Переработка и захоронение радиоактивных отходов

4.4 Трансурановые РАО

Элементы  с атомными числами, большими, чем у урана, получили название «трансурановых». В связи с долгим периодом распада трансурановых отходов их захоронение проходит тщательнее, чем захоронение малоактивных и среднеактивных отходов.

5. Обработка (захоронение) радиоактивных отходов 

Выделяют  четыре основных подхода к обращению с радиоактивными отходами:

1) Очистка от высокоактивных примесей пылегазовых и жидких отходов с последующим сбросом низкоактивных радиоактивных отходов в атмосферу или водоемы, где происходит их разбавление до разрешенных уровней.  
2) Сброс жидких PАО низкой и средней активности в фильтрующие колодцы и искусственные подземные полости в глинистых толщах.   
3) Выдержка с целью уменьшения удельной активности во временных хранилищах (от нескольких суток до десятков лет перед переработкой и сбросом в окружающую среду. При временном хранении высокоактивных жидких и твердых радиоактивных отходов предусматривается их принудительное охлаждение. Нарушение режима хранения может иметь катастрофические последствия.

4) Переработка радиоактивных отходов с целью уменьшения их объема и проведение работ по изолированию их от биосферы. Для жидких отходов используют осаждение, экстракцию, ионный обмен (химические способы переработки), а также дистилляцию, отверждение (физические способы). Твердые радиоактивные отходы перерабатывают прессованием, сжиганием, кальцинацией, остатки улавливают и захоранивают. Надежных, абсолютно безопасных способов захоронения твердых радиоактивных отходов нет. Газообразные отходы перерабатывают посредством химического поглощения, адсорбции, фильтрации. 

Конечным  продуктом переработки различных радиоактивных отходов являются иммобилизованные твердые радиоактивные отходы в виде компактных блоков. Для иммобилизации и изолирования твердых радиоактивных отходов применяют следующие способы: цементирование и битумирование с низкой и средней удельной активностью; высокотемпературный обжиг (кальцинация и суперкальцинация) для получения спеченных частиц, упаковка в контейнеры из нержавеющей стали и свинца. 
Длительное хранение переработанных радиоактивных отходов (десятки лет) ведется в траншеях, наземных или неглубоких подземных инженерных сооружениях, снабженных системами контроля за миграцией радионуклидов. Захоронение (на сотни лет) проводят в материковых геологических структурах (подземных выработках, соляных пластах, естественных полостях) и на дне океана в сейсмически неопасных районах. Как теоретически возможное захоронение радиоактивных отходов рассматривается превращение (трансмутация) долгоживущих радионуклидов в короткоживущие путем облучения в реакторе или на ускорителе. Выбор вида захоронения зависит от удельной активности и радионуклидного состава, степени герметизации упаковок и вероятной продолжительности захоронения. Механизмы миграции радионуклидов из мест хранения (или захоронения) в окружающую среду могут быть разными, основная причина - выщелачивание радионуклидов из упаковок и разрушение контейнеров водой. В настоящее время большее число высокоактивных радиоактивных отходов, образующихся при переработке ядерного топлива в различных странах, хранится либо в виде жидкостей (кислых или щелочных), либо в виде солевых концентратов в резервуарах из нержавеющей или низкоуглеродистой стали.  
Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в специально оборудованных емкостях, помещенных в поверхностные слои земли выше уровня грунтовых вод. Транспортирование, переработка и захоронение радиоактивных отходов производится специализированными комбинатами. Участок для захоронения должен быть расположен вне территории перспективного развития населенных пунктов и пригородных зон на расстоянии не менее 500 м от водоемов и водозаборов на незатопляемой и незаболочен-ной местности. Вокруг комбината устанавливается санитарно-защитная зона радиусом не менее 1000 м. Служба пункта захоронения проводит систематический радиационный контроль, включающий контроль нуклидного состава радиоактивных веществ в аэрозолях, воде, открытых водоемах, подземных водах, выпадениях из атмосферы, в почве, растительности, гидробионтах, продуктах питания местного производства. Зона наблюдения в 3-4 раза превышает санитарно-защитную зону.

6. Россия: современные проблемы захоронения радиоактивных отходов. 

Несмотря  на разработанный регламент хранения, транспортировки, захоронения радиоактивных  отходов, к сожалению, в настоящее  время множество работ в этой сфере производятся с нарушением действующих норм и правил. Причин здесь может быть много: несовершенство законодательства и, как следствие, уход от ответственности лиц, причастных к нарушениям (в этот же пункт можно отнести желание съэкономить, взяточничество), безответственность и халатность и множество других причин.  
Вот один из ярких свежих примеров – лишь один эпизод, связанный с нарушениями в сфере захоронения радиоактивных отходов на территории России. Источник: собственные новости «Росбизнесконсалтинга»:

«Часть  ядерных отходов, отправляемых французским  энергетическим концерном Electricite de France (EdF) в Россию на переработку, хранится просто под открытым небом, а не в  спецхранилищах. Таковы результаты расследования, проведенного французскими журналистами и частично опубликованные сегодня в прессе. По данным французских СМИ, на улице находится около 13% ядерных отходов, отправленных на переработку в небольшой закрытый сибирский город, передает Reuters. Electricite de France официально подтвердила, что отправляет ядерные отходы в Россию, однако об условиях их хранения, по заявлению представителей компании, им ничего не известно. Полный телерепортаж на тему хранения ядерных отходов в Сибири планируется пустить в эфир одного из французских телеканалов завтра, 13 октября. Французская EdF является крупнейшим в мире производителем атомной электроэнергии. Компания эксплуатирует 19 АЭС с 58 действующими энергоблоками общей мощностью 65 ГВ. Около 85% компании принадлежит правительству Франции. Напомним, что закон, разрешающий ввоз в Россию отработанного ядерного топлива, был принят российскими депутатами еще в июне 2001г. Всего в нашей стране насчитывается более 400 мест хранения ядерных материалов в различных видах. При этом РФ является единственной страной в мире, принимающей в промышленных масштабах отвальный гексафторид урана из-за рубежа. "Хранить на территории своей страны радиоактивные вещества с периодом полураспада в 24 тысячи лет слишком дорого, поэтому опасные для жизни грузы везут в Россию", - поясняют эксперты». Данная статья, датированная 12 октября 2009 г. (top.rbc.ru), – лишь один пример из постоянно возникающих новостей в сфере проблем с захоронением радиоактивных отходов в России. Проблема не нова, но ее решение не кажется простым. Оно не сложно технически – надо лишь соблюдать существующие нормы, но сложна в аспекте реализации именно в современной России из-за указанных в начале раздела причин.

Существуют проекты  захоронения РАО в океанах, среди  которых — захоронение под абиссальной зоной морского дна, захоронение в зоне субдукции, в результате чего отходы будут медленно опускаться к земной мантии, а также захоронение под природным или искусственным островом. Данные проекты имеют очевидные достоинства и позволят решить на международном уровне неприятную проблему захоронения РАО, но, несмотря на это, в настоящее время они заморожены из-за запрещающих положений морского права. Однако, утечка из подобного хранилища приведет к экологической катастрофе. Реальная возможность подобной опасности не доказана; тем не менее, запреты были усилены после сброса РАО с кораблей. Однако, в будущем о создании океанских хранилищ РАО всерьез способны задуматься страны, которые не смогут найти других решений данной проблемы.

Еще один вариант захоронения высокоактивных РАО – смешивание их с отходами из урановых рудников и обогатительных фабрик до первоначального уровня радиоактивности урановой руды и помещие в пустые урановые рудники. Достоинства данного проекта: исчезновение проблемы высокоактивных РАО, возврат вещества на место, предназначенное ему природой, обеспечение работой горняков, и обеспечение цикла удаления и обезвреживания для всех радиоактивных материалов.

Отправка  РАО в космос является заманчивой идеей, поскольку РАО навсегда удаляются  из окружающей среды. Однако у подобных проектов есть значительные недостатки, один из самых важных — возможность аварии ракеты-носителя. Кроме того, значительное потребное число запусков делает это предложение непрактичным. Дело также усложняется тем, что до сих пор не достигнуты международные соглашения по поводу данной проблемы.

Еще одним  применением изотопам, содержащимся в РАО, является их повторное использование. Уже сейчас цезий-137, стронций-90, технеций-99 и некоторые другие изотопы используются для облучения пищевых продуктов и обеспечивают работу радиоизотопных термоэлектрических генераторов. 

                7. Заключение  

Радиоактивные отходы являются одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Основная задача – переработка и захоронение уже накопленных радиоактивных отходов настоящее время не может считаться окончательно решенной.  
 

    8. Источники информации для данного реферата: 

• Ru.wikipedia.org – Википедия, свободная энциклопедия (определения, понятия).
• Р.С. Моисеев. Захоронение радиоактивных отходов в геологических структурах на Дальнем Востоке: прoблемы оценки. Камчатский Институт Экологии и Природопользования ДВО РАН. Электронная версия.
• Xumuk.ru – сайт о химии.
• Лит.: Охрана окружающей среды па предприятиях атомной промышленности, под ред. Б. Н. Ласкорина, М., 1982; Электронная версия.
• Соболев И.А., Хомчик Л.М. Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах, М., 1983; Электронная версия.
• Ядерная энергетика, человек и окружающая среда, под ред. А. П. Александрова, 2 изд., М., 1984; Электронная версия.
• Кыштымская авария крупным планом, "Природа", 1990, № 5, с. 47-75. В.К.Власов.
• http://www.top.rbc.ru – лента новостей компании «Росбизнесконсалтинг».