Проблемы ядерных отходов. Захоронение радиоактивных отходов: проблемы и концепции в США и 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.

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:

Твердые:

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.

Жидкие:

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.

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.

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:

Глубоководное захоронение ядерных отходов: контейнеры размещаются на дне моря глубиной примерно 1000 м.
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.
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.
Захоронение в глубинные отложения океанического дна: размещение контейнеров с отходами в осадочные породы на дне моря на глубине нескольких тысяч метров.
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.

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

Атомные электростанции

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.

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.

Заводы и НИИ атомной тематики

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

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.

Военные атомные объекты

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.

Ядерные взрывы

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 «

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

Предположительное расположение различных объектов на интерактивных картах

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Сбор, модификация и захоронение радиоактивных отходов должны производиться отдельно от остальных видов утильсырья. Сбрасывание их в водоемы запрещено, иначе последствия будут очень печальными. , не представляющие для дальнейшего производства практической ценности. Они включают в себя совокупность радиоактивных химических элементов. Согласно законодательству России, последующее использование подобных соединений запрещено.

Перед началом процесса утилизации, РАО необходимо рассортировать по степени радиоактивности, форме и периоду распада. В дальнейшем, для уменьшения объемов опасных изотопов и нейтрализации радионуклидов, их подвергают обработке с помощью сжигания, выпаривания, прессовки и фильтрации.

Последующая обработка заключается в осуществлении фиксации с помощью цемента или битума с целью их отвердения, либо остекловывании высокоактивных РАО.

Зафиксированные изотопы помещают в специальные сложно сконструированные контейнеры с толстыми стенками для дальнейшей их транспортировки к месту хранения. С целью повышения безопасности, их снабжают дополнительной упаковкой.

Общая характеристика

Радиоактивные отходы могут образоваться из различных источников, иметь разнообразную форму и свойства.

К важным характеристикам радиоактивного мусора относят:

Концентрация. Параметр, показывающий величину удельной активности. То есть это та активность, которая приходится на одну единицу массы. Наиболее популярная единица измерения Ки/Т. Соответственно, чем больше эта характеристика, тем опаснее последствия может принести за собой подобный мусор.
Период полураспада. Продолжительность распада половины атомов в радиоактивном элементе. Стоит заметить, что чем быстрее этот период, тем больше энергии выделяет мусор, принося больше вреда, но в этом случае вещество быстрее теряет свойства.

Вредные вещества могут иметь разную форму, различают три основных агрегатных состояния:

Газообразная. Как правило, сюда включаются выбросы из вентиляционных установок организаций, занимающиеся непосредственной обработкой радиоактивных материалов.
В жидких формах. Это могут быть отходы жидких типов, которые образовались во время переработки уже использованного топлива. Подобный мусор отличается высокой активностью, тем самым способен нанести сильный вред окружающей среде.
Твердая форма. Это стекло и стеклянная посуда из больниц и исследовательских лабораторий.

Хранение РАО

Собственником пункта хранения РАО в России может быть как юридическое лицо, так и федеральный орган власти. На временное хранение радиоактивные отходы должны быть помещены в специальный контейнер, обеспечивающий консервацию отработанного топлива. Причём материал, из которого изготовлен контейнер, не должен вступать в какую — либо химическую реакцию с веществом.

Помещения для хранения должны быть оборудованы сухотарными бочками, которые позволяют короткоживущим РАО распасться перед проведением дальнейшей их переработки. Таким помещением является хранилище радиоактивных отходов. Цель его функционирование — осуществление временного размещения РАО для дальнейшей транспортировки к местам их захоронения.

Контейнер для твердых радиоактивных отходов

Захоронение радиоактивных отходов не может обойтись без специальной емкости, которая называется контейнер для РАО. Контейнер для радиоактивного мусора – сосуд, используемый как хранилище радиоактивных отходов. В России закон устанавливает огромное количество требований к подобному изобретению.

Основные из них:

Невозвратный контейнер не предназначен для хранения жидких РАО. Его структура позволяет вмещать в себя только твердые или отвержденные вещества.
Корпус, который имеет контейнер, должен быть герметичен и не пропускать даже малую часть хранящихся отходов.
После снятия крышки и проведения дезактивации, загрязнение не должно превышать больше 5 частиц на м 2 . Допускать большего загрязнения нельзя, так как неприятные последствия могут коснуться и внешней среды.
Контейнер должен выдерживать самые суровые температурные режимы от — 50 до + 70 градусов по Цельсию.
При сливе радиоактивного вещества с высокой температурой в емкость, контейнер должен выдерживать температуру до + 130 градусов по Цельсию.
Контейнер должен выдерживать внешние физические воздействия, в частности землетрясения.

Процесс хранения изотопов в России должен обеспечивать:

Их изоляцию, соблюдение охранительных мероприятий, а также наблюдение за состоянием окружающей среды. Последствия, при нарушении подобного правила, могут быть плачевными, так как вещества способны практически мгновенно загрязнить близлежащие районы.
Возможность облегчения дальнейших процедур на последующих этапах.

Основными направлениями процесса являются:

Хранение РАО с коротким сроком жизни. В последующем осуществляют их сброс в строго регламентированных объемах.
Хранение высокоактивных РАО до момента их захоронения. Это позволяет уменьшить количество выделяемого ими тепла, и уменьшить последствия вредного воздействия на экологию.

Захоронение РАО

Проблемы захоронения радиоактивных отходов до сих пор существуют в России. Должно обеспечиваться не только экологическая защищенность человека, но и окружающей среды. Данный вид деятельности предполагает наличие лицензии на пользование недрами и право осуществления работ по освоению ядерной энергии. Пункты утилизации радиоактивных отходов могут пребывать как в федеральной собственности, так и принадлежать государственной корпорации «Росатом». На сегодняшний день захоронение РАО в РФ производят в специально отведенных местах, которые называются могильники для радиоактивных отходов.

Существует три вида захоронения, их классификация зависит от длительности хранения радиоактивных веществ:

Длительное захоронение РАО — десяток лет. Вредные элементы хоронят в траншеях, небольших инженерных сооружениях, сделанных на земле или под ней.
На сотни лет. В этом случае захоронение радиоактивных отходов осуществляют в геологических структурах материка, сюда входят поземные выработки и естественные полости. В России и других странах активно практикуют создание могильников на дне океана.
Трансмутация. Теоретически возможный способ избавление от радиоактивных веществ, который подразумевает облучение долгоживущих радионуклидов и превращение их в короткоживущие.

Выбирается вид захоронения на основе трех параметров:

Удельная активность вещества
Уровень герметизации упаковки
Предполагаемый срок хранения

Хранилища радиоактивных отходов в России должны соответствовать требованиям:

Хранилище радиоактивных отходов должно располагаться в удалении от города. Расстояние между ними должно быть не меньше 20 километров. Последствия при нарушении этого правила – отравление и возможная гибель населения.
Рядом с территорией могильника не должно быть зон застройки, иначе есть риск повреждения контейнеров.
При полигоне должен находиться участок, на котором будет выполняться .
Уровень грунтовых источников должен быть максимально удален. Если отходы попадут в воду, то последствия будут печальными – смерть животных и человека
Радиоактивные могильники твердых и прочих отходов должны иметь санитарно — защитную зону. Её протяжённость не может быть меньше 1 километра от зон выпаса скота и населенных пунктов.
При полигоне должен находиться завод, занимающийся детоксикацией РАО.

Переработка отходов

Переработка радиоактивных отходов – процедура, которая направлена на непосредственную трансформацию агрегатного состояния или свойств радиоактивного вещества, с целью создания удобства для перевозки и хранения отходов.

Для каждого типа мусора существуют собственные методы проведения подобной процедуры:

Для жидких – осаждения, обмен при помощи ионов и дистилляция.
Для твердых – сжигание, прессование и кальцинация. Остатки твердых отходов отправляют на места захоронения.
Для газообразных – химическое поглощение и фильтрация. Далее вещества будут храниться в баллонах с высоким давлением.

Какого бы агрегата не перерабатывался продукт, в итоге получится иммобилизованные компактные блоки твердых типов. Для иммобилизации и дальнейшего изолирования твердых веществ, применяют следующие методы:

Цементирование. Применяется для мусора, имеющего низкую и среднюю активность вещества. Как правило, это отходы твердых типов.
Обжигание при высоких температурах.
Остекловывание.
Упаковка в специальные емкости. Обычно такие контейнеры сделаны из стали или свинца.

Дезактивация

В связи с активным загрязнением окружающей среды, в России и других странах мира пытаются найти актуальный способ дезактивации радиоактивного мусора. Да, захоронение и утилизация твердых радиоактивных отходов дают свои результаты, но к сожалению, эти процедуры не обеспечивают безопасность экологии, а значит не являются совершенными. В настоящий момент в России практикуют несколько способов дезактивации РАО.

При помощи карбоната натрия

Такой способ применяется исключительно для твердых отходов, которые попали в почву: карбонат натрия выщелачивает радионуклиды, которые извлекаются из раствора щелочи частицами иона, включающими в свой состав магнитный материал. Далее хелатные комплексы удаляются при помощи магнита. Такой способ обработки твердых веществ достаточно эффективен, однако имеются недостатки.

Проблема метода:

Выщелачиватель (формула Na2Co3) имеет достаточно ограниченную химическую способность. Он попросту не в состоянии извлечь всю гамму радиоактивных соединений из твердого состояния и перевести их в тип жидких материалов.
Дороговизна способа в основном из — за хемосорбционного материала, который имеет уникальную структуру.

Растворение в азотной кислоте

Применим способ к радиоактивным пульпам и осадкам, эти вещества растворяют в азотной кислоте с примесью гидразина. После этого раствор упаковывают и проводят остеклование.

Главная проблема это дороговизна процедуры, так как упарка раствора и дальнейшая утилизация радиоактивных отходов стоит достаточно дорого.

Элюирование почвы

Применяется для дезактивации почвы и грунта. Такой способ наиболее щадящий по отношению к окружающей среды. Суть заключается в следующем, зараженную почву или грунт обрабатывают проводя элюирование водой, водными растворами с прибавками аммониевыми солями, растворами аммиака.

Главная проблема это относительно небольшая эффективность при извлечении радионуклидов, которые связаны с почвой на химическом уровне.

Дезактивация жидких отходов

Радиоактивные отходы жидких типов – особый вид мусора, который сложен в хранении и в утилизации. Именно поэтому дезактивация – лучшее средство избавления от подобного вещества.

Существует три способа очистки вредного материала от радионуклидов:

Физический метод. Подразумевает процесс выпаривания или вымораживания веществ. Далее проводится герметизация и помещение вредных элементов в могильники мусора.
Физико — химический. При помощи раствора с селективными экстрагентами проводится экстракция, т.е. вывод радионуклидов.
Химический. Очистка радионуклидов при помощи разных природных реагентов. Главная проблема способа заключается в большом количестве оставшихся шламов, которые отправляются на могильники.

Общая проблема каждого метода:

Физические способы – крайне высокие затраты на выпаривание и вымораживание растворов.
Физико — химические и химические – огромные объемы радиоактивных шламов, отправленные на могильники. Процедура захоронение довольно дорогая, она требует много денег и времени.

Радиоактивные отходы – проблема не только России, но и других стран. Главная задача человечества на данный момент – утилизация радиоактивных отходов и их захоронение. Какими методами это делать, решает каждое государство самостоятельно.

Швейцария не занимается самостоятельной переработкой и захоронением радиоактивных отходов, но активно занимается разработкой программ по обращению с подобным мусором. Если же не предпринимать никаких действий, то последствия могут быть самыми печальными вплоть до гибели человечества и животных.

Как хоронят ядерные отходы? Да элементарно, просто берут и хоронят. Единственное, что оркестра и венков «От коллег» не хватает, а так, принцип тот же самый. В скале взрывается большая яма, туда складывают бочки с РАО и заливают все это хозяйство бетоном. Ну, это если в двух словах. А если поподробней, то сам технологический процесс захоронения выглядит несколько сложней. Но обо всем по порядку.

Место событий

Волею судеб, я оказался на Уральском Электрохимическом комбинате. Если кто не в курсе, то скажу, что это крупнейшее в мире производство по получению обогащенного урана (40% мирового производства), из которого можно потом сделать топливо для АЭС, а если Родина прикажет, то и атомную бомбу (ну, это к слову). И как всякое производство, без отходов, увы, ему не обойтись. И ладно бы, производил он трактора или телевизоры, а то ведь делает он уран, и отходы соответственно - радиоактивные. На свалку их не выкинуть и в переработку не отправить. Выход один - захоронить, т.е. превратить их в «неизвлекаемую форму».
Для справки: ОАО «УЭХК» (г. Новоуральск) - крупнейшее в мире предприятие по обогащению урана. Первое в стране предприятие по разделению изотопов урана и переработке высокообогащённого урана в низкообогащённый. Входит в состав Топливной компании «ТВЭЛ» Госкорпорации «Росатом». Уютно расположился в горной долине на Среднем Урале. Основан в 1946 г.

Суть вопроса

Что же из себя представляют эти самые РАО? Это фильтры, всякие муфты, прокладки, шланги и даже спецодежда, которые подверглись α-облучению. Уран - штука дорогая, так что в отходы его не отправляют, если где в этих штуках затерялся хоть миллиграмм вещества, его найдут, выковыряют и вернут обратно в технологическую цепочку. А то, что осталось, отправляют на утилизацию.

Основная опасность РАО - это радиация. Радиация тоже бывает разной, есть альфа-излучение, есть бета, есть гамма. Альфа-излучение, если можно так сказать, самое «безобидное». По своей сути, это просто атомы гелия, только с положительным зарядом . Физические свойства урана таковы, что другого излучения он не производит, а для α-частиц непреодолимой преградой является даже лист бумаги. Другое дело, отработанное ядерное топливо, вот это настоящий Адъ! Люди часто путают РАО и ОЯТ, но разница между ними колоссальна. Достаточно сказать, что урановую таблетку, перед погружением в реактор можно запросто взять в руку. Если вы попробуете сделать то же самое с отработанным топливом, то сразу же лишитесь руки, а потом еще и умрете, наверное.

Собственно, само топливо для АЭС выглядит вот так. Да-да, это и есть уран (фото vladimir_pak)

С α-излучением тоже шутки плохи. Ну ухватились вы за кусок урана - пффф... руки помыли с мылом, и всего делов-то. α-частицы неспособны даже пробить ороговевший слой вашей кожи. Но вот если радиоактивная пыль попадет вовнутрь организма, тогда беда (вспомните бедного Литвиненко). Поэтому у ядерщиков респираторы - вещь номер один. И еще деталь - в цеху бьет фонтанчик с водой. Спрашиваю - можно пить? Отвечают - нужно! Только не пить, а полоскать, пошел курить - прополоскал рот, пошел есть - дважды прополоскал!

На фото рабочий закрывает контейнер с РАО

Сам процесс.

Но вернемся к технологии утилизации. Итак, образовавшиеся отходы тщательно упаковываются в специальную тару и отправляются в цех утилизации. Там их ждет две судьбы - или прессование или сжигание. Прессованию подвергаются, в - основном, фильтры. Конечно, саму процедуру нам не показали, потому как… напряг с отходами. Если в 2010 году комбинат выдавил и себя 560 кубометров отходов, то в 2011 всего 500, а в этом и того меньше - планируют 465 кубов. Прессуют их не каждый день, а сжигают еще реже. Если быть точнее, то печь включают всего два раза в год. Сама печь представляет собой довольно громоздкое сооружение высотой 12.5 м.

Вот она. Ничего грандиозного. Сепаратор для производства йогуртов и то круче выглядит.

В топку идет все резиновое, пластиковое и текстильное. В результате горения (как мы знаем) образуются дым и зола. Так вот дым, пройдя ПЯТЬ ступеней очистки, уходит в атмосферу, и при этом, он неизмеримо чище, чем то, что идет из трубы вашей баньки на даче, а вот зола собирается и упаковывается в специальные 200-литровые бочки. Каждая такая бочка стоит 1000 рублей, и вообще не ржавеет. После того, как бочка заполнилась, ее ставят на специальный вращающийся постамент и начинают замерять ее радиоактивность с помощью масс-спектрометра. Крутится на стенде она примерно 30 минут, после чего на емкость составляется паспорт, где чуть ли не поатомно записано какой именно фигни, с каким излучением и в каком количестве там находится.

Ну вот, собственно сама бочка и масс-спектрометр Trans Spec.

Дальше ее везут на ППЗР - приповерхностный пункт захоронения радиоактивных отходов. ППЗР, как я уже писал выше, представляет собой небольшой котлован в скале, глубиной 7 метров. Бочки по 4 штуки помещаются в специальные бетонные контейнеры с толщиной стенки 10 см. Контейнеры загружаются в котлован, и их заливают особопрочным бетоном. Изначально проектировщики думали, что такие «кладбища» безбедно просуществуют лет 300. Однако, обследовав самый первые захоронения, которым уже по шестьдесят лет, они пришли к выводам, что беспокойство об их состоянии нужно будет проявлять через 1500 лет, не раньше.

Этот котлован не наш, а южноафриканский, но все то же самое.

Эти атомщики настоящие крохоборы. Не смотря на то, что производят сотни тон ядерного топлива, они трясутся над каждым миллиграммом и ведут учет, чуть ли не до пятого знака после запятой. Хоронить отходы для них, то же самое, что хоронить деньги. Если это выразить в цифрах, то скажу одно - то, что поступает в цех утилизации, и то, что из него выходит, различается в объемах в 100-150 раз! То есть, на входе груженый Камаз, на выходе 200-литровая бочка, на входе 200-литровая бочка, на выходе полуторолитровая бутылка.

С радиацией тоже проблемы. В ходе нашего пресс-тура чаще звучало не «давайте сфоткаемся», а «давайте замеряемся!». Бедные дозиметристы умаялись, выполняя все наши хотелки. Результаты таковы:

Фон на улице, рядом цехом - 0.07 мЗв.

Фон рядом с «печкой» - 0.14 мЗв.

Допустимая норма - 2.3 мЗв.

Наш ангел-хранитель дозиметрист

Для справки: Зиверт (Зв/Sv) биологический эффект облучения или дозы, полученной органической тканью. Зависит от природы излучения и облучаемых органов тела. Результат называется «эффективной дозой» и обычно измеряется в миллизивертах (мЗв). 70% получаемого человеком облучения приходится на солнце, воздух и продукты питания.

Про уран.

Пытливый читатель наверняка задаст вопрос: «а как же уран?». Ведь действительно, если из «обычного» урана делают «обогащенный», то куда девается «обедненный»? А девается он на склад. Собственно, само наличие нескольких сотен железных бочек перед глазами, не очень воодушевляет, однако осознав, что все это хозяйство, лежащее перед тобой, стоит больше МИЛЛИАРДА долларов, невольно хочется ко всему этому прикоснуться. Ничто так не возвеличивает железный цилиндр, как надпись «uranium hexafluoride».

Кто нибудь видел миллиард долларов в одном месте? Вот он перед вами

На этом складе и отечественный уран, и японский, и американский. Сырье на переработку везут со всего мира. Из исходного продукта выделяется изотоп урана 235, который идет на производство топлива, а отвальный уран 238 идет на склад. Отвальный уран238 не просто складируется, он запасается. Как говорят сами атомщики, эти бочки - залог безбедного существования наших внуков. Из всего этого можно извлекать практически дармовую энергию, просто технологический уровень человеческой цивилизации еще недостаточно высок, но это вопрос времени.

Ну вот и все. Мы уходим из ядерных закромов (в буквальном смысле этого слова) нашей страны.

Если кому интересно, могу написать про то, как вообще этот уран обогащают.
Вернее, уже написал)

Существование на земле живых организмов (люди, птицы, животные, растения) во многом зависит от того, насколько среда, в которой они обитают, защищена от загрязнения. Каждый год человечество накапливает огромное количество мусора, и это приводит к тому, что радиоактивные отходы становятся угрозой всему миру, если их не уничтожать.

Сейчас уже есть немало стран, где проблеме загрязнения среды, источниками которой служат бытовые, промышленные отходы, уделяют особое внимание:

разделяют бытовой мусор, а затем применяют способы безопасной его переработки;
строят заводы по утилизации отходов;
образовывают специально оборудованные площадки для захоронения опасных веществ;
создают новые технологии по переработке вторичного сырья.

Такие страны, как Япония, Швеция, Голландия и другие некоторые государства к вопросам захоронения радиоактивных отходов и утилизации бытового мусора относятся серьезно.

Результатом же безответственного отношения становится образование гигантских свалок, где отходы жизнедеятельности разлагаются, превращаясь в горы токсичного мусора.

Когда появились отходы

С появлением человека на Земле появились и отходы. Но если древние жители не знали, что такое лампочки, стекло, полиэтилен и другие современные достижения, то сейчас над проблемой уничтожения химических отходов работают научные лаборатории, куда привлекаются талантливые ученые. До сих пор до конца не ясно, что ждет мир через сотни, тысячи лет, если отходы будут накапливаться.

Первые бытовые изобретения появились с развитием стекольного производства. Вначале его производили немного, и никто не задумывался над проблемой образования отходов. Промышленность, шагая в ногу с научными достижениями, стала активно развиваться к началу XIX века. Стремительно вырастали фабрики, где использовали машинное оборудование. В атмосферу выбрасывались тонны переработанного угля, который загрязнял атмосферу из-за образования едкого дыма. Сейчас промышленные гиганты «подкармливают» реки, моря и озера огромным количеством токсичных выбросов, природные источники поневоле становятся местами их захоронения.

Классификация

В России действует Федеральный Закон №190 от 11.07.2011 года, где отражены основные Положения по сбору и обращению с радиоактивными отходами. Главные критерии оценки, по которым происходит классификация радиоактивных отходов:

удаляемые - радиоактивные отходы, не превышающие риски радиационного воздействия и затраты при извлечении из хранилища с последующим захоронением или обращением с ними.
особые - радиоактивные отходы, превышающие риски радиационного воздействия и затраты при последующем захоронении или извлечении.

Источники радиации опасны своим губительным влиянием на организм человека, и поэтому необходимость локализации активных отработок крайне важна. Атомные электростанции почти не производят , но с ними связана другая сложная проблема. Отработанным топливом заполняют емкости, они остаются радиоактивными еще на протяжении длительного времени, а количество его постоянно растет. Еще в 50-х годах предпринимались первые попытки исследований с целью решения проблемы радиоактивных отходов. Высказывались предложения отправлять их в космос, хранить на дне океана и других труднодоступных местах.

Существуют разные планы захоронения отходов, но решения об использовании территорий оспариваются общественными организациями и экологами. Государственные научные лаборатории работают над проблемой уничтожения самых опасных отходов почти с тех пор, как появилась ядерная физика.

В случае успеха это позволит сократить количество образования радиоактивных отходов атомных электростанций до 90 процентов.

На атомных электростанциях происходит следующее: топливный стержень с оксидом урана находится в цилиндре из нержавеющей стали. Его помещают в реактор, уран распадается, выделяет тепловую энергию, она приводит в движение турбину и производит электричество. Но после того как всего 5 процентов урана подверглось радиоактивному распаду, весь стержень загрязняется другими элементами, и от него необходимо избавляться.

Получается так называемое отработанное радиоактивное топливо. Оно больше не пригодно для производства электричества и становится отходом. Вещество содержит примеси плутония, америция, церия и других побочных продуктов ядерного распада - это опасный радиоактивный «коктейль». Американские ученые проводят эксперименты с применением особых аппаратов для искусственного завершения цикла ядерного распада.

Захоронение отходов

Объекты, где осуществляют хранение радиоактивных отходов, не обозначены на картах, на дорогах нет никаких опознавательных знаков, периметр тщательно охраняется. При этом систему охраны показывать запрещено кому бы то ни было. По территории России разбросано несколько десятков таких объектов. Здесь строят хранилища радиоактивных отходов. Одно из таких объединений перерабатывает ядерное топливо. Полезные вещества отделяют от активных отходов. Их утилизируют, ценные компоненты снова идут на продажу.

Требования иностранного покупателя просты: он берет топливо, использует его, радиоактивные отходы возвращает обратно. Их везут на завод по железной дороге, погрузкой занимаются роботы, а человеку приближаться к этим контейнерам смертельно опасно. Герметичные, прочные емкости устанавливают в специальные вагоны. Большой вагон переворачивают, специальными машинами укладывают контейнеры с топливом, затем его возвращают на рельсы и специальными составами с предупрежденными железнодорожными службами, органами МВД отправляют с атомной станции к пункту предприятия.

В 2002 году прошли демонстрации «зеленых», они протестовали против ввоза в страну ядерных отходов. Российские атомщики считают, что их провоцируют иностранные конкуренты.

На специализированных фабриках перерабатывают отходы средней и низкой активности. Источники – все, что окружает людей в обычной жизни: облученные части медицинских приборов, детали электронной техники и другие приборы. Их привозят в контейнерах на специальных машинах, которые доставляют радиоактивные отходы обычными дорогами в сопровождении полиции. Внешне от стандартного мусоровоза их отличает только окраска. На входе - санпропускник. Здесь каждый должен переодеться, сменить обувь.

Только после этого можно попасть на рабочее место, где запрещается принимать пищу, употреблять спиртные напитки, курить, пользоваться косметикой и находиться без спецовки.

Для сотрудников таких специфических предприятий это обычная работа. Разница в одном: если на пульте управления вдруг загорается красный свет, нужно немедленно убегать: источники радиации невозможно ни увидеть, ни почувствовать. Контрольные приборы установлены во всех помещениях. Когда все в порядке - горит зеленая лампа. Рабочие помещения делятся на 3 класса.

1 класс

Здесь перерабатывают отходы. В печи радиоактивные отходы превращаются в стекло. Людям заходить в такие помещения запрещено - это смертельно опасно. Все процессы автоматизированы. Войти можно только в случае аварии в особых средствах защиты:

изолирующий противогаз (специальная защита из свинца, поглощающая , щитки для защиты глаз);
специальное обмундирование;
дистанционные средства: щупы, захваты, особенные манипуляторы;

Работая на таких предприятиях и выполняя безукоризненно меры предосторожности, люди не подвергаются опасности облучения радиацией.

2 класс

Отсюда оператор управляет печами, на мониторе он видит все, что в них происходит. Ко второму классу также относятся комнаты, где работают с контейнерами. В них бывают отходы разной активности. Здесь три основных правила: «стой дальше», «работай быстрее», «не забывай о защите»!

Контейнер с отходами голыми руками не возьмешь. Есть опасность получения серьезного облучения. Респираторы и рабочие рукавицы надевают только один раз, когда их снимают, они тоже становятся радиоактивными отходами. Их сжигают, золу дезактивируют. Каждый работник всегда носит индивидуальный дозиметр, который показывает, сколько радиации собрано за рабочую смену и суммарную дозу, если она превышает норму, то человека переводят на безопасную работу.

3 класс

К нему относятся коридоры и вентиляционные шахты. Здесь работает мощная система кондиционирования. Каждые 5 минут воздух полностью заменяется. На заводе по переработке радиоактивных отходов чище, чем на кухне у хорошей хозяйки. После каждой перевозки машины поливают специальным раствором. Несколько человек работают в резиновых сапогах со шлангом в руках, но процессы автоматизируют, чтобы они становились не такими трудоемкими.

2 раза в день территорию цеха моют водой с обыкновенным стиральным порошком, пол покрыт пластикатом, углы закруглены, швы хорошо заклеены, нет плинтусов и труднодоступных мест, которые нельзя хорошо вымыть. После уборки вода становится радиоактивной, она стекает в специальные отверстия, по трубам собирается в огромную емкость под землей. Жидкие отходы тщательно фильтруют. Воду очищают так, что ее можно пить.

Радиоактивные отходы прячут «под семью замками». Глубина бункеров обычно составляет 7‒8 метров, стены железобетонные, пока хранилище заполняется, над ним устанавливают металлический ангар. Для хранения очень опасных отходов используют контейнеры с высокой степенью защиты. Внутри такого контейнера свинец, в нем всего лишь 12 маленьких лунок размером с оружейный патрон. Менее опасные отходы устанавливают в огромные железобетонные контейнеры. Все это опускают в шахты и закрывают люком.

Эти емкости в дальнейшем могут быть извлечены и отправлены на последующую переработку, чтобы произвести захоронение радиоактивных отходов окончательно.

Заполненные хранилища засыпают особым сортом глины, в случае землетрясения она склеит трещины. Хранилище закрывают железобетонными плитами, цементируют, асфальтируют и засыпают землей. После этого радиоактивные отходы не представляют опасности. Часть из них распадается на безопасные элементы только через 100‒200 лет. На секретных картах, где обозначены хранилища, стоит гриф «хранить вечно»!

Полигоны, где происходит захоронение радиоактивных отходов, находятся на значительном удалении от городов, поселков и водоемов. Атомная энергетика, военные программы - проблемы, которые волнуют все мировое сообщество. Они заключаются не только в том, чтобы обезопасить человека от влияния источников образования РАО, но и тщательно их охранять от террористов. Не исключено, что полигоны, где хранятся радиоактивные отходы, могут стать объектом для мишени при военных конфликтах.