Problema deșeurilor radioactive. Care este pericolul deșeurilor radioactive deșeurile radioactive Rao

ÎN lumea modernă Problema eliminării deșeurilor radioactive este la egalitate cu altele probleme de mediu. Odată cu creșterea populației și dezvoltarea progresului tehnologic, cantitatea de astfel de deșeuri este în continuă creștere. Între timp, colectarea, depozitarea și eliminarea ulterioară a acestora sunt un proces complex și care necesită timp.

Care este pericolul substanțelor radioactive?

Pericolul unor astfel de materiale este greu de supraestimat. Fiecare teritoriu are propriul fond de radiație, care este considerat normal pentru el. Dacă sunt eliberate în aer, pământ sau apă, acest tip de deșeuri crește fondul de radiație local. Substanțele nocive pătrund în organismele animalelor și ale oamenilor, provocând dezvoltarea mutațiilor și otrăvirilor, crescând rata mortalității în rândul populației.

Având în vedere pericolul unor astfel de materiale, astăzi legiuitorul obligă întreprinderile care folosesc materii prime radioactive să instaleze filtre speciale care reduc poluarea mediului. În ciuda acestui fapt, numărul de elemente dăunătoare este în continuă creștere. Gradul de pericol de radiații depinde direct de următorii factori:

• numărul de persoane care locuiesc în zona de pericol;
• teritoriul care a fost contaminat (zonă, caracter);
• ratele de dozare;
• cantitatea de deșeuri conținută în biosferă.

După intrarea în corpul uman, substanțele nocive pot duce la dezvoltarea boală gravă care au o rată de mortalitate ridicată. Prevenirea mișcării unor astfel de substanțe prin lanțul trofic este o sarcină importantă. Dacă nu reușesc, se vor răspândi incontrolabil.

Surse de deșeuri periculoase

Deșeurile radioactive sunt substanțe care prezintă un pericol pentru mediu și sunt inutile pentru producția ulterioară. Eliminarea deșeurilor radioactive trebuie efectuată conform unor reguli speciale, separat de alte tipuri de substanțe uzate.

Există mai multe tipuri de clasificare a unor astfel de deșeuri. Ele pot avea diferite forme fizice și caracteristici chimice. Diferențele constă și în concentrația de substanțe și în timpul de înjumătățire al elementelor lor principale. Astăzi, deșeurile radioactive sunt generate de:

• crearea de combustibil destinat exploatării reactoarelor nucleare;
• operarea reactoarelor nucleare;
• prelucrarea combustibilului prin radiații;
• prelucrarea contoarelor de scintilație;
• reciclarea combustibilului folosit anterior;
• funcționarea sistemelor de ventilație (dacă instalația utilizează substanțe radioactive, acestea vor fi emise de sistemul de ventilație sub formă de gaz).

De asemenea, pot fi folosite surse dispozitive medicale, vase care au fost în laboratoare speciale, recipiente de sticlă în care a fost turnat combustibil. De asemenea, nu trebuie să uităm de existența PIR - surse naturale de radiații care pot polua zonele înconjurătoare.

Clasificare

Există mai multe semne prin care substanțele radioactive sunt separate. De exemplu, ele pot conține sau nu elemente de tip nuclear. Există, de asemenea, materiale care s-au format ca urmare a extracției minereurilor de uraniu și substanțe care nu au nicio legătură cu energia nucleară.

În funcție de stare, există trei forme de materiale periculoase:

• greu. Aceasta include sticlăria, care este utilizată în spitale și laboratoare speciale de cercetare;
• lichid. Formată ca urmare a prelucrării combustibilului folosit anterior. Activitatea unor astfel de substanțe este de obicei destul de ridicată, astfel încât acestea pot provoca daune semnificative mediului;
• gazos. Acest grup de substanțe include materiale eliberate de sistemele de ventilație ale întreprinderilor implicate în prelucrarea materiilor prime radioactive.

În funcție de radioactivitatea deșeurilor, acestea se împart în:

• foarte activ;
• mediu activ;
• slab activ.

Cel mai periculos este grupul de deșeuri de mare activitate, cel mai puțin periculos - de nivel scăzut. Timpul de înjumătățire este, de asemenea, important. Acest indicator afișează timpul pentru care jumătate din atomii conținuti în substanța radioactivă se descompun. Cu cât indicele este mai mare, cu atât deșeurile se dezintegrează mai repede. Acest lucru reduce timpul în care substanța își pierde proprietățile negative, dar înainte de acel moment se eliberează mai multă energie.

Stocare RW

Stocarea RW înseamnă colectarea elementelor dăunătoare cu transferul ulterioar al acestora în unități de prelucrare sau eliminare. Aceasta este o măsură temporară care vă permite să concentrați deșeurile radioactive într-un loc, apoi să le livrați în altul. Îngroparea se referă la plasarea permanentă a deșeurilor radioactive în depozite speciale, unde acestea nu vor dăuna mediului.

În unele cazuri, întreprinderile care produc astfel de substanțe preferă să le depoziteze pe teritoriul lor până când sunt complet decontaminate. Acest lucru este posibil numai dacă timpul de înjumătățire al elementelor nu depășește câteva decenii. În alte cazuri, se folosesc locuri de înmormântare.

Trebuie remarcat faptul că locurile de înmormântare conțin substanțe care vor reprezenta o amenințare pentru mediu timp de cel mult cinci sute de ani. Această împrejurare se explică prin faptul că materialul depozitat trebuie să devină sigur înainte ca locul de depozitare să fie distrus. Se propun și anumite cerințe pentru containerele în care va fi depozitat materialul. Asa de:

• numai solidele sau materialele care s-au întărit în urma prelucrării pot fi depozitate în acest fel;
• recipientul trebuie să fie complet etanș. Este necesar să se excludă posibilitatea celei mai mici ieșiri de material din container;
• recipientul trebuie să-și păstreze caracteristicile la temperaturi de la cincizeci (minus) până la șaptezeci (plus) de grade. In timpul scurgerii substantelor cu temperatura ridicata, recipientul trebuie să reziste la încălzire până la o sută treizeci de grade;
• puterea este o condiție prealabilă. Containerul trebuie să reziste în mod normal la impactul forțelor fizice asupra acestuia (de exemplu, să rămână intact după un cutremur).

În timpul depozitării deșeurilor, trebuie asigurată izolarea acestora și facilitarea procedurilor ulterioare care vor fi efectuate în etapele ulterioare de eliminare/prelucrare. Stat, sau entitate Managerul de depozitare trebuie să supravegheze containerele și să monitorizeze mediul.

Reciclare

Astăzi, există diferite moduri de procesare și eliminare ulterioară a deșeurilor radioactive. Utilizarea lor depinde de substanța specifică și de activitatea acesteia. În funcție de mai mulți parametri, se poate aplica:

• vitrificarea. Prelucrarea deșeurilor radioactive se realizează folosind sticlă borosilicată. Are o formă stabilă, datorită căreia elementele radioactive dintr-un astfel de material vor fi depozitate în siguranță timp de câteva mii de ani;
• ardere. Metoda poate fi aplicată la o reducere limitată a volumului de materiale radiante. Deoarece aerul poate fi poluat atunci când sunt arse, metoda poate fi folosită pentru a elimina deșeurile de hârtie contaminate, lemn, îmbrăcăminte, cauciuc. Designul special al cuptoarelor evită eliberarea excesivă a materialelor periculoase în aer;
• sigiliu. Folosit atunci când articolele mari trebuie aruncate. Presarea permite compactarea materialului, reducându-i dimensiunea finală;
• cimentarea. Deșeurile sunt plasate într-un recipient special, după care acesta din urmă este umplut cu o cantitate mare de ciment, creată cu selecția de substanțe chimice speciale.

În ciuda faptului că astfel de metode sunt folosite destul de activ astăzi, ele nu rezolvă problema eliminării complete a deșeurilor. Materialele periculoase au încă potențialul de a afecta mediul. În acest sens, astăzi sunt dezvoltate noi metode de eliminare (de exemplu, îngroparea la Soare).

Prelucrarea deșeurilor radioactive în funcție de activitatea acestora

Metodele descrise mai sus sunt folosite pentru a elimina o varietate de substanțe radioactive. Un rol important în alegerea unei anumite metode îl joacă un indicator precum activitatea deșeurilor radioactive. Asa de:

• deșeurile de activitate scăzută sunt cel mai ușor de eliminat. Ele devin sigure în doar câțiva ani. Pentru depozitarea lor, este suficient să folosiți recipiente speciale sigilate. După ce pericolul a dispărut, ele pot fi eliminate în mod obișnuit;
• deșeurile de activitate medie sunt decontaminate mult mai mult (de mai multe ori). Pentru depozitarea lor se folosesc butoaie speciale din mai multe aliaje. După umplere, acestea sunt umplute cu ciment și bitum în mai multe straturi;
• deșeurile cu activitate înaltă sunt cele mai periculoase. Ele rămân o amenințare pentru mediu timp de multe secole. Prin urmare, înainte de eliminarea unor astfel de deșeuri (în cele mai multe cazuri, acesta este combustibilul utilizat la centralele nucleare), acestea sunt reciclate în centrale. Procedura permite reutilizarea cea mai mare parte a combustibilului. Reziduul inutil se umple cu sticla (vitrificare) si se lasa pentru depozitare in puturi adanci care se afla in roci.

În unele cazuri, deșeurile de mare activitate își pot păstra pericolul timp de mii de ani. Și deși numărul de rezervoare cu ele este relativ mic, în viitor pot deveni o problemă serioasă pentru umanitate.

Astfel, deșeurile radioactive reprezintă un pericol atât pentru mediu, cât și pentru umanitate. Prin urmare, acestea trebuie eliminate într-un mod special. Astăzi deșeurile radioactive sunt clasificate în funcție de parametri diferiți. Cele mai periculoase sunt substanțele foarte active. Eliminarea lor presupune vitrificarea cu plasarea ulterioară în puțuri de rocă adânci. Din moment ce toate existente acest moment metodele nu permit eliminarea completă a materialelor periculoase, astăzi se lucrează pentru a găsi noi metode de eliminare a RW.

Deșeurile radioactive rezultă din exploatarea instalațiilor nucleare terestre și a reactoarelor de bord. Dacă deșeurile radioactive sunt aruncate în râuri, mări, oceane, precum și în alte deșeuri ale activității umane, atunci totul se poate termina cu tristețe. Expunerea radioactivă care depășește nivelul natural este dăunătoare tuturor viețuitoarelor de pe uscat și din corpurile de apă. Acumulând, radiațiile duc la modificări ireversibile ale organismelor vii, chiar la deformări în generațiile ulterioare.

Astăzi, în lume funcționează aproximativ 400 de nave cu propulsie nucleară. Ei aruncă deșeuri radioactive direct în apele oceanelor. Cea mai mare parte a deșeurilor din această zonă este generată de industria nucleară. Există estimări că, dacă energia nucleară devine principala sursă de energie din lume, cantitatea de deșeuri ar putea ajunge la mii de tone pe an... Numeroase organizatii internationale pledează activ pentru interzicerea aruncării deșeurilor radioactive în apele naturale ale planetei.

Dar există și alte modalități de a elimina deșeurile radioactive care nu provoacă daune semnificative mediului.

În timpul accidentului infam de la Asociația de producție Mayak (Ozersk, regiunea Chelyabinsk), a avut loc o explozie chimică a deșeurilor lichide de mare activitate într-unul dintre rezervoarele de stocare ale uzinei radiochimice. Principala cauză a exploziei a fost răcirea insuficientă a containerelor de deșeuri, care au fost supuse unei călduri intense și au explodat. Potrivit experților, în explozie au fost implicați 20 Mci de activitate a radionuclizilor din rezervor, dintre care 18 Mki s-au stabilit pe teritoriul obiectului și 2 Mki împrăștiați pe teritoriul regiunilor Chelyabinsk și Sverdlovsk. S-a format o urmă radioactivă, numită mai târziu urmă radioactivă a Uralului de Est. Teritoriul supus contaminării radioactive era o fâșie de până la 20 - 40 km lățime și până la 300 km lungime. Teritoriul pe care s-a impus introducerea măsurilor de radioprotecție și i s-a atribuit statutul de contaminat radioactiv (cu densitatea maximă acceptată de contaminare de 74 kBq/mp. sau 2 Ci/km pătrați pentru stronțiu-90), a constituit un fâșie destul de îngustă de până la 10 km lățime și aproximativ 105 km.

Densitatea contaminării radioactive a teritoriului direct la amplasamentul industrial a ajuns de la zeci la sute de mii de Ci pe metru pătrat. km pentru stronțiu-90. Conform clasificării internaționale moderne, acel accident a fost clasificat ca grav și a primit un indice de 6 pe un sistem cu 7 puncte.

Pentru trimitere:

Întreprinderea unitară de stat federală „Operatorul național pentru gestionarea deșeurilor radioactive” (FSUE „NO RAO”), creată prin ordinul corporației de stat „Rosatom” este singura organizație din Rusia autorizată în conformitate cu legea federală # 190-FZ „Cu privire la managementul deșeurilor radioactive” să desfășoare activități de izolare definitivă a deșeurilor radioactive și organizarea infrastructurii în aceste scopuri.

Misiunea FSUE „NO RAO” este de a asigura siguranța mediului Federația Rusăîn domeniul izolării definitive a deşeurilor radioactive. În special, rezolvarea problemelor moștenirii nucleare sovietice acumulate și a deșeurilor radioactive nou formate. Întreprinderea este, de fapt, o întreprindere de producție de stat și de mediu, al cărei scop cheie este izolarea finală a deșeurilor radioactive, ținând cont de eventualele riscuri de mediu.

Primul punct din Rusia pentru izolarea finală a deșeurilor radioactive a fost creat în Novouralsk Regiunea Sverdlovsk. În acest moment, Operatorul Național a primit licență de funcționare a treptei I și licențe de construire a treptei a II-a și a III-a a instalației.

Astăzi, FSUE „NO RAO” lucrează și la crearea de puncte pentru izolarea finală a deșeurilor radioactive din clasele 3 și 4 în Ozersk, Regiunea Chelyabinsk și Seversk, Regiunea Tomsk.

deseuri radioactive

deseuri radioactive (RAO) - deșeuri care conțin izotopi radioactivi ai elementelor chimice și care nu au valoare practică.

Potrivit „Legii privind utilizarea energiei atomice” din Rusia (21 noiembrie 1995 nr. 170-FZ), deșeurile radioactive (RW) sunt materiale nucleare și substanțe radioactive, a căror utilizare ulterioară nu este prevăzută. Conform legislației ruse, importul de deșeuri radioactive în țară este interzis.

Adesea confundat și considerat sinonim cu deșeurile radioactive și combustibilul nuclear uzat. Aceste concepte ar trebui să fie distinse. Deșeurile radioactive sunt materiale care nu sunt destinate a fi utilizate. Combustibilul nuclear uzat este un element combustibil care conține reziduuri de combustibil nuclear și multe produse de fisiune, în principal 137 Cs și 90 Sr, utilizat pe scară largă în industrie, agricultură, medicină și activitate științifică. Prin urmare, este o resursă valoroasă, ca urmare a prelucrării căreia se obține combustibil nuclear proaspăt și surse izotopice.

Surse de deșeuri

Deșeurile radioactive sunt generate în diferite forme cu caracteristici fizice și chimice foarte diferite, cum ar fi concentrațiile și perioadele de înjumătățire ale radionuclizilor lor constituenți. Aceste deșeuri pot fi generate:

• sub formă gazoasă, cum ar fi emisiile de aerisire din instalațiile în care sunt procesate materiale radioactive;
• sub formă lichidă, variind de la soluții de contor de scintilație de la unități de cercetare până la deșeuri lichide de nivel înalt din reprocesarea combustibilului uzat;
• în formă solidă (consumabile contaminate, sticlărie din spitale, unități de cercetare medicală și laboratoare radiofarmaceutice, deșeuri vitrificate din prelucrarea combustibilului sau combustibil uzat din centralele nucleare atunci când este considerat deșeu).

Exemple de surse de deșeuri radioactive în activitățile umane:

Lucrul cu astfel de substanțe este reglementat reglementarile sanitare emis de Sanepidnadzor.

• Cărbune . Cărbunele conține un număr mic de radionuclizi, cum ar fi uraniu sau toriu, dar conținutul acestor elemente în cărbune este mai mic decât concentrația lor medie în scoarța terestră.

Concentrația lor crește în cenușă zburătoare, deoarece practic nu ard.

Cu toate acestea, radioactivitatea cenușii este, de asemenea, foarte scăzută, este aproximativ egală cu radioactivitatea șisturilor negre și mai mică decât cea a rocilor fosfatice, dar reprezintă un pericol cunoscut, deoarece o parte din cenușă zburătoare rămâne în atmosferă și este inhalată de oameni. În același timp, volumul total al emisiilor este destul de mare și se ridică la echivalentul a 1.000 de tone de uraniu în Rusia și 40.000 de tone în întreaga lume.

Clasificare

Deșeurile radioactive condiționate sunt împărțite în:

• nivel scăzut (împărțit în patru clase: A, B, C și GTCC (cele mai periculoase);
• mediu activ (legislația SUA nu distinge acest tip de deșeuri radioactive în clasa separata, termenul este folosit cu precădere în țările europene);
• foarte activ.

Legislația SUA alocă și deșeuri radioactive transuranice. Această clasă include deșeurile contaminate cu radionuclizi transuraniu care emit alfa cu timpi de înjumătățire mai mare de 20 de ani și concentrații mai mari de 100 nCi/g, indiferent de forma sau originea acestora, cu excepția deșeurilor radioactive de mare activitate. Datorită perioadei lungi de degradare a deșeurilor transuranice, eliminarea acestora este mai minuțioasă decât eliminarea deșeurilor de activitate joasă și intermediară. De asemenea, se acordă o atenție deosebită acestei clase de deșeuri deoarece toate elementele transuraniu sunt artificiale, iar comportamentul în mediu și în corpul uman al unora dintre ele este unic.

Mai jos este clasificarea deșeurilor radioactive lichide și solide în conformitate cu „Regulile sanitare de bază pentru asigurarea securității radiațiilor” (OSPORB 99/2010).

Unul dintre criteriile pentru o astfel de clasificare este disiparea căldurii. În deșeurile radioactive de nivel scăzut, degajarea de căldură este extrem de scăzută. În cele mediu-active, este semnificativă, dar îndepărtarea activă a căldurii nu este necesară. Deșeurile radioactive de nivel înalt eliberează căldură atât de mult încât necesită răcire activă.

Gestionarea deșeurilor radioactive

Inițial, s-a considerat că o măsură suficientă a fost dispersarea izotopilor radioactivi în mediu, prin analogie cu deșeurile de producție din alte industrii. La uzina Mayak, în primii ani de funcționare, toate deșeurile radioactive au fost aruncate în corpurile de apă din apropiere. Ca urmare, cascada de rezervoare Techa și râul Techa însuși au fost poluate.

Ulterior s-a dovedit că, datorită proceselor naturale și biologice, izotopii radioactivi sunt concentrați în diferite subsisteme ale biosferei (în principal la animale, în organele și țesuturile acestora), ceea ce crește riscurile expunerii publice (datorită mișcării concentrațiilor mari de elemente radioactive și posibila lor intrare cu alimente în corpul uman). Prin urmare, atitudinea față de deșeurile radioactive a fost schimbată.

1) Protecția sănătății umane. Deșeurile radioactive sunt gestionate astfel încât să ofere un nivel acceptabil de protecție a sănătății umane.

2) Protecția mediului. Deșeurile radioactive sunt gestionate astfel încât să asigure un nivel acceptabil de protecție a mediului.

3) Protecția dincolo de frontierele naționale. Deșeurile radioactive sunt gestionate astfel încât să fie luate în considerare posibilele consecințe asupra sănătății umane și asupra mediului dincolo de granițele naționale.

4) Protecția generațiilor viitoare. Deșeurile radioactive sunt gestionate în așa fel încât consecințele prognozate asupra sănătății pentru generațiile viitoare să nu depășească nivelurile adecvate de consecințe care sunt acceptabile în prezent.

5) Povara pentru generatiile viitoare. Deșeurile radioactive sunt gestionate în așa fel încât să nu impună o povară nejustificată generațiilor viitoare.

6) Structura juridică națională. Gestionarea deșeurilor radioactive se realizează în cadrul unui cadru juridic național adecvat, care prevede o împărțire clară a responsabilităților și asigurarea unor funcții de reglementare independente.

7) Controlul asupra generării deșeurilor radioactive. Generarea de deșeuri radioactive este menținută la nivelul minim posibil.

8) Interdependența generării și gestionării deșeurilor radioactive. Se ține seama în mod corespunzător de interdependența dintre toate etapele generării și gestionării deșeurilor radioactive.

9) Siguranța instalării. Siguranța instalațiilor de gestionare a deșeurilor radioactive este asigurată în mod adecvat pe toată durata de viață a acestora.

Principalele etape ale managementului deșeurilor radioactive

• La depozitare deșeurile radioactive ar trebui să fie conținute astfel încât:
  • au asigurat izolarea acestora, protecția și monitorizarea mediului;
  • dacă este posibil, au fost facilitate acțiunile din etapele ulterioare (dacă sunt prevăzute).

În unele cazuri, depozitarea poate fi efectuată în principal din motive tehnice, de exemplu, depozitarea deșeurilor radioactive, care conțin în principal radionuclizi cu durată scurtă de viață, în scopul dezintegrarii și eliminării ulterioare în limitele autorizate, sau depozitarea deșeurilor radioactive. nivel inalt activitatea anterioară eliminării lor în formaţiuni geologice în vederea reducerii generării de căldură.

• Prelucrare preliminară deșeurile reprezintă etapa inițială a gestionării deșeurilor. Include colectarea, reglementarea compoziție chimicăși decontaminare și poate include o perioadă de depozitare intermediară. Acest pas este foarte important deoarece, în multe cazuri, pretratarea oferă cea mai bună oportunitate de a separa fluxurile de deșeuri.

• Tratament managementul deșeurilor radioactive include operațiunile al căror scop este îmbunătățirea siguranței sau a economiei prin modificarea caracteristicilor deșeurilor radioactive. Concepte de bază de procesare: reducerea volumului, îndepărtarea radionuclizilor și modificarea compoziției. Exemple:
  • incinerarea deșeurilor combustibile sau compactarea deșeurilor solide uscate;
  • evaporarea, filtrarea sau schimbul de ioni a fluxurilor de deșeuri lichide;
  • precipitarea sau flocularea substanţelor chimice.

Capsulă pentru deșeuri radioactive

• Condiționarea Managementul deșeurilor radioactive constă în acele operațiuni în care deșeurile radioactive sunt transformate într-o formă adecvată pentru mișcare, transport, depozitare și eliminare. Aceste operațiuni pot include imobilizarea deșeurilor radioactive, plasarea deșeurilor în containere și furnizarea de ambalaje suplimentare. Metodele obișnuite de imobilizare includ solidificarea deșeurilor radioactive lichide de nivel scăzut și intermediar prin încorporarea acestora în ciment (cimentare) sau bitum (bituminizare), precum și vitrificarea deșeurilor radioactive lichide. Deșeurile imobilizate, la rândul lor, în funcție de natură și concentrație, pot fi ambalate în diverse containere, de la butoaie convenționale de oțel de 200 de litri până la containere cu un design complex, cu pereți groși. În multe cazuri, prelucrarea și condiționarea sunt efectuate în strânsă legătură între ele.

• înmormântare constă în principal în faptul că deșeurile radioactive sunt plasate într-o instalație de depozitare cu securitate corespunzătoare, fără intenția de a le îndepărta și fără a asigura monitorizarea pe termen lung a depozitului și întreținere. Siguranța se realizează în principal prin concentrare și izolare, care implică sechestrarea deșeurilor radioactive concentrate adecvat într-o instalație de eliminare.

Tehnologii

Managementul intermediar al deșeurilor radioactive

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

Manipularea deșeurilor radioactive de mare activitate

Eliminarea deșeurilor radioactive cu activitate scăzută

Transportul baloanelor cu deșeuri radioactive de mare activitate cu trenul, Marea Britanie

Depozitare

Pentru depozitarea temporară a deșeurilor radioactive de mare activitate, rezervoarele de stocare a combustibilului nuclear uzat și instalațiile de depozitare cu butoaie uscate sunt proiectate pentru a permite izotopilor de scurtă durată să se descompună înainte de procesarea ulterioară.

Vitrificarea

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

Sticla zdrobită este adăugată constant la substanța rezultată în cuptorul cu inducție. Rezultatul este substanță nouă, în care, în timpul solidificării, deșeurile sunt asociate cu o matrice de sticlă. Această substanță în stare topită este turnată în cilindri de oțel aliat. La răcire, lichidul se solidifică, transformându-se în sticlă, care este extrem de rezistentă la apă. Potrivit Societății Internaționale de Tehnologie, va dura aproximativ un milion de ani pentru ca 10% din acest pahar să se dizolve în apă.

După umplere, cilindrul este preparat, apoi spălat. După ce au fost examinate pentru contaminare externă, cilindrii de oțel sunt trimiși la depozite subterane. Această stare a deșeurilor rămâne neschimbată de multe mii de ani.

Sticla din interiorul cilindrului are o suprafață netedă și neagră. În Marea Britanie, toate lucrările se desfășoară folosind camere de mare activitate. Se adaugă zahăr pentru a preveni formarea substanței volatile RuO 4 care conține ruteniu radioactiv. În Occident, la deșeuri se adaugă sticlă borosilicată, identică ca compoziție cu pirexul; în țările fostei URSS se folosește de obicei sticla cu fosfat. Cantitatea de produse de fisiune din sticlă trebuie să fie limitată, deoarece unele elemente (paladiu, metale din grupa platinei și teluriu) tind să formeze faze metalice separat de sticlă. Una dintre fabricile de vitrificare este situată în Germania, unde sunt procesate deșeurile din activitățile unei mici fabrici de procesare demonstrative care a încetat să mai existe.

În 1997, cele 20 de țări cu cel mai mare potențial nuclear mondial aveau 148.000 de tone de combustibil uzat depozitat în interiorul reactoarelor, din care 59% fuseseră eliminate. În depozitele externe au fost 78 de mii de tone de deșeuri, din care 44% au fost reciclate. Ținând cont de rata de eliminare (aproximativ 12 mii de tone anual), eliminarea finală a deșeurilor este încă destul de departe.

înmormântare geologică

Căutare locuri potrivite pentru eliminarea finală profundă sunt în curs de desfășurare în mai multe țări; este de așteptat ca primele astfel de depozite să devină operaționale după 2010. Laboratorul internațional de cercetare din Grimsel, Elveția se ocupă de probleme legate de eliminarea deșeurilor radioactive. Suedia vorbește despre planurile sale de eliminare directă a combustibilului uzat folosind tehnologia KBS-3, după ce Parlamentul suedez l-a considerat suficient de sigur. În prezent, în Germania se poartă discuții cu privire la găsirea unui loc pentru depozitarea permanentă a deșeurilor radioactive, locuitorii satului Gorleben din regiunea Wendland protestează energic. Acest loc până în 1990 părea ideal pentru eliminarea deșeurilor radioactive datorită apropierii sale de granițele fostei Republici Democrate Germane. În prezent, RW se află în depozit temporar în Gorleben, decizia cu privire la locul eliminării lor definitive nu a fost încă luată. Autoritățile americane au ales Yucca Mountain, Nevada ca loc de înmormântare, dar acest proiect a întâmpinat o opoziție puternică și a devenit subiect de discuții aprinse. Există un proiect de creare a unui depozit internațional pentru deșeurile radioactive de mare activitate; Australia și Rusia sunt propuse ca posibile locuri de depozitare. Cu toate acestea, autoritățile australiene se opun unei astfel de propuneri.

Există proiecte pentru eliminarea deșeurilor radioactive în oceane, printre care se numără depozitarea sub zona abisală a fundului mării, eliminarea în zona de subducție, în urma căreia deșeurile se vor scufunda încet în mantaua pământului și eliminarea sub un mediu natural. sau insulă artificială. Aceste proiecte au merite evidente și vor permite rezolvarea problemei neplăcute a depozitării deșeurilor radioactive la nivel internațional, dar, în ciuda acestui fapt, în prezent sunt înghețate din cauza unor prevederi prohibitive. lege maritimă. Un alt motiv este că în Europa și America de Nord se tem serios de scurgerile dintr-un astfel de depozit, care vor duce la un dezastru ecologic. Posibilitatea reală a unui astfel de pericol nu a fost dovedită; cu toate acestea, interdicțiile au fost înăsprite după aruncarea deșeurilor radioactive de pe nave. Cu toate acestea, în viitor, țările care nu pot găsi alte soluții la această problemă se pot gândi serios la crearea unor instalații de stocare oceanică pentru deșeurile radioactive.

În anii 1990, au fost dezvoltate și brevetate mai multe opțiuni pentru eliminarea deșeurilor radioactive în intestine. Tehnologia trebuia să fie după cum urmează: se forează o sondă de pornire diametru mare adâncime de până la 1 km, o capsulă încărcată cu un concentrat de deșeuri radioactive cu o greutate de până la 10 tone este coborâtă în interior, capsula trebuie să fie autoîncălzită și sub formă de " bolid» să topească stânca pământului. După ce prima „minge de foc” este adâncită, a doua capsulă trebuie coborâtă în același puț, apoi a treia etc., creând un fel de transportor.

Reutilizarea deșeurilor radioactive

O altă utilizare a izotopilor conținuti în deșeurile radioactive este reutilizarea acestora. Deja, cesiu-137, stronțiu-90, tehnețiu-99 și alți alți izotopi sunt utilizați pentru iradierea produselor alimentare și pentru a asigura funcționarea generatoarelor termoelectrice cu radioizotopi.

Îndepărtarea deșeurilor radioactive în spațiu

Trimiterea deșeurilor radioactive în spațiu este o idee tentantă, deoarece deșeurile radioactive sunt îndepărtate permanent din mediu. Cu toate acestea, astfel de proiecte au dezavantaje semnificative, unul dintre cele mai importante este posibilitatea defecțiunii vehiculului de lansare. În plus, numărul semnificativ de lansări și costul lor ridicat fac ca această propunere să nu fie practică. Problema este complicată și de faptul că nu s-au ajuns încă acorduri internaționale pe această problemă.

Ciclul combustibilului nuclear

Pornirea ciclului

Deșeuri din partea inițială a ciclului combustibilului nuclear – de obicei roci sterile care emit alfa din extracția uraniului. De obicei, conține radiu și produsele sale de degradare.

Principalul produs secundar al îmbogățirii este uraniul sărăcit, constând în principal din uraniu-238 cu mai puțin de 0,3% uraniu-235. Este stocat ca UF 6 (hexafluorură de uraniu reziduală) și poate fi, de asemenea, transformat în U 3 O 8 . În cantități mici, uraniul sărăcit își găsește întrebuințare în aplicații în care densitatea sa extrem de mare este apreciată, cum ar fi în fabricarea chilelor de iahturi și a carcaselor antitanc. Între timp, câteva milioane de tone de deșeuri de hexafluorură de uraniu s-au acumulat în Rusia și în străinătate și nu există planuri pentru utilizarea ulterioară a acesteia în viitorul apropiat. Deșeurile de hexafluorura de uraniu pot fi folosite (împreună cu plutoniul reciclat) pentru a crea combustibil nuclear cu oxizi mixți (care poate fi solicitat dacă țara construiește cantități semnificative de reactoare cu neutroni rapidi) și pentru a dilua uraniul foarte îmbogățit, care anterior făcea parte din armele nucleare. Această diluare, numită și epuizare, înseamnă că orice țară sau grup care pune mâna pe combustibil nuclear va trebui să repete un proces de îmbogățire foarte costisitor și complex înainte de a putea crea o armă.

Sfârșitul ciclului

Substanțele în care ciclul combustibilului nuclear sa încheiat (în mare parte bare de combustibil uzat) conțin produse de fisiune care emit raze beta și gamma. Ele pot conține, de asemenea, actinide care emit particule alfa, care includ uraniu-234 (234 U), neptunium-237 (237 Np), plutoniu-238 (238 Pu) și americiu-241 (241 Am), și uneori chiar surse de neutroni, cum ar fi ca californium-252 (252 Cf). Acești izotopi sunt produși în reactoare nucleare.

Este important să se facă distincția între procesarea uraniului pentru a produce combustibil și prelucrarea uraniului uzat. Combustibilul uzat conține produse de fisiune foarte radioactive. Mulți dintre aceștia sunt absorbanți de neutroni, primind astfel denumirea de „otrăvuri cu neutroni”. În cele din urmă, numărul lor crește într-o asemenea măsură încât, prin capcana neutronilor, se opresc reacție în lanț chiar și cu îndepărtarea completă a tijelor absorbante de neutroni.

Combustibilul care a ajuns în această stare trebuie înlocuit cu proaspăt, în ciuda cantității încă suficiente de uraniu-235 și plutoniu. În prezent, în SUA, combustibilul uzat este trimis la depozitare. În alte țări (în special, în Rusia, Marea Britanie, Franța și Japonia), acest combustibil este reprocesat pentru a elimina produsele de fisiune, apoi, după reîmbogățire, poate fi reutilizat. În Rusia, un astfel de combustibil se numește regenerat. Procesul de reprocesare presupune lucrul cu substanțe foarte radioactive, iar produsele de fisiune îndepărtate din combustibil sunt o formă concentrată de deșeuri foarte radioactive, la fel ca substanțele chimice utilizate în reprocesare.

Pentru a închide ciclul combustibilului nuclear, se presupune că se utilizează reactoare cu neutroni rapidi, care permit prelucrarea combustibilului, care este un produs rezidual al reactoarelor cu neutroni termici.

Pe problema proliferării nucleare

Când se lucrează cu uraniu și plutoniu, este adesea luată în considerare posibilitatea utilizării lor în crearea de arme nucleare. Reactoarele nucleare active și depozitele de arme nucleare sunt păzite cu grijă. Cu toate acestea, deșeurile foarte radioactive din reactoarele nucleare pot conține plutoniu. Este identic cu plutoniul folosit în reactoare și este format din 239 Pu (ideal pentru construirea armelor nucleare) și 240 Pu (componentă nedorită, foarte radioactivă); acești doi izotopi sunt foarte greu de separat. Mai mult, deșeurile foarte radioactive din reactoare sunt pline de produse de fisiune foarte radioactive; cu toate acestea, majoritatea sunt izotopi de scurtă durată. Aceasta înseamnă că eliminarea deșeurilor este posibilă, iar după mulți ani produsele de fisiune se vor descompune, reducând radioactivitatea deșeurilor și facilitând munca cu plutoniu. Mai mult decât atât, izotopul nedorit 240 Pu se descompune mai repede decât 239 Pu, astfel încât calitatea materiilor prime pentru arme crește în timp (în ciuda scăderii cantității). Acest lucru stârnește controverse că, în timp, instalațiile de depozitare a deșeurilor se pot transforma într-un fel de „mine de plutoniu”, din care va fi relativ ușor să se extragă materii prime pentru arme. Față de aceste ipoteze este faptul că timpul de înjumătățire al lui 240 Pu este de 6560 de ani, iar timpul de înjumătățire al lui 239 Pu este de 24110 ani; Pu într-un material multiizotop se va înjumătăți de la sine - o conversie tipică a reactorului. plutoniu la plutoniu de calitate pentru arme). Prin urmare, „minele de plutoniu de calitate pentru arme” vor deveni o problemă, dacă va fi deloc, doar într-un viitor foarte îndepărtat.

O soluție la această problemă este reutilizarea plutoniului reprocesat ca combustibil, cum ar fi în reactoarele nucleare rapide. Cu toate acestea, însăși existența instalațiilor de reprocesare a combustibilului nuclear, necesare pentru a separa plutoniul de alte elemente, creează o oportunitate pentru proliferarea armelor nucleare. În reactoarele rapide pirometalurgice, deșeurile rezultate au o structură actinoidă, care nu permite utilizarea lor pentru a crea arme.

Reciclarea armelor nucleare

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

În trecut, beriliul și emițătorii alfa foarte activi, cum ar fi poloniul, au fost propuși ca arme nucleare în bombe. Acum, o alternativă la poloniu este plutoniul-238. Din motive de securitate națională, modelele detaliate ale bombelor moderne nu sunt acoperite în literatura disponibilă publicului larg.

Unele modele conțin și (RTG), care folosesc plutoniu-238 ca sursă durabilă de energie electrică pentru a opera electronicele bombei.

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

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

În cultura populară

În realitate, efectul deșeurilor radioactive este descris de efectul radiațiilor ionizante asupra unei substanțe și depinde de compoziția acestora (ce elemente radioactive sunt incluse în compoziție). Deșeurile radioactive nu capătă noi proprietăți, nu devin mai periculoase pentru că sunt deșeuri. Pericolul lor mai mare se datorează doar faptului că compoziția lor este adesea foarte diversă (atât calitativ, cât și cantitativ) și uneori necunoscută, ceea ce complică evaluarea gradului de pericol al acestora, în special, a dozelor primite ca urmare a unui accident.

Vezi si

Note

Legături

• Siguranța în manipularea deșeurilor radioactive. Dispoziții generale. NP-058-04
• Radionuclizi cheie și procese de generare (link indisponibil)
• Centrul Belgian de Cercetare Nucleară - Activități (link indisponibil)
• Centrul Belgian de Cercetare Nucleară - Rapoarte Științifice (link indisponibil)
• Agenția Internațională pentru Energie Atomică - Programul Ciclului Combustibilului Nuclear și Tehnologia Deșeurilor (link indisponibil)
• (link indisponibil)
• Comisia de Reglementare Nucleară - Calculul generării de căldură a combustibilului uzat (link indisponibil)

Cunoscătorii apreciază șampania lui Fourier. Este obținut din struguri cultivați pe dealurile pitorești din Champagne. Este greu de crezut că la mai puțin de 10 km de faimoasele podgorii se află cel mai mare depozit de deșeuri radioactive. Sunt aduse din toată Franța, livrate din străinătate și îngropate pentru următoarele sute de ani. Casa lui Fourier continuă să facă şampanie excelentă, pajiştile înfloresc în jur, situaţia este controlată, curăţenia completă şi siguranţa sunt garantate pe şi în jurul şantierului. O astfel de gazon verde este scopul principal al construcției de depozite de deșeuri radioactive.

Roman Fishman

Indiferent ce ar spune unii oameni fierbinți, este sigur să spunem că Rusia nu este în pericol să devină o haldă radioactivă globală în viitorul apropiat. O lege federală adoptată în 2011 interzice în mod expres transportul acestor deșeuri peste graniță. Interdicția funcționează în ambele sensuri, cu singura excepție legată de returnarea surselor de radiații care au fost produse în țară și expediate în străinătate.

Dar chiar și cu legea în vigoare, există puține deșeuri cu adevărat înfricoșătoare în industria nucleară. Combustibilul nuclear uzat (SNF) conține cei mai activi și periculoși radionuclizi: elementele de combustibil și ansamblurile în care sunt plasate radiază chiar mai mult decât combustibilul nuclear proaspăt și continuă să elibereze căldură. Acesta nu este deșeu, ci o resursă valoroasă, conține o mulțime de uraniu-235 și 238, plutoniu și o serie de alți izotopi utili pentru medicină și știință. Toate acestea reprezintă mai mult de 95% din SNF și sunt recuperate cu succes la întreprinderile specializate - în Rusia, aceasta este în primul rând celebra Asociație de producție Mayak din regiunea Chelyabinsk, unde acum este introdusă a treia generație de tehnologii de reprocesare, ceea ce face posibilă să returneze 97% din SNF la muncă. În curând, producția, exploatarea și prelucrarea combustibilului nuclear vor fi închise într-un singur ciclu care nu produce practic substanțe periculoase.

Cu toate acestea, chiar și fără SNF, volumele de deșeuri radioactive se vor ridica la mii de tone pe an. La urma urmelor reguli sanitare ele cer să includă aici tot ceea ce emite peste un anumit nivel sau conține mai mult decât cantitatea prescrisă de radionuclizi. Aproape orice obiect care a fost în contact cu radiațiile ionizante pentru un timp suficient de lung se încadrează în acest grup. Piese de macarale și mașini care au lucrat cu minereu și combustibil, filtre de aer și apă, fire și echipamente, containere goale și doar salopete care și-au servit timpul și nu mai au valoare. AIEA (Agenția Internațională pentru Energie Atomică) împarte deșeurile radioactive (RW) în lichide și solide, de mai multe categorii, de la nivel foarte scăzut la nivel ridicat. Și fiecare are propriul set de cerințe.

Clasificarea RW

Clasa 1	Clasa 2	Clasa 3	Clasa 4	Clasa 5	Clasa 6
Solid				Lichid
materiale Echipamente Produse LRW solidificat HLW cu degajare mare de căldură	materiale Echipamente Produse LRW solidificat HLW cu generare scăzută de căldură SAO longeviv	materiale Echipamente Produse LRW solidificat SAO de scurtă durată AEE longevivă	materiale Echipamente Produse obiecte biologice LRW solidificat AEE de scurtă durată VLLW longevivă	Lichide organice și anorganice SAO de scurtă durată AEE longevivă	RW generată în timpul exploatării și prelucrării minereurilor de uraniu, a materiilor prime minerale și organice cu un conținut ridicat de radionuclizi naturali
	Izolarea finală la locurile de eliminare adânci cu pre-expunere	Izolarea finală la locurile de înmormântare adânci la adâncimi de până la 100 m	Izolarea finală la nivelul solului în apropierea locurilor de depozitare la suprafață	Izolarea finală a depozitelor existente la adâncime	Izolarea finală la locurile de depozitare din apropierea suprafeței

Rece: reciclare

Cele mai mari greșeli de mediu asociate cu industria nucleară au fost făcute în primii ani ai industriei. Încă nu și-au imaginat toate consecințele, superputerile de la mijlocul secolului al XX-lea s-au grăbit să treacă înaintea concurenților lor, să stăpânească mai pe deplin puterea atomului și nu au acordat atenție gestionării deșeurilor. atentie speciala. Cu toate acestea, rezultatele unei astfel de politici au devenit evidente destul de curând și deja în 1957 URSS a adoptat o rezoluție „Cu privire la măsurile de asigurare a siguranței în timpul lucrului cu substanțe radioactive”, iar un an mai târziu au fost deschise primele întreprinderi pentru prelucrarea și depozitarea acestora.

Unele dintre întreprinderi funcționează încă, deja în structurile Rosatom, iar una își păstrează vechiul nume „de serie” - „Radon”. O duzină și jumătate de întreprinderi au fost trecute în conducerea unei firme specializate, RosRAO. Împreună cu Asociația de Producție Mayak, Combinatul Minier și Chimic și alte întreprinderi ale Rosatom, aceștia sunt autorizați să manipuleze deșeuri radioactive de diferite categorii. Cu toate acestea, nu numai oamenii de știință nucleari recurg la serviciile lor: substanțele radioactive sunt utilizate pentru o varietate de sarcini, de la tratamentul cancerului și cercetarea biochimică până la producerea de generatoare termoelectrice radioizotopi (RTG). Și toți, după ce și-au împlinit pe al lor, se transformă în deșeuri.

Cele mai multe dintre ele au activitate scăzută - și, desigur, în timp, pe măsură ce izotopii de scurtă durată se descompun, devin mai siguri. Astfel de deșeuri sunt de obicei trimise la depozitele pregătite pentru depozitare timp de zeci sau sute de ani. Sunt preprocesate: ceea ce poate arde se arde în cuptoare, curățând fumul cu un sistem complex de filtre. Cenușa, pulberile și alte componente libere sunt cimentate sau turnate cu sticlă borosilicată topită. Deșeurile lichide de volume moderate se filtrează și se concentrează prin evaporare, extragându-se radionuclizi din aceștia cu adsorbanți. Cele tari sunt zdrobite în prese. Totul este pus în butoaie de 100 sau 200 de litri și din nou presat, pus în recipiente și din nou cimentat. „Totul este foarte strict aici”, ne-a spus Serghei Nikolaevici Brykin, director general adjunct al RusRAO. „Tot ceea ce nu este permis de licențe este interzis în manipularea deșeurilor radioactive.”

Pentru transportul și depozitarea deșeurilor radioactive se folosesc containere speciale: în funcție de activitatea și tipul de radiație, acestea pot fi din beton armat, oțel, plumb sau chiar polietilenă îmbogățită cu bor. Prelucrarea și ambalarea încearcă să se facă la fața locului folosind complexe mobile pentru a reduce dificultățile și riscurile de transport, parțial cu ajutorul tehnologiei robotizate. Rutele de transport sunt gândite și convenite în prealabil. Fiecare container are propriul său identificator, iar soarta lor este urmărită până la capăt.

Centru de condiționare și depozitare RW în Golful Andreeva de pe mal Marea Barents lucrări la locul fostei baze tehnice a Flotei de Nord.

Încălzitor: depozitare

RITEG-urile, pe care le-am menționat mai sus, nu sunt aproape niciodată folosite pe Pământ astăzi. Odată au furnizat putere pentru monitorizarea automată și punctele de navigare în locuri îndepărtate și greu accesibile. Cu toate acestea, numeroase incidente de scurgeri de izotopi radioactivi în mediu inconjurator iar furtul banal de metale neferoase i-a forțat să renunțe la utilizarea lor oriunde, în afară de nave spațiale. În URSS, au reușit să producă și să asambleze mai mult de o mie de RTG-uri, care au fost demontate și continuă să fie eliminate.

O problemă și mai mare este moștenirea Războiului Rece: de-a lungul deceniilor, doar aproape 270 de submarine nucleare au fost construite, iar astăzi mai puțin de cincizeci rămân în serviciu, restul sunt eliminate sau așteaptă această procedură complexă și costisitoare. În același timp, combustibilul uzat este descărcat, iar compartimentul reactorului și două învecinate sunt decupate. Echipamentele sunt demontate de pe acestea, sigilate suplimentar și lăsate să fie depozitate pe linia de plutire. Acest lucru s-a făcut de ani de zile și până la începutul anilor 2000 în Arctica Rusă și în Orientul îndepărtat aproximativ 180 de „plutitoare” radioactive au ruginit. Problema a fost atât de acută încât a fost discutată la o întâlnire a liderilor țărilor G8, care au convenit asupra cooperare internationalaîn curățarea litoralului.

Ponton de andocare pentru operațiuni cu blocuri de compartiment reactor (85 x 31,2 x 29 m). Capacitate de transport: 3500 t; pescaj de remorcare: 7,7 m; viteza de remorcare: pana la 6 noduri (11 km/h); durata de viață: cel puțin 50 de ani. Constructor: Fincantieri. Operator: Rosatom. Locație: Saida Guba în Golful Kola, proiectat pentru a stoca 120 de compartimente reactoare.

Astăzi, blocurile sunt ridicate din apă și curățate, compartimentele reactoarelor sunt decupate și li se aplică un strat anticoroziv. Pachetele prelucrate sunt instalate pentru depozitare în siguranță pe termen lung pe șantiere din beton pregătit. La complexul recent lansat din Saida Guba din regiunea Murmansk a fost chiar demolat în acest scop un deal, a cărui bază stâncoasă a asigurat un suport de încredere pentru depozitare, proiectată pentru 120 de compartimente. Aliniate la rând, reactoarele vopsite groase seamănă cu o fabrică îngrijită sau cu un depozit de echipamente industriale, care este monitorizat de un proprietar atent.

Un astfel de rezultat al lichidării obiectelor cu radiații periculoase este numit „gazon maro” în limbajul oamenilor de știință nucleari și este considerat complet sigur, deși nu foarte estetic în aparență. Ținta ideală a manipulărilor lor este un „gazon verde”, asemănător cu cel care se întinde peste instalația de depozitare CSA (Centre de stockage de l’Aube) franceză deja cunoscută. O acoperire impermeabilă și un strat gros de gazon special selectat transformă acoperișul unui buncăr îngropat într-o poiană în care vrei să te întinzi, mai ales că este permis. Numai cele mai periculoase deșeuri radioactive sunt destinate nu „peluzei”, ci întunericul sumbru al depozitării finale.

Fierbinte: Înmormântare

Deșeurile radioactive de nivel înalt, inclusiv deșeurile de procesare SNF, au nevoie de izolare fiabilă timp de zeci și sute de mii de ani. Trimiterea deșeurilor în spațiu este prea costisitoare, periculoasă pentru accidente de lansare, iar aruncarea lor în ocean sau în crăpăturile scoarței terestre este plină de consecințe imprevizibile. În primii ani sau decenii, ele pot fi încă păstrate în bazinele depozitelor supraterane „umede”, dar apoi va trebui să se facă ceva cu ele. De exemplu, pentru a se transfera într-un loc uscat mai sigur și mai durabil și pentru a garanta fiabilitatea acestuia timp de sute și mii de ani.

„Principala problemă a depozitării uscate este transferul de căldură”, explică Sergey Brykin. - Dacă nu mediu acvatic, deșeurile de activitate înaltă sunt încălzite, ceea ce necesită soluții de inginerie speciale.” În Rusia, o astfel de unitate de depozitare supraterană centralizată, cu un sistem pasiv de răcire cu aer bine gândit, funcționează la combinatul minier și chimic de lângă Krasnoyarsk. Dar aceasta este doar o jumătate de măsură: un depozit cu adevărat de încredere ar trebui să fie sub pământ. Apoi va fi protejat nu doar de sistemele inginerești, ci și de condițiile geologice, sute de metri de rocă sau argilă imobilă și de preferință impermeabilă.

O astfel de instalație subterană de depozitare uscată este utilizată din 2015 și continuă să fie construită în Finlanda în paralel. În Onkalo, deșeurile radioactive foarte active și combustibilul uzat vor fi închise într-o rocă de granit la o adâncime de aproximativ 440 m, în recipiente de cupru, izolate suplimentar cu argilă bentonită și pentru o perioadă de cel puțin 100 de mii de ani. În 2017, inginerii suedezi de la SKB au anunțat că vor adopta această metodă și vor construi propriul depozit „etern” lângă Forsmark. Dezbaterea continuă în SUA cu privire la construcția unui depozit Yucca Mountain în deșertul Nevada, care se va extinde pe sute de metri într-un lanț muntos vulcanic. Nebunia generală pentru depozitarea subterană poate fi văzută din cealaltă parte: o astfel de înmormântare de încredere și sigură poate fi o afacere bună.

Taryn Simon, 2015-3015. Sticla, deseuri radioactive. Vitrificarea deșeurilor radioactive le etanșează într-o substanță solidă inertă timp de milenii. Artista americană Taryn Simon a folosit această tehnologie în lucrarea ei dedicată centenarului Pieței Negre a lui Malevich. Cubul de sticlă neagră cu deșeuri radioactive vitrificate a fost creat în 2015 pentru Muzeul Garajului din Moscova și de atunci a fost depozitat la uzina Radon din Sergiev Posad. Acesta va intra în muzeu peste aproximativ o mie de ani, când în sfârșit va fi sigur pentru public.

Din Siberia până în Australia

În primul rând, în viitor, tehnologiile pot necesita noi izotopi rari, care sunt abundenți în SNF. Pot exista și metode pentru extracția lor sigură și ieftină. În al doilea rând, multe țări sunt gata să plătească pentru eliminarea deșeurilor de activitate înaltă chiar acum. Rusia, pe de altă parte, nu are unde să meargă: o industrie nucleară foarte dezvoltată are nevoie de un depozit „etern” modern pentru astfel de deșeuri radioactive periculoase. Prin urmare, la mijlocul anilor 2020, un laborator de cercetare subteran ar trebui să înceapă să funcționeze lângă Combinatul Minier și Chimic.

Trei puțuri verticale vor intra în roca de gneis, care este slab permeabilă la radionuclizi, iar la o adâncime de 500 m se va dota un laborator, unde vor fi amplasate canistre cu simulatoare încălzite electric de pachete de deșeuri radioactive. În viitor, deșeurile de activitate medie și înaltă compactate, plasate în pachete speciale și canistre de oțel, vor fi plasate în containere și cimentate cu un amestec pe bază de bentonită. Între timp, aici sunt planificate aproximativ o sută și jumătate de experimente și abia după 15-20 de ani de testare și validare a siguranței, laboratorul va fi transformat într-o unitate de depozitare uscată pe termen lung a deșeurilor radioactive de clasa I și II. - într-o zonă slab populată a Siberiei.

Populația țării este un aspect important al tuturor acestor proiecte. Oamenii rareori salută crearea de locuri de depozitare a deșeurilor radioactive la câțiva kilometri de Propia casă, iar în Europa sau Asia dens populată nu este ușor să găsești un loc de construit. Prin urmare, ei încearcă în mod activ să intereseze țări atât de slab populate precum Rusia sau Finlanda. Recent, Australia li sa alăturat cu bogatele sale mine de uraniu. Potrivit lui Serghei Brykin, țara a înaintat o propunere de a construi un depozit internațional pe teritoriul său sub auspiciile AIEA. Autoritățile se așteaptă ca acest lucru să aducă bani suplimentari și noi tehnologii. Dar atunci Rusia cu siguranță nu este în pericol să devină o haldă radioactivă globală.

Articolul „Green lawn over the atomic burial ground” a fost publicat în revista Popular Mechanics (nr. 3, martie 2018).

Existența organismelor vii pe pământ (oameni, păsări, animale, plante) depinde în mare măsură de modul în care mediul în care trăiesc este protejat de poluare. În fiecare an, omenirea acumulează o cantitate imensă de gunoi, iar acest lucru duce la faptul că deșeurile radioactive devin o amenințare pentru întreaga lume, dacă nu sunt distruse.

Acum există deja multe țări în care problemei poluării mediului, ale cărei surse sunt deșeurile menajere și industriale, i se acordă o atenție specială:

• separați deșeurile menajere și apoi aplicați metode pentru prelucrarea lor în siguranță;
• construirea de stații de eliminare a deșeurilor;
• să formeze locuri special echipate pentru eliminarea substanțelor periculoase;
• crearea de noi tehnologii pentru prelucrarea materiilor prime secundare.

Țări precum Japonia, Suedia, Olanda și alte state la problemele eliminării și eliminării deșeurilor radioactive deșeuri menajere sunt luate în serios.

Rezultatul unei atitudini iresponsabile este formarea de gropi de gunoi gigantice, unde deșeurile se descompun, transformându-se în munți de gunoi toxic.

Când au fost deșeurile

Odată cu apariția omului, deșeurile au apărut pe Pământ. Dar dacă vechii locuitori nu știau ce sunt becurile, sticla, polietilena și alte realizări moderne, acum laboratoarele științifice lucrează la problema distrugerii deșeurilor chimice, unde sunt implicați oameni de știință talentați. Încă nu este complet clar ce așteaptă lumea peste sute, mii de ani, dacă se acumulează deșeuri.

Primele invenții casnice au apărut odată cu dezvoltarea producției de sticlă. La început, a fost produs puțin și nimeni nu s-a gândit la problema generării deșeurilor. Industria, ținând pasul cu realizările științifice, a început să se dezvolte activ să începutul XIX secol. Fabricile care foloseau utilaje au crescut rapid. În atmosferă au fost aruncate tone de cărbune procesat, care a poluat atmosfera din cauza formării fumului acru. Acum, giganții industriali „hrănesc” râurile, mările și lacurile cu o cantitate imensă de emisii toxice, izvoare naturale devin involuntar locuri de înmormântare.

Clasificare

În Rusia funcționează Legea federală Nr.190 din 11 iulie 2011, care reflectă principalele Reglementări privind colectarea și gestionarea deșeurilor radioactive. Principalele criterii de evaluare după care sunt clasificate deșeurile radioactive sunt:

• De unică folosință - deșeuri radioactive care nu depășesc riscurile expunerii la radiații și costurile de scoatere din depozit cu îngropare sau manipulare ulterioară.
• speciale - deșeuri radioactive care depășesc riscurile expunerii la radiații și costurile ulterioare ale eliminării sau recuperării.

Sursele de radiații sunt periculoase datorită efectului lor dăunător asupra corpului uman și, prin urmare, necesitatea localizării mineritului activ este extrem de importantă. Centralele nucleare nu produc aproape deloc gaze cu efect de seră, dar au o altă problemă dificilă. Rezervoarele sunt umplute cu combustibil uzat, rămân radioactive mult timp, iar cantitatea acestuia crește constant. În anii 1950, au fost făcute primele încercări de cercetare pentru a rezolva problema deșeurilor radioactive. Au existat propuneri de a le trimite în spațiu, de a le depozita pe fundul oceanului și în alte locuri greu accesibile.

Există diferite planuri de depozitare, dar deciziile de utilizare a terenului sunt contestate organizatii publiceși ecologisti. Laboratoarele științifice de stat lucrează la problema distrugerii celor mai periculoase deșeuri aproape de la apariția fizicii nucleare.

Dacă va avea succes, acest lucru va reduce generarea de deșeuri radioactive din centralele nucleare cu până la 90 la sută.

Ceea ce se întâmplă în centralele nucleare este că tija de combustibil cu oxid de uraniu este într-un cilindru de oțel inoxidabil. Este plasat într-un reactor, uraniul se descompune, eliberează energie termică, care antrenează o turbină și produce energie electrică. Dar după ce doar 5% din uraniu a suferit degradare radioactivă, întreaga tijă devine contaminată cu alte elemente și trebuie eliminată.

Se pare că așa-numitul combustibil radioactiv uzat. Nu mai este potrivit pentru generarea de energie electrică și devine un deșeu. Substanța conține impurități de plutoniu, americiu, ceriu și alte produse secundare ale dezintegrarii nucleare - acesta este un „cocktail” radioactiv periculos. Oamenii de știință americani efectuează experimente folosind aparate speciale pentru a finaliza în mod artificial ciclul dezintegrarii nucleare.

Eliminarea deșeurilor

Instalatiile in care sunt depozitate deseurile radioactive nu sunt marcate pe harti, nu exista semne de identificare pe drumuri, perimetrul este atent pazit. Totodată, este interzis să arăți nimănui sistemul de securitate. Zeci de astfel de obiecte sunt împrăștiate pe teritoriul Rusiei. Aici se construiesc spații de depozitare a deșeurilor radioactive. Una dintre aceste asociații procesează combustibil nuclear. Substanțele utile sunt separate de deșeurile active. Sunt eliminate, componente valoroase sunt din nou vândute.

Cerințele cumpărătorului străin sunt simple: el ia combustibilul, îl folosește și returnează deșeurile radioactive înapoi. Aceștia sunt duși la fabrică pe calea ferată, roboții sunt angajați în încărcare și este periculos pentru o persoană să se apropie de aceste containere. Containerele sigilate, durabile sunt instalate în vagoane speciale. Un vagon mare este răsturnat, containerele cu combustibil sunt stivuite cu mașini speciale, apoi este returnat pe șine și trimis de la centrala nucleară la punctul întreprinderii cu trenuri speciale cu servicii feroviare alertate, Ministerul Afacerilor Interne.

În 2002, au avut loc demonstrații ale „verzilor”, aceștia au protestat împotriva importului de deșeuri nucleare în țară. Oamenii de știință nucleari ruși cred că sunt provocați de concurenți străini.

Fabricile specializate procesează deșeuri de activitate medie și scăzută. Sursele sunt tot ceea ce înconjoară oamenii în viața de zi cu zi: părți iradiate ale dispozitivelor medicale, părți ale echipamentelor electronice și alte dispozitive. Aceștia sunt aduși în containere pe vehicule speciale care livrează deșeuri radioactive pe drumurile obișnuite, însoțiți de poliție. În exterior, ele diferă de camionul de gunoi standard doar prin culoare. La intrare este un punct de control sanitar. Aici toată lumea trebuie să se schimbe hainele, încălțămintea.

Abia atunci poți accesa la locul de muncă unde este interzis să mănânci, să bei alcool, să fumezi, să folosești produse cosmetice și să fii fără salopetă.

Pentru angajații unor astfel de întreprinderi specifice, aceasta este o muncă obișnuită. Există o singură diferență: dacă pe panoul de control se aprinde brusc o lumină roșie, trebuie să fugi imediat: sursele de radiații nu pot fi văzute sau simțite. Dispozitivele de control sunt instalate în toate încăperile. Când totul este în ordine, lampa verde este aprinsă. Zonele de lucru sunt împărțite în 3 clase.

1 clasa

Aici se procesează deșeurile. În cuptor, deșeurile radioactive sunt transformate în sticlă. Este interzisă intrarea oamenilor în astfel de spații - este mortal. Toate procesele sunt automatizate. Puteți intra doar în caz de accident în echipament special de protecție:

• mască de gaz izolatoare (protecție specială cu plumb care absoarbe radiațiile radioactive, scuturi pentru protejarea ochilor);
• tinuta speciala;
• mijloace la distanță: sonde, prinderi, manipulatoare speciale;

Lucrând în astfel de întreprinderi și respectând măsuri de precauție impecabile, oamenii nu sunt expuși pericolului expunerii la radiații.

Clasa 2

De aici, operatorul controlează cuptoarele, pe monitor vede tot ce se întâmplă în ele. A doua clasă include și încăperi în care se lucrează cu containere. Acestea conțin deșeuri de activitate diferită. Există trei reguli de bază aici: „stați mai departe”, „lucrați mai repede”, „nu uitați de protecție”!

Nu poți ridica un container de deșeuri cu mâinile goale. Există riscul de expunere gravă. Respiratoarele și mănușile de lucru se poartă o singură dată, când sunt îndepărtate, devin și deșeuri radioactive. Sunt arse, cenușa este decontaminată. Fiecare lucrător poartă întotdeauna un dozimetru individual, care arată câte radiații sunt colectate în timpul schimbului de lucru și doza totală, dacă depășește norma, atunci persoana este transferată la locul de muncă în siguranță.

clasa a 3-a

Include coridoare și puțuri de ventilație. Lucrează aici sistem puternic condiționare. La fiecare 5 minute aerul este complet înlocuit. O instalație de procesare a deșeurilor radioactive este mai curată decât bucătăria unei gospodine bune. După fiecare transport, mașinile sunt udate cu o soluție specială. Câțiva oameni lucrează în cizme de cauciuc cu un furtun în mână, dar procesele sunt automatizate pentru a le face mai puțin intensive în muncă.

De 2 ori pe zi, zona atelierului este spălată cu apă și praf de spălat obișnuit, podeaua este acoperită cu compus din plastic, colțurile sunt rotunjite, cusăturile sunt bine sigilate, nu există plinte și locuri greu accesibile care nu pot fi accesibile. spalat bine. După curățare, apa devine radioactivă, curge în găuri speciale și este colectată prin conducte într-un container imens subteran. Deșeurile lichide sunt filtrate cu atenție. Apa este purificată pentru a putea fi băută.

Deșeurile radioactive sunt ascunse „sub șapte lacăte”. Adâncimea buncărelor este de obicei de 7-8 metri, pereții sunt din beton armat, în timp ce depozitul este umplut, deasupra acestuia este instalat un hangar metalic. Containerele cu grad ridicat de protecție sunt folosite pentru depozitarea deșeurilor foarte periculoase. În interiorul unui astfel de container se află plumb, are doar 12 găuri mici de dimensiunea unui cartuș de armă. Deșeurile mai puțin periculoase sunt plasate în containere uriașe din beton armat. Toate acestea sunt coborâte în mine și închise cu o trapă.

Aceste containere pot fi ulterior îndepărtate și trimise pentru prelucrare ulterioară pentru a elimina în final deșeurile radioactive.

Bolile umplute sunt acoperite cu un fel special de lut, în cazul unui cutremur, aceasta va lipi fisurile între ele. Depozitul este acoperit cu plăci de beton armat, cimentate, asfaltate și acoperite cu pământ. După aceea, deșeurile radioactive nu reprezintă un pericol. Unele dintre ele se descompun în elemente inofensive abia după 100-200 de ani. Pe hărțile secrete, unde sunt indicate bolțile, există o ștampilă de semnătură „a păstra pentru totdeauna”!

Gropile de gunoi în care sunt îngropate deșeurile radioactive sunt situate la o distanță considerabilă de orașe, orașe și corpuri de apă. Energia nucleară și programele militare sunt probleme care preocupă întreaga comunitate mondială. Ele constau nu numai în protejarea unei persoane de influența surselor de generare a deșeurilor radioactive, ci și protejarea cu atenție de teroriști. Este posibil ca gropile de gunoi în care sunt depozitate deșeurile radioactive să devină ținte pentru conflicte militare.