Какие первые ассоциации возникают у вас, когда вы слышите «хранилище радиоактивных отходов»? Уверен, кто-то сразу представляет глубокую яму, в которую сваливают без разбора требуху из ядерного реактора и списанные боеголовки.
Или ангар с бесконечными рядами жёлтых бочек с характерным значком радиации на боку, из которых постоянно что-то вытекает и просачивается в землю. И это не случайно — нужно «сказать спасибо» американским боевикам 90-х, которые привили этот устойчивый образ. Но в жизни всё совсем не так.
Хранение радиоактивных отходов — задача, которую совместно решают учёные и инженеры разных стран, несмотря на политические ситуации и экономические санкции. О том, как это делают у нас в России, я и хочу рассказать.
Откуда берутся радиоактивные отходы?
За более чем полувековую историю атомной отрасли в России накопилось большое количество радиоактивных отходов.
Это химическая посуда из лабораторий, отслужившие свой срок приборы, строительный мусор, фильтры удерживающих выбросы установок — всё, что уже не подлежит переработке и повторному использованию.
Чего греха таить, опасного мусора хватит на тысячи, а то и миллионы лет — именно такой период полураспада у отдельных изотопов и радиоактивных элементов периодической системы Менделеева.
И никуда от этих отходов нам не деться — в обозримом будущем серьёзной альтернативы атомной энергетике не ожидается, а о безотходном термоядерном реакторе пока можно только мечтать. А на отказавшуюся от мирного атома Германию всегда найдётся какая-нибудь Франция или Бельгия, которая эту атомную энергию в ту же Германию будет поставлять.
До определённой поры этими отходами занималось каждое предприятие в отдельности, которое их и производило. Худо-бедно удавалось как-то всё это консервировать, закачивая на полуторакилометровую глубину под землю жидкие отходы или складируя во временных хранилищах твёрдые.
Здесь ключевое слово «временных». Это значит, что проблема изоляции материалов, представляющих большую опасность для всего живого, решалась только на ближайшие 50-70 лет.
А потом само хранилище становилось опасными отходами, которые нужно было как-то изолировать вместе с тем, что в нём находилось раньше. И так по кругу. Понятно, что это не могло продолжаться вечно.
Остро встал вопрос о создании надёжных хранилищ, рассчитанных на сотни и тысячи лет. И решить его нужно было так, чтобы решение не стало большой головной болью для следующих поколений.
Как хранят радиоактивные отходы?
В 2011 году в России появилось специализированное предприятие, которое только и занимается захоронением радиоактивных отходов (давайте сократим до РАО) — «Национальный оператор по обращению с РАО», или коротко «НО РАО». Сегодня это единственная организация, которая уполномочена спасать и охранять нас от тонн РАО.
«НО РАО» не стартовал свою деятельность с чистого листа — ему досталось советское ядерное наследие в виде многочисленных временных хранилищ при химических комбинатах, АЭС и НИИ, вроде нашего, Димитровградского.
Отсюда и появилось два основных направления работ оператора: поддерживать в надлежащем порядке существовавшие до появления «НО РАО» пункты глубинной геологической изоляции жидких РАО и строить более надёжные новые пункты финальной изоляции твёрдых РАО.
«НО РАО» состоит из нескольких филиалов, разбросанных по всей стране:
- «Димитровградский» в г. Димитровград Ульяновской области,
- «Железногорский» в г. Железногорск Красноярского края,
- «Северский» в г. Северск Томской области,
- Отделение «Новоуральское» филиала «Северский» в г. Новоуральск Свердловской области,
- «Озёрский» в г. Озёрск Челябинской области.
Как вы уже наверное поняли, в этих городах либо уже существуют старые, либо строятся новые хранилища РАО. К примеру, в Димитровграде, при НИИАР, где делают самый дорогой металл в мире Калифорний и лечат людей от сложных форм рака, уже давно изолируют отходы производства на своей территории.
Делается это закачкой жидких РАО в две скважины, глубиной в 1380 и 1250 метров каждая. Глубина подобрана таким образом, чтобы опасная жидкость находилась между двумя водоносными горизонтами и ни в коем случае не попала ни в один из них.
К сожалению, это не самый идеальный вариант надёжно спрятать продукты жизнедеятельности ядерного реактора, но на период 60-х годов иного придумать не смогли. Правда, были предложения по выпариванию воды из этой массы, дабы перевести отходы из опасной категории жидких в менее опасную твёрдых, но пока всё остаётся так, как есть.
«НО РАО» постоянно мониторит параметры окружающей среды и никаких отклонений, судя по ежегодным отчётам, не выявляет — отходы находятся там, где и должны находиться.
Если с советским наследием пока ничего не получается сделать, то текущие отходы уже можно и нужно изолировать по современным стандартам, используя международный опыт.
Хотя неужели вы думаете, что за границей как-то иначе хоронили свои РАО? До какой-то поры даже в Европе, не говоря уж об американцах, отходы просто отвозили подальше от берега и сбрасывали бочками в море.
Океан таит в себе более страшную угрозу, нежели острова пластикового мусора и полиэтиленовых пакетиков….
Делали так, потому что считали, что лучший способ избавиться от радиоактивных веществ — распылить их в окружающей среде, а она уже сама с ними разберётся. Но вышло совсем иначе.
Выяснилось, что радионуклиды обладают способностью скапливаться в одном месте — в биологических тканях животных и растений. Стало ясно, что вернуть природе изотопы Стронция и Цезия просто так не получится. Придётся подождать, пока они распадутся на более безопасные вещества.
А ждать нужно долго. И не просто ждать, а еще и контролировать, чтобы радиоактивные изотопы не попали случайно в окружающую среду.
Если с высокоактивными веществами всё понятно — их надо прятать глубоко и надолго, то с низкоактивными можно поступить проще — оставить их у самой поверхности земли в специальных бункерах, потому что так проще контролировать. Эти пункты финальной изоляции РАО назвали приповерхностными. Они рассчитаны на 10 000 лет безопасного хранения отходов на весь период их потенциальной опасности.
Такой современный пункт уже работает в одном из филиалов «НО РАО» — в закрытом городе Новоуральске, куда не попасть простому смертному. Но для меня сделали исключение — я побывал там и своими глазами увидел, как устроено приповерхностное хранилище РАО.
Какие бывают радиоактивные отходы?
Тут нужно сделать небольшое лирическое отступление и рассказать о классах радиоактивных отходов. Их всего 6:
Отходы 1-го и 2-го классов самые опасные, но их меньше всего по количеству. Это высокоактивные РАО, период полураспада которых измеряется сотнями тысяч лет. По нормам МАГАТЭ, изолировать такие отходы можно только в глубинных хранилищах.
РАО 3 и 4 класса — это низко и очень низко активные отходы: ветошь, приборы, одежда, загрязненные радиоактивными веществами перчатки, строительный мусор и так далее. Как раз их и можно изолировать в приповерхностных хранилищах, до ста метров глубиной.
Класс 5 — жидкие радиоактивные отходы.Класс 6 — отвалы горнорудной промышленности с повышенным радиационным фоном.
Отходы последних двух классов допускается хранить в пунктах временного хранения.
Итак, если с классами всё понятно, то уже вырисовывается более-менее полная картина: в неглубоких бункерах хранят только среднеактивные короткоживущие и низкоактивные отходы 3 и 4 классов. Нельзя сказать, что они совсем не опасны — еще как опасны! Но только в том случае, если вы потрогаете их руками или полижите языком.
Основная опасность, исходящая от подобных отходов — альфа- и бета-частицы, которые способны нарушить работу ваших клеток. Но для этого им нужно попасть внутрь организма. На расстоянии альфа- и бета-излучение не представляет никакой опасности.
Дело в том, что свободный пролёт бета-частицы (электрон или позитрон) в воздухе ограничен всего несколькими метрами, а альфа-частицы и того меньше — несколько сантиметров. Она не способна даже пробить верхний слой кожи.
Поэтому вы можете спокойно подойти к открытому контейнеру с радиоактивным мусором на расстояние до 20 метров и вам ничего не будет. Серьёзные проблемы начнутся только после того, как источники этих частиц попадут с водой или пылью вам в лёгкие или желудок.
В герметичных контейнерах низкоактивные отходы вообще себя никак не проявляют. Понятно, что со временем оболочка всё равно разрушится под действием частиц, но в этом случае на их пути встанут толстые стены бункера, а затем и многометровые толщи специального наполнителя, глины и горной породы.
Как устроено приповерхностное хранилище отходов?
Новоуральск не случайно был выбран для строительства новой площадки. С 1945 года здесь работает Уральский электрохимический комбинат (АО «УЭХК»), который производит обогащённый гексафторид урана для атомных электростанций.
За десятилетия работы комбината скопилось большое количество РАО, которые были захоронены в 4 километрах от города. «НО РАО» создал на базе этого хранилища новое, значительно расширив его.
В 2016 году пункт принял первую партию отходов 3 и 4 классов от электрохимического комбината.
На примере нового строящегося пункта финальной изоляции РАО в Новоуральске можно понять, как выглядит хранилище. Строить его начинают с инженерно-геологических изысканий.
Нужно детально изучить особенности строения грунта на месте будущего объекта, чтобы никуда и ничего не уползло и не протекло со временем. Пласты должны быть очень устойчивыми и не сдвигаться в результате землетрясений.
В Новоуральске хранилище строят в скальном массиве, взрывами расчищая необходимую площадку.
Со всех сторон бетонный бункер будет защищён толстым горным массивом — ни одна бета не должна вылететь наружу. Порода массива — габбро-диорит — высочайшей прочности камень.
На этой схеме видно, что представляет из себя приповерхностное хранилище РАО:
На втором этапе в получившемся котловане заливают прочное основание, которое не даст радионуклидам просочиться сквозь пол. После этого его покрывают слоем специальной глины, которая способна сдерживать распространение радиоактивных веществ на протяжении тысяч лет.
Далее, на этой подушке начинают возводить бетонные пол и стены бункера, толщиной 70 см. Бетон, как и глина, тоже особой марки, рассчитанный минимум на 100 лет работы.
Глубина пункта финальной изоляции — 7 метров. Это практически двухэтажный дом, закопанный под землю.
Когда стены «дома» будут готовы, строители приступят к следующему этапу — заполнению пространства между бетоном и скальной породой глиной. Толщина этого «глиняного замка» будет равна примерно 2 метрам.
После этого хранилище начнёт свою работу, и его будут постепенно загружать контейнерами с РАО. Слой за слоем внутри выстроятся металлические и бетонные кубы, в которых будет запечатан уже никому не нужный мирный атом.
Когда хранилище полностью заполнится, его закроют. Поверх него положат еще один слой глины и почвы, которая будет засеяна травой. Внешне это будет выглядеть как зелёный холм.
Примеры уже есть во Франции, где подобные хранилища располагаются в нескольких сотнях метров от сельскохозяйственных полей.
Рядом с каждым участком хранилища, который называются «картой», предусмотрены специальные скважины. В них опускаются измерительные приборы, позволяющие контролировать целостность хранилищ и фиксировать утечки радиации в почву, если таковые имеются.
Как загружают хранилище радиоактивных отходов?
Теперь, когда вы знаете, как устроено хранилище, давайте посмотрим, как оно наполняется.
«НО РАО» не занимается транспортировкой отходов от предприятия до своего хранилища — это делает специальная транспортная организация. Грузовик к с контейнерами заезжает на территорию хранилища, где его встречают сотрудники ФГУП «РосРАО». Они тщательно замеряют фон вокруг него, чтобы убедиться, что герметичность не нарушена и с грузом можно работать.
Радиоактивный фон на площадке рядом с контейнерами не должен превышать естественного. Прибор, выданный мне при входе на территорию, показал всего 0,05 мкЗв/ч, при норме в 0,1-0,16 мкЗв/ч. При ненарушенной целостности контейнер с РАО не представляет вообще никакой опасности. Видите серую коробочку на фоне? Это как раз он, свеженький — приготовили к загрузке в хранилище.
Всё в порядке, можно разгружать.
Наверняка вам интересно, что там внутри. В левом, судя по надписи мелом, строительный мусор. А в правом — что-то металлическое. Возможно, корпуса каких—то приборов или конструкций. Обломки ракеты, взорвавшейся недавно в Северодвинске, наверняка поедут в таком же контейнере в одно их хранилищ на территории России.
Толщина стенок такого контейнера составляет 12 см. Внутри него стоят четыре 200-литровые металлические бочки, в которых и находятся сами отходы.
Считаете, сколько слоёв защиты?
- Стенки бочек, 1-2 мм,
- Стенки контейнера, 12 см,
- Стенки бетонного бункера, 70 см,
- Слой глины, 2 м,
- Слой почвы, 50 см.
Итого, почти 3,5 метра комбинированной преграды из бетона, металла и глины.
Контейнеры по одному достают из фургона мощным автопогрузчиком.
И везут на площадку загрузки в хранилище.
Но прежде, чем он попадёт внутрь, его тщательно просканируют на следы утечек радиации. Только после этого руководитель полигона принимает контейнер на вечное хранение.
Специальный козловой кран поднимает контейнер.
Обратите внимание на внутреннее убранство кабины крана — у женщин везде уют и порядок.
Кран опускает контейнер вниз…
Туда, где уже стоят сотни таких же контейнеров.
Подобное хранилище, как в Новоуральске, рассчитано на 20 тыс. кубометров РАО 3 и 4 классов.
Сколько стоит хранить радиоактивные отходы?
Конечно, «НО РАО» делает всё это не бесплатно. Оставить один такой контейнер с отходами в хранилище стоит немалых денег. Ведь речь идёт не только о разовой процедуре погрузки/выгрузки, а о постоянном мониторинге на протяжении всех последующих лет.
На сайте «НО РАО» можно найти открытый прайс на этот вид услуг с 2018 по 2022 годы:
К примеру, в следующем году похоронить кубометр РАО 3-го класса будет стоить 157 тыс рублей. Кубометр — это примерно один такой синий контейнер. А вот за закачку под землю кубометра жидкой высокоактивной бяки с предприятия возьмут уже почти 1,5 млн. рублей.
А что дальше?
В Димитровграде, несмотря на слухи и разговоры, «НО РАО» пока не планирует строить ничего нового. Но на территории НИИАР и так уже существует временное хранилище остеклованных РАО, которые находятся в обычных ангарах на поверхности. По-хорошему, их бы тоже нужно закатать в бетон и глину. Но пока не было ни общественных слушаний, ни инженерно-геологических изысканий.
Пункт приповерхностного захоронения в Новоуральске — самый первый запущенный в работу в России. Скоро подобные объекты появятся в Озёрске Челябинской области и Северске Томской области.
А в закрытом городе Железногорске «НО РАО» начал строительство целой подземной исследовательской лаборатории.
На глубине 500 метров будут проводиться исследования возможности финальной изоляции радиоактивных отходов 1 и 2 классов. Ну чем не Black Mesa из Half-Life?
В лаборатории специалисты будут решать одну единственную задачу: сделать так, чтобы отходы атомной энергетики не создали проблем следующим поколениям.
—Автор фото и текста: Алексей МараховецИспользование (полный перенос на другой ресурс, перепечатка) текста и фотографий статьи без согласия автора запрещено! Фотографии без подписи и инфографика предоставлены пресс-службой «НО РАО».
Где и как хранят радиоактивные отходы, их виды, способы утилизации и опасность для экологии
Радиоактивные отходы (РАО) – это отработанные продукты промышленности, которые содержат радиоактивные элементы. Ядерные отходы не используются вторично и опасны для экологии и человека. Поэтому они хранятся в могильниках – местах захоронения радиационно опасных материалов, где их надежно изолируют от контакта с окружающей средой.
Критерии определения РАО
Для определения РАО в России установлены критерии, по которым отходы могут быть радиоактивными и нерадиоактивными. Отходы считаются радиоактивными, если это:
- Отходы в любом агрегатном состоянии, если сумма отношений удельных активностей радионуклидов к их предельно допустимым значениям превышает 1.
- Твердые отходы, если активность радионуклидов, содержащихся в веществах, выше 1 беккереля на грамм у альфа-частиц и 100 Бк/г у бета-частиц.
- Жидкие отходы, если активность их радионуклидов выше 0,05 Бк/г у альфа-частиц и 0,5 Бк/г у бета-частиц.
Если образование отходов не связано с атомной промышленностью, то критерии для таких отходов другие:
- Твердые РАО, в которых сумма удельных активностей радия-226, тория-232 и калия-40 по формуле превышает 10 Бк/г.
- Жидкие РАО, в которых сумма удельных активностей урана-228 и тория-232 по формуле превышает 0,13 Бк/г.
Отходы, соответствующие хотя бы одному из данных критериев – радиоактивные.
Как и где они образуются
Излучающий радиацию мусор образуется также как следствие аварий на атомных станциях и после применения ядерного оружия. В таких ситуациях его количество увеличивается в тысячи раз, а обнаружение и утилизация – значительно осложняются.
Принятая классификация радиоактивных отходов
- Классифицировать радиоактивный мусор можно по разным признакам: по агрегатному состоянию, удельной активности, периоду распада.
- РАО могут находиться в жидком, твердом и газообразном состоянии.
- Жидкие радиоактивные отходы (ЖРО) – класс техногенных ядерных отходов, которые образуются при эксплуатации предприятий атомной промышленности, электростанций, в результате техногенных радиационных катастроф. По удельной активности выделяют 3 категории:
- высокоактивные (больше 107 килобеккерелей на килограмм для бета-излучающих и более 106 для альфа-излучающих радионуклидов);
- среднеактивные (103-107 кБк/кг для бета-излучения и 102-106 кБк/кг для альфа-излучения);
- низкоактивные (до 103 кБк/кг – бета-излучение, до 102 кБк/кг – альфа-излучение.
Твердые отходы – это загрязненные материалы и остеклованные отходы переработки ОЯТ. Среди них выделяют 4 категории:
- высокоактивные (более 107 кБк/кг у бета-частиц и более 106 у альфа-частиц);
- среднеактивные (104-107 кБк/кг – бета-излучение, 103-106 – альфа-излучение);
- низкоактивные (от 103 до 104 кБк/кг – бета-излучение, от 102 до 103 – альфа-излучение;
- очень низкоактивные (менее 103 кБк/кг для бета-излучения и менее 102 кБк/кг для альфа-излучения).
Газообразные отходы – это выбросы вентиляционных установок, работающих в местах загрязнения радиацией и переработки радиоактивных материалов.
Также выделяют еще два вида РАО:
- Удаляемые. Такие материалы можно перезахоронить, риск для окружающей среды не возрастает.
- Особые. Этот вид материалов опасен при транспортировке и перезахоронении, их стоить захоранивать в одном месте и не перемещать.
Опасность РАО для экологии и человека
Неправильное захоронение или утилизация приводят к загрязнению почвы, воды, заражению экосистемы. В зависимости от класса РАО и их количества последствия могут быть от практически незаметных изменений радиационного фона до экологической катастрофы.
Радиоактивные отходы, проникнувшие в почву, заразят радиацией растения и животных, что приведет к их заболеваниям или даже гибели. Плоды культурных растений также будут загрязнены радиацией и станут опасными для человека. Если радиоактивные материалы попали в реку, то они распространятся на большое расстояние, загрязняя не только воду, но и почву.
В воде экосистема тоже пострадает: погибнет рыба, пострадают водные растения, радиоактивные частицы осядут на дне и продолжат распространять излучение.
Для человека контакт с радиоактивными отходами не менее опасен. В зависимости от степени облучения, последствия варьируются от повышения вероятности генных мутаций и ухудшения самочувствия до развития острой лучевой болезни и даже смерти.
| (0,7-2) 10-3 | Естественное излучение в год, не приносит вреда здоровью |
| 0,05 | Максимальное безопасное излучение в год |
| 0,1 | Удвоение вероятности мутаций генов |
| 0,25 | Ухудшение самочувствия, головная боль |
| 1,0 | Развитие острой лучевой болезни |
| 3-5 | Нарушения в костном мозге |
| 10-50 | Смерть через 1-2 недели |
| 100 | Поражения центральной нервной системы, несовместимые с жизнью |
Накопление радиоактивных отходов и возможные проблемы
Экологи-активисты добиваются обнародования точных локаций могильников и точных цифр, сколько именно тонн РАО захоронено. Эта информация важна для обеспечения безопасности, чтобы рядом с местами захоронения ядерных отходов не проводилось военных учений, испытаний, застроек и т.д. Печальный пример отсутствия информации о местах захоронения РАО – могильник, находящийся в Москве, возле которого было начато строительство.
Неконтролируемый рост числа могильников приведет к тому, что на местах захоронения опасных материалов будут строиться жилые дома, проводиться раскопки почвы и т.д. Все это приведет к необратимым последствиям.
Места и методы хранения, перевозки и переработки РАО
Радиоактивные отходы требуют аккуратного взаимодействия и правильного хранения. Для их безопасной утилизации нужны специальные изолированные от внешней среды места, а во время перевозки опасные грузы нуждаются в постоянном контроле.
Современный технологический комплекс по долговременному хранению радиоактивных отходов на Чернобыльской АЭС – Украина
Где и как хранятся отходы
В России существуют тысячи захоронений ядерных отходов, среди них есть наземные хранилища со специальной системой вентиляции и охлаждения (например, централизованный склад под Красноярском), и подземные. Подземные хранилища – самое простое и безопасное решение.
Также действуют предприятия по переработке радиоактивного мусора. На российских заводах для переработки РАО используются такие методы:
- сжигание горящих материалов с очищением дыма с помощью системы фильтров;
- фильтрация и концентрирования жидкостей;
- спрессовывание твердых материалов.
Правила и нюансы перевозки
В России существует комплекс мер безопасности при перевозке РАО к местам их захоронения. Транспортировка осуществляется только организациями, у которых есть лицензия, а транспортные средства и контейнеры для перевозки должны соответствовать санитарным правилам. Комплект упаковки должен быть прочным, герметичным, обладать радиационной защитой.
Поверхности контейнеров и транспорта не должны быть загрязнены радиацией выше допустимых уровней, на каждом этапе транспортировки они проходят радиационный контроль. Также контролируется уровень излучения в кабине автотранспорта, если материалы перевозятся на грузовом автомобиле.
Специально оборудованный вагон с ядерными отходами
Могильники РАО в России
Многие места захоронения радиоактивного мусора в России существуют еще с советских времен. Самые известные – захоронения в Челябинской области, недалеко от завода “Маяк”, на котором производился оружейный плутоний.
Первое хранилище РАО – река Теча, куда сбрасывались ядерные отходы.
Затем, после взрыва емкостей с радиоактивными веществами, который произошел предприятии, было найдено новое место для сбрасывания РАО – озеро Карачай. В 1967 году была сильная засуха, и радиоактивные частицы со дна озера разлетелись на многие километры. После этого озеро решили законсервировать.
Полигон для захоронения РАО был образован в городе Озерске.
Центр длительного хранения радиоактивных отходов в поселке закрытого типа Сайда-Губа в Мурманской области
Проблема ввоза РАО из-за рубежа
Сегодня остро стоит проблема ввоза радиоактивного мусора из-за границы для их захоронения в России. РАО, в частности, обедненный уран, ввозится в страну как “ценное сырье”, однако на переработку отправляется малая часть ввозимого сырья. Большая – складируется в могильниках вместе с миллионами тонн российских отходов, превращая страну в ядерный могильник.
Способы утилизации РАО
Хранить радиоактивный мусор в могильниках – это самый простой, но недостаточно эффективный способ их утилизации. Существуют альтернативные методы безопасной и эффективной утилизации РАО.
Плазменное сжигание и сжигание в печах
Материалы, которые могут гореть, сжигаются перед захоронением. Утилизация таких радиоактивных отходов происходит в специально предназначенных для этого печах. Там РАО сжигаются, дым очищается целой системой фильтров, а зольные остатки бетонируются и отправляются в могильники.
Прессование
Прессование позволяет уменьшить объем загрязненных материалов благодаря их уплотнению. Для этого используются специальные прессы, уменьшающие объем РАО в 3-5 раз. Существуют и “суперкомпакторы” – особо мощные установки, позволяющие уменьшить объем в 10-15 раз.
Цементирование и битумирование
Радиоактивные материалы помещаются в специальные контейнеры и заливаются цементом или битумом. Это необходимо для защиты окружающей среды от воздействия радиоактивных веществ. Такой способ применяется и как самостоятельный метод утилизации, и как завершающий этап утилизации после сжигания, прессования и т.д.
Остекловывание в боросиликатном стекле
Остекловывание – это включение высокоактивных РАО в боросиликатное стекло, что позволяет надежно фиксировать радионуклиды в прочной, стабильной матрице. Один из самых безопасных способов утилизации радиоактивных отходов.
Современные методы
Методы утилизации радиоактивных материалов постоянно совершенствуются, внедряются новые и улучшаются старые. К передовым методам можно отнести:
- Синрок – метод нейтрализации высокоактивных РАО путем помещения их в синтетический материал, вещества в составе которого нейтрализуют радиоактивные элементы.
- Инкапсуляция – помещение РАО в плотные металлические канистры с отсеками для радиоактивных материалов внутри, а затем их удаление.
Радиоактивные отходы в жидком, газообразном и твердом виде
Любая производственная деятельность подразумевает не только создание какого-либо продукта, но и получение отходов производства. Самыми опасными являются радиоактивные. Они могут быть в различных агрегатных состояниях, но всегда содержат соединения, негативным образом влияющие на жизнедеятельность всех живых организмов. Губительно это сказывается и на экологии.
Что такое радиоактивные отходы
Радиоактивные (ядерные) отходы – это такие вещества, в которых содержатся изотопы различных химических соединений. Они не имеют никакой практической ценности и представляют серьезную опасность для всех организмов. Объясняется это тем, что в их состав входят радионуклиды и источники излучения.
Отличия РАО от ОЯТ
Многие путают радиоактивные отходы с отработанным ядерным топливом (ОЯТ). Однако они имеют существенные отличия. И эту разницу необходимо осознавать:
- РАО – это радиационные вещества, использование которых в дальнейшем является недопустимым;
- ОЯТ – топливо, состоящее из оружейного урана 235. Оно используется в работе ядерного реактора, в результате чего выделяет энергию благодаря делению ядер урана. По окончании процесса топливо признается отработанным, и его высвобождают из реактора. В нём содержится неделящийся уран 238, который загрязнен искусственными изотопами.
Остатки ядерного топлива являются важным ресурсом для вторичного обращения. Однако топливо, извлекаемое из определенных разновидностей реакторов, может относиться к категории опасных радиационных веществ.
Критерии отнесения отходов к радиоактивным
Законодательством установлены следующие критерии радиоактивных отходов:
- Отходы в различных агрегатных состояниях, которые содержат радионуклиды (за исключением тех, которые были получены в результате добычи либо переработки минерального или органического сырья с большим содержанием природных радионуклидов) являются радиоактивными, если их удельная и объемная активность превышает единицу.
- Если невозможно изначально выявить удельную активность, то их также можно определить, как ядерные отходы. Однако они должны быть связаны с использованием атомной энергии. Активность обязательно должна превышать: 10 Бк/г – для радионуклидов, которые излучают альфа-элементы;
100 Бк/г – для радионуклидов, которые излучают бета-элементы.
- Жидкие отходы, связанные с атомной энергией, являются радиоактивными, если их удельная активность более: 0,05 Бк/г – для радионуклидов с альфа-излучением;
0,5 Бк/г – для радионуклидов с бета-излучением.
- Твердые вещества относятся к радиационным отходам, если они соответствуют условию: ARa (активность радия — 226) + 1,3 ATh (активность тория — 232) + 0,09 AK (активность калия — 40) > 10 Бк/г.
- Жидкие отходы можно причислить к радиоактивным, если выполняется данное условие: AU (активность урана 238) + 2,14 ATh (активность тория 232)> 0,13 Бк/г.
Источники образования РАО
Урановые отходы могут образовываться не только на промышленных предприятиях, деятельность которых основана на выделении атомной энергии. Источником образования могут быть и другие сферы.
Природного происхождения
В природе встречаются вещества, содержащие различные нуклиды (рубидий, торий, уран или калий). Такими веществами являются:
- уголь. В нем имеется немного радионуклидов, среди которых встречается торий либо уран. Концентрация этих опасных элементов выше всего в золе. Обращение с золой не представляет особой опасности. Однако дышать зольной пылью крайне нежелательно;
- газ, нефть. Они содержат радий и иные продукты его распада (радон). Радон чаще имеется в скважинах, трубопроводах;
- отходы, образованные после обогащения полезных ископаемых, также могут быть радиоактивными.
Промышленные
Источником появления радиоактивных отходов может быть промышленность. Например, в типографии, для того чтобы снять статический заряд, применяются вещества с альфа-излучением.
В труднодоступных районах особой популярностью пользуются термоэлектрические генераторы и иные установки с бета-излучением.
Медицинские
В медицинских отходах часто содержатся источники бета- и гамма-излучений. Они делятся на два класса:
- в ядерной медицине преобладают такие вещества, как технеций и иные гамма-излучатели. Их особенность в коротком времени распада. Они утилизируются обычным способом, как любой другой мусор;
- при лечении щитовидной железы, лимфом, раковых заболеваний, а также при внешней лучевой и брахитерапии используются: иттрий, иод, стронций, иридий, кобальт или цезий.
Классификация РАО
Законодательством РФ определена чёткая классификация отходов, причисленных к разряду радиоактивных. Они могут классифицироваться по различным признакам.
По агрегатному состоянию:
- Твердые. К ним относится посуда, используемая в исследовательских и медицинских лабораториях.
- Жидкие получают путем переработки использованного топлива. Такие элементы содержат высокую степень радиации.
- Газообразные. Они исходят от вентиляционной системы на промышленных и иных заводах.
По составу излучения:
- Альфа. Оно образовывается зачастую при распаде сложных ядер атомов (радия, урана или тория).
- Бета. Получаются в результате превращение одного элемента в другой. При этом изменяются свойства протонов и нейтронов.
- Гамма. Представляет собой энергетическое излучение в виде фотонов. Такое излучение часто называют электромагнитным.
- С нейронными частицами. Такое излучение появляется в результате взрыва ректоров. Отходы АЭС часто относят к веществам с нейронным излучением.
По времени жизни есть РАО:
- короткоживущие (менее 1 года);
- среднеживущие (от 1 года до 100 лет);
- долгоживущие (более 100 лет).
По активности или классу опасности:
- низкоактивные (менее 0,1 Ки на квадратный метр);
- среднеактивные (от 0,1 до 1 000 Ки на квадратный метр);
- высокоактивные (более 1 000 Ки на квадратный метр).
Обращение с радиоактивными отходами
Обращение с ядерными отходами имеет свои особенности. Связано это с тем, что такие отходы являются наиболее опасными для окружающей среды.
Чем опасны радиоактивные отходы
Недостаточно знать, что такое ядерные отходы. Важно также понимать, какую они представляют опасность для экологии и человека. А заключается она в следующем:
- происходит загрязнение окружающей среды. В результате человек вдыхает ядовитые вещества, негативно воздействующие на организм. Почвы и водоемы становятся непригодными для использования;
- в живых организмах под воздействием ядерных веществ могут происходить генные мутации, уродства;
- токсичные вещества могут быть причиной неизлечимых заболеваний.
ФЗ 190 «Об обращении с РАО»
Регулирование обращения с радиоактивными (ядерными) отходами на территории РФ осуществляется на законодательном уровне. Основным документом является Федеральный закон 190-ФЗ «Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». В данном законе отображаются следующие основные моменты:
- все имеющиеся на территории России РАО считаются накопленными. Обращение осуществляется на средства налогоплательщиков;
- предусматривается реализация окончательного захоронения данных отходов. При этом особо опасные вещества должны быть захоронены в наиболее глубоких геологических объектах;
- завозить РАО на территорию страны не разрешается. Однако данный вопрос полностью не урегулирован. В связи с этим все же можно встретить бочки с токсическими веществами, которые было решено ввезти в определенные районы.
Принципы МАГАТЭ
Основными принципами международного агентства по атомной энергетике являются:
- обращаться с ядерными отходами следует так, чтобы была возможность обеспечить оптимальный уровень защиты здоровья людей и защиты окружающей среды;
- обращение должно регулироваться на законодательном уровне;
- следует стремиться к минимизации образования радиоактивных отходов.
Стадии обращения с РАО
Оборот ядерных отходов проходит через несколько стадий:
- Сбор, который производится в месте их образования.
- Сортировка.
- Кондиционирование. Этот процесс позволяет снизить опасность токсичных веществ и уменьшить их объем для более удобной транспортировки.
- Раздельное хранение в специальных сооружениях, обеспечивающих максимальную безопасность и изоляцию от окружающей среды.
- Транспортировка.
- Захоронение в изолированных местах, исключающих излучение токсических элементов во внешнюю среду. Зачастую для этих целей создаются специальные могильники. Их расположение специалисты часто определяют с помощью географической карты.
Радиоактивные отходы являются самыми опасными для экологии и живых организмов. Поэтому обращаться с ними стоит крайне осторожно.
Загрузка...
