Radioaktivt affald. Kilder til udseende

Radioaktivt affald (RAW) er de stoffer, der indeholder radioaktive grundstoffer og ikke kan genbruges i fremtiden, da de ikke har nogen praktisk værdi. De dannes under udvinding og forarbejdning af radioaktiv malm, under drift af udstyr, der genererer varme, og under bortskaffelse af nukleart affald.

Typer og klassificering af radioaktivt affald

Efter type radioaktivt affald er de opdelt:

efter tilstand - fast, gasformig, flydende;
efter specifik aktivitet – meget aktiv, middel aktivitet, lav aktiv, meget lav aktivitet
efter type – slettet og speciel;
i henhold til halveringstiden for radionuklider - lang- og kortlivet;
af elementer af nuklear type - med deres tilstedeværelse, med deres fravær;
i minedrift - under forarbejdning af uranmalm, under udvinding af mineralske råstoffer.

Denne klassifikation er relevant for Rusland og accepteres på internationalt plan. Generelt er opdelingen i klasser ikke endelig, det kræver koordinering med forskellige nationale systemer.

Befriet fra kontrol

Der er typer af radioaktivt affald, der indeholder meget lave koncentrationer af radionuklider. De udgør stort set ingen fare for miljø. Sådanne stoffer falder ind under den fritagne kategori. Den årlige mængde stråling fra dem overstiger ikke 10 μ3v.

Regler for håndtering af radioaktivt affald

Radioaktive stoffer er opdelt i klasser, ikke kun for at bestemme fareniveauet, men også for at udvikle regler for håndtering af dem:

det er nødvendigt at sikre beskyttelsen af den person, der arbejder med radioaktivt affald;
miljøbeskyttelsen mod farlige stoffer bør øges;
kontrollere affaldsbortskaffelsesprocessen;
angive eksponeringsniveauet på hvert gravsted baseret på dokumenter;
kontrollere akkumulering og brug af radioaktive grundstoffer;
i tilfælde af fare skal ulykker forhindres;
i ekstreme tilfælde skal alle konsekvenser elimineres.

Hvad er faren ved radioaktivt affald?

For at forhindre et sådant resultat er alle virksomheder, der anvender radioaktive grundstoffer, forpligtet til at bruge filtreringssystemer, kontrollere produktionsaktiviteter, desinficere og bortskaffe affald. Dette hjælper med at forhindre miljøkatastrofer.

Fareniveauet ved radioaktivt affald afhænger af flere faktorer. Først og fremmest er dette mængden af affald i atmosfæren, strålingens kraft, området af det forurenede område, antallet af mennesker, der bor på det. Da disse stoffer er dødelige, er det i tilfælde af en ulykke nødvendigt at eliminere katastrofen og evakuere befolkningen fra territoriet. Det er også vigtigt at forhindre og standse transport af radioaktivt affald til andre territorier.

Regler for opbevaring og transport

En virksomhed, der arbejder med radioaktive stoffer, skal sikre en pålidelig affaldsopbevaring. Det involverer indsamling af radioaktivt affald og overførsel heraf til bortskaffelse. De nødvendige midler og metoder til opbevaring er fastlagt i dokumenter. Specielle beholdere er lavet til dem af gummi, papir og plast. De opbevares også i køleskabe og metaltromler. Transport af radioaktivt affald foregår i særlige forseglede beholdere. De skal være forsvarligt sikret under transport. Transport kan kun udføres af virksomheder, der har en særlig tilladelse hertil.

Genbrug

Valget af behandlingsmetoder afhænger af affaldets karakteristika. Nogle typer affald makuleres og komprimeres for at optimere affaldsmængden. Det er sædvanligt at brænde visse rester i ovnen. RW-behandling skal opfylde følgende krav:

isolering af stoffer fra vand og andre produkter;
eliminere eksponering;
isolere påvirkningen af råmaterialer og mineraler;
vurdere gennemførligheden af behandlingen.

Indsamling og fjernelse

Indsamling og bortskaffelse af radioaktivt affald skal foregå på steder, hvor der ikke er ikke-radioaktive grundstoffer. I dette tilfælde er det nødvendigt at tage højde for aggregeringstilstanden, affaldskategori, dets egenskaber, materialer, halveringstid for radionuklider og den potentielle trussel fra stoffet. I den forbindelse er det nødvendigt at udvikle en strategi for håndtering af radioaktivt affald.

Specialudstyr skal bruges til indsamling og fjernelse. Eksperter siger, at disse operationer kun er mulige med mellemstore og lave aktive stoffer. Under processen skal hvert trin kontrolleres for at forhindre miljøkatastrofer. Selv en lille fejl kan føre til en ulykke, miljøforurening og et stort antal menneskers død. Det vil tage mange årtier at eliminere påvirkningen af radioaktive stoffer og genoprette naturen.

Kendere sætter pris på Fouriers champagne. Det er opnået fra druer, der vokser i de maleriske bakker i Champagne. Det er svært at tro, at mindre end 10 km fra de berømte vinmarker ligger det største lager for radioaktivt affald. De bliver bragt fra hele Frankrig, leveret fra udlandet og begravet i de næste hundreder af år. The House of Fourier fortsætter med at lave fremragende champagne, engene blomstrer rundt, situationen er kontrolleret, fuldstændig renlighed og sikkerhed er garanteret i og omkring lossepladsen. Sådan en grøn græsplæne - hovedformålet opførelse af deponeringspladser for radioaktivt affald.

Roman Fishman

Lige meget hvad nogle hotheads siger, kan vi med tillid sige, at Rusland ikke er i fare for at blive til en global radioaktiv losseplads inden for en overskuelig fremtid. En føderal lov vedtaget i 2011 forbyder specifikt transport af sådant affald på tværs af grænser. Forbuddet gælder i begge retninger med den eneste undtagelse vedrørende returnering af strålingskilder, der er produceret i landet og sendt til udlandet.

Men selv under hensyntagen til loven, producerer atomenergi kun lidt virkelig skræmmende affald. De mest aktive og farlige radionuklider er indeholdt i brugt nukleart brændsel (SNF): brændselselementer og samlinger, hvori de er placeret, udsender endnu stærkere end friske nukleart brændsel og fortsætte med at generere varme. Dette er ikke affald, men en værdifuld ressource, det indeholder en masse uran-235 og 238, plutonium og en række andre isotoper, der er nyttige for medicin og videnskab. Alt dette udgør mere end 95% af SNF og genvindes med succes hos specialiserede virksomheder - i Rusland er dette primært den berømte Mayak Production Association i Chelyabinsk-regionen, hvor tredje generation af oparbejdningsteknologier nu introduceres, hvilket tillader 97% af SNF skal tilbage på arbejde. Snart vil produktion, drift og oparbejdning af nukleart brændsel blive lukket i en enkelt cyklus, der ikke frigiver stort set nogen farlige stoffer.

Men selv uden brugt nukleart brændsel vil mængden af radioaktivt affald beløbe sig til tusindvis af tons om året. Hygiejneregler kræver jo, at alt, hvad der udsender over et vist niveau eller indeholder mere end den nødvendige mængde radionuklider, skal medtages her. Næsten enhver genstand, der har været i kontakt med ioniserende stråling i lang tid, falder ind under denne gruppe. Dele af kraner og maskiner, der arbejdede med malm og brændstof, luft- og vandfiltre, ledninger og udstyr, tomme containere og blot arbejdstøj, der har tjent deres formål og ikke længere har værdi. IAEA (International Atomic Energy Agency) opdeler radioaktivt affald (RAW) i flydende og fast i flere kategorier, lige fra meget lavt til højt niveau. Og hver har sine egne krav til behandling.

RW klassifikation

Klasse 1	Klasse 2	Klasse 3	Klasse 4	Klasse 5	Klasse 6
Solid				Væske
Materialer Udstyr Produkter Størnet flydende radioaktivt affald HLW med høj varmeafgivelse	Materialer Udstyr Produkter Størnet flydende radioaktivt affald Lavvarme HLW SAO er langlivede	Materialer Udstyr Produkter Størnet flydende radioaktivt affald SAO kortvarig NAO er langlivede	Materialer Udstyr Produkter Biologiske objekter Størnet flydende radioaktivt affald NAE er kortvarig VLLW er langlivet	Organiske og uorganiske væsker SAO kortvarig NAO er langlivede	RW genereret under udvinding og forarbejdning af uranmalm, mineralske og organiske råstoffer med et højt indhold af naturlige radionuklider
	Endelig isolering på dybe gravpladser med foreløbig hærdning	Endelig isolering i dybe gravpladser i dybder op til 100 m	Endelig isolering på jordnære deponeringssteder i jordoverfladen	Endelig isolering i eksisterende dybe deponeringsanlæg	Endelig isolering på deponeringssteder nær overfladen

Koldt: genbrug

De største miljøfejl forbundet med atomindustrien blev begået i industriens tidlige år. Endnu ikke klar over alle konsekvenserne, havde supermagterne i midten af det tyvende århundrede travlt med at komme foran deres konkurrenter, for mere fuldt ud at mestre atomets kraft og var ikke meget opmærksomme på affaldshåndtering. Imidlertid blev resultaterne af en sådan politik indlysende ret hurtigt, og allerede i 1957 vedtog USSR et dekret "Om foranstaltninger til at sikre sikkerhed ved arbejde med radioaktive stoffer", og et år senere åbnede de første virksomheder til deres behandling og opbevaring.

Nogle af virksomhederne opererer stadig i dag, allerede i Rosatoms strukturer, og en beholder sit gamle "serienavn" - "Radon". Halvandet dusin virksomheder blev overført til ledelsen af det specialiserede firma RosRAO. Sammen med PA Mayak, Mining and Chemical Combine og andre Rosatom-virksomheder har de licens til at håndtere radioaktivt affald af forskellige kategorier. Imidlertid tyer ikke kun atomforskere til deres tjenester: radioaktive stoffer bruges til en række forskellige anvendelser, fra kræftbehandling og biokemisk forskning til produktion af radioisotop termoelektriske generatorer (RTG'er). Og alle af dem, efter at have tjent deres formål, bliver til affald.

De fleste af dem er på lavt niveau - og selvfølgelig bliver de med tiden mere sikre, efterhånden som kortlivede isotoper henfalder. Sådant affald sendes normalt til forberedte lossepladser til opbevaring i ti eller hundreder af år. De er forbehandlede: det, der kan brænde, brændes i ovne og renser røgen komplekst system filtre. Aske, pulvere og andre løse komponenter cementeres eller fyldes med smeltet borosilikatglas. Flydende affald af moderate volumener filtreres og koncentreres ved fordampning, og der udvindes radionuklider fra dem med sorbenter. De hårde knuses i presser. Alt lægges i 100 eller 200 liters tønder og presses igen, lægges i beholdere og cementeres igen. "Alt er meget strengt her," fortalte vicedirektøren. generaldirektør RusRAO Sergey Nikolaevich Brykin. "Ved håndtering af radioaktivt affald er alt, hvad der ikke er tilladt i henhold til licenser, forbudt."

Særlige beholdere bruges til transport og opbevaring af radioaktivt affald: afhængigt af aktiviteten og typen af stråling kan de være armeret beton, stål, bly eller endda borberiget polyethylen. De forsøger at udføre forarbejdning og pakning på stedet ved hjælp af mobile komplekser for at reducere vanskelighederne og risiciene ved transport, delvist ved hjælp af robotteknologi. Transportveje er gennemtænkt og aftalt på forhånd. Hver beholder har sin egen identifikator, og deres skæbne spores til det sidste.

RW-konditionerings- og lagercenter i Andreeva-bugten på kysten Barentshavet arbejder på stedet for den tidligere tekniske base for den nordlige flåde.

Varmer: opbevaring

De RTG'er, som vi nævnte ovenfor, bliver næsten aldrig brugt på Jorden i dag. De leverede engang strøm til automatiske overvågnings- og navigationspunkter på fjerntliggende og svært tilgængelige steder. Men talrige hændelser med lækager af radioaktive isotoper til miljøet og det banale tyveri af ikke-jernholdige metaller tvang dem til at opgive deres brug andre steder end rumfartøjer. USSR formåede at producere og samle mere end tusinde RTG'er, som blev demonteret og fortsætter med at blive bortskaffet.

Endnu mere problematisk er arven fra den kolde krig: alene i årtier atomubåde Næsten 270 blev bygget, og i dag er mindre end halvtreds i drift, resten er blevet bortskaffet eller afventer denne komplekse og dyre procedure. I dette tilfælde aflæsses det brugte brændsel, og reaktorrummet og to tilstødende skæres ud. Udstyret fjernes fra dem, forsegles yderligere og efterlades til at blive opbevaret flydende. Dette er blevet gjort i årevis og i begyndelsen af 2000'erne i det russiske Arktis og i Fjernøsten Omkring 180 radioaktive "flydere" rustede. Problemet var så akut, at det blev diskuteret på et møde mellem landes ledere " Store Otte", som var enige om internationalt samarbejde med at rense kysten.

Dokponton til udførelse af operationer med reaktorrumsblokke (85 x 31,2 x 29 m). Bæreevne: 3500 t; dybgang ved bugsering: 7,7 m; bugseringshastighed: op til 6 knob (11 km/t); levetid: mindst 50 år. Bygmester: Fincantieri. Operatør: Rosatom. Beliggenhed: Saida Guba i Kola-bugten, designet til at opbevare 120 reaktorrum.

I dag løftes blokkene op af vandet og renses, reaktorrummene skæres ud, og der påføres en anti-korrosionsbelægning. Behandlede pakker installeres til sikker langtidsopbevaring på forberedte betonpladser. Ved det nyligt åbnede kompleks i Saida Guba i Murmansk-regionen blev en bakke endda revet ned til dette formål, hvis klippegrund ydede pålidelig støtte til en lagerfacilitet designet til 120 rum. Opstillet på række ligner de tykt malede reaktorer en pæn fabriksplads eller industrielt udstyrslager, overvåget af en opmærksom ejer.

Dette resultat af eliminering af farlige strålingsobjekter kaldes en "brun græsplæne" på atomforskeres sprog og anses for at være fuldstændig sikkert, selvom det ikke er særlig æstetisk tiltalende. Det ideelle mål for deres manipulationer er en "grøn græsplæne", som den, der strækker sig over det allerede velkendte franske CSA-lager (Centre de stockage de l'Aube). En vandtæt belægning og et tykt lag af specielt udvalgt græstørv gør taget på en nedgravet bunker til en lysning, hvor man bare vil lægge sig ned, især da det er tilladt. Kun det farligste radioaktive affald er ikke bestemt til "plænen", men til den endelige begravelses dystre mørke.

Hot: begravelse

Højaktivt radioaktivt affald, herunder oparbejdning af brugt brændsel, kræver pålidelig isolering i titusinder og hundredtusinder af år. At sende affald ud i rummet er for dyrt, farligt på grund af ulykker under opsendelsen, og begravelse i havet eller i fejl i jordskorpen er fyldt med uforudsigelige konsekvenser. I de første år eller årtier kan de stadig opbevares i bassiner med "våde" overjordiske lagerfaciliteter, men så skal der gøres noget med dem. Flyt den for eksempel til et mere sikkert og længerevarende tørt sted - og garantere dets pålidelighed i hundreder og tusinder af år.

"Hovedproblemet ved tør opbevaring er varmeoverførsel," forklarer Sergey Brykin. "Hvis der ikke er noget vandigt miljø, opvarmes højaktivt affald, hvilket kræver specielle tekniske løsninger." I Rusland opererer et sådant centraliseret jordlager med et sofistikeret passivt luftkølesystem på Mining and Chemical Combine nær Krasnoyarsk. Men dette er kun en halv foranstaltning: En virkelig pålidelig gravplads skal være under jorden. Så vil det være beskyttet ikke kun af tekniske systemer, men også af geologiske forhold, hundredvis af meter fast og helst vandtæt sten eller ler.

Dette underjordiske tørlager har været i brug siden 2015 og bliver fortsat bygget parallelt i Finland. I Onkalo vil højaktivt radioaktivt affald og brugt nukleart brændsel blive låst inde i granitsten i en dybde på omkring 440 m, i kobberbeholdere, yderligere isoleret med bentonitler, og i en periode på mindst 100 tusind år. I 2017 annoncerede svenske energiingeniører fra SKB, at de ville tage denne metode i brug og bygge deres eget "evige" lager i nærheden af Forsmark. I USA fortsætter debatten om opførelsen af Yucca Mountain-depotet i Nevada-ørkenen, som vil gå flere hundrede meter ind i den vulkanske bjergkæde. Den generelle fascination af underjordiske lagerfaciliteter kan ses fra en anden vinkel: en sådan pålidelig og beskyttet begravelse kan blive en god forretning.

Taryn Simon, 2015−3015. Glas, radioaktivt affald. Forglasning af radioaktivt affald forsegler det inde i et fast, inert stof i årtusinder. Den amerikanske kunstner Taryn Simon brugte denne teknologi i sit arbejde dedikeret til 100-året for Malevichs Sorte Firkant. Den sorte glasterning med forglasset radioaktivt affald blev skabt i 2015 til Moscow Garage Museum og har siden været opbevaret på Radon-fabrikkens område i Sergiev Posad. Det ender på et museum om cirka tusind år, når det endelig bliver sikkert for offentligheden.

Fra Sibirien til Australien

For det første kan teknologier i fremtiden kræve nye sjældne isotoper, som der er mange af i brugt nukleart brændsel. Metoder til deres sikre, billige udvinding kan også dukke op. For det andet er mange lande klar til at betale for bortskaffelse af højaktivt affald nu. Rusland har ingen steder at gå hen: Den højtudviklede atomindustri har brug for et moderne "evigt" depot for så farligt radioaktivt affald. Derfor skulle der i midten af 2020'erne åbne et underjordisk forskningslaboratorium i nærheden af Mining and Chemical Combine.

Tre lodrette skakte skal gå ind i gnejsbjergarten, som er dårligt permeabel for radionuklider, og på 500 m dybde vil der blive indrettet et laboratorium, hvor dunke med elektrisk opvarmede simulatorer af radioaktive affaldspakker skal placeres. I fremtiden vil komprimeret mellem- og højaktivt affald, placeret i specialemballage og ståldåser, blive lagt i containere og cementeret med en bentonitbaseret blanding. I mellemtiden er der planlagt omkring halvandet hundrede forsøg her, og først efter 15-20 års test og sikkerhedsmæssig begrundelse vil laboratoriet blive omdannet til et langtidsholdbart tørlager for radioaktivt affald af første og anden klasse. - i en tyndt befolket del af Sibirien.

Befolkningen i et land er et vigtigt aspekt af alle sådanne projekter. Folk glæder sig sjældent over oprettelsen af deponeringspladser for radioaktivt affald få kilometer fra deres eget hjem, og i det tætbefolkede Europa eller Asien er det ikke let at finde et sted at bygge. Derfor forsøger de aktivt at interessere så tyndt befolkede lande som Rusland eller Finland. For nylig har Australien sluttet sig til dem med sine rige uranminer. Ifølge Sergei Brykin har landet fremsat et forslag om at bygge en international gravplads på sit territorium i IAEA-regi. Myndighederne forventer, at det vil give yderligere penge og nye teknologier. Men så er Rusland bestemt ikke i fare for at blive en global radioaktiv losseplads.

Artiklen "Grøn græsplæne over atomgravpladsen" blev bragt i magasinet "Popular Mechanics" (nr. 3, marts 2018).

Loven om anvendelse af atomenergi fastslår, at radioaktivt affald er stoffer, materialer, anordninger og andet udstyr, der indeholder høje niveauer af radionuklider og har mistet deres forbrugeregenskaber og ligeledes er uegnet til genbrug.

Under hvilke omstændigheder genereres affald indeholdende radioaktive grundstoffer?

Radioaktivt affald er indeholdt i atombrændsel det dannes under driften af atomkraftværker, dette er en af hovedkilderne. De kan også opnås som et resultat:

udvinding af radioaktiv malm;
malm forarbejdning;
produktion af varmeafledningselementer;
bortskaffelse af brugt nukleart brændsel.

Under udviklingen af atomvåben af de russiske væbnede styrker blev der også genereret radioaktivt affald, sådanne handlinger som produktion, bevarelse og afvikling af faciliteter, der brugte dette materiale, rehabiliterede ikke tidligere arbejde med dette materiale. Som følge heraf indeholder landet meget affald, der genereres under produktionen af nukleare materialer.

Flåde, ubåde, såvel som civile skibe, der bruger atomreaktorer, efterlader også radioaktivt affald under deres drift og selv efter deres fejl.

Arbejde med radioaktivt affald i Rusland er forbundet med følgende industrier:

I den nationale økonomi, ved hjælp af isotopprodukter.
I medicinske eller farmaceutiske institutioner og laboratorier.
Kemiske, metallurgiske og andre industrielle forarbejdningsindustrier.
Udføre videnskabelige forsøg og forskning ved hjælp af nukleart brændsel eller lignende elementer.
Selv sikkerhedstjenester, især toldkontrol.
Olie- eller gasproduktion kræver også brug af nukleare stoffer, som efterlader radioaktivt affald.

Det er vigtigt at vide. Brugt nukleart brændsel falder ikke ind under kategorien radioaktivt affald, iflg russisk lovgivning.

Inddeling i typer

Et dekret fra Den Russiske Føderations regering foretog justeringer i henhold til hvilke radioaktivt affald kan være:

hårdt;
væske;
gas af lignende art;

arter. Klassificeringen af radioaktivt affald klassificerer alle grundstoffer og stoffer, der indeholder radionuklider, som fast, flydende og gaslignende. En undtagelse er kun mulig, hvis dannelsen ikke er relateret til kerneenergi, og indholdet af radionuklider skyldes udvinding eller forarbejdning af naturlige mineraler og organiske råstoffer fra øget niveau radionuklider eller nær dens naturlige kilde. Koncentration, som er indenfor acceptable standarder fastsat ved beslutningen russisk regering, ikke overstiger 1.

RW, der tilhører typen "fast" indeholder menneskeskabte radionuklider, hvorfra kilder som lukkede virksomheder, der arbejder med sådanne stoffer, er udelukket. De er opdelt i fire kategorier:

meget aktiv;
moderat inaktiv;
lav aktiv;
meget lav aktiv.

RW, der ankommer i en "flydende" tilstand, er kun opdelt i tre kategorier:

meget aktiv;
moderat aktiv;
lav aktiv.

Lukkede, brugte virksomheder og fabrikker, der arbejdede med radionuklider, hører til andre kategorier af radioaktivt affald.

RW klassifikation

Eksisterer den føderale lov, med henblik herpå opdeler klassificeringen af radioaktivt affald det i følgende typer:

Aftagelige er stoffer, for hvilke risikoen forbundet med deres påvirkning af miljøet ikke øges. Og i tilfælde af at de fjernes fra lagerstedet til efterfølgende begravelse, overstiger risikoen for deres tilstedeværelse på deres placerings område ikke. Denne type kræver ret store økonomiske omkostninger for at udføre alle manipulationer med den og forberede specialudstyr og uddanne personale fra genbrugsorganisationer.
Specielt - radioaktivt affald, denne type udsætter miljøet for en meget stor fare, i tilfælde af deres udvinding, transport og yderligere handlinger, for at rense territoriet eller begrave det et andet sted. Manipulationer med denne type er også meget dyre økonomiske side. I tilfælde med en lignende art er det sikrere og mere økonomisk rentabelt at udføre begravelsesprocessen på deres primære lokalitet.

Radioaktivt affald klassificeres afhængigt af følgende egenskaber:

Halveringstid for radionuklider - kort- eller langlivet.
Specifik aktivitet – højaktivt, middelaktivt og lavaktivt radioaktivt affald.
Fysisk tilstand - kan være flydende, fast eller gaslignende.
Indholdet af nukleare elementer er til stede eller fraværende i affaldsmaterialet.
Brugte, lukkede uranmine- eller forarbejdningsanlæg, der udsender ioniserende stråler.
RW ikke relateret til brugen eller arbejdet med atomenergi. Kilderne er forarbejdningsvirksomheder til udvinding af organiske og mineralske råstoffer malme, med et øget niveau af radionuklider af naturlig oprindelse.

Klassificeringen af radioaktivt affald blev udviklet af regeringen Den Russiske Føderation, for at opdele dem i typer. Samt yderligere fjernelse eller begravelse på deres sted.

Klassifikationssystem

På nuværende tidspunkt er klassifikationssystemet ikke grundigt udviklet og kræver konstante forbedringer, dette er bestemt af manglen på sammenhæng mellem nationale systemer.

Grundlaget for klassificeringen indeholder overvejelser om muligheder for efterfølgende deponering af radioaktivt affald. Hovedtegnet på dette er varigheden af nuklidens henfaldsperiode, fordi bortskaffelsesteknologien direkte afhænger af denne indikator. De begraves med særlige forstærkningsløsninger i det mindste i den periode, hvor de kan være miljøfarlige. Ifølge disse data opdeler klassifikationssystemet alt affald og farlige stoffer i følgende kategorier.

Befriet fra kontrol

Lavaktivt og middelaktivt radioaktivt affald

De indeholder niveau nok radionuklider for at udgøre en trussel mod personale, der arbejder med dem, og befolkningen, der bor i nærområdet. Nogle gange har de et så højt aktivitetsniveau, at de kræver afkøling og brug af foranstaltninger til beskyttelse mod dem. Denne kategori indeholder to grupper: langlivede og kortlivede arter. Metoderne til deres begravelse er meget forskellige og individuelle.

Denne type har en sådan mængde radionuklider, at den kræver konstant afkøling, mens den arbejder med den. Efter afslutning af eventuelle handlinger kræver det pålidelig isolation fra biosfæren, ellers vil infektionsprocessen overtage hele distriktet, hvor det er placeret.

Typiske egenskaber

En kontrolleret fritaget affaldsklasse (CW) har et aktivitetsniveau på 0,01 mSv eller lavere, når der tages højde for den årlige dosis til befolkningen. Der er ingen restriktioner for radiologisk bortskaffelse.

Medium og lav aktiv (LILW) er karakteriseret ved et aktivitetsniveau højere end værdien for CW, men varmeafgivelsen i denne klasse er under 2W/m3.

Kortlivet klasse (LILW-SL) – har disse typiske egenskaber. Den langsigtede levedygtighed af radionuklider har en begrænset koncentration (mindre end 400 Bq/g for alle kolli). Gravstederne for sådanne klasser er dybe eller overfladenære lagerfaciliteter.

Langlivet affald (LILW-LL) – hvis koncentration er højere end koncentrationen af kortlivet affald. Sådanne klasser bør kun begraves i dybe lagerfaciliteter. Dette er et af hovedkravene i forhold til dem.

High-level class (HLW) - karakteriseret ved en meget høj koncentration af langlivede radionuklider, deres termiske output er mere end 2 W/m3. Deres gravsteder bør også være dybe opbevaringsfaciliteter.

Regler for håndtering af radioaktivt affald

Radioaktivt affald kræver klassificering ikke kun for at opdele det efter fareniveauet og muligheden for at vælge bortskaffelsesmetoder, men også for at bestemme instruktioner for metoder til håndtering af det, afhængigt af dets klasse. De skal opfylde følgende indikatorer:

Principper for at sikre beskyttelse af menneskers sundhed eller i det mindste et acceptabelt beskyttelsesniveau afhængigt af strålingseksponering fra radioaktive affaldselementer.
Miljøbeskyttelse – et acceptabelt niveau af miljøbeskyttelse mod virkningerne af radioaktivt affald.
Indbyrdes afhængighed mellem alle stadier af dannelsen af radioaktivt affald, såvel som håndteringen af deres elementer.
Beskyttelse af den fremtidige generation ved at forudsige eksponeringsniveauet og rationere mængden af nedgravet materiale på hvert gravsted, baseret på oplysninger fra regulatoriske dokumenter.
Sæt ikke for store forhåbninger til den fremtidige generation på grund af behovet for at bortskaffe radioaktivt affald.
Kontroller dannelsen og akkumuleringen af radioaktivt affald, begræns deres akkumulering og minimer det opnåede niveau.
Forebyg ulykker, eller afbød mulige konsekvenser, hvis sådanne situationer opstår.

Radioaktivt affald er mest farligt udseende affald på jorden, hvilket kræver meget omhyggelig og omhyggelig håndtering. Forårsager den største skade på miljøet, befolkningen og alle levende væsener på dets grundlag.

Lær alt om radioaktivt affald

Fjernelse, behandling og bortskaffelse af affald fra fareklasse 1 til 5

Vi arbejder med alle regioner i Rusland. Gyldig licens. Et komplet sæt af afsluttende dokumenter. Individuel tilgang til kunden og fleksibel prispolitik.

Ved at bruge denne formular kan du indsende en anmodning om tjenester, anmode om et kommercielt tilbud eller modtage en gratis konsultation fra vores specialister.

Indsamling, ændring og bortskaffelse af radioaktivt affald skal udføres adskilt fra andre typer affaldsmaterialer. Det er forbudt at dumpe dem i vandområder, ellers vil konsekvenserne være meget triste. Radioaktivt affald er affald, der ikke har nogen praktisk værdi til videre produktion. De omfatter en samling af radioaktive kemiske grundstoffer. I henhold til russisk lovgivning er efterfølgende brug af sådanne forbindelser forbudt.

Inden deponeringsprocessen påbegyndes, skal radioaktivt affald sorteres efter grad af radioaktivitet, form og henfaldstid.

Efterfølgende, for at reducere mængden af farlige isotoper og neutralisere radionuklider, behandles de gennem forbrænding, fordampning, presning og filtrering.

Efterfølgende behandling består i at fiksere flydende affald med cement eller bitumen med henblik på størkning eller forglasning af højaktivt radioaktivt affald.

De faste isotoper placeres i specielle, komplekst designede beholdere med tykke vægge til videre transport til lagerstedet. For at øge sikkerheden leveres de med ekstra emballage.

generelle karakteristika Radioaktivt affald kan genereres fra forskellige kilder og har en række forskellige forskellige former

og ejendomme.

Vigtige egenskaber ved radioaktivt affald omfatter: Koncentration. En parameter, der viser værdien af specifik aktivitet. Det vil sige, at dette er den aktivitet, der tegner sig for én masseenhed. Den mest populære måleenhed er Ci/T. Følgelig, jo større denne egenskab er mere farlige konsekvenser
kan bringe sådan noget affald med sig.

Halvt liv. Varigheden af henfaldet af halvdelen af atomerne i et radioaktivt grundstof. Det er værd at bemærke, at jo hurtigere denne periode er, jo mere energi frigiver affaldet, hvilket forårsager mere skade, men i dette tilfælde mister stoffet sine egenskaber hurtigere.

Skadelige stoffer kan have forskellige former, der er tre fysiske hovedtilstande:
Gasformig. Som regel omfatter dette emissioner fra ventilationsenheder i organisationer, der er involveret i direkte behandling af radioaktive materialer.
Fast form. Det er glas og glasvarer fra hospitaler og forskningslaboratorier.

Opbevaring af radioaktivt affald

Ejeren af et lageranlæg for radioaktivt affald i Rusland kan være: enhed og den føderale regering. Til midlertidig opbevaring skal radioaktivt affald anbringes i en særlig beholder, der sikrer bevarelsen af brugt brændsel. Desuden bør materialet, som beholderen er lavet af, ikke trænge ind i nogen kemisk reaktion med substans.

Lagerlokaler skal være udstyret med tørre tromler, som tillader kortlivet radioaktivt affald at henfalde inden videre behandling. Et sådant rum er et lageranlæg for radioaktivt affald. Formålet med dets drift er den midlertidige placering af radioaktivt affald til videre transport til deres deponeringssteder.

Beholder til fast radioaktivt affald

Bortskaffelse af radioaktivt affald kan ikke ske uden en særlig beholder kaldet beholder til radioaktivt affald. En beholder til radioaktivt affald er et fartøj, der bruges som opbevaringsanlæg for radioaktivt affald. I Rusland etablerer loven et stort antal krav til en sådan opfindelse.

De vigtigste:

Den engangsbeholder er ikke beregnet til opbevaring af flydende radioaktivt affald. Dens struktur tillader, at den kun indeholder faste eller hærdede stoffer.
Kroppen, som beholderen har, skal være forseglet og ikke tillade selv en lille del af det opbevarede affald at passere igennem.
Efter fjernelse af dæksel og dekontaminering bør forurening ikke overstige mere end 5 partikler pr. m2. Det er umuligt at tillade mere forurening, da ubehagelige konsekvenser også kan påvirke det ydre miljø.
Beholderen skal tåle det hårdeste temperaturforhold fra -50 til +70 grader Celsius.
Ved dræning af et radioaktivt stof fra høj temperatur ind i en beholder, skal beholderen tåle temperaturer op til + 130 grader Celsius.
Beholderen skal modstå ydre fysiske påvirkninger, især jordskælv.

Isotoplagringsprocessen i Rusland skal sikre:

Deres isolation, overholdelse af beskyttelsesforanstaltninger samt overvågning af miljøets tilstand. Konsekvenserne af at overtræde en sådan regel kan være katastrofale, da stofferne næsten øjeblikkeligt kan forurene nærliggende områder.
Mulighed for at lette yderligere procedurer i efterfølgende faser.

De vigtigste retninger for opbevaring af giftigt affald er:

Opbevaring af radioaktivt affald med kort levetid. Efterfølgende udledes de i strengt regulerede mængder.
Opbevaring af højaktivt radioaktivt affald indtil bortskaffelse. Dette giver dig mulighed for at reducere mængden af varme, de genererer, og reducere konsekvenserne af skadelige effekter på miljøet.

Bortskaffelse af radioaktivt affald

Der er stadig problemer med bortskaffelse af radioaktivt affald i Rusland. Ikke kun miljøbeskyttelsen af mennesker, men også miljøet skal sikres. Denne type aktivitet forudsætter, at der er tilladelse til brug af undergrund og ret til at udføre arbejde med udvikling af atomenergi.

Deponeringsanlæg for radioaktivt affald kan enten være føderalt ejet eller ejet af statsselskabet Rosatom. I dag er radioaktivt affald begravet i Den Russiske Føderation på særligt udpegede steder kaldet radioaktivt affaldsdepoter.

Der er tre typer bortskaffelse, deres klassificering afhænger af varigheden af opbevaring af radioaktive stoffer:
Langtidsdeponering af radioaktivt affald - ti år. Skadelige elementer er begravet i skyttegrave, små tekniske strukturer lavet på eller under jorden.
I hundreder af år. I dette tilfælde udføres nedgravningen af radioaktivt affald i de geologiske strukturer på kontinentet, som omfatter underjordiske arbejder og naturlige hulrum. I Rusland og andre lande praktiserer de aktivt oprettelsen af gravpladser på havbunden.

Transmutation. En teoretisk mulig måde at slippe af med radioaktive stoffer, som går ud på at bestråle langlivede radionuklider og omdanne dem til kortlivede.

Begravelsestypen vælges ud fra tre parametre:
Specifik aktivitet af et stof
Emballageforseglingsniveau

Estimeret holdbarhed

Opbevaringsanlæg for radioaktivt affald i Rusland skal opfylde følgende krav:
Opbevaringsanlægget for radioaktivt affald bør placeres væk fra byen. Afstanden mellem dem skal være mindst 20 kilometer. Konsekvenserne af at overtræde denne regel er forgiftning og mulig død af befolkningen.
Der bør ikke være bebyggelse i nærheden af gravstedet, ellers er der risiko for skader på containerne.
Der skal være et areal i tilknytning til lossepladsen, hvor affald nedgraves.
Niveauet af jordkilder bør være så langt væk som muligt. Hvis der kommer affald i vandet, vil konsekvenserne være triste – dyrs og menneskers død Radioaktive gravpladser for fast og andet affald skal have sanitet. Dens længde må ikke være mindre end 1 kilometer fra husdyrgræsningsområder og befolkede områder.
På lossepladsen bør der være et anlæg, der beskæftiger sig med afgiftning af radioaktivt affald.

Genbrug

Oparbejdning af radioaktivt affald er en procedure rettet mod direkte omdannelse aggregeringstilstand eller egenskaber ved et radioaktivt stof, for at skabe bekvemmelighed for transport og opbevaring af affald.

Hver type affald har sine egne metoder til at udføre en sådan procedure:

For væsker - udfældning, udveksling ved hjælp af ioner og destillation.
Til faste stoffer – forbrænding, presning og kalcinering. Det resterende faste affald sendes til deponeringsanlæg.
Til gasser - kemisk absorption og filtrering. Stoffer vil derefter blive opbevaret i højtrykscylindre.

Uanset hvilken enhed produktet behandles, vil slutresultatet være immobiliserede kompakte blokke af solide typer. Til immobilisering og yderligere isolering af faste stoffer anvendes følgende metoder:

Cementering. Anvendes til affald med lav og middel aktivitet af stoffet. Som regel er der tale om fast affald.
Brænder ved høje temperaturer.
Forglasning.
Emballering i specielle beholdere. Disse beholdere er typisk lavet af stål eller bly.

Deaktivering

På grund af aktiv miljøforurening forsøger de i Rusland og andre lande i verden at finde en opdateret metode til dekontaminering af radioaktivt affald. Ja, nedgravning og bortskaffelse af fast radioaktivt affald giver resultater, men desværre sikrer disse procedurer ikke miljøsikkerhed og er derfor ikke perfekte. I øjeblikket praktiseres flere metoder til dekontaminering af radioaktivt affald i Rusland.

Brug af natriumcarbonat

Denne metode bruges udelukkende til fast affald, der er trængt ind i jorden: Natriumcarbonat udvasker radionuklider, som ekstraheres fra alkaliopløsningen af ionpartikler, der indeholder magnetisk materiale. Dernæst fjernes chelatkomplekserne ved hjælp af en magnet. Denne metode til behandling af faste stoffer er ret effektiv, men der er ulemper.

Metode problem:

Lixiviant (formlen Na2Co3) har en ret begrænset kemiske evner. Han er simpelthen ikke i stand til at udvinde hele rækken af radioaktive forbindelser fra fast tilstand og omdanne dem til flydende materialer.
De høje omkostninger ved metoden skyldes hovedsageligt kemisorptionsmaterialet, som har en unik struktur.

Opløsning i salpetersyre

Lad os anvende metoden på radioaktive papirmasser og sedimenter. Disse stoffer er opløst i salpetersyre blandet med hydrazin. Herefter pakkes opløsningen og forglasses.

Hovedproblemet er de høje omkostninger ved proceduren, da fordampning af opløsningen og yderligere bortskaffelse af radioaktivt affald er ret dyrt.

Jordeluering

Anvendes til dekontaminering af jord og jord. Denne metode er den mest miljøvenlige. Den nederste linje er denne: forurenet jord eller jord behandles ved eluering med vand, vandige opløsninger med tilsætning af ammoniumsalte og ammoniakopløsninger.

Hovedproblemet er den relativt lave effektivitet i at udvinde radionuklider, der er bundet til jorden på det kemiske niveau.

Dekontaminering af flydende affald

Flydende radioaktivt affald er en særlig type affald, som er svær at opbevare og bortskaffe. Derfor er dekontaminering det bedste middel til at slippe af med et sådant stof.

Der er tre måder at rense skadeligt materiale fra radionuklider på:

Fysisk metode. Henviser til processen med fordampning eller frysning af stoffer. Derefter forsegles de farlige elementer og placeres i affaldsdepoter.
Fysisk-kemiske. Ekstraktion udføres under anvendelse af en opløsning med selektive ekstraktionsmidler, dvs. fjernelse af radionuklider.
Kemisk. Oprensning af radionuklider ved hjælp af forskellige naturlige reagenser. Hovedproblemet ved denne metode er den store mængde resterende slam, der sendes til bortskaffelsespladser.

Fælles problem med hver metode:

Fysiske metoder - ekstremt høje omkostninger til fordampning og frysning af opløsninger.
Fysisk-kemiske og kemiske - enorme mængder radioaktivt slam sendt til gravpladser. Begravelsesproceduren er ret dyr, den kræver mange penge og tid.

Radioaktivt affald er et problem ikke kun i Rusland, men også i andre lande. Menneskehedens hovedopgave i øjeblikket er bortskaffelsen af radioaktivt affald og dets bortskaffelse. Hver stat beslutter uafhængigt, hvordan dette skal gøres.

Schweiz oparbejder og bortskaffer ikke uafhængigt radioaktivt affald, men udvikler aktivt programmer til håndtering af sådant affald. Hvis du ikke foretager dig noget, kan konsekvenserne blive de mest tragiske, herunder menneskehedens og dyrs død.

Radioaktivt affald

Radioaktivt affald (RAO) - affald, der indeholder radioaktive isotoper af kemiske grundstoffer og uden praktisk værdi.

Ifølge den russiske "lov om anvendelse af atomenergi" (nr. 170-FZ dateret 21. november 1995) er radioaktivt affald (RAW) nukleare materialer og radioaktive stoffer, hvis videre anvendelse ikke er forudset. Ifølge russisk lovgivning er import af radioaktivt affald til landet forbudt.

Radioaktivt affald og brugt nukleart brændsel forveksles ofte og betragtes som synonyme. Disse begreber skal skelnes fra hinanden. Radioaktivt affald er materialer, der ikke er beregnet til at blive brugt. Brugt nukleart brændsel er et brændselselement, der indeholder resterende nukleart brændsel og en række fissionsprodukter, hovedsageligt 137 Cs og 90 Sr, som er meget udbredt i industrien, landbrug, medicin og videnskabelig aktivitet. Derfor er det en værdifuld ressource, som et resultat af dens forarbejdning opnås frisk nukleart brændsel og isotopkilder.

Kilder til affald

Radioaktivt affald opstår i forskellige former med meget forskellige fysiske og kemiske egenskaber, såsom koncentrationer og halveringstider af deres radionuklider. Dette affald kan genereres:

i gasform, såsom ventilationsemissioner fra anlæg, hvor radioaktive materialer behandles;
i flydende form, lige fra scintillationstællerløsninger fra forskningsfaciliteter til flydende højaktivt affald genereret under oparbejdning af brugt brændsel;
i fast form (forurenede forbrugsvarer, glasvarer fra hospitaler, medicinske forskningsfaciliteter og radiofarmaceutiske laboratorier, forglasset affald fra oparbejdning af brændsel eller brugt brændsel fra atomkraftværker, når det betragtes som affald).

Eksempler på kilder til radioaktivt affald i menneskelig aktivitet:

Arbejdet med sådanne stoffer er reguleret sanitære regler, udstedt af det sanitære og epidemiologiske tilsyn.

Kul . Kul indeholder små mængder radionuklider som uran eller thorium, men indholdet af disse grundstoffer i kul er mindre end deres gennemsnitlige koncentration i jordskorpen.

Deres koncentration stiger i flyveaske, da de praktisk talt ikke brænder.

Radioaktiviteten af asken er dog også meget lille, den er omtrent lig radioaktiviteten af sort skifer og mindre end fosfatsten, men den udgør en kendt fare, da en vis mængde flyveaske forbliver i atmosfæren og indåndes af mennesker. Samtidig er den samlede udledningsmængde ret stor og svarer til 1000 tons uran i Rusland og 40.000 tons på verdensplan.

Klassifikation

Traditionelt opdeles radioaktivt affald i:

lavt niveau (opdelt i fire klasser: A, B, C og GTCC (den farligste);
mellemniveau (amerikansk lovgivning skelner ikke denne type radioaktivt affald i en separat klasse; udtrykket bruges hovedsageligt i europæiske lande);
meget aktiv.

Amerikansk lovgivning skelner også mellem radioaktivt affald fra transuran. Denne klasse omfatter affald, der er forurenet med alfa-emitterende transuran-radionuklider med halveringstider på over 20 år og koncentrationer på over 100 nCi/g, uanset deres form eller oprindelse, med undtagelse af højaktivt radioaktivt affald. På grund af den lange nedbrydningsperiode for transuranaffald er deres bortskaffelse mere grundig end bortskaffelsen af lavaktivt og mellemaktivt affald. Også Særlig opmærksomhed Denne klasse af affald er tildelt, fordi alle transuranelementer er kunstige, og nogle af dems adfærd i miljøet og i den menneskelige krop er unik.

Nedenfor er klassificeringen af flydende og fast radioaktivt affald i overensstemmelse med "Grundlæggende sanitære regler for sikring af strålingssikkerhed" (OSPORB 99/2010).

Et af kriterierne for en sådan klassificering er varmeudvikling. Lavaktivt radioaktivt affald har ekstremt lav varmeudvikling. For medium-aktive er det væsentligt, men aktiv varmefjernelse er ikke påkrævet. Højaktivt radioaktivt affald producerer så meget varme, at det kræver aktiv køling.

Håndtering af radioaktivt affald

Oprindeligt mente man, at en tilstrækkelig foranstaltning var spredning af radioaktive isotoper i miljøet, analogt med industriaffald i andre industrier. Hos Mayak-virksomheden blev alt radioaktivt affald i de første driftsår dumpet i nærliggende reservoirer. Som et resultat blev Techa-kaskaden af reservoirer og selve Techa-floden forurenet.

Senere viste det sig, at på grund af naturlig og biologiske processer radioaktive isotoper er koncentreret i visse delsystemer af biosfæren (hovedsageligt i dyr, i deres organer og væv), hvilket øger risikoen for bestråling af befolkningen (på grund af bevægelse af store koncentrationer af radioaktive grundstoffer og deres mulige indtrængen i menneskekroppen med mad). Derfor har holdningen til radioaktivt affald ændret sig.

1) Beskyttelse af menneskers sundhed. Radioaktivt affald håndteres på en sådan måde, at der sikres et acceptabelt niveau for beskyttelse af menneskers sundhed.

2) Miljøbeskyttelse. Radioaktivt affald håndteres på en sådan måde, at der sikres et acceptabelt miljøbeskyttelsesniveau.

3) Beskyttelse ud over nationale grænser. Radioaktivt affald håndteres på en måde, der tager højde for mulige konsekvenser for menneskers sundhed og miljøet ud over nationale grænser.

4) Beskyttelse af fremtidige generationer. Radioaktivt affald håndteres på en sådan måde, at de forudsigelige konsekvenser for fremtidige generationers sundhed ikke overstiger de passende niveauer af konsekvenser, som er acceptable i dag.

5) Byrde for fremtidige generationer. Radioaktivt affald håndteres på en måde, der ikke pålægger fremtidige generationer unødige byrder.

6) National juridisk struktur. Håndtering af radioaktivt affald udføres inden for rammerne af en passende national retlig ramme, som giver en klar ansvarsfordeling og uafhængige regulatoriske funktioner.

7) Kontrol over dannelsen af radioaktivt affald. Produktionen af radioaktivt affald holdes på det mindst mulige niveau.

8) Indbyrdes afhængighed mellem generering af radioaktivt affald og deres håndtering. Der tages behørigt hensyn til den indbyrdes afhængighed mellem alle stadier af generering og håndtering af radioaktivt affald.

9) Installationssikkerhed. Sikkerheden af anlæg til håndtering af radioaktivt affald er tilstrækkeligt sikret i hele deres levetid.

Hovedstadier af håndtering af radioaktivt affald

På opbevaring radioaktivt affald skal opbevares på en sådan måde, at:
- deres isolation, beskyttelse og miljøovervågning blev sikret;
- Hvis det var muligt, blev aktioner i efterfølgende faser (hvis forelagt) lettet.

I nogle tilfælde kan opbevaringen primært ske af tekniske årsager, såsom opbevaring af radioaktivt affald indeholdende primært kortlivede radionuklider med henblik på henfald og efterfølgende udledning inden for tilladte grænser, eller opbevaring af højaktivt radioaktivt affald inden deponering i geologiske formationer for at reducere varmeudviklingen.

Foreløbig behandling affald er den indledende fase af affaldshåndtering. Dette omfatter indsamling, kemisk kontrol og dekontaminering og kan omfatte en periode med midlertidig opbevaring. Denne fase er meget vigtig, da den i mange tilfælde vises under forbehandlingen bedste mulighed at adskille affaldsstrømme.

Behandling radioaktivt affald omfatter operationer, hvis formål er at forbedre sikkerheden eller økonomien ved at ændre karakteristikaene for radioaktivt affald. Grundlæggende bearbejdningskoncepter: volumenreduktion, fjernelse af radionuklid og ændring af sammensætningen. Eksempler:
- afbrænding af brændbart affald eller komprimering af tørt fast affald;
- fordampning, filtrering eller ionbytning af flydende affaldsstrømme;
- sedimentering eller flokkulering af kemikalier.

Radioaktiv affaldskapsel

Konditionering Radioaktivt affald består af operationer, hvor radioaktivt affald gives en form, der er egnet til flytning, transport, opbevaring og bortskaffelse. Disse operationer kan omfatte immobilisering af radioaktivt affald, anbringelse af affaldet i containere og tilvejebringelse af yderligere emballage. Almindelige immobiliseringsmetoder omfatter størkning af flydende lav- og mellemaktivt radioaktivt affald ved at indlejre det i cement (cementering) eller bitumen (bitumenisering) og forglasning af flydende radioaktivt affald. Immobiliseret affald kan til gengæld, afhængigt af arten og dets koncentration, pakkes i forskellige beholdere, lige fra almindelige 200-liters ståltønder til komplekst designede beholdere med tykke vægge. I mange tilfælde udføres forarbejdning og konditionering i tæt sammenhæng med hinanden.

Begravelse Grundlæggende anbringes radioaktivt affald i et deponeringsanlæg under passende sikkerhedsforhold uden intention om at fjerne det og uden langtidsovervågning og vedligeholdelse af depotet. Sikkerhed opnås primært gennem koncentration og indeslutning, hvilket indebærer isolering af korrekt koncentreret radioaktivt affald i et deponeringsanlæg.

teknologier

Håndtering af mellemaktivt radioaktivt affald

Typisk i den nukleare industri udsættes mellemaktivt radioaktivt affald for ionbytning eller andre metoder, hvis formål er at koncentrere radioaktivitet i et lille volumen. Efter forarbejdning er den meget mindre radioaktive krop fuldstændig neutraliseret. Det er muligt at bruge jernhydroxid som et flokkuleringsmiddel til at fjerne radioaktive metaller fra vandige opløsninger. Efter at radioisotoperne er absorberet af jernhydroxid, anbringes det resulterende bundfald i en metaltromle, hvor det blandes med cement for at danne en fast blanding. For større stabilitet og holdbarhed fremstilles beton af flyveaske eller ovnslagge og Portlandcement (i modsætning til almindelig beton, som består af Portlandcement, grus og sand).

Håndtering af højaktivt radioaktivt affald

Fjernelse af lavaktivt radioaktivt affald

Transport af kolber med højaktivt radioaktivt affald med tog, Storbritannien

Opbevaring

Til midlertidig opbevaring af højaktivt radioaktivt affald er tanke til opbevaring af brugt nukleart brændsel og lagerfaciliteter med tørre tromler beregnet, så kortlivede isotoper kan henfalde før videre behandling.

Forglasning

Langtidsopbevaring af radioaktivt affald kræver konservering af affald i en form, der ikke vil reagere eller nedbrydes over længere tid. En måde at opnå denne tilstand på er forglasning (eller forglasning). I øjeblikket, i Sellafield (UK), blandes højaktive RW (oprensede produkter fra den første fase af Purex-processen) med sukker og derefter kalcineres. Kalcinering involverer at lede affald gennem et opvarmet roterende rør og har til formål at fordampe vand og denitrogenisere fissionsprodukterne for at øge stabiliteten af den resulterende glasagtige masse.

Knust glas tilsættes konstant til det resulterende stof, placeret i en induktionsovn. Resultatet er et nyt stof, hvor affaldet, når det er hærdet, binder sig til en glasmatrix. Dette stof i smeltet tilstand hældes i legeret stålcylindre. Når væsken afkøles, hærder den til glas, som er ekstremt modstandsdygtigt over for vand. Ifølge International Society of Technology ville det tage omkring en million år for 10% af et sådant glas at opløses i vand.

Efter påfyldning brygges cylinderen og vaskes derefter. Efter inspektion for ekstern forurening sendes stålcylindrene til underjordiske lagerfaciliteter. Denne affaldstilstand forbliver uændret i mange tusinde år.

Glasset inde i cylinderen har en glat sort overflade. I Storbritannien udføres alt arbejde ved hjælp af højaktive stofkamre. Sukker tilsættes for at forhindre dannelsen flygtigt stof RuO 4 indeholdende radioaktivt ruthenium. I Vesten tilsættes borosilikatglas, som i sammensætning er identisk med Pyrex, til affald; I landene i det tidligere USSR bruges fosfatglas normalt. Mængden af fissionsprodukter i glas skal begrænses, da nogle grundstoffer (palladium, platingruppemetaller og tellur) har tendens til at danne metalfaser adskilt fra glasset. Et af forglasningsanlæggene ligger i Tyskland, hvor man behandler affald fra en lille demonstrationsfabrik, der er ophørt med at eksistere.

I 1997, i de 20 lande med det meste af verdens nukleare potentiale, udgjorde lagrene af brugt brændsel i lagerfaciliteter inde i reaktorer 148 tusinde tons, hvoraf 59% blev bortskaffet. Eksterne lagerfaciliteter indeholdt 78 tusinde tons affald, hvoraf 44% blev genanvendt. Tager man hensyn til genanvendelseshastigheden (ca. 12 tusinde tons årligt), er den endelige eliminering af affald stadig ret langt væk.

Geologisk begravelse

Søgningen efter egnede steder til dyb endelig bortskaffelse af affald er i øjeblikket i gang i flere lande; De første sådanne lagerfaciliteter forventes at træde i drift efter 2010. Det internationale forskningslaboratorium i Grimsel, Schweiz, beskæftiger sig med spørgsmål i forbindelse med bortskaffelse af radioaktivt affald. Sverige taler om sine planer for direkte bortskaffelse af brugt brændsel ved hjælp af KBS-3-teknologi, efter at det svenske parlament anså det for sikkert nok. I Tyskland er der i øjeblikket diskussioner i gang om at finde et sted til permanent opbevaring af radioaktivt affald, som indbyggere i landsbyen Gorleben i Wendland-regionen protesterer. Denne placering, indtil 1990, virkede ideel til bortskaffelse af radioaktivt affald på grund af dens nærhed til grænserne til den tidligere Tyske Demokratiske Republik. Nu er det radioaktive affald midlertidigt oplagret i Gorleben. Der er endnu ikke truffet beslutning om placeringen af dets endelige deponering. De amerikanske myndigheder valgte dog Yucca Mountain, Nevada som gravsted dette projekt mødte stærk modstand og blev et emne for heftig debat. Der er et projekt om at skabe et internationalt lageranlæg for højaktivt radioaktivt affald. Australien og Rusland er foreslået som mulige deponeringssteder. Australske myndigheder er dog imod et sådant forslag.

Der er projekter for deponering af radioaktivt affald i havene, herunder deponering under havbundens afgrundszone, deponering i en subduktionszone, hvorved affaldet langsomt vil synke til jordens kappe, samt deponering under en naturlig eller kunstig ø. Disse projekter har indlysende fordele og vil hjælpe med at løse det ubehagelige problem med bortskaffelse af radioaktivt affald på internationalt plan, men på trods af dette er de i øjeblikket frosset på grund af forbudte bestemmelser søretten. En anden grund er, at i Europa og Nordamerika der er alvorlige bekymringer om lækage fra et sådant lager, som vil føre til en miljøkatastrofe. Den reelle mulighed for en sådan fare er ikke blevet bevist; forbuddene blev dog skærpet efter dumpning af radioaktivt affald fra skibe. Men i fremtiden kan lande, der ikke kan finde andre løsninger på dette problem, seriøst overveje at skabe havlagerfaciliteter for radioaktivt affald.

I 1990'erne blev flere muligheder for transportbåndsbortskaffelse af radioaktivt affald i tarmene udviklet og patenteret. Teknologien skulle være som følger: der bores en startbrønd med stor diameter med en dybde på op til 1 km, en kapsel fyldt med radioaktivt affaldskoncentrat, der vejer op til 10 tons, sænkes inde, kapslen skal selvopvarmes og i formen af " ildkugle»smelte gennem jordens sten. Efter at den første "ildkugle" er uddybet, skal en anden kapsel sænkes ned i det samme hul, derefter en tredje osv., hvilket skaber en slags transportør.

Genbrug af radioaktivt affald

En anden anvendelse for isotoper indeholdt i radioaktivt affald er deres genbrug. Allerede nu bruges cæsium-137, strontium-90, technetium-99 og nogle andre isotoper til bestråling madvarer og sikre driften af radioisotop termoelektriske generatorer.

Fjernelse af radioaktivt affald ud i rummet

At sende radioaktivt affald ud i rummet er en fristende idé, fordi radioaktivt affald permanent fjernes fra miljøet. Sådanne projekter har imidlertid betydelige ulemper, en af de vigtigste er muligheden for en løfteraketsulykke. Derudover gør det betydelige antal lanceringer og deres høje omkostninger dette forslag upraktisk. Sagen kompliceres også af, at internationale aftaler om dette problem.

Nuklear brændselskredsløb

Start af cyklus

Spild indledende periode atombrændselskredsløb - sædvanligvis affaldssten fremstillet ved uranudvinding, der udsender alfapartikler. Det indeholder normalt radium og dets nedbrydningsprodukter.

Det vigtigste biprodukt af berigelse er forarmet uran, der primært består af uran-238, med mindre end 0,3% uran-235. Det opbevares i form af UF 6 (affaldsuranhexafluorid) og kan også omdannes til U 3 O 8 . I små mængder Forarmet uran bruges i applikationer, hvor dets ekstremt høje densitet værdsættes, såsom yachtkøle og panserværnsskaller. I mellemtiden er der ophobet adskillige millioner tons affaldsuranhexafluorid i Rusland og i udlandet, og der er ingen planer om dets videre anvendelse inden for en overskuelig fremtid. Affaldsuranhexafluorid kan bruges (sammen med genbrugt plutonium) til at skabe blandet oxidkernebrændsel (som kan være efterspurgt, hvis landet bygger store mængder hurtige neutronreaktorer) og til at fortynde højt beriget uran, der tidligere var inkluderet i atomvåben. Denne fortynding, også kaldet udtømning, betyder, at ethvert land eller gruppe, der erhverver atombrændsel, skal gentage den meget dyre og komplekse berigelsesproces, før de kan skabe et våben.

Slut på cyklus

Stoffer, der har nået slutningen af det nukleare brændselskredsløb (for det meste brugte brændselsstave), indeholder fissionsprodukter, der udsender beta- og gammastråler. De kan også indeholde aktinider, der udsender alfapartikler, som omfatter uranium-234 (234 U), neptunium-237 (237 Np), plutonium-238 (238 Pu) og americium-241 (241 Am), og nogle gange endda kilder til neutroner som f.eks. som californium-252 (252 Jf.). Disse isotoper dannes i atomreaktorer.

Det er vigtigt at skelne mellem forarbejdning af uran til fremstilling af brændstof og oparbejdning af brugt uran. Brugt brændsel indeholder højradioaktive fissionsprodukter. Mange af dem er neutronabsorbere, og får således navnet "neutrongifte". I sidste ende stiger deres antal i en sådan grad, at de ved at fange neutroner stopper kædereaktionen, selvom neutronabsorberstængerne er helt fjernet.

Brændstof, der har nået denne tilstand, skal erstattes med frisk brændstof, på trods af den stadig tilstrækkelige mængde uran-235 og plutonium. I øjeblikket sendes brugt brændstof til opbevaring i USA. I andre lande (især i Rusland, Storbritannien, Frankrig og Japan) behandles dette brændstof for at fjerne fissionsprodukter, og efter yderligere berigelse kan det genbruges. I Rusland kaldes sådant brændstof regenereret. Oparbejdningsprocessen involverer arbejde med højradioaktive stoffer, og de fissionsprodukter, der fjernes fra brændslet, er en koncentreret form for højaktivt radioaktivt affald, ligesom de kemikalier, der bruges til oparbejdning.

For at lukke det nukleare brændselskredsløb foreslås det at bruge hurtige neutronreaktorer, som gør det muligt at genanvende brændsel, der er affald fra termiske neutronreaktorer.

Om spørgsmålet om spredning af atomvåben

Når man arbejder med uran og plutonium, overvejes ofte muligheden for at bruge dem til fremstilling af atomvåben. Aktive atomreaktorer og lagre af atomvåben er omhyggeligt bevogtet. Højaktivt radioaktivt affald fra atomreaktorer kan dog indeholde plutonium. Det er identisk med det plutonium, der bruges i reaktorer og består af 239 Pu (ideelt til fremstilling af atomvåben) og 240 Pu (en uønsket komponent, meget radioaktiv); disse to isotoper er meget svære at adskille. Desuden er højradioaktivt affald fra reaktorer fyldt med højradioaktive fissionsprodukter; dog er de fleste af dem kortlivede isotoper. Det betyder, at affaldet kan graves ned, og efter mange år vil fissionsprodukterne henfalde, hvilket reducerer affaldets radioaktivitet og gør plutonium lettere at håndtere. Desuden henfalder den uønskede isotop 240 Pu hurtigere end 239 Pu, så kvaliteten af våbenmaterialer stiger over tid (på trods af faldet i mængde). Dette har sat gang i spekulationer om, at affaldsopbevaringsanlæg med tiden kunne blive til en slags plutoniumminer, hvorfra råmaterialer til våben relativt let kunne udvindes. Mod disse antagelser er det faktum, at halveringstiden for 240 Pu er 6560 år, og halveringstiden for 239 Pu er 24110 år, således at den sammenlignende berigelse af den ene isotop i forhold til den anden først vil ske efter 9000 år (dette betyder, at andelen af 240 Pu i et stof bestående af flere isotoper i løbet af denne tid vil halveres af sig selv - en typisk omdannelse af reaktorplutonium til våbenplutonium). Hvis "plutoniumminer af våbenkvalitet" bliver et problem, vil det derfor kun være i en meget fjern fremtid.

En løsning på dette problem er at genbruge genbrugt plutonium som brændsel, for eksempel i hurtige atomreaktorer. Men selve eksistensen af atombrændselsregenereringsanlæg, som er nødvendige for at adskille plutonium fra andre grundstoffer, skaber muligheden for spredning af atomvåben. I pyrometallurgiske hurtige reaktorer har det resulterende affald en aktinoid struktur, som ikke tillader det at blive brugt til at skabe våben.

Oparbejdning af atomvåben

Affald fra oparbejdning af atomvåben (i modsætning til deres fremstilling, som kræver primære råmaterialer fra reaktorbrændsel) indeholder ikke kilder til beta- og gammastråler, med undtagelse af tritium og americium. De indeholder meget større antal aktinider, der udsender alfa-stråler, såsom plutonium-239, som gennemgår nuklear reaktion i bomber, samt nogle stoffer med høj specifik radioaktivitet, såsom plutonium-238 eller polonium.

Tidligere er beryllium og meget aktive alfa-emittere som polonium blevet foreslået som atomvåben i bomber. Nu er et alternativ til polonium plutonium-238. Af grunde statens sikkerhed, detaljerede designs af moderne bomber er ikke dækket af den litteratur, der er tilgængelig for en bred vifte af læsere.

Nogle modeller indeholder også (RTG), hvori en langtidsholdbar kilde elektrisk strøm Plutonium-238 bruges til at betjene bombens elektronik.

Det er muligt, at det fissile materiale fra den gamle bombe, der skal erstattes, vil indeholde henfaldsprodukter af plutoniumisotoper. Disse omfatter alfa-emitterende neptunium-236, dannet af indeslutninger af plutonium-240, såvel som noget uranium-235, afledt af plutonium-239. Mængden af dette affald Radioaktivt henfald Der vil være meget få bombekerner, og de er under alle omstændigheder meget mindre farlige (selv med hensyn til radioaktivitet som sådan) end selve plutonium-239.

Som et resultat af beta-henfaldet af plutonium-241 dannes americium-241, en stigning i mængden af americium - et stort problem, end henfaldet af plutonium-239 og plutonium-240, da americium er en gammamitter (dets ydre påvirkning arbejdere) og en alfa-emitter, der kan generere varme. Plutonium kan adskilles fra americium på en række forskellige måder, herunder pyrometrisk behandling og ekstraktion af vandigt/organisk opløsningsmiddel. Modificeret teknologi til udvinding af plutonium fra bestrålet uran (PUREX) er også en af de mulige separationsmetoder.

I populærkulturen

I virkeligheden beskrives påvirkningen af radioaktivt affald ved påvirkningen ioniserende stråling på stoffet og afhænger af deres sammensætning (hvilke radioaktive grundstoffer indgår i sammensætningen). Radioaktivt affald får ingen nye egenskaber og bliver ikke farligere, fordi det er affald. Deres større fare skyldes kun det faktum, at deres sammensætning ofte er meget forskelligartet (både kvalitativt og kvantitativt) og nogle gange ukendt, hvilket komplicerer vurderingen af graden af deres fare, især de doser, der modtages som følge af en ulykke.