati okolinu.

Reciklaža

Danas postoje različiti načini prerade i daljeg odlaganja radioaktivnog otpada. Njihova upotreba ovisi o specifičnoj tvari i njenoj aktivnosti. U zavisnosti od nekoliko parametara, može se primeniti:

• vitrifikacija. Prerada radioaktivnog otpada vrši se korištenjem borosilikatnog stakla. Ima stabilan oblik, zbog čega će se radioaktivni elementi u takvom materijalu sigurno čuvati nekoliko hiljada godina;
• gori. Metoda se može primijeniti na ograničeno smanjenje volumena materijala koji zrače. Budući da se zrak može zagaditi kada se spaljuju, metoda se može koristiti za odlaganje kontaminiranog starog papira, drveta, odjeće, gume. Specijalni dizajn peći izbjegava prekomjerno ispuštanje opasnih materija u zrak;
• pečat. Koristi se kada je potrebno odložiti velike predmete. Prešanje omogućava sabijanje materijala, smanjujući njegovu konačnu veličinu;
• cementiranje. Otpad se stavlja u poseban kontejner, nakon čega se potonji puni velikom količinom cementa nastalog odabirom posebnih hemikalija.

Unatoč činjenici da se takve metode danas koriste prilično aktivno, one ne rješavaju problem potpune eliminacije otpada. Opasni materijali i dalje imaju potencijal da utiču na životnu sredinu. U tom smislu danas se razvijaju nove metode odlaganja (na primjer, sahranjivanje na suncu).

Prerada radioaktivnog otpada u zavisnosti od njihove aktivnosti

Gore opisane metode koriste se za odlaganje raznih radioaktivnih supstanci. Važnu ulogu u izboru određene metode igra takav pokazatelj kao što je aktivnost radioaktivnog otpada. dakle:

• niskoaktivni otpad je najlakši za odlaganje. Oni postaju sigurni u roku od samo nekoliko godina. Za njihovo skladištenje dovoljno je koristiti posebne zatvorene posude. Nakon što opasnost nestane, mogu se ukloniti na uobičajen način;
• srednji otpad se dekontaminira mnogo duže (nekoliko puta). Za njihovo skladištenje koriste se posebne bačve od nekoliko legura. Nakon punjenja, pune se cementom i bitumenom u nekoliko slojeva;
• visokoaktivni otpad je najopasniji. Oni ostaju prijetnja okolišu dugi niz stoljeća. Stoga se prije odlaganja takvog otpada (u većini slučajeva to je gorivo koje se koristi u nuklearnim elektranama) reciklira u postrojenjima. Postupak omogućava da se većina goriva ponovo iskoristi. Beskorisni talog se puni staklom (vitrifikacija) i ostavlja za skladištenje u dubokim bunarima koji se nalaze u stijenama.

Visokoaktivni otpad može u nekim slučajevima zadržati svoju opasnost hiljadama godina. I iako je broj rezervoara s njima relativno mali, oni u budućnosti mogu postati ozbiljan problem za čovječanstvo.

Dakle, radioaktivni otpad predstavlja opasnost i za okoliš i za čovječanstvo. Stoga se moraju zbrinuti na poseban način. Danas se radioaktivni otpad razvrstava prema različiti parametri. Najopasnije su visokoaktivne supstance. Njihovo odlaganje uključuje vitrifikaciju sa naknadnim postavljanjem u duboke kamene bušotine. Pošto sve postojeće ovog trenutka Metode ne dozvoljavaju potpuno uklanjanje opasnih materijala, danas se radi na pronalaženju novih metoda odlaganja RW.

Radioaktivni otpad je rezultat rada nuklearnih instalacija na kopnu i brodskih reaktora. Ako se radioaktivni otpad baca u rijeke, mora, okeane, kao i drugi otpad ljudskog djelovanja, onda se sve može tužno završiti. Radioaktivno izlaganje koje prelazi prirodni nivo štetno je za sva živa bića na kopnu iu vodenim tijelima. Akumulirajući, zračenje dovodi do nepovratnih promjena u živim organizmima, čak i do deformiteta u narednim generacijama.

Danas u svijetu radi oko 400 brodova na nuklearni pogon. Oni bacaju radioaktivni otpad direktno u vode okeana. Najveći dio otpada na ovom području stvara nuklearna industrija. Postoje procene da ako nuklearna energija postane glavni izvor energije u svetu, količina otpada bi mogla dostići hiljade tona godišnje... međunarodne organizacije aktivno se zalažu za zabranu odlaganja radioaktivnog otpada u prirodne vode planete.

Ali postoje i drugi načini odlaganja radioaktivnog otpada koji ne nanose značajnu štetu okolišu.

Tokom zloglasne nesreće u proizvodnom udruženju Mayak (Ozersk, oblast Čeljabinsk), u jednom od skladišnih rezervoara radiohemijskog postrojenja dogodila se hemijska eksplozija tečnog visokoaktivnog otpada. Glavni uzrok eksplozije bilo je nedovoljno hlađenje kontejnera za otpad, koji su bili izloženi jakoj vrućini i eksplodirali. Prema ekspertima, u eksploziji je učestvovalo 20 Mci aktivnosti radionuklida u rezervoaru, od kojih se 18 Mki naselilo na teritoriji objekta, a 2 Mki rasuto na teritoriji Čeljabinske i Sverdlovske oblasti. Formiran je radioaktivni trag, kasnije nazvan radioaktivni trag Istočnog Urala. Teritorija podvrgnuta radioaktivnoj kontaminaciji bila je traka do 20 - 40 km široka i do 300 km duga. Teritorija na kojoj je bilo potrebno uvođenje mjera zaštite od zračenja i kojoj je dodijeljen status radioaktivno kontaminirane (sa prihvaćenom maksimalnom gustinom kontaminacije od 74 kBq/m2 ili 2 Ci/sq. km za stroncijum-90), iznosila je prilično uzak pojas do 10 km širok i oko 105 km.

Gustina radioaktivne kontaminacije teritorije direktno na industrijskoj lokaciji dostigla je od desetina do stotina hiljada Ki po kvadratnom metru. km za stroncijum-90. Prema savremenoj međunarodnoj klasifikaciji, ta nesreća je klasifikovana kao teška i dobila je indeks 6 po sistemu od 7 tačaka.

Za referenciju:

Federalno državno jedinstveno preduzeće "Nacionalni operater za upravljanje radioaktivnim otpadom" (FSUE "NO RAO"), stvoreno po nalogu državne korporacije "Rosatom", jedina je organizacija u Rusiji ovlaštena u skladu sa saveznim zakonom # 190-FZ "O upravljanje radioaktivnim otpadom“ za obavljanje poslova završne izolacije radioaktivnog otpada i organizaciju infrastrukture za ove namjene.

Misija FSU "NO RAO" je da obezbedi bezbednost životne sredine Ruska Federacija u oblasti završne izolacije radioaktivnog otpada. Konkretno, rješavanje problema nagomilanog sovjetskog nuklearnog naslijeđa i novonastalog radioaktivnog otpada. Preduzeće je, u stvari, državno proizvodno-ekološko preduzeće, čiji je ključni cilj konačna izolacija radioaktivnog otpada, uzimajući u obzir sve potencijalne ekološke rizike.

Prva tačka u Rusiji za konačnu izolaciju radioaktivnog otpada nastao je u Novouralsku Sverdlovsk region. Trenutno je Nacionalni operater dobio licencu za rad 1. faze i dozvole za izgradnju 2. i 3. faze objekta.

Danas FSUE "NO RAO" takođe radi na stvaranju punktova za konačnu izolaciju radioaktivnog otpada klase 3 i 4 u Ozersku, Čeljabinska oblast, i Seversku, Tomska oblast.

radioaktivnog otpada

radioaktivnog otpada (RAO) - otpad koji sadrži radioaktivne izotope hemijskih elemenata i nema praktičnu vrijednost.

Prema ruskom "Zakonu o upotrebi atomske energije" (21. novembra 1995. br. 170-FZ), radioaktivni otpad (RW) je nuklearni materijal i radioaktivne supstance, čija dalja upotreba nije predviđena. Prema ruskim zakonima, uvoz radioaktivnog otpada u zemlju je zabranjen.

Često se brka i smatra sinonimom za radioaktivni otpad i istrošeno nuklearno gorivo. Ove koncepte treba razlikovati. Radioaktivni otpad je materijal koji nije predviđen za upotrebu. Istrošeno nuklearno gorivo je gorivni element koji sadrži ostatke nuklearnog goriva i mnoge fisione produkte, uglavnom 137 Cs i 90 Sr, koji se široko koristi u industriji, poljoprivredi, medicini i naučna djelatnost. Stoga je to vrijedan resurs, čijom se preradom dobivaju svježi nuklearni izvori i izvori izotopa.

Izvori otpada

Radioaktivni otpad nastaje u razne forme sa vrlo različitim fizičkim i hemijskim karakteristikama, kao što su koncentracije i poluživoti njihovih sastavnih radionuklida. Ovi otpadi mogu nastati:

• u gasovitom obliku, kao što su ispušne emisije iz objekata u kojima se obrađuju radioaktivni materijali;
• u tečnom obliku, u rasponu od rješenja scintilacijskih brojača od istraživačkih objekata do visokoaktivnog tečnog otpada od prerade istrošenog goriva;
• u čvrstom obliku (kontaminirani potrošni materijal, stakleno posuđe iz bolnica, medicinskih istraživačkih ustanova i radiofarmaceutskih laboratorija, vitrificirani otpad od prerade goriva ili istrošeno gorivo iz nuklearnih elektrana kada se smatra otpadom).

Primjeri izvora radioaktivnog otpada u ljudskim aktivnostima:

Rad sa takvim supstancama je regulisan sanitarni propisi izdao Sanepidnadzor.

• Ugalj. Ugalj sadrži mali broj radionuklida, kao što su uranijum ili torij, ali je sadržaj ovih elemenata u uglju manji od njihove prosječne koncentracije u zemljinoj kori.

Njihova koncentracija se povećava u elektrofilterskom pepelu, jer praktički ne gore.

Međutim, radioaktivnost pepela je također vrlo niska, približno je jednaka radioaktivnosti crnog škriljevca i manja od radioaktivnosti fosfatnih stijena, ali predstavlja poznatu opasnost, jer dio letećeg pepela ostaje u atmosferi i čovjek ga udiše. Istovremeno, ukupan obim emisije je prilično velik i iznosi ekvivalent od 1.000 tona uranijuma u Rusiji i 40.000 tona u svijetu.

Klasifikacija

Uslovno radioaktivni otpad se deli na:

• niskog nivoa (podeljen u četiri klase: A, B, C i GTCC (najopasniji);
• srednje aktivan (američko zakonodavstvo ne razlikuje ovu vrstu radioaktivnog otpada u odvojena klasa, izraz se uglavnom koristi u evropskim zemljama);
• visoko aktivan.

Američko zakonodavstvo također dodjeljuje transuranski radioaktivni otpad. Ova klasa uključuje otpad kontaminiran transuranskim radionuklidima koji emituju alfa s poluraspadom dužim od 20 godina i koncentracijama većim od 100 nCi/g, bez obzira na njihov oblik ili porijeklo, isključujući visokoradioaktivni otpad. Zbog dugog perioda raspadanja transuranskog otpada, njihovo zbrinjavanje je temeljitije od zbrinjavanja nisko- i srednjeaktivnog otpada. Takođe, ovoj klasi otpada poklanja se posebna pažnja jer su svi transuranijumski elementi veštački, a ponašanje nekih u životnoj sredini i ljudskom telu je jedinstveno.

U nastavku se nalazi klasifikacija tečnog i čvrstog radioaktivnog otpada u skladu sa "Osnovnim sanitarnim pravilima za osiguranje radijacione sigurnosti" (OSPORB 99/2010).

Jedan od kriterija za takvu klasifikaciju je disipacija topline. U niskoradioaktivnom otpadu oslobađanje topline je izuzetno malo. Kod srednje aktivnih je značajno, ali nije potrebno aktivno odvođenje topline. Radioaktivni otpad visokog nivoa oslobađa toplotu toliko da zahteva aktivno hlađenje.

Upravljanje radioaktivnim otpadom

U početku se smatralo da je dovoljna mjera disperzija radioaktivnih izotopa u okolišu, po analogiji sa proizvodnim otpadom u drugim industrijama. U tvornici Mayak, u prvim godinama rada, sav radioaktivni otpad je bačen u obližnja vodena tijela. Kao rezultat toga, Techa kaskada akumulacija i sama rijeka Techa su zagađeni.

Kasnije se pokazalo da su zbog prirodnih i bioloških procesa radioaktivni izotopi koncentrirani u različitim podsistemima biosfere (uglavnom kod životinja, u njihovim organima i tkivima), što povećava rizik od izlaganja javnosti (zbog kretanja velikih koncentracija radioaktivnih elemenata i njihovog mogućeg ulaska hranom u ljudski organizam). Stoga je promijenjen odnos prema radioaktivnom otpadu.

1) Zaštita zdravlja ljudi. Radioaktivnim otpadom se upravlja na način da se obezbedi prihvatljiv nivo zaštite zdravlja ljudi.

2) Zaštita životne sredine. Radioaktivnim otpadom se upravlja na način da se osigura prihvatljiv nivo zaštite životne sredine.

3) Zaštita van državnih granica. Radioaktivnim otpadom upravlja se na način da se uzmu u obzir moguće posljedice po zdravlje ljudi i okoliš izvan državnih granica.

4) Zaštita budućih generacija. Radioaktivnim otpadom upravlja se na način da predviđene zdravstvene posljedice za buduće generacije ne prelaze odgovarajuće razine posljedica koje su danas prihvatljive.

5) Teret za buduće generacije. Radioaktivnim otpadom se upravlja na način da se budućim generacijama ne nameće nepotrebno opterećenje.

6) Nacionalna pravna struktura. Upravljanje radioaktivnim otpadom vrši se u okviru odgovarajućeg nacionalnog pravnog okvira koji predviđa jasnu podjelu odgovornosti i obezbjeđivanje nezavisnih regulatornih funkcija.

7) Kontrola nastajanja radioaktivnog otpada. Generisanje radioaktivnog otpada je svedeno na minimum izvodljivog nivoa.

8) Međuzavisnost stvaranja i upravljanja radioaktivnim otpadom. Mora se voditi računa o međuzavisnostima između svih faza proizvodnje i upravljanja radioaktivnim otpadom.

9) Sigurnost instalacije. Sigurnost objekata za upravljanje radioaktivnim otpadom je adekvatno osigurana tokom cijelog njihovog vijeka trajanja.

Glavne faze upravljanja radioaktivnim otpadom

• At skladištenje radioaktivni otpad treba držati na način da:
  • osigurala njihovu izolaciju, zaštitu i praćenje životne sredine;
  • ako je moguće, olakšane su akcije u narednim fazama (ako su one predviđene).

U nekim slučajevima skladištenje se može obavljati uglavnom iz tehničkih razloga, na primjer, skladištenje radioaktivnog otpada, koji uglavnom sadrži kratkotrajne radionuklide, u svrhu raspadanja i naknadnog odlaganja u dozvoljenim granicama ili skladištenje radioaktivnog otpada visoki nivo aktivnosti prije njihovog odlaganja u geološke formacije u cilju smanjenja proizvodnje topline.

• Preliminarna obrada otpad je početna faza upravljanja otpadom. To uključuje prikupljanje, regulaciju hemijski sastav i dekontaminaciju i može uključivati ​​privremeni period skladištenja. Ovaj korak je vrlo važan jer u mnogim slučajevima predtretman pruža najbolju priliku za odvajanje tokova otpada.

• Tretman upravljanje radioaktivnim otpadom uključuje operacije čija je svrha poboljšanje sigurnosti ili ekonomičnosti promjenom karakteristika radioaktivnog otpada. Osnovni koncepti obrade: smanjenje volumena, uklanjanje radionuklida i promjena sastava. primjeri:
  • spaljivanje zapaljivog otpada ili sabijanje suhog čvrstog otpada;
  • isparavanje, filtracija ili jonska izmjena tokova tekućeg otpada;
  • taloženje ili flokulacija hemikalija.

Kapsula za radioaktivni otpad

• Kondicioniranje Upravljanje radioaktivnim otpadom sastoji se od onih operacija u kojima se radioaktivni otpad formira u oblik pogodan za kretanje, transport, skladištenje i odlaganje. Ove operacije mogu uključivati ​​imobilizaciju radioaktivnog otpada, stavljanje otpada u kontejnere i obezbjeđivanje dodatne ambalaže. Uobičajene metode imobilizacije uključuju skrućivanje tečnog radioaktivnog otpada niskog i srednjeg nivoa ugradnjom u cement (cementiranje) ili bitumen (bituminizacija), kao i vitrifikaciju tečnog radioaktivnog otpada. Imobilizirani otpad, pak, ovisno o prirodi i koncentraciji, može se pakirati u različite kontejnere, od konvencionalnih čeličnih bačvi od 200 litara do kontejnera složenog dizajna s debelim zidovima. U mnogim slučajevima, obrada i kondicioniranje se provode u bliskoj međusobnoj povezanosti.

• sahrana uglavnom se sastoji u tome da se radioaktivni otpad odlaže u odlagalište sa odgovarajućim obezbeđenjem, bez namere njegovog uklanjanja i bez obezbeđenja dugotrajnog praćenja odlagališta i Održavanje. Sigurnost se uglavnom postiže koncentracijom i zadržavanjem, što uključuje izdvajanje odgovarajuće koncentriranog radioaktivnog otpada u odlagalište.

Tehnologije

Srednje upravljanje radioaktivnim otpadom

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

Rukovanje visokoradioaktivnim otpadom

Uklanjanje niskoradioaktivnog otpada

Prevoz tikvica sa visokoradioaktivnim otpadom vozom, UK

Skladištenje

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

Vitrifikacija

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

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

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

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

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

geološkog ukopa

Traži pogodna mesta za duboko konačno odlaganje su trenutno u toku u nekoliko zemalja; očekuje se da će prva takva skladišta postati operativna nakon 2010. godine. Međunarodna istraživačka laboratorija u Grimselu u Švicarskoj bavi se pitanjima vezanim za odlaganje radioaktivnog otpada. Švedska govori o svojim planovima za direktno odlaganje istrošenog goriva korištenjem KBS-3 tehnologije, nakon što je švedski parlament to ocijenio dovoljno sigurnim. U Njemačkoj se trenutno vode razgovori o pronalaženju mjesta za trajno skladištenje radioaktivnog otpada, stanovnici sela Gorleben u regiji Wendland žustro protestuju. Ovo mjesto se do 1990. činilo idealnim za odlaganje radioaktivnog otpada zbog svoje blizine granicama bivše Njemačke Demokratske Republike. Trenutno se RAO nalaze u privremenom skladištu u Gorlebenu, odluka o mjestu njihovog konačnog odlaganja još nije donesena. Američke vlasti su za mjesto sahrane odabrale planinu Yucca u Nevadi, ali je ovaj projekat naišao na snažno protivljenje i postao tema žestokih diskusija. Postoji projekat za stvaranje međunarodnog odlagališta za visoko radioaktivni otpad; Australija i Rusija su predložene kao moguća odlagališta. Međutim, australske vlasti se protive takvom prijedlogu.

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

Devedesetih godina prošlog stoljeća razvijeno je i patentirano nekoliko opcija za transportno odlaganje radioaktivnog otpada u crijeva. Tehnologija je trebala biti sljedeća: buši se početna bušotina veliki prečnik dubine do 1 km, unutra se spušta kapsula napunjena koncentratom radioaktivnog otpada težine do 10 tona, kapsula mora biti samozagrijavajuća i u obliku " vatrena lopta» da se istopi zemljana stijena. Nakon što se prva "vatrena lopta" produbi, drugu kapsulu treba spustiti u isti bunar, zatim treću itd., stvarajući neku vrstu transportera.

Ponovna upotreba radioaktivnog otpada

Druga upotreba izotopa sadržanih u radioaktivnom otpadu je njihova ponovna upotreba. Cezijum-137, stroncij-90, tehnecij-99 i neki drugi izotopi već se koriste za zračenje prehrambenih proizvoda i osiguravanje rada radioizotopnih termoelektričnih generatora.

Uklanjanje radioaktivnog otpada u svemir

Slanje radioaktivnog otpada u svemir primamljiva je ideja, jer se radioaktivni otpad trajno uklanja iz okoline. Međutim, takvi projekti imaju značajne nedostatke, a jedan od najvažnijih je mogućnost kvara lansirne rakete. Osim toga, značajan broj lansiranja i njihova visoka cijena čine ovaj prijedlog nepraktičnim. Stvar komplikuje i činjenica da još nisu postignuti međunarodni sporazumi o ovom problemu.

Ciklus nuklearnog goriva

Početak ciklusa

Otpad s prednjeg kraja ciklusa nuklearnog goriva – obično otpadna stijena koja emituje alfa iz ekstrakcije uranijuma. Obično sadrži radijum i njegove produkte raspada.

Glavni nusproizvod obogaćivanja je osiromašeni uranijum, koji se uglavnom sastoji od uranijuma-238 sa manje od 0,3% uranijuma-235. Pohranjuje se kao UF 6 (otpadni uranijum heksafluorid) i takođe se može pretvoriti u U 3 O 8 . U malim količinama, osiromašeni uranijum nalazi se u primjenama gdje se cijeni njegova izuzetno velika gustoća, kao što je proizvodnja kobilica jahti i protutenkovskih granata. U međuvremenu, u Rusiji i inostranstvu nagomilalo se nekoliko miliona tona otpadnog uranijum heksafluorida i nema planova za njegovu dalju upotrebu u doglednoj budućnosti. Otpadni uranijum heksafluorid se može koristiti (zajedno s recikliranim plutonijumom) za stvaranje miješanog oksidnog nuklearnog goriva (koje može biti traženo ako zemlja izgradi značajne količine reaktora na brzim neutronima) i za razrjeđivanje visoko obogaćenog uranijuma, koji je ranije bio dio nuklearnog oružja. Ovo razrjeđivanje, koje se naziva i iscrpljivanje, znači da će svaka zemlja ili grupa koja se dočepa nuklearnog goriva morati ponoviti vrlo skup i složen proces obogaćivanja prije nego što stvori oružje.

Kraj ciklusa

Supstance u kojima je ciklus nuklearnog goriva došao do kraja (uglavnom istrošene gorivne šipke) sadrže produkte fisije koji emituju beta i gama zrake. Mogu sadržavati i aktinide koji emituju alfa čestice, koje uključuju uranijum-234 (234 U), neptunijum-237 (237 Np), plutonijum-238 (238 Pu) i americij-241 (241 Am), a ponekad čak i izvori neutrona kao što su kao kalifornij-252 (252 Cf). Ovi izotopi se proizvode u nuklearnim reaktorima.

Važno je razlikovati preradu uranijuma za proizvodnju goriva i preradu iskorištenog uranijuma. Korišteno gorivo sadrži visoko radioaktivne fisione produkte. Mnogi od njih su apsorberi neutrona, pa su tako dobili naziv "neutronski otrovi". U konačnici, njihov broj se povećava do te mjere da se zaustavljanjem zarobljavanja neutrona lančana reakcijačak i uz potpuno uklanjanje štapova koji apsorbuju neutrone.

Gorivo koje je dostiglo ovo stanje mora se zamijeniti svježim, uprkos još uvijek dovoljnoj količini uranijuma-235 i plutonijuma. Trenutno se u SAD-u, iskorišteno gorivo šalje u skladište. U drugim zemljama (posebno u Rusiji, Velikoj Britaniji, Francuskoj i Japanu), ovo gorivo se ponovno obrađuje kako bi se uklonili fisijski produkti, a zatim se, nakon ponovnog obogaćivanja, može ponovo koristiti. U Rusiji se takvo gorivo naziva regenerisano. Proces ponovne obrade uključuje rad sa visoko radioaktivnim supstancama, a produkti fisije koji se uklanjaju iz goriva su koncentrirani oblik visoko radioaktivnog otpada, baš kao i kemikalije koje se koriste u ponovnoj obradi.

Za zatvaranje nuklearnog gorivnog ciklusa trebalo bi koristiti reaktore na brzim neutronima, koji omogućavaju preradu goriva, koje je otpadni proizvod reaktora toplinskih neutrona.

O pitanju nuklearnog širenja

Pri radu sa uranijumom i plutonijumom često se razmatra mogućnost njihove upotrebe u stvaranju nuklearnog oružja. Aktivni nuklearni reaktori i zalihe nuklearnog oružja pažljivo se čuvaju. Međutim, visoko radioaktivni otpad iz nuklearnih reaktora može sadržavati plutonij. Identičan je plutonijumu koji se koristi u reaktorima i sastoji se od 239 Pu (idealan za pravljenje nuklearnog oružja) i 240 Pu (neželjena komponenta, visoko radioaktivna); ova dva izotopa je veoma teško razdvojiti. Štaviše, visoko radioaktivni otpad iz reaktora pun je visoko radioaktivnih fisionih produkata; međutim, većina njih su kratkotrajni izotopi. To znači da je odlaganje otpada moguće, a nakon mnogo godina proizvodi fisije će se raspasti, smanjujući radioaktivnost otpada i olakšavajući rad s plutonijumom. Štaviše, neželjeni izotop 240 Pu se raspada brže od 239 Pu, tako da se kvalitet sirovina za oružje vremenom povećava (uprkos smanjenju količine). To izaziva kontroverzu da se s vremenom skladišta otpada mogu pretvoriti u svojevrsne "rudnike plutonijuma", iz kojih će se relativno lako izvlačiti sirovine za oružje. Protiv ovih pretpostavki stoji činjenica da je vrijeme poluraspada 240 Pu 6560 godina, a vrijeme poluraspada 239 Pu 24110 godina; Pu u višeizotopskom materijalu će se prepoloviti sam od sebe - tipična konverzija reaktorskog kvaliteta plutonijum u plutonijum za oružje). Stoga će "oružajni mine plutonijuma" postati problem, ako i uopšte, samo u veoma dalekoj budućnosti.

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

Recikliranje nuklearnog oružja

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

U prošlosti su berilij i visoko aktivni alfa emiteri kao što je polonij bili predloženi kao nuklearno oružje u bombama. Sada je alternativa polonijumu plutonijum-238. Iz razloga nacionalne sigurnosti, detaljni dizajn modernih bombi nije pokriven u literaturi dostupnoj široj javnosti.

Neki modeli također sadrže (RTG), koji koriste plutonijum-238 kao trajni izvor električne energije za rad elektronike bombe.

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

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

U popularnoj kulturi

U stvarnosti, učinak radioaktivnog otpada opisuje se djelovanjem jonizujućeg zračenja na supstancu i ovisi o njihovom sastavu (koji radioaktivni elementi su uključeni u sastav). Radioaktivni otpad ne dobija nikakva nova svojstva, ne postaje opasniji jer je otpad. Njihova veća opasnost je samo zbog činjenice da je njihov sastav često vrlo raznolik (i kvalitativno i kvantitativno) i ponekad nepoznat, što otežava procjenu stepena njihove opasnosti, posebno doze primljene kao rezultat nesreće.

vidi takođe

Bilješke

Linkovi

• Sigurnost pri rukovanju radioaktivnim otpadom. Opće odredbe. NP-058-04
• Ključni radionuklidi i procesi proizvodnje (nedostupan link)
• Belgijski centar za nuklearna istraživanja - Aktivnosti (nedostupan link)
• Belgijski centar za nuklearna istraživanja - Naučni izvještaji (nedostupan link)
• Međunarodna agencija za atomsku energiju - Program nuklearnog goriva i tehnologije otpada (nedostupan link)
• (nedostupan link)
• Nuklearna regulatorna komisija - Proračun proizvodnje toplote istrošenog goriva (nedostupan link)

Poznavaoci cijene Fourierov šampanjac. Dobiva se od grožđa uzgojenog u slikovitim brdima Šampanjca. Teško je povjerovati da se na manje od 10 km od čuvenih vinograda nalazi najveće skladište radioaktivnog otpada. Dovoze se iz cijele Francuske, dostavljaju iz inostranstva i zakopavaju narednih stotina godina. Fourierova kuća i dalje proizvodi odličan šampanjac, okolo cvjetaju livade, situacija je pod kontrolom, potpuna čistoća i sigurnost zagarantovana na lokaciji i oko nje. Takav zeleni travnjak je glavna svrha izgradnje odlagališta radioaktivnog otpada.

Roman Fishman

Šta god da neki usijane glave kažu, sa sigurnošću se može reći da Rusiji ne prijeti opasnost da u dogledno vrijeme postane globalna radioaktivna deponija. Savezni zakon usvojen 2011. izričito zabranjuje transport takvog otpada preko granice. Zabrana djeluje u oba smjera, s tim da se jedini izuzetak odnosi na vraćanje izvora zračenja koji su proizvedeni u zemlji i otpremljeni u inostranstvo.

Ali čak i sa zakonom na snazi, malo je toga što je zaista zastrašujući otpad u nuklearnoj industriji. Istrošeno nuklearno gorivo (SNF) sadrži najaktivnije i najopasnije radionuklide: gorivni elementi i sklopovi u koje su smješteni zrače čak više od svježeg nuklearnog goriva i nastavljaju oslobađati toplinu. Ovo nije otpad, već vrijedan resurs, sadrži puno uranijuma-235 i 238, plutonijuma i niz drugih izotopa korisnih za medicinu i nauku. Sve to čini više od 95% SNF-a i uspješno se obnavlja u specijalizovanim preduzećima - u Rusiji je to prije svega poznato proizvodno udruženje Mayak u Čeljabinskoj oblasti, gdje se sada uvodi treća generacija tehnologija za preradu, što omogućava vratiti 97% SNF u rad. Uskoro će se proizvodnja, rad i prerada nuklearnog goriva zatvoriti u jednom ciklusu koji praktično ne proizvodi nikakve opasne tvari.

Međutim, čak i bez SNF-a, količine radioaktivnog otpada će iznositi hiljade tona godišnje. Nakon svega sanitarna pravila zahtijevaju da se ovdje uključi sve ono što emituje iznad određenog nivoa ili sadrži više od propisane količine radionuklida. Gotovo svaki predmet koji je dovoljno dugo bio u kontaktu s jonizujućim zračenjem spada u ovu grupu. Dijelovi dizalica i mašina koji su radili sa rudom i gorivom, filteri zraka i vode, žice i oprema, prazni kontejneri i samo kombinezoni koji su odslužili svoje vrijeme i više nemaju vrijednost. IAEA (Međunarodna agencija za atomsku energiju) dijeli radioaktivni otpad (RW) na tečni i čvrsti, u nekoliko kategorija, u rasponu od vrlo niskog do visokog nivoa. I svaki ima svoj skup zahtjeva.

Klasifikacija RW

Klasa 1	Klasa 2	Klasa 3	Klasa 4	Klasa 5	Klasa 6
Solid				Tečnost
materijala Oprema Proizvodi Stvrdnuti LRW HLW sa velikim oslobađanjem toplote	materijala Oprema Proizvodi Stvrdnuti LRW HLW sa niskom proizvodnjom toplote SAO dugovečan	materijala Oprema Proizvodi Stvrdnuti LRW SAO je kratko trajao HAE dugovječni	materijala Oprema Proizvodi bioloških objekata Stvrdnuti LRW HAE je kratko trajao VLLW dugovječni	Organske i neorganske tečnosti SAO je kratko trajao HAE dugovječni	RAO nastao prilikom iskopavanja i prerade ruda uranijuma, mineralnih i organskih sirovina sa visokim sadržajem prirodnih radionuklida
	Konačna izolacija na dubokim odlagalištima sa prethodnim izlaganjem	Konačna izolacija na dubokim grobljima na dubinama do 100 m	Konačna izolacija na nivou tla u blizini površinskih odlagališta	Konačna izolacija na postojećim dubokim odlagalištima	Konačna izolacija na blizu površinskih odlagališta

Hladno: reciklaža

Najveće ekološke greške povezane s nuklearnom industrijom napravljene su u ranim godinama industrije. I dalje ne sluteći sve posljedice, supersile sredine dvadesetog stoljeća žurile su da preduhitre svoje konkurente, da potpunije ovladaju snagom atoma i nisu obraćale pažnju na upravljanje otpadom. posebnu pažnju. Međutim, rezultati takve politike postali su očigledni vrlo brzo, a već 1957. SSSR je usvojio rezoluciju „O mjerama za osiguranje sigurnosti pri radu s radioaktivnim tvarima“, a godinu dana kasnije otvorena su prva preduzeća za njihovu preradu i skladištenje.

Neka od preduzeća i dalje rade, već u strukturama Rosatoma, a jedno je zadržalo staro "serijsko" ime - "Radon". Desetak i po preduzeća prebačeno je na upravljanje specijalizovanoj kompaniji RosRAO. Zajedno sa proizvodnim društvom Mayak, Rudarsko-hemijskim kombinatom i drugim preduzećima Rosatoma, imaju dozvolu za rukovanje radioaktivnim otpadom različitih kategorija. Međutim, ne samo nuklearni znanstvenici pribjegavaju njihovim uslugama: radioaktivne tvari se koriste za razne zadatke, od liječenja raka i biohemijskih istraživanja do proizvodnje radioizotopnih termoelektričnih generatora (RTG). I svi oni, ispunivši svoje, pretvaraju se u otpad.

Većina njih je niske aktivnosti - i naravno, s vremenom, kako se kratkotrajni izotopi raspadaju, postaju sigurniji. Takav otpad se obično šalje na pripremljene deponije za skladištenje desetinama ili stotinama godina. Oni su prethodno obrađeni: ono što može da sagori spaljuje se u pećima, čisteći dim složenim sistemom filtera. Pepeo, prah i druge rastresite komponente cementiraju se ili izlivaju rastopljenim borosilikatnim staklom. Tečni otpad umjerenih količina se filtrira i koncentrira isparavanjem, ekstrahirajući radionuklide iz njih sorbentima. Tvrdi se drobe u presama. Sve se stavlja u bačve od 100 ili 200 litara i ponovo presuje, stavlja u kontejnere i još jednom cementira. „Ovde je sve veoma strogo“, rekao nam je Sergej Nikolajevič Brykin, zamenik generalnog direktora RusRAO. “U rukovanju radioaktivnim otpadom zabranjeno je sve što nije dozvoljeno dozvolama.”

Za transport i skladištenje radioaktivnog otpada koriste se posebni kontejneri: ovisno o aktivnosti i vrsti zračenja, mogu biti armiranobetonski, čelični, olovni, pa čak i polietilenski obogaćeni borom. Prerada i pakovanje se nastoji obavljati na licu mjesta pomoću mobilnih kompleksa kako bi se smanjile poteškoće i rizici transporta, dijelom uz pomoć robotske tehnologije. Rute prijevoza su unaprijed osmišljene i dogovorene. Svaki kontejner ima svoj identifikator, a njihova sudbina se prati do samog kraja.

Centar za kondicioniranje i skladištenje RAO u zaljevu Andreeva na obali Barentsovo more radovi na prostoru nekadašnje tehničke baze Sjeverne flote.

Toplo: skladište

RITEG-ovi, koje smo spomenuli gore, danas se gotovo nikada ne koriste na Zemlji. Nekada su davali struju za automatsko praćenje i navigaciju na udaljenim i teško dostupnim mjestima. Međutim, brojni incidenti curenja radioaktivnih izotopa u okruženje a banalna krađa obojenih metala primorala ih je da napuste upotrebu bilo gdje osim svemirskih letjelica. U SSSR-u su uspjeli proizvesti i sastaviti više od hiljadu RTG-ova, koji su demontirani i dalje se zbrinjavaju.

Još veći problem predstavlja naslijeđe Hladnog rata: tokom decenija izgrađeno je gotovo 270 samo nuklearnih podmornica, a danas je u upotrebi ostalo manje od pedeset, ostale su zbrinute ili čekaju ovu složenu i skupu proceduru. Istovremeno se istovaruje istrošeno gorivo, a reaktorski odjeljak i dva susjedna se izrezuju. Sa njih se demontira oprema, dodatno zapečaćena i ostavljena za odlaganje na površini. To se radilo godinama, a do početka 2000-ih na ruskom Arktiku i u Daleki istok oko 180 radioaktivnih "plovka" je zarđalo. Problem je bio toliko akutan da se o njemu razgovaralo na sastanku lidera zemalja G8, koji su se dogovorili međunarodne saradnje u čišćenju obale.

Dock-ponton za operacije sa blokovima reaktorskog prostora (85 x 31,2 x 29 m). Nosivost: 3500 t; gaz: 7,7 m; brzina vuče: do 6 čvorova (11 km/h); vijek trajanja: najmanje 50 godina. Graditelj: Fincantieri. Operater: Rosatom. Lokacija: Saida Guba u zalivu Kola, predviđena za skladištenje 120 reaktorskih odjeljaka.

Danas se blokovi dižu iz vode i čiste, reaktorski odjeljci se izrezuju i na njih se nanosi antikorozivni premaz. Obrađeni paketi se ugrađuju za dugotrajno sigurno skladištenje na pripremljenim betonskim gradilištima. U nedavno pokrenutom kompleksu u Saida Gubi u Murmanskoj regiji, čak je srušeno brdo u tu svrhu, čija je stjenovita osnova pružala pouzdanu potporu za skladište, dizajnirano za 120 odjeljaka. Poređani u nizu, debelo ofarbani reaktori podsjećaju na urednu fabričku lokaciju ili skladište industrijske opreme, koje prati pažljiv vlasnik.

Takav rezultat likvidacije opasnih radijacijskih objekata naziva se "smeđi travnjak" na jeziku nuklearnih znanstvenika i smatra se potpuno sigurnim, iako ne baš estetskog izgleda. Idealna meta njihovih manipulacija je „zeleni travnjak“, sličan onom koji se proteže preko već poznatog francuskog skladišta CSA (Centre de stockage de l’Aube). Vodonepropusni premaz i debeo sloj posebno odabranog travnjaka pretvaraju krov ukopanog bunkera u čistinu na kojoj želite ležati, pogotovo što je to dozvoljeno. Samo najopasniji radioaktivni otpad predodređen je ne za „travnjak“, već za sumorni mrak konačnog odlaganja.

Vruće: sahrana

Radioaktivnom otpadu visokog nivoa, uključujući otpad od prerade SNF-a, potrebna je pouzdana izolacija na desetine i stotine hiljada godina. Slanje otpada u svemir je preskupo, opasno za nesreće pri lansiranju, a bacanje u okean ili u pukotine u zemljinoj kori je bremenito nepredvidivim posljedicama. Prvih godina ili decenija još uvijek se mogu držati u bazenima “vlažnih” nadzemnih skladišta, ali će se onda s njima morati nešto učiniti. Na primjer, prenijeti na sigurnije i trajnije suho mjesto i garantirati njegovu pouzdanost stotinama i hiljadama godina.

„Glavni problem suvog skladištenja je prenos toplote“, objašnjava Sergej Brykin. - Ako ne vodena sredina, visokoaktivni otpad se zagrijava, što zahtijeva posebna inženjerska rješenja.” U Rusiji, ovako centralizovano nadzemno skladište sa dobro osmišljenim sistemom pasivnog vazdušnog hlađenja radi u Rudarsko-hemijskom kombinatu u blizini Krasnojarska. Ali ovo je samo pola mjere: istinski pouzdano spremište bi trebalo biti pod zemljom. Tada će biti zaštićen ne samo inženjerskim sistemima, već i geološkim uslovima, stotinama metara nepokretne i po mogućnosti vodootporne stijene ili gline.

Takvo podzemno suvo skladište koristi se od 2015. godine i nastavlja se paralelno graditi u Finskoj. U Onkalu će visokoaktivni radioaktivni otpad i istrošeno gorivo biti zatvoreno u granitnoj stijeni na dubini od oko 440 m, u bakarnim kanisterima, dodatno izolovanim bentonitnom glinom, i to na period od najmanje 100 hiljada godina. Švedski energetičari iz SKB-a su 2017. godine najavili da će usvojiti ovu metodu i izgraditi vlastito "vječno" skladište u blizini Forsmarka. U SAD-u se nastavlja debata o izgradnji odlagališta planine Yucca u pustinji Nevade, koje će se protezati stotinama metara u vulkanski planinski lanac. Opća pomama za podzemnim skladištem može se vidjeti s druge strane: tako pouzdano i sigurno ukopavanje može biti dobar posao.

Taryn Simon, 2015-3015. Staklo, radioaktivni otpad. Vitrifikacija radioaktivnog otpada zatvara ga u čvrstu inertnu supstancu milenijumima. Američka umjetnica Taryn Simon koristila je ovu tehnologiju u svom radu posvećenom stogodišnjici Malevičevog Crnog kvadrata. Crna staklena kocka sa staklenim radioaktivnim otpadom stvorena je 2015. godine za Muzej Garaža u Moskvi i od tada se čuva u fabrici Radon u Sergijevom Posadu. U muzej će ući za oko hiljadu godina, kada će konačno biti bezbjedan za javnost.

Od Sibira do Australije

Prvo, u budućnosti bi tehnologije mogle zahtijevati nove rijetke izotope, kojih ima u izobilju u SNF-u. Mogu postojati i metode za njihovu sigurnu, jeftinu ekstrakciju. Drugo, mnoge zemlje su sada spremne da plate za odlaganje visokoaktivnog otpada. Rusija, s druge strane, nema kuda otići: visokorazvijenoj nuklearnoj industriji potrebno je moderno „vječno“ skladište za tako opasan radioaktivni otpad. Stoga bi sredinom 2020-ih u blizini Rudarsko-hemijskog kombinata trebao početi s radom podzemna istraživačka laboratorija.

U stijenu gnajsa koja je slabo propusna za radionuklide ući će tri vertikalna šahta, a na dubini od 500 metara biće opremljena laboratorija u kojoj će biti postavljeni kanisteri sa električno grijanim simulatorima paketa radioaktivnog otpada. Ubuduće će se zbijeni srednje i visokoaktivni otpad, koji se stavlja u posebne pakete i čelične kanistere, stavljati u kontejnere i cementirati mješavinom na bazi bentonita. U međuvremenu je ovdje planirano oko sto i pol eksperimenata, a tek nakon 15-20 godina ispitivanja i bezbjednosne validacije, laboratorij će biti preuređen u dugoročno suvo skladište radioaktivnog otpada prve i druge klase. - u slabo naseljenom dijelu Sibira.

Stanovništvo zemlje je važan aspekt svih ovakvih projekata. Ljudi rijetko pozdravljaju stvaranje odlagališta radioaktivnog otpada udaljenog nekoliko kilometara vlastitu kuću, a u gusto naseljenoj Evropi ili Aziji nije lako pronaći mjesto za gradnju. Stoga aktivno pokušavaju zainteresirati tako slabo naseljene zemlje kao što su Rusija ili Finska. Nedavno im se pridružila i Australija sa svojim bogatim rudnicima uranijuma. Prema riječima Sergeja Brykina, zemlja je iznijela prijedlog za izgradnju međunarodnog skladišta na svojoj teritoriji pod pokroviteljstvom IAEA. Nadležni očekuju da će to donijeti dodatni novac i nove tehnologije. Ali tada Rusiji definitivno ne prijeti opasnost da postane globalna radioaktivna deponija.

Članak „Zeleni travnjak nad atomskim grobljem“ objavljen je u časopisu Popular Mechanics (br. 3, mart 2018).

Postojanje živih organizama na zemlji (ljudi, ptice, životinje, biljke) u velikoj mjeri zavisi od toga kako je okruženje u kojem žive zaštićeno od zagađenja. Svake godine čovječanstvo nakuplja ogromnu količinu smeća, a to dovodi do činjenice da radioaktivni otpad postaje prijetnja cijelom svijetu, ako ne i uništen.

Sada već postoje mnoge zemlje u kojima se problemu zagađenja životne sredine, čiji su izvori kućni i industrijski otpad, pridaje posebna pažnja:

• odvojiti kućni otpad, a zatim primijeniti metode za njegovu sigurnu preradu;
• izgraditi postrojenja za odlaganje otpada;
• formiraju posebno opremljene lokacije za odlaganje opasnih materija;
• stvoriti nove tehnologije za preradu sekundarnih sirovina.

Zemlje poput Japana, Švedske, Holandije i nekih drugih država na pitanja odlaganja i odlaganja radioaktivnog otpada kućni otpad uzimaju se ozbiljno.

Rezultat neodgovornog odnosa je formiranje džinovskih deponija, gdje se otpadni proizvodi razgrađuju, pretvarajući se u planine toksičnog smeća.

Kada je bio otpad

Sa pojavom čovjeka, otpad se pojavio na Zemlji. Ali ako drevni stanovnici nisu znali šta su sijalice, staklo, polietilen i druga moderna dostignuća, sada naučne laboratorije rade na problemu uništavanja hemijskog otpada, gde su uključeni talentovani naučnici. Još uvijek nije potpuno jasno šta čeka svijet za stotine, hiljade godina, ako se otpad gomila.

Prvi izumi u domaćinstvu pojavili su se razvojem proizvodnje stakla. U početku se proizvodilo malo i niko nije razmišljao o problemu stvaranja otpada. Industrija, u korak sa naučna dostignuća, počeo se aktivno razvijati do početkom XIX veka. Fabrike koje su koristile mašine su brzo rasle. U atmosferu su bačene tone prerađenog uglja, koji je zagadio atmosferu zbog stvaranja oporog dima. Sada industrijski giganti "hrane" rijeke, mora i jezera ogromnom količinom toksičnih emisija, prirodni izvori nehotice postaju mjesta njihovog sahranjivanja.

Klasifikacija

U Rusiji posluje Savezni zakon br. 190 od 11. jula 2011. godine, koji odražava glavne propise o prikupljanju i upravljanju radioaktivnim otpadom. Glavni kriteriji procjene prema kojima se radioaktivni otpad klasifikuje su:

• Jednokratni - radioaktivni otpad koji ne prelazi rizike izloženosti zračenju i troškove uklanjanja iz skladišta uz naknadno zakopavanje ili rukovanje.
• specijalni - radioaktivni otpad koji premašuje rizike izloženosti zračenju i troškove naknadnog odlaganja ili preuzimanja.

Izvori zračenja su opasni zbog štetnog djelovanja na ljudski organizam, te je stoga potreba za lokalizacijom aktivnog rudarenja izuzetno važna. Nuklearne elektrane gotovo da ne proizvode stakleničke plinove, ali imaju još jedan težak problem. Rezervoari se pune istrošenim gorivom, dugo ostaju radioaktivni, a njegova količina stalno raste. Još 1950-ih učinjeni su prvi pokušaji istraživanja da se riješi problem radioaktivnog otpada. Bilo je prijedloga da se pošalju u svemir, da se pohrane na dnu okeana i na drugim teško dostupnim mjestima.

Postoje različiti planovi deponije, ali su odluke o korištenju zemljišta sporne javne organizacije i ekolozi. Državne naučne laboratorije rade na problemu uništavanja najopasnijeg otpada gotovo od pojave nuklearne fizike.

Ako bude uspješno, to će smanjiti stvaranje radioaktivnog otpada iz nuklearnih elektrana do 90 posto.

Ono što se dešava u nuklearnim elektranama je da se gorivna šipka od uranijum oksida nalazi u cilindru od nerđajućeg čelika. Stavlja se u reaktor, uran se raspada, oslobađa toplotnu energiju, koja pokreće turbinu i proizvodi električnu energiju. Ali nakon što je samo 5 posto uranijuma podvrgnuto radioaktivnom raspadu, cijeli štap postaje kontaminiran drugim elementima i mora se odložiti.

Ispada takozvano istrošeno radioaktivno gorivo. Više nije pogodan za proizvodnju električne energije i postaje otpad. Supstanca sadrži nečistoće plutonija, americija, cerija i drugih nusproizvoda nuklearnog raspada - ovo je opasan radioaktivni "koktel". Američki naučnici sprovode eksperimente koristeći posebne aparate kako bi vještački dovršili ciklus nuklearnog raspada.

Odlaganje otpada

Objekti u kojima se skladišti radioaktivni otpad nisu obeleženi na kartama, nema identifikacionih oznaka na putevima, perimetar se pažljivo čuva. Istovremeno, zabranjeno je bilo kome pokazivati ​​sigurnosni sistem. Na desetine takvih objekata rasuto je po teritoriji Rusije. Ovdje grade skladišta za radioaktivni otpad. Jedno od ovih udruženja prerađuje nuklearno gorivo. Korisne supstance se odvajaju od aktivnog otpada. Odlažu se, vrijedne komponente se ponovo prodaju.

Zahtjevi stranog kupca su jednostavni: on uzima gorivo, koristi ga i vraća radioaktivni otpad nazad. Do tvornice se odvoze željeznicom, roboti se bave utovarom i smrtno je opasno da se čovjek približi ovim kontejnerima. Zapečaćeni, izdržljivi kontejneri ugrađuju se u posebne vagone. Prevrće se veliki vagon, specijalnim mašinama se slažu kontejneri sa gorivom, zatim se vraća u šine i specijalnim vozovima sa upozorenim železničkim službama MUP-a šalje iz nuklearke do mesta preduzeća.

2002. godine održane su demonstracije "zelenih", koji su protestirali protiv uvoza nuklearnog otpada u zemlju. Ruski nuklearni naučnici smatraju da ih provociraju strani konkurenti.

Specijalizovane fabrike prerađuju otpad srednje i niske aktivnosti. Izvori su sve ono što okružuje ljude u svakodnevnom životu: ozračeni dijelovi medicinskih uređaja, dijelovi elektronske opreme i drugi uređaji. Dovoze se u kontejnerima specijalnim vozilima koja običnim putevima dovoze radioaktivni otpad u pratnji policije. Izvana se od standardnog kamiona za smeće razlikuju samo po boji. Na ulazu se nalazi sanitarni punkt. Ovdje se svi moraju presvući, obući.

Tek tada možete pristupiti radno mjesto gdje je zabranjeno jesti, piti alkohol, pušiti, koristiti kozmetiku i biti bez kombinezona.

Za zaposlene u takvim specifičnim preduzećima ovo je uobičajen posao. Postoji samo jedna razlika: ako se na kontrolnoj tabli iznenada upali crveno svjetlo, morate odmah pobjeći: izvori zračenja se ne mogu vidjeti niti osjetiti. Kontrolni uređaji su postavljeni u svim prostorijama. Kada je sve u redu, zelena lampica se pali. Radni prostori su podeljeni u 3 klase.

1 klasa

Ovdje se prerađuje otpad. U peći se radioaktivni otpad pretvara u staklo. Ljudima je zabranjen ulazak u takve prostorije – smrtonosno je. Svi procesi su automatizovani. Možete ući samo u slučaju nesreće u posebnoj zaštitnoj opremi:

• izolaciona gas maska ​​(posebna olovna zaštita koja apsorbira radioaktivno zračenje, štitnici za zaštitu očiju);
• posebna odjeća;
• daljinska sredstva: sonde, hvataljke, specijalni manipulatori;

Radeći u ovakvim preduzećima i poštujući besprekorne mere predostrožnosti, ljudi nisu izloženi opasnosti od izlaganja zračenju.

Razred 2

Odavde operater upravlja pećima, na monitoru vidi sve što se u njima dešava. U drugu klasu spadaju i prostorije u kojima se rade sa kontejnerima. Sadrže otpad različite aktivnosti. Ovdje postoje tri osnovna pravila: „ostani dalje“, „radi brže“, „ne zaboravi na zaštitu“!

Ne možete pokupiti kontejner za otpad golim rukama. Postoji opasnost od ozbiljnog izlaganja. Respiratori i radne rukavice se nose samo jednom, kada se skinu, postaju i radioaktivni otpad. Spaljuju se, pepeo se dekontaminira. Svaki radnik uvijek nosi individualni dozimetar, koji pokazuje koliko se radijacije prikupi u toku radne smjene i ukupna doza, ako prelazi normu, onda se osoba prebacuje na bezbjedan rad.

3. razred

Obuhvata hodnike i ventilacione šahte. Radi ovdje moćan sistem kondicioniranje. Svakih 5 minuta zrak se potpuno zamjenjuje. Postrojenje za preradu radioaktivnog otpada čistije je od kuhinje dobre domaćice. Nakon svakog transporta, automobili se zalijevaju posebnim rastvorom. Nekoliko ljudi radi u gumenim čizmama s crijevom u rukama, ali se procesi automatiziraju kako bi bili manje radno intenzivni.

2 puta dnevno, prostor radionice se pere vodom i običnim praškom za pranje veša, pod je prekriven plastičnom masom, uglovi su zaobljeni, šavovi su dobro zapečaćeni, nema podnih ploča i teško dostupnih mesta koja se ne mogu brisati dobro oprano. Nakon čišćenja voda postaje radioaktivna, teče u posebne rupe, te se kroz cijevi skuplja u ogroman kontejner pod zemljom. Tečni otpad se pažljivo filtrira. Voda je prečišćena tako da se može piti.

Radioaktivni otpad skriven je "pod sedam brava". Dubina bunkera je obično 7-8 metara, zidovi su armirano-betonski, dok se skladište puni, iznad njega je postavljen metalni hangar. Kontejneri sa visokim stepenom zaštite koriste se za skladištenje veoma opasnog otpada. Unutar takvog kontejnera je olovo, ima samo 12 malih rupa veličine patrone. Manje opasan otpad se stavlja u ogromne armirano-betonske kontejnere. Sve se to spušta u rudnike i zatvara otvorom.

Ovi kontejneri se kasnije mogu ukloniti i poslati na dalju obradu kako bi se radioaktivni otpad konačno zbrinuo.

Ispunjeni svodovi se oblažu posebnom vrstom gline, koja će u slučaju potresa zalijepiti pukotine. Skladište je pokriveno armirano-betonskim pločama, cementirano, asfaltirano i prekriveno zemljom. Nakon toga, radioaktivni otpad ne predstavlja opasnost. Neki od njih se raspadaju u bezopasne elemente tek nakon 100-200 godina. Na tajnim kartama, gdje su označeni trezori, stoji pečat "čuvati zauvijek"!

Deponije na kojima se zakopava radioaktivni otpad nalaze se na znatnoj udaljenosti od gradova, naselja i vodnih tijela. Nuklearna energija i vojni programi su problemi koji se tiču ​​cijele svjetske zajednice. Oni se sastoje ne samo u zaštiti osobe od utjecaja izvora radioaktivnog otpada, već i u pažljivoj zaštiti od terorista. Moguće je da deponije na kojima se skladišti radioaktivni otpad mogu postati mete vojnih sukoba.