Проблемы захоронения РАО отходов
- Радиоактивные отходы и их классификация.
Радиоактивными называют отходы, в которых концентрации радиоактивных веществ превышают нормативы, установленные для соответствующих сред (например, для воды, воздуха, твердых отходов).
Источниками радиоактивных отходов являются предприятия по добыче и переработке радиоактивного сырья, по производству и использованию радиоактивных материалов, а также учреждения, где ведутся работы с радиоактивными изотопами. Степень санитарной вредности радиоактивных отходов при бесконтрольном удалении их обусловлена возможностью загрязнения радиоактивными веществами объектов внешней среды (воздуха, воды, почвы и т. д.), следствием чего может быть облучение людей. Существенное значение при этом приобретают масштабы загрязнения местности, интенсивность и длительность воздействия ионизирующих излучений на людей.
По физическому состоянию радиоактивные отходы подразделяются на жидкие, газообразные и твердые.
В санитарном отношении наиболее серьезного внимания как потенциальные факторы загрязнения объектов внешней среды заслуживают жидкие и газообразные радиоактивные отходы, что обусловлено их способностью легко распространяться в соответствующих средах.
К жидким радиоактивным отходам относятся отработанные технологические растворы, сточные воды от мытья оборудования, загрязненного радиоактивными веществами, соответствующих помещений, спецодежды и т. д., воды от охлаждения атомных реакторов и др.
Согласно рекомендациям Международного агентства по атомной энергии 1971 г. жидкие радиоактивные отходы по степени радиоактивности подразделяются на высокоактивные (с концентрацией 10-4 кюри/л и выше), средней активности (от 10-4 кюри/л до 10-8 кюри/л) и слабоактивные (10-9 кюри/л и меньше).
Твердые РАО обычно состоят из мусора, содержащего стекло, бумагу, текстиль, резину, дерево, пластмассы, непригодные для дальнейшего использования детали оборудования, лабораторные приборы, трупы лабораторных животных. К твердым РАО относится также спецодежда, загрязненная радиоактивными веществами выше уровня активности III группы (500 000 бета-частиц и 7000 альфа-частиц в 1 мин. со 150 см- поверхности), поскольку спецодежда с таким уровнем радиоактивного загрязнения не подлежит дезактивации.
Количество твердых РАО примерно вдвое превышает количество жидких РАО. Их этого соотношения обычно исходят при проектировании пунктов захоронения РАО.
Радиоактивные газы, образующиеся
на радиохимических
По степени активности радиоактивные отходы делятся на:
- слабоактивные с концентрацией бета-излучаюших радиоизотопов до 10-5 кюри/л;
- среднеактивные с концентрацией бета-излучателей до 1 кюри/л;
- высокоактивные, с концентрацией бета-активных радиоактивных веществ свыше 1 кюри/л.
Главным источником высокоактивных
РАО являются ядерные реакторы.
В США и Англии жидкие радиоактивные отходы также делятся на 3 категории:
- высокоактивные — с содержанием радиоактивных веществ (РВ) в десятки кюри на 1 л;
- среднеактивные — с концентрацией РВ в несколько милликюри или десятые доли кюри;
- слабоактивные — с содержанием РВ, в 100—1000 раз превышающим ПДК, установленные для воды.
Радиоактивные отходы участвуют
в локальном загрязнении
Главная опасность радиоактивных
отходов заключается не во внешнем
воздействии на человека, а в проникновении
радиоактивных веществ в
Жидкие РАО малой и средней активности, содержащие короткоживущие радиоизотопы (Т макс. 15 сут.), выдерживают в специальных емкостях до снижения уровня активности, предусмотренного санитарными правилами, после чего сбрасывают в канализационную сеть или отводят в водоемы.
Выдерживание радиоактивных отходов высокой активности экономически невыгодно.
Более распространена очистка радиоактивных сточных вод коагуляцией.
Для очистки применяют обычные коагулянты: Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3 и FeCl3. Перешедшие в осадок (1—3% объема) РВ вывозят на пункты захоронения. Наиболее полная дезактивация сточных вод достигается методом ионного обмена. Этим способом концентрация радиоактивных веществ в сточных водах может быть снижена до уровня ПДК. Радиоактивные сточные воды биологических и медицинских учреждений до дезактивации подвергают очистке на биофильтрах по схеме обработки хозяйственно-фекальных сточных вод. После биологической очистки сточные воды подвергают концентрации методом упаривания с последующим захоронением радиоактивного осадка. Дезактивацию сточных вод после фильтрации через биологические фильтры производят путем ионообменной фильтрации. В практике обезвреживания жидких радиоактивных отходов широкое применение находит метод упаривания сточных вод, допускающий дезактивацию радиоактивных вод любого солевого состава и любого уровня активности и обеспечивающий высокую степень дезактивации и получение концентрированного остатка высокой активности. Эффективность этого метода определяется отношением объема жидких РАО к объему концентрата. Объем жидких РАО может быть снижен после упаривания в 1000 раз. Метод непригоден при наличии в сточных водах летучих радиоактивных веществ (J131 и др.). Для уменьшения объема гидратных осадков после упаривания их подвергают обезвоживанию. Объем осадка при этом уменьшается в 10—15 раз. Более полное удаление влаги из гидратных осадков достигается использованием дренажных устройств с последующим высушиванием на открытом воздухе. Для полного удаления воды осадок высушивают на сушильных установках, упаковывают, отправляют в места захоронения. Жидкие горючие РАО, состоящие из смазочных масел, растворителей и экстрагентов (бензина, керосина, ацетона, эфира, спирта), следует выдерживать до спада активности в соответствии с установленными нормами ПДК. После соответствующего выдерживания горючие РАО утилизируют или сжигают. При наличии долгоживущих радиоизотопов применяют сжигание, сушку, фильтрацию и отстаивание.
Выделенные путем фильтрации
и отстаивания твердые
Любая система удаления РАО должна отвечать основным гигиеническим требованиям:
1) абсолютно гарантировать
непопадание радиоактивных
2) исключать всякую опасность
внешнего облучения населения
в дозах, превышающих
3) не допускать неблагоприятного
влияния радиоактивных отходов
на месторождения полезных
4) быть экономически
- Методы обращения с радиоактивными отходами
Методы обращения с радиоактивными отходами и их последовательность указаны на схеме.
Выделяют 4 основных подхода к обращению с РАО:
1) очистка от высокоактивных
примесей пылегазовых и жидких
отходов с последующим сбросом
низкоактивных радиоактивных
2) Сброс жидких радиоактивных
отходов низкой и средней
3) Выдержка с целью
уменьшения удельной
4) Переработка радиоактивных
отходов с целью уменьшения
их объема и проведение работ
по изолированию радиоактивных
отходов от биосферы. Для жидких
радиоактивных отходов
Конечным продуктом
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 геол. структурах (подземных выработках, соляных пластах, естественных полостях) и на дне океана в сейсмически неопасных районах. Как теоретически возможное захоронение РАО рассматривается превращение (трансмутация) долгоживущих радионуклидов в короткоживущие путем облучения в реакторе или на ускорителе (протонное и g-выжигание). Выбор вида захоронения зависит от удельной активности и радионуклидного состава РАО, 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. Скорость выщелачивания считается приемлемой на уровне 10-5 -10-8 г/см2 в сутки, что обеспечивает хранение в течение несколько тысяч лет без загрязнения окружающей среды выше допустимых уровней. Согласно Лондонской конвенции по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (1972), запрещен сброс в океан отработавшего ядерного топлива, а также некоторых других видов РАО с уд. активностью, превышающей 5•107 Бк/кг (a-излучатели), 2•1010 Бк/кг (β-и γ-излучатели с периодом полураспада Т1/2 более 1 года, кроме трития), 3•1012 Бк/кг (для трития и β-и γ-излучателей с Т1/2 менее 1 года). В настоящее время большая часть 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 стали (кислые растворы) или из низкоуглеродистой стали (щелочные растворы).
Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в специально оборудованных емкостях из нержавеющей стали, помещенных в поверхностные слои земли выше уровня грунтовых вод. Транспортирование, переработка и захоронение радиоактивных отходов производится специальными пунктами или 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 незаболоченной местности. Вокруг пункта или комбината устанавливается санитарно-защитная зона радиусом не менее 1000 м.
Служба пункта захоронения проводит систематический радиационной контроль, включающий контроль нуклидного состава радиоактивных веществ в аэрозолях, воде, открытых водоемах, подземных водах, выпадениях из атмосферы, в почве, донных отложениях, растительности и кормах местного производства, гидробионтах, продуктах питания местного производства. Зона наблюдения в 3-4 раза превышает санитарно-защитную зону.
Радиоактивные отходы являются
одной из важнейших проблем, стоящих
перед человечеством. Основная задача
- переработка и захоронение уже
накопленных радиоактивных
Кроме существующих способов имеется множество разнообразных предложений относительно способов захоронения радиоактивных отходов, например:
- Долговременное наземное хранилище,
- Глубокие скважины(на глубине несколько км),
- Плавление горной породы(предлагалось для отходов, выделяющих тепло)
- Прямое закачивание(подходит только для жидких отходов),
- Удаление в море,
- Удаление под дно океана,
- Удаление в зоны подвижек,
- Удаление в ледниковые щиты,
- Удаление в космос
3. Захоронение радиоактивных отходов.
Проблема безопасного захоронения РАО является одной из тех проблем, от которых в значительной мере зависят масштабы и динамика развития ядерной энергетики. Генеральной задачей безопасного захоронения РАО является разработка таких способов их изоляции от биоцикла, которые позволят устранить негативные экологические последствия для человека и окружающей среды. Конечной целью заключительных этапов всех ядерных технологий является надежная изоляция РАО от биоцикла на весь период сохранения отходами радиотоксичности.
В настоящее время
– минимизация затрат на реализацию мероприятий по обращению с РАО;
– сокращение образующихся вторичных РАО.
За последние годы создан
технологический задел для
Однако нигде в мире не выбран метод окончательного захоронения РАО.
3.1. Захоронение РАО в горных породах
На сегодняшний день всеобще признано (в том числе и МАГАТЭ), что наиболее эффективным и безопасным решением проблемы окончательного захоронения РАО является их захоронение в могильниках на глубине не менее 300-500 м в глубинных геологических формациях с соблюдением принципа многобарьерной защиты и обязательным переводом ЖРАО в отвержденное состояние. Опыт проведения подземных ядерных испытаний доказал, что при определенном выборе геологических структур не происходит утечки радионуклидов из подземного пространства в окружающую среду.
Таким образом, при решении
проблемы обезвреживания радиоактивных
отходов использование “опыта, накопленного
природой”, прослеживается особенно наглядно.
Недаром именно специалисты в
области экспериментальной
Они позволяют выделять из
смеси элементов радиоактивных
отходов отдельные группы, близкие
по своим геохимическим
- щелочные и щелочноземельные элементы;
- галогениды;
- редкоземельные элементы;
- актиниды.
Для этих групп элементов можно попытаться найти породы и минералы, перспективные для их связывания.
Природные химические (и, даже, ядерные) реакторы, производящие токсичные вещества, - не новость в геологической истории Земли. В качестве примера можно привести месторождение Окло, где ~ 200 млн. лет назад в течение 500 тыс. лет на глубине ~ 3,5 км действовал природный реактор, прогревавший окружающие породы до 600°С. Сохранение большинства радиоизотопов на месте их образования обеспечивалось их изоморфным вхождением в уранинит. Растворению же последнего, препятствовала восстановительная обстановка. Тем не менее около 3 млрд. лет назад на планете зародилась, успешно сосуществует рядом с очень опасными веществами и развивается жизнь.
Рассмотрим основные пути саморегуляции природы с точки зрения их использования в качестве методов обезвреживания отходов техногенной деятельности человечества. Намечаются четыре таких принципа.
а) Изоляция - вредные вещества
концентрируются в контейнерах
и защищаются специальными барьерными
веществами. Природным аналогом контейнеров
могут служить слои водоупоров. Однако,
это - не слишком надежный способ обезвреживания
отходов: при хранении в изолированном
объеме опасные вещества сохраняют
свои свойства и при нарушении
защитного слоя могут вырываться
в биосферу, убивая все живое. В
природе разрыв таких слоев приводит
к выбросам ядовитых газов (вулканическая
активность, сопровождающаяся взрывами
и выбросами газов, раскаленного
пепла, выбросы сероводорода при
бурении скважин на газ - конденсат).
При хранении опасных веществ
в специальных хранилищах также
иногда происходит нарушение изолирующих
оболочек с катастрофическими
б) Рассеяние - разбавление
вредных веществ до уровня, безопасного
для биосферы. В природе действует
закон всеобщего рассеяния
в) Существование вредных веществ в природе в химически устойчивых формах. Минералы в земной коре сохраняются сотни миллионов лет. Распространенные акцессорные минералы (циркон, сфен и другие титано- и цирконосиликаты, апатит, монацит и другие фосфаты и т.д.) обладают большой изоморфной емкостью по отношению к многим тяжелым и радиоактивным элементам и устойчивы практически во всем интервале условий петрогенезиса. Имеются данные о том, что цирконы из россыпей, испытавшие вместе с вмещающей породой процессы высокотемпературного метаморфизма и даже гранитообразования, сохраняли свой первичный состав.
г) Минералы, в кристаллических
решетках которых находятся подлежащие
обезвреживанию элементы, в природных
условиях находятся в равновесии
с окружающей средой. Реконструкция
условий древних процессов, метаморфизма
и магматизма, имевших место много
миллионов лет назад, возможна благодаря
тому, что в кристаллических горных
породах на протяжении длительного
по геологическим масштабам
3.2 Глубокое геологическое захоронение
РАО .
Продолжительный масштаб
времени, в течение которого некоторые
из отходов остаются радиоактивными,
привел к идее глубокого геологического
захоронения в подземных
Хранилище включает в себя пройденные в горных породах туннели или пещеры, в которых размещаются упакованные отходы. В некоторых случаях (например, влажная горная порода) контейнеры с отходами затем окружаются материалом типа цемента или глины (обычно бентонит), чтобы обеспечить дополнительный барьер (называемым буфером или закладкой). Выбор материалов для контейнеров с отходами, а также проекта и материалов для буфера изменяется в зависимости от типа отходов, которые нужно сдерживать, и от характера пород, в которых закладывается это хранилище.
Ведение проходческих и земляных работ при сооружении глубокого подземного хранилища, использующих стандартную технологию горных работ или гражданского строительства, ограничено доступными для этого местами (например, под участком суши или под прибрежной зоной), блоками горной породы, являющиеся достаточно стабильными и не содержащими большого потока грунтовых вод, и глубинами между 250 и 1000 метрами. При глубине более 1000 метров, выемка грунта становится в большей степени технически трудной и, соответственно, более затратной.
3.3 Приповерхностное захоронение
МАГАТЭ определяет этот вариант
как захоронение радиоактивных
отходов с инженерными
1. Приповерхностные захоронения
на уровне земли. Эти
2. Приповерхностные захоронения
в пещерах ниже уровня земли.
В отличие от
Термин '"приповерхностное захоронение" замещает термины "поверхностное захоронение" и "захоронение в землю", но эти, более старые, термины все еще иногда используются, когда ссылаются на этот вариант.
На эти захоронения могут воздействовать долгосрочные изменения климата (например оледенение), и этот эффект должен приниматься во внимание при рассмотрении аспектов безопасности, так как такие изменения способны вызывать разрушение этих захоронений. Однако этот тип захоронения обычно используется для отходов низкого и среднего уровня активности, содержащих радионуклиды с коротким периодом полураспада (приблизительно до 30 лет).
Приповерхностные захоронения на уровне земли, находящиеся в настоящее время в эксплуатации:
Великобритания – Дригг в Уэльсе, управляется BNFL .
Испания – ЕльКабрил, управляется ENRESA.
Франция – Центр Аюбе, управляется Andra.
Япония – Роккасе Мура, управляется JNFL.
Приповерхностные захоронения в пещерах ниже уровня земли, находящиеся в настоящее время в эксплуатации:
Швеция - Форсмарк, где глубина захоронения составляет 50 метров под дном Балтийского моря.
Финляндия – атомные электростанции Олкилуото и Ловииса, где глубина каждого захоронения составляет около 100 метров.
3.4 Плавление горной породы

- Проблемы защиты авторского права в сфере интернет-журналистики
- Проблемы защиты авторского права в сфере интернет-журналистики
- Проблемы защиты информации в компьютерных сетях
- Проблемы защиты информации от утечки по техническим каналам
- Проблемы защиты информационных технологий в современных условиях
- Проблемы защиты персональных данных
- Проблемы защиты права добросовестного приобретателя
- Проблемы занятости и безработицы в Республике Беларусь
- Проблемы занятости и безработицы в Украине
- Проблемы занятости инвалидов в России и пути её повышения
- Проблемы занятости молодежи
- Проблемы занятости населения
- Проблемы занятости населения
- Проблемы занятости населения в РФ