Хранение радиоактивных отходов в России

Содержание

Атомная карта России и Евразии

Хранение радиоактивных отходов в России

Проверьте, нет ли рядом с вами АЭС, завода или НИИ атомной тематики, хранилища радиоактивных отходов или ядерных ракет.

В настоящее время в России действуют 10 атомных электростанций и еще две строятся (Балтийская АЭС в Калининградской области и плавучая АЭС «Академик Ломоносов» на Чукотке). Подробнее о них можно прочитать на официальном сайте Росэнергоатома.

На Украине работают 4 атомные электростанции. Пятая АЭС, Чернобыльская (старейшая на Украине), остановлена в 2000 году. Кроме того, одна АЭС работает в Армении и одна строится в Белоруссии. Единственная АЭС в Казахстане (около г. Актау) закрыта, однако обсуждается возможность строительства новой.

Аварии на АЭС могут привести к значительному радиационному загрязнению на расстояниях в тысячи километров. Помимо атомных реакторов на промплощадке станции могут находиться и другие экологически опасные объекты. Например, на площадке Ленинградской АЭС, расположенной в 80 км от Санкт-Петербурга в г.

Сосновый Бор, имеются: 4 действующих реактора, комплекс по переработке и хранению радиоактивных отходов станции, хранилище отработавших тепловыделяющих сборок, хранилище радиоактивных отходов предприятия «РосРао», предприятие по переработке и хранению твердых радиоактивных отходов «Экомет-С», ядерный институт НИТИ. В этом же месте строится и новая станция ЛАЭС-2.

Подробнее о Ленинградской АЭС можно узнать на сайте экологической организации «Зеленый мир».

В то же время, атомные электростанции на пространстве бывшего СССР нельзя считать многочисленными. По состоянию на 2017 г. в мире эксплуатируются 191 АЭС, в том числе 60 в США, 58 в Европейском союзе и Швейцарии и 21 в Китае и Индии.

В непосредственной близости от российского Дальнего Востока работают 16 японских и 6 южно-корейских АЭС.

Весь список действующих, строящихся и закрытых АЭС, с указанием их точного расположения и технических характеристик, можно найти в Википедии.

Радиационно-опасными объектами (РОО), помимо АЭС, являются предприятия и научные организации атомной отрасли и судоремонтные заводы, специализирующиеся на атомном флоте.

Официальная информация по РОО по регионам России — на сайте Росгидромета, а также в ежегоднике «Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств» на сайте НПО «Тайфун».

Радиоактивные отходы низкой и средней активности образуются в промышленности, а также в научных и медицинских организациях по всей стране.

В России их сбором, транспортировкой, переработкой и хранением занимаются дочерние предприятия Росатома — РосРАО и Радон (в Центральном регионе).

Кроме того, РосРАО занимается утилизацией радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива со списанных атомных подводных лодок и кораблей ВМФ, а также экологической реабилитацией загрязненных территорий и радиационно-опасных объектов (таких, как бывший завод по переработке урана в Кирово-Чепецке).

Информацию об их работе в каждом регионе можно найти в экологических отчетах, опубликованных на сайтах Росатома, филиалов РосРАО, и предприятия Радон.

Среди военных атомных объектов наиболее экологически опасны, по-видимому, атомные подводные лодки.

Атомные подводные лодки (АПЛ) называются так потому, что работают на атомной энергии, за счет которой приводятся в действие двигатели лодки.

Некоторые из АПЛ также являются носителями ракет с ядерными боеголовками.

Однако известные из открытых источников крупные аварии на АПЛ были связаны с эксплуатацией реакторов или же с другими причинами (столкновение, пожар и др.), а не с ядерными боеголовками.

Атомные энергетические установки имеются также и на некоторых надводных кораблях ВМФ, таких как атомный крейсер «Петр Великий». Они также создают определенный экологический риск.

Информация по местам базирования АПЛ и атомных кораблей ВМФ показана на карте по данным открытых источников.

Второй тип военных атомных объектов — подразделения РВСН, имеющие на вооружении баллистические ядерные ракеты. Случаев радиационных аварий, связанных с ядерным боекомплектом в открытых источниках не обнаружено. Текущее расположение соединений РВСН показано на карте по информации Министерства обороны.

На карте нет пунктов хранения ядерного боезапаса (боеголовок ракет и авиабомб), которые также могут представлять экологическую угрозу.

В 1949–1990 годах в СССР была реализована обширная программа из 715 ядерных взрывов в военных и промышленных целях.

Испытания ядерного оружия в атмосфере

С 1949 по 1962 гг. СССР произвел 214 испытаний в атмосфере, в том числе 32 наземных (c наибольшим загрязнением окружающей среды), 177 воздушных, 1 высотный (на высоте более 7 км) и 4 космических.

В 1963 г. СССР и США подписали договор о запрете ядерных испытаний в воздухе, воде и космосе.

Семипалатинский полигон (Казахстан) — место испытания первой советской ядерной бомбы в 1949 г. и первого советского прототипа термоядерной бомбы мощностью 1,6 Мт в 1957 г. (он же был и самым крупным испытанием за историю полигона). Всего здесь было произведено 116 атмосферных испытаний, включая 30 наземных и 86 воздушных.

Полигон на Новой Земле — место беспрецедентной серии сверхмощных взрывов в 1958 и 1961–1962 гг. Всего было испытано 85 зарядов, включая самый мощный в мировой истории — «Царь-бомбу» мощностью 50 Мт (1961 г.).

Для сравнения, мощность атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму, не превышала 20 кт. Кроме того, в бухте Черная Новоземельского полигона изучались поражающие факторы ядерного взрыва на объекты флота. Для этого в 1955–1962 гг.

были произведены 1 наземный, 2 надводных и 3 подводных испытания.

Ракетный испытательный полигон «Капустин Яр» в Астраханской области — действующий полигон российской армии. В 1957–1962 гг.

здесь произвели 5 воздушных, 1 высотный и 4 космических испытания в ракетном исполнении. Максимальная мощность воздушных взрывов составляла 40 кт, высотного и космических — 300 кт. Отсюда же в 1956 г.

была запущена ракета с ядерным зарядом 0,3 кт, упавшая и разорвавшаяся в Каракумах в районе г. Аральск.

На Тоцком полигоне в 1954 г. проводились военные учения, в ходе которых была сброшена атомная бомба мощностью 40 кт. После взрыва войсковым частям предстояло «взять» объекты, подвергшиеся бомбардировке.

Кроме СССР в Евразии ядерные испытания в атмосфере производил только Китай. Для этого использовался полигон Лобнор на северо-западе страны, примерно на долготе Новосибирска. В общей сложности в 1964–1980 гг. Китай произвел 22 наземных и воздушных испытания, включая термоядерные взрывы мощностью до 4 Мт.

Подземные ядерные взрывы

СССР осуществлял подземные ядерные взрывы с 1961 по 1990 гг. Изначально они были направлены на развитие ядерного оружия в связи с запретом проведения испытаний в атмосфере. С 1967 г. началось и создание ядерно-взрывных технологий в промышленных целях.

В общей сложности из 496 подземных взрывов 340 были произведены на Семипалатинском полигоне и 39 на Новой Земле. Испытания на Новой Земле в 1964–1975 гг. отличались высокой мощностью, включая рекордный (около 4 Мт) подземный взрыв в 1973 г. После 1976 г. мощность не превышала 150 кт. Последний ядерный взрыв на Семипалатинском полигоне был произведен в 1989 г., на Новой Земле — в 1990 г.

Полигон «Азгир» в Казахстане (вблизи российского г. Оренбурга) использовался для отработки промышленных технологий. С помощью ядерных взрывов здесь создавались полости в пластах каменной соли, а при повторных взрывах в них нарабатывались радиоактивные изотопы. Всего было произведено 17 взрывов мощностью до 100 кт.

За пределами полигонов в 1965–1988 гг. были выполнены 100 подземных ядерных взрывов в промышленных целях, в том числе 80 в России, 15 в Казахстане, по 2 в Узбекистане и Украине и 1 в Туркменистане.

Их целью были глубокое сейсмозондирование для поиска полезных ископаемых, создание подземных полостей для хранения природного газа и промышленных отходов, интенсификация добычи нефти и газа, перемещение больших массивов грунта для строительства каналов и плотин, тушение газовых фонтанов.

Другие страны. Китай произвел 23 подземных ядерных взрыва на полигоне Лобнор в 1969–1996 гг., Индия — 6 взрывов в 1974 и 1998 гг., Пакистан — 6 взрывов в 1998 г., КНДР — 5 взрывов в 2006–2016 гг.

США, Великобритания и Франция производили все свои испытания за пределами Евразии.

Литература

Многие данные о ядерных взрывах в СССР являются открытыми.

Официальная информация о мощности, цели и географии каждого взрыва опубликована в 2000 г. в книге коллектива авторов Минатома России «Ядерные испытания СССР». Здесь же приведена история и описание Семипалатинского и Новоземельского полигонов, первых испытаний ядерной и термоядерной бомб, испытания «Царь-бомбы», ядерного взрыва на Тоцком полигоне и другие данные.

Детальное описание полигона на Новой Земле и программы испытаний на нем можно найти в статье «Обзор советских ядерных испытаний на Новой Земле в 1955–1990 годах», а их экологических последствий — в книге «Радиологическая обстановка на Центральном полигоне Российской Федерации и архипелаге Новая Земля».

Об эксперименте в Тоцке можно прочитать в книге «Тоцкое войсковое учение».

В 2001 г. была опубликована книга «Подземные ядерные взрывы в мирных целях» с воспоминаниями их участников.

Электронная библиотека «История Росатома» — книги и документы в открытом доступе по истории ядерной индустрии СССР и Российской Федерации. Цель проекта — сбор и систематизация материалов, отражающих создание и развитие атомной промышленности, атомного оружия и атомной энергетики.

Читайте также  Какие бывают отходы по классам?

Энциклопедия РВСН на сайте Министерства обороны.

Список атомных объектов, составленный в 1998 г. журналом «Итоги», на сайте Kulichki.com.

Предположительное расположение различных объектов на интерактивных картах Викимапии.

Источник: http://mhlife.ru/environment/radiation/nuclear-map/

Что такое ядерные отходы и где они хранятся

Хранение радиоактивных отходов в России

Ядерные отходы – термин, появившийся сравнительно недавно. Гонка вооружений 20 века ускорила процесс использования энергии атома. В любом случае, будь то военное использование этой энергии или мирное, в процессе образуются отходы, опасные для всего живого на Земле. Статья раскрывает некоторые аспекты проблемы утилизации ядерных отходов.

Что представляют собой ядерные отходы?

Обширные исследования в области ядерной физики в начале ХХ века привели к масштабному использованию энергии атома и радиоактивных материалов в науке, промышленности, медицине, сельском хозяйстве и в образовательном процессе.

Понятно, что эта практика сопровождается образованием разных отходов. Особенностью этого вида отходов является наличие в них радиоактивных элементов. Нельзя забывать о том, что радиоактивность присутствовала на Земле всегда и присутствует сейчас.

Вопрос состоит только в том, каков уровень этой радиоактивности.

Ядерные отходы (синоним радиоактивные отходы – РАО) – вещества, содержащие опасные элементы, которые нельзя использовать в дальнейшем. Недопустимо путать данный термин с термином «отработанное ядерное топливо».

Отработанное ядерное топливо (ОЯТ) – это смесь веществ, состоящая из остатков ядерного топлива и продуктов деления, таких как изотопы цезия с массой 137 и изотопы стронция с массой 90.

ОЯТ – это дополнительный источник для получения ядерного топлива.

Критерии отнесения отходов к радиоактивным

По агрегатному состоянию РАО могут быть в газообразном, жидком и твердом виде. Чтобы понять, какой «мусор» можно считать радиоактивным, обратимся к нормативам.

Согласно нормам радиационной безопасности СанПин 2.6.1.

2523-09 отходы относят к радиоактивным в случае, когда результат сложения отношений удельных (твердые и жидкие отходы) и объемных (газы) активностей радионуклидов в отходах к их минимальной удельной активности больше, чем один. Если вычислить это невозможно, то критерием причисления отходов к радиоактивным считается степень излучения для отходов в твердом состоянии:

  • один Бк/г – источники, испускающие α-частицы;
  • сто Бк/г – источники, испускающие β-частицы;

и для жидкостей:

  • 0,05 Бк/г – источники, испускающие α-частицы;
  • 0,5 Бк/г — источники, испускающие β-частицы.

Отходы, испускающие γ-излучение попадают в категорию ядерных, когда мощность дозы на расстоянии 10 см от их поверхности больше одного мкЗв/ч.

Бк – Беккерель равен одному распаду в секунду на один грамм (килограмм) вещества.

Зв – Зиверт равен примерно сто рентген. Рентгенами измеряется общее излучение, а зивертами – облучение, полученное человеком.

Отходы в твердом агрегатном состоянии можно рассортировать по мощности дозы γ-излучения на расстоянии 10 см от поверхности на отходы:

  • низкой активности — 1 мкЗв/ч – 0,3 мЗв/ч;
  • средней активности — 0,3 мЗв/ч – 10 мЗв/ч;
  • высокой активности — более 10 мЗв/ч.

Короткоживущие отходы содержат нуклиды с периодом распада их до безобидного уровня менее 1 года. К очень низкоактивным отходам (ОНАО) относятся отходы, которые не превышают дозу γ-излучения в 1 мкЗв/ч.

Отдельно выделяют отходы отработанных конструкций реакторов, транспорта и средств технического контроля.

Как утилизируют ядерные отходы, способы утилизации и переработки

Первоначально предприятие, на котором образуются ядерные отходы, должно осуществить их сбор, дать характеристику, произвести сортировку и обеспечить их временное хранение.

Затем надлежащим образом упакованные ядерные отходы должны транспортироваться на предприятие, где производится переработка РАО.

Завод выбирает технологию по переработке и захоронению с учетом инженерных и нетехнических характеристик обращения с радиоактивными отходами.

Отходы высокой радиоактивности служат источником для получения вторичного сырья (примерно 95% от объема отходов). Оставшиеся 5% веществ, период полураспада которых составляет сотни и тысячи лет, подвергают остеклению и хранятся в глубоких скважинах, находящихся в скалах.

Среднеактивные и низкоактивные РАО подвергаются следующим видам переработки:

  • сгораемые отходы подвергаются сжиганию в печах, плазменному сжиганию, термохимической обработке, сжиганию при остекловывании или кислотному разложению;
  • прессуемые – компактированию и суперкомпактированию;
  • металлические – компактированию и плавлению;
  • несгораемые и непрессуемые – отправляются в контейнеры.
  • органические сгораемые отходы подвергаются сжиганию в печах или отдельно, или вместе с твердыми отходами;
  • органические несгораемые – адсорбции на порошках и цементированию, термохимической переработке;
  • водные малосолевые – концентрированию и цементированию;
  • водные высокосолевые – битумированию и остекловыванию.
  1. Газообразные отходы подвергаются улавливанию химическими реагентами или с помощью адсорбции.

Рассмотрим разные способы утилизации ядерных отходов, которые осуществляет завод по переработке, по отдельности.

Сжиганию в специально сконструированных печах подвергается одежда, бумага, дерево, бытовой мусор, которые подверглись облучению. Пепел подлежит цементированию.

Печь для сжигания ядерных отходов

Компактирование – это прессование ТРО под давлением. Данный способ переработки неприемлем для взрывоопасных и легковоспламеняющихся веществ.

Суперкомпактирование – это спрессовывание ТРО, прошедших стадию компактирования. Производится с целью уменьшения объемов отходов.

Капсула для уплотнения ядерных отходов

Цементирование – это один из самых доступных методов переработки ядерных отходов, особенно жидких. Его преимущества:

  • доступность;
  • негорючесть и непластичность конечного продукта;
  • дешевизна оборудования и емкостей для переработки;
  • относительная простота технологии.

Битумирование – это включение РАО, особенно отходов, содержащих какие – либо жидкости, в состав битума. По технологической сложности битумирование превосходит цементирование, но оно имеет и некоторое преимущество. При битумировании происходит испарение влаги, поэтому отходы не увеличиваются в объеме и остаются влагостойкими.

Остекловывание – это способ переработки ядерных отходов разных уровней активности. Стекло является материалом, который может поглощать большой объем веществ, не входящих в его состав. Кроме того, полученный продукт не подвергнется разложению очень долгое время.

После переработки контейнеры с ядерными отходами подвергаются захоронению. По данным МАГАТЭ захоронение – это размещение отходов в специально подготовленных местах (могильник ядерных отходов) без цели дальнейшего их использования. Захоронению подлежат отходы, переведенные в твердое состояние и упакованные надлежащим образом.

Существуют такие виды захоронений:

  1. Глубоководное захоронение ядерных отходов: контейнеры размещаются на дне моря глубиной примерно 1000 м.
  2. Геологическое: изоляция отходов в специально подготовленных инженерных сооружениях в устойчивых слоях породы на глубине нескольких сотен метров. В основном так хоронят высокоактивные и долгоживущие РАО.
  3. Приповерхностное: контейнеры помещаются в инженерные сооружения на поверхности и близком к ней слое земли или в шахтах на глубине несколько десятков метров от поверхности. Так хоронят короткоживущие, низко и среднеактивные отходы.
  4. Захоронение в глубинные отложения океанического дна: размещение контейнеров с отходами в осадочные породы на дне моря на глубине нескольких тысяч метров.
  5. Захоронение под океаническим дном: размещение РАО в инженерных сооружениях, которые находятся в породах приберегового морского дна.

Куда девают ядерные отходы в России

Куда девают ядерные отходы в нашей стране? В России, как и во всем мире, работа с ядерными отходами ведется на специализированных предприятиях, снабженных качественным оборудованием и техникой.

Ежегодно на территории нашего государства образуется 5 миллионов тонн ядерных отходов, из них перерабатывается и подвергается утилизации 3 миллиона тонн.

К 2025 году предполагается 89,5% РАО хранить в безопасном для людей и среды обитания состоянии, 8% – в специальных емкостях, 0,016% – в непостоянных хранилищах.

Где хранятся ядерные отходы в России, которые были накоплены еще при гонке вооружений СССР и США? Вспомним примеры использования энергии атома и создания могильников ядерных отходов в нашей стране.

В красивейших местах Челябинской области спрятались под листвой деревьев печально известные река Теча, озеро Карачай и закрытый город Озерск.

Именно здесь в 1948 году заработал первый реактор производственного объединения «Маяк» по созданию оружейного плутония. Да, Советский Союз дал достойный ответ США, став лидером ядерной гонки вооружений.

Но вот куда девать отходы, ни в Соединенных штатах, ни в СССР особо не задумывались.

Первым могильником ядерных отходов предприятия стала небольшая речка Теча. В 1957 году к постоянно сбрасываемым в реку ядерным отходам добавились элементы, полученные в результате взрыва емкости с РАО.

Кроме того, в воздухе сформировалось радиоактивное облако, заразившее территорию примерно на 300 – 350 км в северо-восточном направлении от комбината «Маяк».

После этой страшной аварии Советское правительство определило новое место — хранилище опаснейших отходов. Им стало озеро в Челябинской области.

Однако в 1967 году в результате засухи со дна озера Карачай – свалки ядерных отходов на многие километры вокруг были рассеяны те же радиоактивные элементы. После этого было принято решение о ликвидации Карачая.

В конце 60 – х годов прошлого столетия озеро начали консервировать, и процесс этот продлился более 40 лет.

Сегодня в нем захоронено с использованием новейших технологий более 200 тысяч кубометров высокоактивных техногенных илов и суглинков.

Последний сварочный шов защитного экрана на объекте «Кратон — 3»

В 70 – х годах двадцатого столетия на территории Якутии были проведены мирные подземные взрывы «Кристалл» и «Кратон — 3», в результате чего прилегающая территория подверглась радиоактивной атаке. В начале двадцать первого столетия на этих объектах была проведена реабилитация, созданы могильники ядерных отходов, что значительно улучшило радиоактивную обстановку.

Современный вид объекта «Кратон-3»

В интернете можно посмотреть карты, наглядно изображающие места захоронения ядерных отходов в России.

Об уникальных способах переработки радиоактивных отходов на предприятии Дальнего Востока рассказывают в следующем видео

Научно – технический прогресс невозможен без развития атомной науки и техники. Однако в современной гонке вооружений не стоит забывать о возможных последствиях. РАО представляют угрозу для всего человечества и для всех живых организмов нашей планеты. Поэтому необходимо разрабатывать новые безопасные методы утилизации ядерных отходов.

Источник: https://vtorothody.ru/othody/yadernye.html

Проблема захоронения радиоактивных отходов

Хранение радиоактивных отходов в России

Захоронение радиоактивных отходов (РАО) в России – прерогатива государства. По закону ядерный могильник может создать и обслуживать юридическое лицо. Главное условие – соблюдение всех требований экологов и норм техники безопасности, прописанных в лицензии.

Принципы захоронения РАО

Под термином ядерные отходы понимают отработанные вещества, которые используются в атомной энергетике. К этой категории относят и оборудование, зараженное радиацией. Топливо отходами не считается. Его перерабатывают и продолжают использовать получившиеся продукты.

Мировое сообщество сформулировало постулаты, которых надо придерживаться при утилизации, переработке и захоронении радиоактивных отходов. Основная идея регулирующих эту сферу деятельности норм – безопасность для человека и природы с учетом интересов далеких потомков.

Чтобы соблюсти все требования, особое внимание нужно уделить выбору места для могильника и способу погребения. Нужно учитывать:

  • природные условия при выборе местности;
  • период полураспада РАО и их удельную активность.
Читайте также  Какие отходы относятся к ТБО?

Требования безопасности при захоронении радиоактивных отходов

Есть 2 вида захоронений:

  1. Могильники находящиеся на поверхности или в неглубоких впадинах предназначены для хранения РАО в течение десятков лет. Чаще всего это траншеи или специально возведенные здания.
  2. Хранилища, рассчитанные на несколько сотен лет расположены в отработанных шахтах, или на дне океана. Последний способ активно используют в России и по всему миру.

Источники радиоактивных отходов

Для обеспечения безопасности, могильники радиоактивных отходов подчиняются строгим правилам:

  1. Ближайший город должен находится не ближе чем 20 км от места захоронения. Кроме зоны отчуждения, необходимо создание дополнительной санитарной зоны не меньше 1 км.
  2. Предполагаемое место утилизации не может располагаться в сейсмически неблагополучных районах. Поблизости не должно быть строек. В противном случае велик риск повреждения контейнера с радиоактивными отходами.
  3. На всей площади исключают возможность залегания грунтовых вод и угрозу затопления. Запрещается устраивать захоронения в поймах рек, прибрежных зонах. Карстовые провалы, эрозии почвы, риски оползней должны быть исключены.
  4. Все постройки на территории полигона, включая завод по переработке, делают из материалов, не пропускающих радионуклиды.
  5. Заполненный и законсервированный могильник должен быть полностью автономным.

Обработка ядерных отходов

При приеме на хранение ядерные отходы тщательно проверяют. Важна целостность упаковки, мощность и доза излучения. Высокоактивные вещества перед утилизацией обрабатывают. Цель таких мероприятий – снизить уровень опасности РАО. Есть несколько способов обработки радиоактивных отходов в России.

Витрификация или остекловывание

Метод используют для обработки жидких отходов атомной промышленности. Он считается одним из прогрессивных способов обеззараживания. В отработанный материал добавляют сахар и добиваются испарения влаги. Выпаривают опасные смеси во вращающийся трубке, нагретой до высоких температур.

На выходе получается порошок, который вместе с осколками стекла помещают в индукционную печь. Расплавленную массу разливают в стальные контейнеры. Их промывают под мощной струей воды, осматривают и отправляют на хранение.

Синрок

Созданный австралийскими учеными метод предполагает создание особого синтетического материала. По своим свойствам это пригодная для длительного хранения керамика. Подходит продукт переработки и для дальнейшего использования. Создаются он в специальных печах под действием высоких температур и давления.

Трансмутация

Трансмутация пока возможна только в теории. Необходимые для практического осуществления приборы находятся в стадии разработки. Суть метода в изменении срока жизни опасных нуклидов. Технология имеет перспективы и за счет выработки энергии в ходе дезактивации ядерного мусора.

Переработка радиоактивных отходов

Переработкой ядерных отходов в России занимается несколько структурных подразделений РосАтома. В отделениях концерна низкоактивные горючие РАО сжигают. Дым очищают многоступенчатой системой фильтров.

То что осталось после горения заливают цементным раствором или жидким стеклом с добавлением бора. Жидкий мусор выпаривают, снижая его радиоактивность. Твердые вещества прессуют.

Ядерные «полуфабрикаты» закладывают в бочки по 100 или 200 литров и снова отправляют под пресс. Смятую тару укладывают в контейнеры и снова заливают цементом.

Хранение РАО

Для хранения радиоактивных отходов нужны контейнеры. Делают их из материалов, не реагирующих с опасными веществами. Это может быть:

  • железобетон;
  • сталь;
  • свинец;
  • обогащенный бромом полиэтилен.

Обязательное требование техники безопасности – емкости с ядерным мусором необходимо помещать в сухотарные бочки. В хранилище радиоактивные вещества находятся временно. Долгоживущие отправятся для захоронения, а корткоживущие распадаются до относительно неопасного состояния. Потом их отправляют на переработку.

Современный способ решения проблемы был найден в конце прошлого десятилетия. Блоки с атомными реакторами достали из воды, подготовили к длительному хранению. Место для них нашлось в Кольском заливе. В Мурманской области запустили комплекс Сайда Губа.

Он представляет собой огромную залитую бетоном площадку на 120 отсеков с основанием из скальных пород, которые дают крепкую опору для хранилища. Покрашенные антикоррозийным покрытием бочки выглядят как площадка завода или склад оборудования.

Это безопасный, хотя и не очень красивый способ хранения РАО называется «коричневой лужайкой».

Вам будет интересно!  Радиоактивное загрязнение окружающей среды

Места захоронения ядерных отходов

Отработавшее свой срок ядерное топливо накапливает огромное количество продуктов деления. На воздухе оно разогревается до сотен градусов. По этой причине первым временным местом захоронения радиоактивных отходов становятся бассейны при атомных станциях. Там стержни реакторов находятся несколько лет. Вода поглощает тепло и защищает людей.

Когда они смогут обходится без охлаждения продолжительное время, отходы отправляются в хранилища. Есть 2 способа хранения ядерного мусора.

Ядерный могильник

«Мокрые» хранилища

За время пути температура ОЯТ (отработанного ядерного топлива) повышается до 50-80 градусов. Поэтому они поступают в водоохлаждающий узел на 3-5 часов. Этого времени достаточно, чтобы снизить температуру до 30 градусов.

После этого контейнер переносят в специальный бассейн. Под водой вскрывают крышку защитного кожуха и переносят отходы в особый чехол. А его отправляют на дезактивацию. Все манипуляции автоматизированы.

Место человека занимают специальные краны.

«Мокрое» хранилище представляет собой огромный зал, выстланный металлом. Чехлы с РАО объединены в отсеки. Их скрывает слой дистиллированной воды толщиной 2 метра. Он служит барьером для радиации. Находится на поверхности абсолютно безопасно.

«Сухие хранилища»

Сухое хранилище – это зал с бетонными модулями, разбитыми на герметичные отсеки-пеналы. В них хранят радиоактивные отходы. Для их охлаждения используют воздух. Благодаря системе воздуховодов, создается подобие печной тяги.

https://www.youtube.com/watch?v=OiBVMRxy4VE

Сухой способ хранения дешевле и безопасней. Он не требует затрат на водоснабжение и не зависит от электричества.

Контейнер для твердых радиоактивных отходов

Перечень требований к контейнерам для радиоактивных отходов широк. Но можно выделить самые важные пункты этого списка:

  • в контейнерах не допускается хранение жидких ядерных отходов;
  • герметичность корпуса не должна нарушаться даже под действием внешних факторов: высокой и низкой температур, стихийных бедствий.

Другие способы захоронения РАО

Существуют и другие способы захоронения отходов атомной промышленности. Но ни один из них не был разрешен мировым сообществом. А некоторые так и остались только теорией.

Удаление в море

Метод предполагает, что ядерные отходы должны вывозиться на корабле и сбрасываться в море в специализированной упаковке. Он применялся несколько лет Бельгией, Францией, ФРГ. Сейчас этот способ утилизации запрещен.

Сброс радиоактивных отходов в море

Удаление под морское дно

Способ предусматривал создание могильников ниже дна океана. Для доступа предполагалось погребать радиоактивный мусор вблизи необитаемых островов или небольших участков суши. Он так и не был претворен в жизнь.

Удаление в зоны подвижек

Основополагающая идея метода заключалась в том, чтобы удалять ядерные отходы в области разлома литосферных плит в глубине морских и океанических вод. Потоки магмы и лавы вырываясь наружу должны были, по задумке авторов, похоронить радиоактивные вещества в толще земной коры. Мировое сообщество не одобрило способ, так как он был одной из форм уже запрещенного удаления в море.

Захоронение в ледниковые щиты

Суть варианта в том, что самонагревающиеся контейнеры можно размещать в ледниках Антарктиды и Гренландии. Благодаря высоким температурам, емкости сами расплавляли бы лед и опускались бы в толщу щита. Барьер должен был обеспечивать вновь образовавшийся лед. Несмотря на проводимые исследования, способ остался в теории из-за разных причин.

Удаление в космическое пространство

Суть этой разработки состоит в том, чтобы отправлять ОЯТ в космическое пространство навсегда. Было предложено запускать их в сторону Солнца или выводить на околоземную орбиту. Метод отвергли как дорогой и потенциально опасный.

Международные проекты

После окончания холодной войны мировая общественность сотрудничает в вопросах оптимального захоронения ядерных отходов. Единой стратегии для решения проблемы пока нет.

Но под эгидой ООН продолжаются обсуждения международных проектов. Один из них строительство общего большого могильника на малонаселенных территориях России либо Австралии.

Но разработка такого проекта встретила большое количество протестов.

Концепция замкнутого ядерного цикла

Концепция замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) заключается в переработке ОЯТ, выгруженного из реактора. После этого, получившийся материал можно использовать вновь. Цепочка может повторяться много раз. Это позволяет снизить добычу урана, а в перспективе совсем ее заморозить.

В России созданием установок ЗЯТЦ занимается РосАтом. На предприятии «Маяк» ведутся разработки и тестирование необходимого оборудования. Ученые оттачивают технологии и ведут исследования этого направления ядерной энергетики.

Ядерные могильники в России

Переработка и захоронение радиоактивного мусора регламентируется законами России. В стране каждый год отрабатывается 5 миллионов тон ядерного топлива. 3 из них дезактивируют. В дальнейшем они подлежат захоронению.

На территории страны создано несколько кладбищ РАО:

  • озеро Качай;
  • река Теча;
  • город Озерск, где находится принадлежащий корпорации РосАтом завод «Маяк».

Проблемы системы обращения с РАО в России и возможные пути ее решения

Ядерные отходы хранятся на АЭС. Кроме них есть еще отработанное топливо. Временные «отстойники» радионуклидов давно переполнены. А полностью оборудованной системы кондиционирования нет нигде.

Решение вопроса, на текущий момент, заключается отказе от длительного хранения в пользу окончательного захоронения РАО. В качестве еще одной меры предлагают снизить число поверхностных хранилищ на АЭС и предприятиях атомно-промышленного комплекса. Новые технологии в этой сфере помогут более эффективно обезопасить все живое от воздействия радиации.

Источник: https://bezotxodov.ru/radioaktivnye-othody/zahoronenie-radioaktivnyh-othodov

Хранилище ядерных отходов: правила хранения радиоактивных материалов

Хранение радиоактивных отходов в России

Наука и технологии находятся в постоянном развитии, предоставляя всем жителям планеты пользоваться новейшими достижениями цивилизации. Прогресс настолько быстрый, что каждый год происходит скапливание разного рода отходов. Среди них наиболее опасными считаются радиоактивные – они появляются при пользовании энергии атомных веществ.

 Загрузка …

Для ядерных материалов организуются специализированные хранилища, поскольку без особой утилизации вред наносится всем живущим на планете. Хранение ядерных отходов в Ростовской области, Красноярске (хранилище ядерных отходов ОЯТ), в Сергиево-Посадском районе и других местах неблагоприятно влияет на экологию и без должного обустройства таких хранилищ к эксплуатации не допускается.

Что такое радиоактивные отходы?

Ядерные отходы, они же радиоактивные, содержат химические элементы – радиоактивные изотопы, не имеющие никакой практической пользы.

В РФ разработан специальный закон хранения, регулирующий вопросы использования атомной энергии. По этому закону все отходы являются ядерными веществами и не могут быть использованы ни в одной из областей промышленности.

Более того, на законодательном уровне запрещено ввозить подобные вещества на территорию России.

Обыватели, далекие от ядерной промышленности и атомной энергетики, часто путают ядерное топливо отработанного типа и радиоактивные отходы. Понятия сильно различаются, поскольку отходы не могут быть использованы в любых разработках, а отработанное топливо содержит много продуктов деления и остатки ядерного топлива, что используется в науке, медицине, сельском хозяйстве и других областях.

Читайте также  Паспортизация бытовых отходов

Так, отработанное топливо считается ценным ресурсом, из которого возможно получить несколько источников изотопов и новое свежее ядерное топливо.

Есть среди радиоактивных веществ отдельный вид – жидкие отходы технологического типа с радиоактивным действием.

Это отходы, которые содержать техногенные радиоактивные нуклиды, полученные в военной или оборонной промышленности, атомной энергетики и других видах производства.

Этот вид ресурса получается при использовании военных судов на атомном флоте или в электростанциях, при авариях на радиационных точках или при эксплуатации радиоизотопных веществ.

Радиоактивные свойства химических элементов

Впервые радиоактивность как характеристика упоминалась в научных трудах XIX века. А. А. Беккерель и П. и М. Кюри выявили у тория, полония, радия и урана особый вид излучения.

Исследования, проведенные учеными, показали наличие индексов радиоактивности, отличающихся друг от друга степенью интенсивности.

Все чаще стала использоваться энергия распада атома, ей нашлось применение во многих областях существования человечества.

По мере дальнейших исследований, интерес ученых вызвал и уровень радиации, благодаря чему был изобретен прибор для контроля его уровня. Долгие годы опыт разработок с использованием ядерной энергии был успешным в промышленности, медицине и науке, но только в последнее время вопрос о необходимости стал крайне острым.

Откуда берутся ядерные отходы?

Отходы с радиоактивностью получают разных форм и характеристик. Наиболее важными из них являются концентрация и период полураспада радионуклидов, входящих в  их состав. Причины образования этих веществ следующие:

  1. работа вентиляционных систем в местах выброса и обработки радиоактивных материалов – газообразные;
  2. переработка отработанного топлива и работа исследовательского оборудования с сцинтилляционными счетчиками – жидкие;
  3. работа АЭС (выбросы топлива), стеклянные отходы от медицинских систем или лабораторий, расходные материалы с загрязнением, посуда из стекла, используемая в больницах – твердые.

В человеческой деятельности также присутствуют отходы радиоактивного типа – они носят название природных источников радиации, обладающих этими свойствами от природы.

Как правило, в них содержатся особые нуклиды калий и рубидий (бета-излучатели), а также торий и уран (альфа-частицы), включая продукты их химического распада.

Все работы и использование этих веществ проводятся по санитарным правилам СанПин.

Привычный всем уголь также содержит немного радионуклидов, но их настолько мало, что такой дозой можно пренебречь. Число вещества в угле меньше, чем в среднем содержится в земле.

Зальная пыль обладает большей концентрацией по сравнению с углем, но радиоактивность слишком мала по сравнению с фосфатами или глинистым сланцем. Для человека присутствует некоторая опасность, поскольку частицы зольной пыли вдыхаются легочной системой.

Объем выбросов довольно большой – 1000 тонн урана в РФ и до 40 000 тонн на планете.

Типы ядерного излучения

При работе с атомной энергией возникает материал, не подлежащий к применению в любой области. Но отходы все ещё излучают радиацию из источников, поэтому их нужно правильно утилизировать.

Повторная переработка и эксплуатация отходов доступна только в случае ядерного топлива, а мусор может находиться в любом состоянии и быть разного происхождения – остатки от добычи газа и нефти, медицинские исследования и многое другое.

Радиоактивность может быть нескольких типов:

  • низкоактивная;
  • активность средней степени;
  • высокая активность;
  • трансурановое излучение.

Как утилизируют ядерные отходы?

Утилизация в течение длительного периода времени не считалась обязательным элементом работ с опасными веществами. Остатки этой деятельности просто сбрасывали, загрязняя окружающую среду и воды подземных источников. Специалисты выявили, что в воздухе и грунте скапливаются все выброшенные активные радиоизотопы.

Возникла опасность отравления населения через продукцию сельского хозяйства, выращиваемую в зараженной земле. На данный момент существует несколько вариантов захоронения отходов, вредных для экологии и человека. Опасность снижена до минимального уровня при использовании следующих способов:

  1. витрификационные преобразования. Стеклование позволяет сделать отходы инертными, после чего их пакуют в контейнеры и хранят в герметичных помещениях;
  2. метод Синрок – обработка мусора специальными химическими составами. Метод изобретен в Австралии;
  3. трансмутационная обработка снижает опасность утиля с ядерными свойствами в специальном реакторе, выделяющем при работе энергию. Существует возможность повторного применения отходов, поэтому методика признана многозадачной;
  4. компактирование – сдавливание утиля прессом, но метода не применим для материалов, способным к быстрому воспламенению;
  5. суперкомпактирование позволяет уплотнить спрессованые отходы, что минимизирует их объем;
  6. цементирование радиационного угля смесью из цемента – самый доступный и простой способ утилизации;
  7. битумирование – заливка битумной смесью массы отходов;
  8. космический мусор – выброс отходов в открытый космос позволяет минимизировать опасность для нашей планеты, но так или иначе мусор в космосе может когда-либо негативно действовать на Землю, приводя ее к катастрофе.

Зачем обрабатывают ядерный мусор?

Перед утилизацией все отходы должны быть тщательно отсортированы и размещены на некоторое время в хранилища.

После этого утиль упаковывают по нормативам транспортировки и отвозят в хранилища или на заводы для уничтожения.

Место для хранилища и переработки выбирается исходя из типа материалов, большая часть отходов перерабатывается, и только около 5% помещается в контейнеры и запечатывается в горных массивах.

Низкая и средняя степень радиоактивности позволяет провести обработку разными методами, зависящими от состояния утиля:

  1. отходы в форме газа адсорбируются специальными уловителями химических соединений;
  2. жидкие отходы битумируют, заливают в контейнеры, остекловывают или помещают в цементную смесь;
  3. органические жидкие отходы сжигаются в высокотемпературных печах, обрабатываются химическими смесями при высоких температурах, адсорбируются;
  4. твердые виды мусора разлагают при помощи кислоты, сжигают в плазме, плавят или прессуют, после чего помещают в герметичные контейнеры;
  5. радиоактивные материалы бытового назначения (бумага или одежда, элементы конструкций) сжигаются в плавильне, пепел цементируется.

Места захоронения

Любая переработка направлена на минимизацию объема мусора посредством трансформации ее в твердое состояние. После достижения цели утиль упаковывается и направляется в могильники особого назначения, расположенные в определенных местах:

  • захоронения глубоко под водой, более 1000 метров;
  • использование океанического дна на глубине в десятки тысяч метров. Контейнеры размещают в осадочных породах;
  • геологические схроны требуются для отходов с высокой радиацией и продолжительным периодом распада. Для захоронения используют пустоты в горных породах глубже сотен метров от поверхности земли. Чтобы не заразить участки грунта вокруг, мусор стали закапывать в урановые рудники, делая их могильниками;
  • подземное — недалеко от поверхности можно проводить захоронение в неглубокой шахте или наземных постройках.

Всегда считалось, что радиоактивные изотопы достаточно рассеять в почве, как делается на других производствах.  К примеру, их сливают в воду. Так, теченский каскад и речка Теча стали зараженными.

  Специалисты выявили, что природные биологические процессы, протекающие в природе, концентрируют весь мусор в подсистемах биосферы-  тканях животных и их органах. Это опасно для населения, поскольку с пищей элементы могут попадать в организм.

Поэтому принципы утилизации ядерных веществ были изменены.

МАГАТЭ сформировало принципы, которые обеспечивают утилизацию безопасным способом, при этом даже с течением времени угрозы здоровью человека или экологии не возникает:

  • обеспечение защиты жизни и здоровья населения. Утилизация проводится по правилам, снижающим риски заражения даже спустя продолжительное время;
  • охрана экологии. Захоронения обустраиваются с соблюдением всех нормативов для охраны экологии;
  • Утилизация отходов проводится с учетом любых последствий для жизни населения и его здоровья, особенно за пределами национальной границы страны;
  • охрана здоровья будущих поколений – при захоронениях учитывается уровень возможных последствий, которые могут возникнуть с течением времени и представлять угрозу будущему населению планеты
  • бремя для нового поколения – учитывается возможное бремя, возлагаемое на подрастающее поколение и их потомков;
  • правовая структура нации – учитывается структура права, четко регламентирующая обязанности и независимые функции регулирования;
  • контроль и учет возникновения ядерных отходов – уровень держится в минимальных пределах;
  • взаимосвязи в образовании и переработке ядерного мусора – учитывают стадии появления мусора, его транспортировки, переработки и захоронения;
  • обеспечение безопасности для мест захоронения – все точки с переработкой и утилизацией ядерного мусора должны быть безопасными и надежными в течение всего срока эксплуатации.

Могильники ядерных отходов в России

На территории РФ все отходы перерабатываются на специальном заводском оборудовании. Из 5 миллионов тонн веществ с радиацией более 3 миллионов перерабатывается и утилизируется.

  В планах правительства к 2025 году сделать утилизацию до 85% от общего объема безопасными способами. В РФ могильники были сделаны во времена СССР, когда происходила интенсивная разработка новейшего оружия.

Наиболее известными местами захоронений стал город Озёрск, речка Теча и озеро Карачай.

Законодательство РФ четко указывает нормы по утилизации, но всегда остаются спорные моменты, поскольку число могильники слишком мало для большой страны и их вместимость уже практически исчерпана.

Более того, контроль за утилизацией проводится в недостаточном объеме, поскольку нет централизации этого процесса.

Только правильное обращение с радиоактивным мусором может сохранить природный баланс, и так довольно хрупкий в виду массовых производств на планете.

Рекомендуем купить

Жидкие радиоактивные отходы

На АЭС большинство процессов сопровождается выделение отходов в жидкой форме.

Чтобы поддержать химический и водный режим используемого теплоносителя и понизить количество радиоактивности, его часть постоянно чистят фильтрующими установками.

Если на АЭС используются реакторы с кипящими жидкостями, то конденсат также подлежит обязательной очистке. Для фильтрации используют перлиты и смолы, обладающие высокими показателями ионообмена.

Из этих фильтров выходят регенерационные жидкости, пульпы перлита и смол, которые уже отработаны. Все эти жидкости – радиоактивные отходы (ЖРО). Помимо этого,  в помещении постоянно выполняется санитарная обработка, что также образует дополнительные жидкие отходы. ЖРО на АЭС считают радиоактивными, если их радионуклиды сильно превышают допустимую концентрацию в питьевой воде.

Грунтовые хранилища жидких радиоактивных продуктов и места их переработки

При средних показателях активности ЖРО их хранят  как кубовые остатки и пульпы от материалов-фильтров. Это смолы, уголь или перлит.

Хранение выполняется исключительно раздельно, поскольку дальнейшая переработка отличается – удаление и контейнеров и отверждение проводятся по-разному.

В хранилище радиоактивных отходов преследуются две цели: выдержка ЖРО для их распада на радионуклиды с коротким циклом, а также изоляция до момента отверждения.

В помещении располагается система из емкостей в виде цилиндров. Их делают из нержавеющей стали и помещают внутрь колодцев из монолитного железобетона. Такая изоляция считается наиболее надежной. Каждая емкость рассчитана на сотни кубометров. Если возникает авария и начинается протечка, то в дне колодцев оборудованы специальные отверстия и приямки, чтобы откачать излишки.

Источник: https://ProPodval.ru/stroitelstvo/hranilishhe/osobennosti-hranilishh-yadernyh-othodov.html