Scorie radioattive. Fonti dell'apparenza

I rifiuti radioattivi (RAW) sono quelle sostanze che contengono elementi radioattivi e non possono essere riutilizzate in futuro, poiché non hanno alcun valore pratico. Si formano durante l'estrazione e la lavorazione del minerale radioattivo, durante il funzionamento di apparecchiature che generano calore e durante lo smaltimento dei rifiuti nucleari.

Tipologie e classificazione dei rifiuti radioattivi

Per tipologia di rifiuti radioattivi sono suddivisi:

per stato: solido, gassoso, liquido;
per attività specifica: attività elevata, attività media, attività scarsa, attività molto bassa
per tipologia – cancellati e speciali;
secondo l'emivita dei radionuclidi: di lunga e breve durata;
da elementi di tipo nucleare - con la loro presenza, con la loro assenza;
nell'estrazione mineraria - durante la lavorazione dei minerali di uranio, durante l'estrazione di materie prime minerali.

Questa classificazione è rilevante per la Russia ed è accettata a livello internazionale. In generale, la divisione in classi non è definitiva, ma richiede un coordinamento con i diversi sistemi nazionali.

Liberato dal controllo

Esistono tipi di rifiuti radioattivi che contengono concentrazioni molto basse di radionuclidi. Non rappresentano praticamente alcun pericolo per ambiente. Tali sostanze rientrano nella categoria esente. La quantità annuale di radiazioni da loro non supera i 10 μ3v.

Norme per la gestione dei rifiuti radioattivi

Le sostanze radioattive sono suddivise in classi non solo per determinare il livello di pericolo, ma anche per sviluppare regole per maneggiarle:

è necessario garantire la tutela della persona che lavora con i rifiuti radioattivi;
la protezione dell'ambiente dalle sostanze pericolose dovrebbe essere aumentata;
controllare il processo di smaltimento dei rifiuti;
indicare il livello di esposizione in ciascun luogo di sepoltura sulla base dei documenti;
controllare l'accumulo e l'uso degli elementi radioattivi;
in caso di pericolo occorre prevenire gli incidenti;
in casi estremi, tutte le conseguenze devono essere eliminate.

Qual è il pericolo dei rifiuti radioattivi?

Per evitare tale risultato, tutte le imprese che utilizzano elementi radioattivi sono obbligate a utilizzare sistemi di filtraggio, controllare le attività produttive, disinfettare e smaltire i rifiuti. Ciò aiuta a prevenire il disastro ambientale.

Il livello di pericolo dei rifiuti radioattivi dipende da diversi fattori. Prima di tutto, questa è la quantità di rifiuti nell'atmosfera, la potenza delle radiazioni, l'area del territorio contaminato, il numero di persone che ci vivono. Poiché queste sostanze sono mortali, in caso di incidente è necessario eliminare il disastro ed evacuare la popolazione dal territorio. È anche importante prevenire e fermare il movimento dei rifiuti radioattivi verso altri territori.

Regole di stoccaggio e trasporto

Un'impresa che lavora con sostanze radioattive deve garantire uno stoccaggio affidabile dei rifiuti. Prevede la raccolta dei rifiuti radioattivi e il loro conferimento per lo smaltimento. I mezzi e le modalità necessarie per la conservazione sono stabiliti da atti. Per loro vengono realizzati contenitori speciali in gomma, carta e plastica. Sono anche conservati in frigoriferi e fusti metallici. Il trasporto dei rifiuti radioattivi viene effettuato in appositi contenitori sigillati. Devono essere fissati saldamente durante il trasporto. Il trasporto può essere effettuato solo da aziende che dispongono di una licenza speciale per questo.

Raccolta differenziata

La scelta dei metodi di trattamento dipende dalle caratteristiche dei rifiuti. Alcune tipologie di rifiuti vengono triturati e compattati per ottimizzare il volume dei rifiuti. È consuetudine bruciare alcuni residui nel forno. L'elaborazione RW deve soddisfare i seguenti requisiti:

isolamento di sostanze dall'acqua e da altri prodotti;
eliminare l'esposizione;
isolare l'impatto su materie prime e minerali;
valutare la fattibilità del trattamento.

Raccolta e rimozione

La raccolta e lo smaltimento dei rifiuti radioattivi deve essere effettuata in luoghi dove non sono presenti elementi non radioattivi. In questo caso è necessario tenere conto dello stato di aggregazione, della categoria dei rifiuti, delle sue proprietà, dei materiali, del tempo di dimezzamento dei radionuclidi e della potenziale minaccia della sostanza. A questo proposito è necessario sviluppare una strategia per la gestione dei rifiuti radioattivi.

Per la raccolta e la rimozione è necessario utilizzare attrezzature specializzate. Gli esperti dicono che queste operazioni sono possibili solo con sostanze attive medie e basse. Durante il processo, ogni passaggio deve essere controllato per prevenire il disastro ambientale. Anche un piccolo errore può provocare incidenti, inquinamento ambientale e la morte di un numero enorme di persone. Ci vorranno molti decenni per eliminare l'influenza delle sostanze radioattive e ripristinare la natura.

Gli intenditori apprezzano lo champagne di Fourier. È ottenuto da uve coltivate nelle pittoresche colline della Champagne. È difficile credere che a meno di 10 km dai famosi vigneti si trovi il più grande deposito di scorie radioattive. Vengono portati da tutta la Francia, consegnati dall'estero e sepolti per i successivi centinaia di anni. La Maison Fourier continua a produrre ottimo champagne, i prati intorno sono in fiore, la situazione è controllata, all'interno e nei dintorni della discarica è garantita la massima pulizia e sicurezza. Un prato così verde - l'obiettivo principale costruzione di discariche per lo smaltimento dei rifiuti radioattivi.

Uomo Pesce Romano

Qualunque cosa dicano alcune teste calde, possiamo affermare con sicurezza che la Russia non corre il rischio di trasformarsi in una discarica radioattiva globale nel prossimo futuro. Una legge federale approvata nel 2011 vieta espressamente il trasporto di tali rifiuti oltre confine. Il divieto vale in entrambe le direzioni, con l'unica eccezione riguardante la restituzione di sorgenti di radiazioni prodotte nel Paese e spedite all'estero.

Ma anche tenendo conto della legge, l’energia nucleare produce pochi rifiuti davvero spaventosi. I radionuclidi più attivi e pericolosi sono contenuti nel combustibile nucleare esaurito (SNF): gli elementi combustibili e i gruppi in cui sono collocati emettono emissioni ancora più intense di quelli freschi combustibile nucleare e continuano a generare calore. Questo non è un rifiuto, ma una risorsa preziosa; contiene molto uranio-235 e 238, plutonio e una serie di altri isotopi utili per la medicina e la scienza. Tutto ciò costituisce oltre il 95% del SNF e viene recuperato con successo presso imprese specializzate: in Russia si tratta principalmente della famosa Mayak Production Association nella regione di Chelyabinsk, dove viene ora introdotta la terza generazione di tecnologie di ritrattamento, che consente il 97% del SNF Il SNF tornerà al lavoro. Presto la produzione, il funzionamento e il ritrattamento del combustibile nucleare saranno chiusi in un unico ciclo che non rilascerà praticamente alcuna sostanza pericolosa.

Tuttavia, anche senza il combustibile nucleare esaurito, il volume dei rifiuti radioattivi ammonterebbe a migliaia di tonnellate all’anno. Dopotutto, le norme sanitarie richiedono che tutto ciò che emette al di sopra di un certo livello o che contiene più della quantità richiesta di radionuclidi sia incluso qui. Quasi tutti gli oggetti che sono stati a lungo in contatto con radiazioni ionizzanti rientrano in questo gruppo. Parti di gru e macchine che lavoravano con minerali e carburante, filtri dell'aria e dell'acqua, cavi e attrezzature, contenitori vuoti e semplicemente abiti da lavoro che hanno servito al loro scopo e non hanno più valore. L'AIEA (Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica) divide i rifiuti radioattivi (RAW) in liquidi e solidi, in diverse categorie, che vanno da quello a livello molto basso a quello ad alto livello. E ognuno ha i propri requisiti per il trattamento.

Classificazione RW

Classe 1	Classe 2	Classe 3	Classe 4	Classe 5	Classe 6
Solido				Liquido
Materiali Attrezzatura Prodotti Rifiuti radioattivi liquidi solidificati HLW ad elevato rilascio di calore	Materiali Attrezzatura Prodotti Rifiuti radioattivi liquidi solidificati HLW a basso calore I SAO sono longevi	Materiali Attrezzatura Prodotti Rifiuti radioattivi liquidi solidificati SAO di breve durata I NAO sono longevi	Materiali Attrezzatura Prodotti Oggetti biologici Rifiuti radioattivi liquidi solidificati La NAE è di breve durata VLLW è longevo	Liquidi organici ed inorganici SAO di breve durata I NAO sono longevi	RW generati durante l'estrazione e la lavorazione dei minerali di uranio, materie prime minerali e organiche con un alto contenuto di radionuclidi naturali
	Isolamento finale nei luoghi di sepoltura profonda con stagionatura preliminare	Isolamento finale in luoghi di sepoltura profondi fino a 100 m di profondità	Isolamento finale nei siti di smaltimento in prossimità della superficie a livello del suolo	Isolamento finale nei siti di smaltimento profondo esistenti	Isolamento finale nei siti di smaltimento in prossimità della superficie

Freddo: riciclaggio

I più grandi errori ambientali associati all'industria nucleare sono stati commessi nei primi anni dell'industria. Non ancora rendendosi conto di tutte le conseguenze, le superpotenze della metà del XX secolo avevano fretta di superare i loro concorrenti, di padroneggiare maggiormente il potere dell'atomo e non prestavano molta attenzione alla gestione dei rifiuti. Tuttavia, i risultati di tale politica divennero evidenti abbastanza rapidamente e già nel 1957 l'URSS adottò un decreto "Sulle misure per garantire la sicurezza quando si lavora con sostanze radioattive" e un anno dopo furono aperte le prime imprese per la loro lavorazione e stoccaggio.

Alcune imprese operano ancora oggi, già nelle strutture di Rosatom, e una conserva il suo vecchio nome “seriale”: “Radon”. Una dozzina e mezza di imprese sono state trasferite alla gestione della società specializzata RosRAO. Insieme alla PA Mayak, alla Mining and Chemical Combine e ad altre imprese Rosatom, hanno la licenza per gestire rifiuti radioattivi di varie categorie. Tuttavia, non solo gli scienziati nucleari ricorrono ai loro servizi: sostanze radioattive sono utilizzati per una varietà di applicazioni, dal trattamento del cancro e dalla ricerca biochimica alla produzione di generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG). E tutti, avendo servito al loro scopo, si trasformano in rifiuti.

La maggior parte di essi sono di basso livello e, naturalmente, col tempo, man mano che gli isotopi a vita breve decadono, diventano più sicuri. Tali rifiuti vengono solitamente inviati in discariche predisposte per lo stoccaggio per decine o centinaia di anni. Sono prelavorati: ciò che può bruciare viene bruciato nei forni, purificandone i fumi sistema complesso filtri. Ceneri, polveri e altri componenti sfusi vengono cementati o riempiti con vetro borosilicato fuso. I rifiuti liquidi di volumi moderati vengono filtrati e concentrati mediante evaporazione, estraendo da essi radionuclidi con assorbenti. Quelli duri vengono frantumati nelle presse. Il tutto viene posto in botti da 100 o 200 litri e nuovamente pressato, riposto in contenitori e nuovamente cementato. "Qui è tutto molto severo", ci ha detto il deputato. direttore generale RusRAO Sergey Nikolaevich Brykin. “Nella gestione dei rifiuti radioattivi è vietato tutto ciò che non è consentito dalle licenze”.

Per il trasporto e lo stoccaggio dei rifiuti radioattivi vengono utilizzati contenitori speciali: a seconda dell'attività e del tipo di radiazione, possono essere in cemento armato, acciaio, piombo o anche polietilene arricchito di boro. Si cerca di effettuare la lavorazione e il confezionamento in loco utilizzando complessi mobili per ridurre le difficoltà e i rischi del trasporto, in parte con l'aiuto della tecnologia robotica. I percorsi di trasporto sono pensati e concordati in anticipo. Ogni contenitore ha il proprio identificatore e il loro destino è tracciato fino alla fine.

Centro di condizionamento e stoccaggio RW nella baia di Andreeva, sulla riva Mare di Barents lavora sul sito dell'ex base tecnica della Flotta del Nord.

Più caldo: stoccaggio

Gli RTG menzionati sopra non vengono quasi mai utilizzati oggi sulla Terra. Un tempo fornivano energia al monitoraggio automatico e ai punti di navigazione in luoghi remoti e difficili da raggiungere. Tuttavia, numerosi incidenti con fughe di isotopi radioattivi nell'ambiente e il banale furto di metalli non ferrosi li hanno costretti ad abbandonare il loro uso in luoghi diversi dai veicoli spaziali. L'URSS è riuscita a produrre e assemblare più di mille RTG, che sono stati smantellati e continuano ad essere smaltiti.

Ancora più problematica è l’eredità della Guerra Fredda: solo in decenni sottomarini nucleari Ne furono costruite quasi 270, e oggi ne restano in servizio meno di cinquanta, le restanti sono state dismesse o sono in attesa di questa complessa e costosa procedura. In questo caso, il combustibile esaurito viene scaricato e il compartimento del reattore e due adiacenti vengono tagliati fuori. L'attrezzatura viene rimossa da essi, ulteriormente sigillata e lasciata a galla. Ciò è stato fatto per anni, e già all’inizio degli anni 2000 nell’Artico russo e in altri paesi Lontano est Circa 180 “galleggianti” radioattivi stavano arrugginindo. Il problema era così acuto che è stato discusso in una riunione dei leader dei paesi " Grandi Otto", che ha acconsentito cooperazione internazionale nella pulizia della costa.

Pontone di attracco per l'esecuzione di operazioni con blocchi del compartimento del reattore (85 x 31,2 x 29 m). Capacità di carico: 3500 t; pescaggio al traino: 7,7 m; velocità di traino: fino a 6 nodi (11 km/h); durata di servizio: almeno 50 anni. Costruttore: Fincantieri. Operatore: Rosatom. Ubicazione: Saida Guba nella baia di Kola, progettato per immagazzinare 120 compartimenti del reattore.

Oggi i blocchi vengono sollevati dall'acqua e puliti, i compartimenti del reattore vengono tagliati e su di essi viene applicato un rivestimento anticorrosivo. I pacchetti trattati vengono installati per lo stoccaggio sicuro a lungo termine su siti di calcestruzzo preparati. Nel complesso recentemente inaugurato a Saida Guba, nella regione di Murmansk, a questo scopo è stata addirittura demolita una collina, la cui base rocciosa forniva un supporto affidabile per un impianto di stoccaggio progettato per 120 scomparti. Allineati in fila, i reattori fittamente dipinti ricordano un ordinato sito industriale o un magazzino di attrezzature industriali, sorvegliato da un proprietario attento.

Questo risultato dell'eliminazione di pericolosi oggetti radioattivi è chiamato nel linguaggio degli scienziati nucleari un "prato marrone" ed è considerato completamente sicuro, sebbene non molto esteticamente gradevole. L’obiettivo ideale delle loro manipolazioni è un “prato verde”, come quello che si estende sul già noto deposito francese CSA (Centre de stockage de l’Aube). Un rivestimento impermeabile e uno spesso strato di erba appositamente selezionata trasformano il tetto di un bunker sepolto in una radura in cui vuoi semplicemente sdraiarti, soprattutto perché è consentito. Solo i rifiuti radioattivi più pericolosi sono destinati non al “prato”, ma alla cupa oscurità della sepoltura definitiva.

Caldo: sepoltura

I rifiuti altamente radioattivi, compresi i rifiuti del ritrattamento del combustibile esaurito, richiedono un isolamento affidabile per decine e centinaia di migliaia di anni. L'invio di rifiuti nello spazio è troppo costoso, pericoloso a causa di incidenti durante il lancio e il seppellimento nell'oceano o nelle faglie della crosta terrestre è irto di conseguenze imprevedibili. Per i primi anni o decenni possono ancora essere conservati in vasche di stoccaggio “umide” fuori terra, ma poi bisognerà fare qualcosa con loro. Ad esempio, trasferiscilo in un luogo asciutto più sicuro e a lungo termine e garantisci la sua affidabilità per centinaia e migliaia di anni.

"Il problema principale dello stoccaggio a secco è il trasferimento di calore", spiega Sergey Brykin. “Se non c’è un ambiente acquoso, i rifiuti ad alta attività si surriscaldano, il che richiede soluzioni ingegneristiche speciali”. In Russia, un impianto di stoccaggio a terra centralizzato con un sofisticato sistema di raffreddamento passivo dell'aria opera presso l'associazione mineraria e chimica vicino a Krasnoyarsk. Ma questa è solo una mezza misura: un luogo di sepoltura veramente affidabile deve essere sotterraneo. Quindi sarà protetto non solo dai sistemi ingegneristici, ma anche dalle condizioni geologiche, centinaia di metri di roccia o argilla fissa e preferibilmente impermeabile.

Questo impianto di stoccaggio sotterraneo a secco è in uso dal 2015 e continua ad essere costruito parallelamente in Finlandia. A Onkalo, i rifiuti radioattivi altamente attivi e il combustibile nucleare esaurito saranno rinchiusi nella roccia granitica a una profondità di circa 440 m, in contenitori di rame, ulteriormente isolati con argilla bentonitica, e per un periodo di almeno 100mila anni. Nel 2017, gli ingegneri energetici svedesi di SKB hanno annunciato che avrebbero adottato questo metodo e costruito il proprio impianto di stoccaggio “eterno” vicino a Forsmark. Negli Stati Uniti continua il dibattito sulla costruzione del deposito Yucca Mountain nel deserto del Nevada, che si estenderà per centinaia di metri nella catena montuosa vulcanica. Il fascino generale esercitato dai depositi sotterranei può essere visto da un altro punto di vista: una sepoltura affidabile e protetta può diventare un buon affare.

Taryn Simon, 2015-3015. Vetro, scorie radioattive. La vetrificazione dei rifiuti radioattivi li sigilla per millenni all'interno di una sostanza solida e inerte. L’artista americana Taryn Simon ha utilizzato questa tecnologia nella sua opera dedicata al centenario del Quadrato Nero di Malevich. Il cubo di vetro nero con rifiuti radioattivi vetrificati è stato creato nel 2015 per il Museo del Garage di Mosca e da allora è conservato sul territorio dell'impianto di radon a Sergiev Posad. Finirà in un museo tra circa mille anni, quando sarà finalmente sicuro per il pubblico.

Dalla Siberia all'Australia

In primo luogo, in futuro le tecnologie potrebbero richiedere nuovi isotopi rari, di cui ce ne sono molti nel combustibile nucleare esaurito. Potrebbero emergere anche metodi per la loro estrazione sicura ed economica. In secondo luogo, molti paesi sono pronti a pagare adesso per lo smaltimento dei rifiuti ad alta attività. La Russia non ha nessun posto dove andare: l’industria nucleare altamente sviluppata ha bisogno di un moderno deposito “eterno” per rifiuti radioattivi così pericolosi. Pertanto, a metà degli anni 2020, un laboratorio di ricerca sotterraneo dovrebbe essere aperto vicino all'associazione mineraria e chimica.

Tre pozzi verticali entreranno nella roccia gneiss, scarsamente permeabile ai radionuclidi, e ad una profondità di 500 m sarà attrezzato un laboratorio dove verranno posizionati contenitori con simulatori riscaldati elettricamente di pacchetti di rifiuti radioattivi. In futuro i rifiuti compressi di media e alta attività, collocati in appositi imballaggi e taniche di acciaio, verranno posti in contenitori e cementati con una miscela a base di bentonite. Nel frattempo, qui sono previsti circa un centinaio di esperimenti e solo dopo 15-20 anni di test e giustificazioni di sicurezza, il laboratorio sarà convertito in un impianto di stoccaggio a secco a lungo termine per rifiuti radioattivi di prima e seconda classe - in una parte scarsamente popolata della Siberia.

La popolazione di un paese è un aspetto importante di tutti questi progetti. Le persone raramente accolgono favorevolmente la creazione di discariche per lo smaltimento dei rifiuti radioattivi a pochi chilometri da casa propria, e in Europa o in Asia densamente popolate non è facile trovare un luogo per la costruzione. Pertanto, stanno cercando attivamente di interessare paesi scarsamente popolati come la Russia o la Finlandia. Recentemente si è unita a loro l’Australia con le sue ricche miniere di uranio. Secondo Sergei Brykin, il paese ha avanzato la proposta di costruire un cimitero internazionale sul suo territorio sotto l'egida dell'AIEA. Le autorità si aspettano che ciò porterà ulteriori fondi e nuove tecnologie. Ma la Russia non corre sicuramente il rischio di diventare una discarica radioattiva globale.

L’articolo “Prato verde sopra il cimitero nucleare” è stato pubblicato sulla rivista “Popular Mechanics” (n. 3, marzo 2018).

La legge sull'uso dell'energia nucleare afferma che i rifiuti radioattivi sono sostanze, materiali, dispositivi e altre apparecchiature che contengono elevati livelli di radionuclidi e che hanno perso le loro proprietà di consumo e non sono idonei al riutilizzo.

In quali circostanze vengono generati rifiuti contenenti elementi radioattivi?

I rifiuti radioattivi sono contenuti nel combustibile nucleare; si formano durante il funzionamento delle centrali nucleari e questa è una delle fonti principali. Si possono ottenere anche di conseguenza:

estrazione di minerali radioattivi;
lavorazione del minerale;
produzione di elementi per la dissipazione del calore;
smaltimento del combustibile nucleare esaurito.

Durante lo sviluppo delle armi nucleari da parte delle forze armate russe, sono state generate anche scorie radioattive, azioni come la produzione, la conservazione e la liquidazione degli impianti che utilizzavano questo materiale non hanno riabilitato il lavoro precedente con questo materiale. Di conseguenza, il paese contiene molti rifiuti generati durante la produzione di materiali nucleari.

Marina Militare, sottomarini, così come le navi civili che utilizzano reattori nucleari, lasciano anch'esse scorie radioattive durante il loro funzionamento e anche dopo il loro guasto.

Il lavoro con i rifiuti radioattivi in Russia è associato ai seguenti settori:

Nell'economia nazionale, utilizzando prodotti isotopici.
In istituti e laboratori medici o farmaceutici.
Industrie chimiche, metallurgiche e altre lavorazioni industriali.
Effettuare esperimenti scientifici e la ricerca che utilizza combustibile nucleare o elementi simili.
Anche i servizi di sicurezza, in particolare il controllo doganale.
La produzione di petrolio o gas richiede anche l’uso di sostanze nucleari, che lasciano dietro di sé scorie radioattive.

È importante sapere. Il combustibile nucleare esaurito non rientra nella categoria dei rifiuti radioattivi Legislazione russa.

Divisione in tipi

Un decreto del governo della Federazione Russa ha apportato modifiche in base alle quali i rifiuti radioattivi possono essere:

difficile;
liquido;
gas simili;

specie. La classificazione dei rifiuti radioattivi classifica tutti gli elementi e le sostanze contenenti radionuclidi come solidi, liquidi e gassosi. Un'eccezione è possibile solo se la formazione non è correlata all'energia nucleare e il contenuto di radionuclidi è dovuto all'estrazione o alla lavorazione di minerali naturali e materie prime organiche da livello aumentato radionuclidi o vicino alla sua fonte naturale. Concentrazione, che è interiore standard accettabili stabilito dalla delibera Governo russo, non supera 1.

I rifiuti organici appartenenti al tipo “solido” contengono radionuclidi artificiali, da cui sono escluse fonti come le imprese chiuse che lavorano con tali sostanze. Si dividono in quattro categorie:

altamente attivo;
moderatamente inattivo;
basso attivo;
attivo molto basso.

I RW che arrivano allo stato “liquido” si dividono in sole tre categorie:

altamente attivo;
moderatamente attivo;
basso attivo.

Le imprese e le fabbriche chiuse e esaurite che lavoravano con radionuclidi appartengono ad altre categorie di rifiuti radioattivi.

Classificazione RW

Esiste la legge federale, ai fini della quale, la classificazione dei rifiuti radioattivi li suddivide nelle seguenti tipologie:

Rimovibili sono sostanze per le quali il rischio associato al loro impatto sull'ambiente non aumenta. E in caso di rimozione dal luogo di stoccaggio per la successiva sepoltura, il rischio della loro presenza nel territorio in cui si trovano non supera. Questo tipo richiede costi finanziari piuttosto elevati per eseguire tutte le manipolazioni con esso, preparare attrezzature speciali e formare il personale delle organizzazioni di riciclaggio.
Speciali - rifiuti radioattivi, questo tipo espone l'ambiente a un pericolo molto grande, in caso di estrazione, trasporto e ulteriori azioni, per pulire il territorio o seppellirlo in un altro luogo. Anche le manipolazioni con questo tipo sono molto costose lato finanziario. Nei casi di specie simili, è più sicuro ed economicamente più vantaggioso eseguire il processo di sepoltura nel luogo principale.

I rifiuti radioattivi sono classificati in base alle seguenti caratteristiche:

Emivita dei radionuclidi: di breve o lunga durata.
Attività specifica: rifiuti radioattivi altamente attivi, mediamente attivi e poco attivi.
Stato fisico: può essere liquido, solido o simile al gas.
Il contenuto di elementi nucleari è presente o assente nel materiale di scarto.
Impianti chiusi di estrazione o lavorazione dell'uranio esaurito che emettono raggi ionizzanti.
RW non correlato all'uso o al lavoro sull'energia nucleare. Le fonti sono imprese di trasformazione per l'estrazione di materie prime organiche e minerali, con un aumento del livello di radionuclidi di origine naturale.

La classificazione dei rifiuti radioattivi è stata sviluppata dal governo Federazione Russa, per dividerli in tipologie. Così come l'ulteriore rimozione o sepoltura nella loro posizione.

Sistema di classificazione

Al momento, il sistema di classificazione non è completamente sviluppato e richiede costanti miglioramenti, ciò è determinato dalla mancanza di coerenza tra i sistemi nazionali.

La base della classificazione contiene l'esame delle opzioni per il successivo smaltimento dei rifiuti radioattivi. Il segno principale di ciò è la durata del periodo di decadimento del nuclide, poiché la tecnologia di smaltimento dipende direttamente da questo indicatore. Vengono interrati con particolari soluzioni di rinforzo almeno per il periodo durante il quale possono risultare pericolosi per l'ambiente. Secondo questi dati, il sistema di classificazione divide tutti i rifiuti e sostanze pericolose nelle seguenti categorie.

Liberato dal controllo

Rifiuti radioattivi a bassa e media attività

Contengono livello sufficiente radionuclidi al fine di rappresentare una minaccia per il personale che lavora con essi e per la popolazione che vive nelle immediate vicinanze. A volte hanno un livello di attività così elevato da richiedere il raffreddamento e l'uso di misure di protezione. Questa categoria contiene due gruppi: specie a vita lunga e specie a vita breve. I metodi della loro sepoltura sono molto diversi e individuali.

Questo tipo ha una tale quantità di radionuclidi che richiede un raffreddamento costante mentre lavora con esso. Al completamento di qualsiasi azione, richiede un isolamento affidabile dalla biosfera, altrimenti il processo di infezione prenderà il sopravvento sull'intero distretto in cui si trova.

Caratteristiche tipiche

Una classe di rifiuti esenti da controllo (CW) ha un livello di attività pari o inferiore a 0,01 mSv, tenendo conto della dose annuale alla popolazione. Non ci sono restrizioni sullo smaltimento radiologico.

L'attività media e bassa (LILW) è caratterizzata da un livello di attività superiore a quello del CW, ma il rilascio di calore di questa classe è inferiore a 2 W/m3.

Classe di breve durata (LILW-SL) – ha queste caratteristiche tipiche. La vitalità a lungo termine dei radionuclidi ha una concentrazione limitata (meno di 400 Bq/g per tutte le confezioni). I luoghi di sepoltura per tali classi sono strutture di stoccaggio profonde o vicine alla superficie.

Rifiuti a vita lunga (LILW-LL) – la cui concentrazione è superiore a quella dei rifiuti a vita breve. Tali classi dovrebbero essere sepolte solo in strutture di stoccaggio profonde. Questo è uno dei requisiti principali in relazione ad essi.

Classe di alto livello (HLW) - caratterizzata da un'altissima concentrazione di radionuclidi a lunga vita, la loro potenza termica è superiore a 2 W/m3. Anche i loro luoghi di sepoltura dovrebbero essere strutture di stoccaggio profonde.

Norme per la gestione dei rifiuti radioattivi

I rifiuti radioattivi richiedono una classificazione non solo per dividerli in base al livello di pericolosità e alla possibilità di scegliere le modalità di smaltimento, ma anche per determinare istruzioni sulle modalità di gestione degli stessi, a seconda della loro classe. Devono soddisfare i seguenti indicatori:

Principi per garantire la protezione della salute umana, o almeno un livello di protezione accettabile, a seconda dell'esposizione alle radiazioni dei rifiuti radioattivi.
Protezione ambientale: un livello accettabile di protezione ambientale dagli effetti dei rifiuti radioattivi.
Interdipendenza tra tutte le fasi della formazione dei rifiuti radioattivi, nonché la gestione dei loro elementi.
Protezione della generazione futura, prevedendo il livello di esposizione e razionando la quantità di materiale sepolto in ciascun luogo di sepoltura, sulla base delle informazioni contenute nei documenti normativi.
Non riporre speranze troppo grandi nella generazione futura a causa della necessità di smaltire i rifiuti radioattivi.
Controllare la formazione e l'accumulo di scorie radioattive, limitarne l'accumulo e minimizzare il livello raggiunto.
Prevenire gli incidenti o mitigarli possibili conseguenze, se si verificano tali situazioni.

I rifiuti radioattivi sono i più sguardo pericoloso detriti sul terreno, che richiedono una manipolazione molto attenta e attenta. Causando i maggiori danni all'ambiente, alla popolazione e a tutti gli esseri viventi sul territorio della sua fondazione.

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La raccolta, la modifica e lo smaltimento dei rifiuti radioattivi devono essere effettuati separatamente dagli altri tipi di rifiuti. È vietato scaricarli nei corpi idrici, altrimenti le conseguenze saranno molto tristi. I rifiuti radioattivi sono rifiuti che non hanno alcun valore pratico per un'ulteriore produzione. Includono una raccolta di elementi chimici radioattivi. Secondo la legislazione russa è vietato l'uso successivo di tali composti.

Prima di iniziare il processo di smaltimento, i rifiuti radioattivi devono essere selezionati in base al grado di radioattività, alla forma e al periodo di decadimento.

Successivamente, per ridurre il volume degli isotopi pericolosi e neutralizzare i radionuclidi, questi vengono trattati attraverso combustione, evaporazione, pressatura e filtrazione.

Il trattamento successivo consiste nel fissare i rifiuti liquidi con cemento o bitume ai fini della solidificazione o della vetrificazione dei rifiuti radioattivi altamente attivi.

Gli isotopi fissati vengono posti in contenitori speciali, progettati in modo complesso con pareti spesse per il loro ulteriore trasporto al luogo di stoccaggio. Per aumentare la sicurezza vengono forniti con imballo aggiuntivo.

caratteristiche generali I rifiuti radioattivi possono essere generati da varie fonti e avere una varietà di forme diverse

e proprietà.

Caratteristiche importanti dei rifiuti radioattivi includono: Concentrazione. Un parametro che mostra il valore di un'attività specifica. Cioè, questa è l'attività che rappresenta un'unità di massa. L'unità di misura più popolare è Ci/T. Di conseguenza, maggiore è questa caratteristica, il conseguenze più pericolose
potrebbe portare con sé tanta spazzatura.

Metà vita. La durata del decadimento della metà degli atomi in un elemento radioattivo. Vale la pena notare che più veloce è questo periodo, maggiore è l'energia rilasciata dalla spazzatura, causando più danni, ma in questo caso la sostanza perde le sue proprietà più velocemente.

Le sostanze nocive possono avere diverse forme; esistono tre stati fisici principali:
Gassoso. Di norma, ciò include le emissioni provenienti dalle unità di ventilazione delle organizzazioni coinvolte nel trattamento diretto di materiali radioattivi.
Forma solida. Si tratta di vetro e vetreria provenienti da ospedali e laboratori di ricerca.

Stoccaggio di rifiuti radioattivi

Il proprietario di un impianto di stoccaggio di rifiuti radioattivi in Russia può essere: entità e il governo federale. Per lo stoccaggio temporaneo, i rifiuti radioattivi devono essere collocati in un apposito contenitore che garantisca la conservazione del combustibile esaurito. Inoltre, il materiale di cui è composto il contenitore non deve entrare in alcuno reazione chimica con sostanza.

I locali di stoccaggio devono essere dotati di fusti asciutti, che consentano ai rifiuti radioattivi a vita breve di decadere prima di essere ulteriormente trattati. Una stanza del genere è un impianto di stoccaggio dei rifiuti radioattivi. Lo scopo della sua operazione è il collocamento temporaneo di rifiuti radioattivi per l'ulteriore trasporto ai siti di smaltimento.

Contenitore per rifiuti solidi radioattivi

Lo smaltimento dei rifiuti radioattivi non può essere effettuato senza un contenitore speciale chiamato contenitore per rifiuti radioattivi. Un contenitore per rifiuti radioattivi è una nave utilizzata come deposito di rifiuti radioattivi. In Russia, la legge stabilisce un numero enorme di requisiti per tale invenzione.

I principali:

Il contenitore a perdere non è destinato allo stoccaggio di rifiuti radioattivi liquidi. La sua struttura gli consente di contenere solo sostanze solide o indurite.
Il corpo di cui è dotato il contenitore deve essere sigillato e non consentire il passaggio anche di una piccola parte dei rifiuti stoccati.
Dopo aver rimosso il coperchio e effettuato la decontaminazione, la contaminazione non deve superare le 5 particelle per m2. Non è possibile consentire un maggiore inquinamento, poiché conseguenze spiacevoli possono colpire anche l’ambiente esterno.
Il contenitore deve resistere alle condizioni più dure condizioni di temperatura da -50 a +70 gradi Celsius.
Quando si scarica una sostanza radioattiva da alta temperatura in un contenitore, il contenitore deve resistere a temperature fino a + 130 gradi Celsius.
Il contenitore deve resistere agli influssi fisici esterni, in particolare ai terremoti.

Il processo di stoccaggio degli isotopi in Russia deve garantire:

Il loro isolamento, il rispetto delle misure di protezione e il monitoraggio dello stato dell'ambiente. Le conseguenze della violazione di tale regola possono essere disastrose, poiché le sostanze possono inquinare quasi istantaneamente le aree vicine.
Possibilità di agevolare ulteriori procedure nelle fasi successive.

Le direzioni principali del processo di stoccaggio dei rifiuti tossici sono:

Stoccaggio di rifiuti radioattivi di breve durata. Successivamente vengono scaricati in volumi rigorosamente regolamentati.
Stoccaggio dei rifiuti ad alta radioattività fino allo smaltimento. Ciò consente di ridurre la quantità di calore che generano e di ridurre le conseguenze degli effetti dannosi sull'ambiente.

Smaltimento dei rifiuti radioattivi

In Russia esistono ancora problemi con lo smaltimento dei rifiuti radioattivi. Non deve essere garantita solo la protezione dell’uomo, ma anche dell’ambiente. Questo tipo di attività presuppone la disponibilità di una licenza per l'utilizzo del sottosuolo e il diritto di realizzare lavori per lo sviluppo dell'energia nucleare.

Gli impianti di smaltimento dei rifiuti radioattivi possono essere di proprietà federale o di proprietà della società statale Rosatom. Oggi nella Federazione Russa i rifiuti radioattivi vengono sepolti in luoghi appositamente designati chiamati depositi di rifiuti radioattivi.

Esistono tre tipologie di smaltimento, la loro classificazione dipende dalla durata di stoccaggio delle sostanze radioattive:
Smaltimento a lungo termine dei rifiuti radioattivi: dieci anni. Gli elementi dannosi vengono sepolti nelle trincee, piccole strutture ingegneristiche realizzate sopra o sotto terra.
Per centinaia di anni. In questo caso lo smaltimento dei rifiuti radioattivi viene effettuato nelle strutture geologiche del continente, che comprendono lavorazioni sotterranee e cavità naturali. In Russia e in altri paesi praticano attivamente la creazione di cimiteri sul fondo dell'oceano.

Trasmutazione. Un modo teoricamente possibile per sbarazzarsi delle sostanze radioattive, che prevede l’irradiazione di radionuclidi a vita lunga e la loro trasformazione in radionuclidi a vita breve.

La tipologia di sepoltura viene scelta in base a tre parametri:
Attività specifica di una sostanza
Livello di sigillatura dell'imballaggio

Durata di conservazione stimata

Gli impianti di stoccaggio dei rifiuti radioattivi in Russia devono soddisfare i seguenti requisiti:
L’impianto di stoccaggio dei rifiuti radioattivi dovrebbe essere situato lontano dalla città. La distanza tra loro deve essere di almeno 20 chilometri. Le conseguenze della violazione di questa regola sono l'avvelenamento e la possibile morte della popolazione.
Non devono esserci aree edificate vicino al luogo di sepoltura, altrimenti c'è il rischio di danni ai contenitori.
Nella discarica deve essere presente un'area in cui verranno interrati i rifiuti.
Il livello delle sorgenti terrestri dovrebbe essere il più lontano possibile. Se i rifiuti finiscono nell'acqua, le conseguenze saranno tristi: la morte di animali e persone I cimiteri radioattivi per rifiuti solidi e altri rifiuti devono essere dotati di servizi igienici. La sua lunghezza non può essere inferiore a 1 chilometro dalle zone di pascolo del bestiame e dalle zone popolate.
Presso la discarica dovrebbe esserci un impianto adibito alla detossificazione dei rifiuti radioattivi.

Raccolta differenziata

Il ritrattamento dei rifiuti radioattivi è una procedura finalizzata alla trasformazione diretta stato di aggregazione o proprietà di una sostanza radioattiva, al fine di creare comodità per il trasporto e lo stoccaggio dei rifiuti.

Ogni tipo di rifiuto ha i propri metodi per eseguire tale procedura:

Per i liquidi: precipitazione, scambio mediante ioni e distillazione.
Per solidi – combustione, pressatura e calcinazione. I restanti rifiuti solidi vengono inviati ai siti di smaltimento.
Per gas: assorbimento chimico e filtrazione. Le sostanze verranno quindi immagazzinate in bombole ad alta pressione.

Indipendentemente dall'unità in cui viene elaborato il prodotto, il risultato finale sarà costituito da blocchi compatti immobilizzati di tipo solido. Per l'immobilizzazione e l'ulteriore isolamento dei solidi, vengono utilizzati i seguenti metodi:

Cementare. Utilizzato per rifiuti con attività bassa e media della sostanza. Di norma, si tratta di rifiuti solidi.
Bruciore ad alte temperature.
Vetrificazione.
Confezionamento in contenitori speciali. Tipicamente questi contenitori sono realizzati in acciaio o piombo.

Disattivazione

A causa dell'inquinamento ambientale attivo, in Russia e in altri paesi del mondo si sta cercando di trovare un metodo moderno per decontaminare i rifiuti radioattivi. Sì, l'interramento e lo smaltimento dei rifiuti solidi radioattivi produce dei risultati, ma purtroppo queste procedure non garantiscono la sicurezza ambientale e quindi non sono perfette. Attualmente in Russia vengono praticati diversi metodi di decontaminazione dei rifiuti radioattivi.

Utilizzo del carbonato di sodio

Questo metodo viene utilizzato esclusivamente per i rifiuti solidi penetrati nel suolo: il carbonato di sodio liscivia i radionuclidi, che vengono estratti dalla soluzione alcalina da particelle ioniche che includono materiale magnetico. Successivamente, i complessi chelati vengono rimossi utilizzando un magnete. Questo metodo di lavorazione dei solidi è abbastanza efficace, ma presenta degli svantaggi.

Problema di metodo:

Il lisciviante (formula Na2Co3) ha un'azione abbastanza limitata capacità chimica. Semplicemente non è in grado di estrarre l'intera gamma di composti radioattivi stato solido e convertirli in materiali liquidi.
L'alto costo del metodo è dovuto principalmente al materiale di chemiassorbimento, che ha una struttura unica.

Dissoluzione in acido nitrico

Applichiamo il metodo alle polpe e ai sedimenti radioattivi, queste sostanze vengono sciolte in acido nitrico mescolato con idrazina. Successivamente la soluzione viene confezionata e vetrificata.

Il problema principale è l'alto costo della procedura, poiché l'evaporazione della soluzione e l'ulteriore smaltimento dei rifiuti radioattivi sono piuttosto costosi.

Eluizione del suolo

Utilizzato per la decontaminazione del suolo e del suolo. Questo metodo è il più rispettoso dell'ambiente. La conclusione è questa: il suolo o il suolo contaminati vengono trattati mediante eluizione con acqua, soluzioni acquose con aggiunte di sali di ammonio e soluzioni di ammoniaca.

Il problema principale è l’efficienza relativamente bassa nell’estrazione dei radionuclidi legati al suolo a livello chimico.

Decontaminazione dei rifiuti liquidi

I rifiuti radioattivi liquidi sono un tipo speciale di rifiuti difficili da immagazzinare e smaltire. Ecco perché la decontaminazione è il mezzo migliore per eliminare tale sostanza.

Esistono tre modi per pulire il materiale nocivo dai radionuclidi:

Metodo fisico. Si riferisce al processo di evaporazione o congelamento delle sostanze. Successivamente, gli elementi pericolosi vengono sigillati e collocati in depositi di rifiuti.
Fisico-chimico. L'estrazione viene effettuata utilizzando una soluzione con estrattivi selettivi, vale a dire rimozione dei radionuclidi.
Chimico. Purificazione dei radionuclidi utilizzando vari reagenti naturali. Il problema principale di questo metodo è la grande quantità di fanghi residui che vengono inviati in discarica.

Problema comune con ciascun metodo:

Metodi fisici: costi estremamente elevati per l'evaporazione e il congelamento delle soluzioni.
Fisico-chimico e chimico: enormi volumi di fanghi radioattivi inviati ai luoghi di sepoltura. La procedura di sepoltura è piuttosto costosa, richiede molto tempo e denaro.

I rifiuti radioattivi sono un problema non solo in Russia, ma anche in altri paesi. Il compito principale dell'umanità al momento è lo smaltimento dei rifiuti radioattivi e il loro smaltimento. Ogni stato decide autonomamente come farlo.

La Svizzera non ritratta e smaltisce autonomamente le scorie radioattive, ma sviluppa attivamente programmi per la gestione di tali scorie. Se non si intraprende alcuna azione, le conseguenze possono essere le più tragiche, inclusa la morte dell'umanità e degli animali.

Scorie radioattive

Scorie radioattive (RAO) - rifiuti contenenti isotopi radioattivi di elementi chimici e privi di valore pratico.

Secondo la "Legge sull'uso dell'energia atomica" russa (n. 170-FZ del 21 novembre 1995), i rifiuti radioattivi (RAW) sono materiali nucleari e sostanze radioattive, il cui ulteriore utilizzo non è previsto. Secondo la legislazione russa è vietata l’importazione di rifiuti radioattivi nel Paese.

I rifiuti radioattivi e il combustibile nucleare esaurito sono spesso confusi e considerati sinonimi. Questi concetti devono essere distinti. I rifiuti radioattivi sono materiali che non sono destinati ad essere utilizzati. Il combustibile nucleare esaurito è un elemento combustibile contenente combustibile nucleare residuo e una varietà di prodotti di fissione, principalmente 137 Cs e 90 Sr, ampiamente utilizzati nell'industria, agricoltura, medicina e attività scientifica. Pertanto, è una risorsa preziosa, poiché dalla sua lavorazione si ottengono combustibile nucleare fresco e fonti di isotopi.

Fonti di rifiuti

Vengono generati rifiuti radioattivi varie forme con caratteristiche fisiche e chimiche molto diverse, come le concentrazioni e i tempi di dimezzamento dei radionuclidi che li costituiscono. Questi rifiuti possono essere generati:

in forma gassosa, come le emissioni di ventilazione provenienti da impianti in cui vengono trattati materiali radioattivi;
in forma liquida, che va dalle soluzioni di contatori a scintillazione provenienti da strutture di ricerca ai rifiuti liquidi ad alta attività generati durante il ritrattamento del combustibile esaurito;
in forma solida (materiali di consumo contaminati, vetreria proveniente da ospedali, strutture di ricerca medica e laboratori radiofarmaceutici, rifiuti vetrificati derivanti dal ritrattamento del combustibile o combustibile esaurito dalle centrali nucleari quando sono considerati rifiuti).

Esempi di fonti di rifiuti radioattivi nell'attività umana:

Il lavoro con tali sostanze è regolamentato norme sanitarie, rilasciato dalla Vigilanza Sanitaria ed Epidemiologica.

Carbone . Il carbone contiene piccole quantità di radionuclidi come l'uranio o il torio, ma il contenuto di questi elementi nel carbone è inferiore alla loro concentrazione media nella crosta terrestre.

La loro concentrazione aumenta nelle ceneri volanti, poiché praticamente non bruciano.

Tuttavia, anche la radioattività delle ceneri è molto piccola, è approssimativamente uguale alla radioattività dello scisto nero e inferiore a quella delle rocce fosfatiche, ma rappresenta un pericolo noto, poiché una certa quantità di ceneri volanti rimane nell'atmosfera e viene inalata dagli esseri umani. Allo stesso tempo, il volume totale delle emissioni è piuttosto elevato e ammonta all’equivalente di 1.000 tonnellate di uranio in Russia e di 40.000 tonnellate nel mondo.

Classificazione

Convenzionalmente i rifiuti radioattivi si dividono in:

di basso livello (diviso in quattro classi: A, B, C e GTCC (le più pericolose);
livello medio (la legislazione statunitense non distingue questo tipo di rifiuti radioattivi in una classe separata; il termine è utilizzato principalmente nei paesi europei);
altamente attivo.

La legislazione statunitense distingue anche i rifiuti radioattivi transuranici. Questa classe comprende rifiuti contaminati da radionuclidi transuranici che emettono alfa con emivita superiore a 20 anni e concentrazioni superiori a 100 nCi/g, indipendentemente dalla loro forma o origine, esclusi i rifiuti radioattivi altamente attivi. A causa del lungo periodo di decomposizione dei rifiuti transuranici, il loro smaltimento è più approfondito rispetto allo smaltimento dei rifiuti a bassa e media attività. Anche Attenzione speciale Questa classe di rifiuti viene assegnata perché tutti gli elementi transuranici sono artificiali e il comportamento di alcuni di essi nell'ambiente e nel corpo umano è unico.

Di seguito è riportata la classificazione dei rifiuti radioattivi liquidi e solidi in conformità alle “Norme sanitarie fondamentali per garantire la radioprotezione” (OSPORB 99/2010).

Uno dei criteri per tale classificazione è la generazione di calore. I rifiuti radioattivi a basso livello hanno una generazione di calore estremamente bassa. Per quelli medio-attivi, è significativo, ma non è richiesta la rimozione attiva del calore. I rifiuti altamente radioattivi producono così tanto calore da richiedere un raffreddamento attivo.

Gestione dei rifiuti radioattivi

Inizialmente si riteneva che una misura sufficiente fosse la dispersione degli isotopi radioattivi nell'ambiente, per analogia con i rifiuti industriali di altri settori. Nell'impresa Mayak, nei primi anni di attività, tutti i rifiuti radioattivi venivano scaricati nei bacini idrici vicini. Di conseguenza, la cascata dei bacini idrici Techa e lo stesso fiume Techa furono inquinati.

Successivamente si è scoperto che a causa della natura e processi biologici gli isotopi radioattivi sono concentrati in alcuni sottosistemi della biosfera (principalmente negli animali, nei loro organi e tessuti), il che aumenta il rischio di irradiazione della popolazione (a causa del movimento di grandi concentrazioni di elementi radioattivi e del loro possibile ingresso nel corpo umano con cibo). Pertanto, l’atteggiamento nei confronti dei rifiuti radioattivi è cambiato.

1) Tutela della salute umana. I rifiuti radioattivi sono gestiti in modo tale da garantire un livello accettabile di protezione della salute umana.

2) Tutela dell'ambiente. I rifiuti radioattivi sono gestiti in modo da garantire un livello accettabile di protezione ambientale.

3) Tutela oltre i confini nazionali. I rifiuti radioattivi sono gestiti in modo da tenere conto delle possibili conseguenze per la salute umana e l’ambiente oltre i confini nazionali.

4) Tutela delle generazioni future. I rifiuti radioattivi sono gestiti in modo tale che le conseguenze prevedibili per la salute delle generazioni future non superino i livelli di conseguenze adeguati e accettabili oggi.

5) Onere per le generazioni future. I rifiuti radioattivi sono gestiti in modo tale da non imporre oneri eccessivi alle generazioni future.

6) Struttura giuridica nazionale. La gestione dei rifiuti radioattivi viene effettuata nel quadro di un adeguato quadro giuridico nazionale, che prevede una chiara divisione delle responsabilità e funzioni normative indipendenti.

7) Controllo sulla produzione dei rifiuti radioattivi. La produzione di rifiuti radioattivi è mantenuta al livello minimo praticabile.

8) Interdipendenze tra la produzione dei rifiuti radioattivi e la loro gestione. Viene prestata la dovuta considerazione alle interdipendenze tra tutte le fasi della produzione e della gestione dei rifiuti radioattivi.

9) Sicurezza dell'installazione. La sicurezza degli impianti di gestione dei rifiuti radioattivi è adeguatamente garantita per tutta la loro vita utile.

Principali fasi della gestione dei rifiuti radioattivi

A magazzinaggio I rifiuti radioattivi dovrebbero essere contenuti in modo tale che:
- è stato assicurato il loro isolamento, protezione e monitoraggio ambientale;
- Se possibile, sono state agevolate le azioni nelle fasi successive (se previste).

In alcuni casi, lo stoccaggio può avvenire principalmente per ragioni tecniche, come lo stoccaggio di rifiuti radioattivi contenenti principalmente radionuclidi a vita breve a scopo di decadimento e successivo scarico entro limiti autorizzati, o lo stoccaggio di rifiuti radioattivi ad alta attività prima dello smaltimento in formazioni geologiche per ridurre la generazione di calore.

Elaborazione preliminare i rifiuti rappresentano la fase iniziale della gestione dei rifiuti. Ciò include la raccolta, il controllo chimico e la decontaminazione e può includere un periodo di stoccaggio temporaneo. Questa fase è molto importante, poiché in molti casi appare durante la pre-elaborazione migliore opportunità per separare i flussi di rifiuti.

Trattamento I rifiuti radioattivi comprendono operazioni il cui scopo è quello di migliorare la sicurezza o l'economia modificando le caratteristiche dei rifiuti radioattivi. Concetti base di lavorazione: riduzione del volume, rimozione del radionuclide e modificazione della composizione. Esempi:
- combustione di rifiuti combustibili o compattazione di rifiuti solidi secchi;
- evaporazione, filtrazione o scambio ionico di flussi di rifiuti liquidi;
- sedimentazione o flocculazione di sostanze chimiche.

Capsula per rifiuti radioattivi

Condizionata I rifiuti radioattivi consistono in operazioni in cui ai rifiuti radioattivi viene data una forma adatta allo spostamento, al trasporto, allo stoccaggio e allo smaltimento. Queste operazioni possono includere l'immobilizzazione dei rifiuti radioattivi, il posizionamento dei rifiuti in contenitori e la fornitura di imballaggi aggiuntivi. I metodi comuni di immobilizzazione includono la solidificazione dei rifiuti radioattivi liquidi a livello basso e intermedio incorporandoli nel cemento (cementazione) o nel bitume (bitumenizzazione) e la vetrificazione dei rifiuti radioattivi liquidi. I rifiuti immobilizzati, a loro volta, a seconda della natura e della loro concentrazione, possono essere imballati in vari contenitori, che vanno dai normali fusti di acciaio da 200 litri ai contenitori dal design complesso con pareti spesse. In molti casi, la lavorazione e il condizionamento vengono eseguiti in stretta collaborazione tra loro.

Sepoltura Fondamentalmente, i rifiuti radioattivi vengono collocati in un impianto di smaltimento in adeguate condizioni di sicurezza senza l'intenzione della loro rimozione e senza sorveglianza e manutenzione a lungo termine del deposito. La sicurezza si ottiene principalmente attraverso la concentrazione e il contenimento, che comporta l'isolamento dei rifiuti radioattivi adeguatamente concentrati in un impianto di smaltimento.

Tecnologie

Gestione dei rifiuti radioattivi ad attività intermedia

Tipicamente nell'industria nucleare, i rifiuti radioattivi di livello intermedio sono sottoposti a scambio ionico o ad altri metodi il cui scopo è quello di concentrare la radioattività in un piccolo volume. Dopo la lavorazione, il corpo molto meno radioattivo viene completamente neutralizzato. È possibile utilizzare l'idrossido di ferro come flocculante per rimuovere i metalli radioattivi da soluzioni acquose. Dopo che i radioisotopi sono stati assorbiti dall'idrossido di ferro, il precipitato risultante viene posto in un fusto metallico, dove viene miscelato con cemento per formare una miscela solida. Per una maggiore stabilità e durata, il calcestruzzo è costituito da ceneri volanti o scorie di fornace e cemento Portland (a differenza del calcestruzzo ordinario, che è costituito da cemento Portland, ghiaia e sabbia).

Gestione dei rifiuti ad alta attività radioattiva

Rimozione dei rifiuti radioattivi a bassa attività

Trasporto di palloni contenenti rifiuti ad alta attività radioattiva tramite treno, Gran Bretagna

Magazzinaggio

Per lo stoccaggio temporaneo di rifiuti altamente radioattivi sono previsti serbatoi per lo stoccaggio del combustibile nucleare esaurito e impianti di stoccaggio con fusti asciutti, che consentono agli isotopi di breve durata di decadere prima dell'ulteriore trattamento.

Vetrificazione

Lo stoccaggio a lungo termine dei rifiuti radioattivi richiede la conservazione dei rifiuti in una forma che non reagisca o non si degradi per un lungo periodo di tempo. Un modo per raggiungere questo stato è la vetrificazione (o vetrificazione). Attualmente, a Sellafield (Regno Unito), i RW altamente attivi (prodotti purificati della prima fase del processo Purex) vengono mescolati con lo zucchero e poi calcinati. La calcinazione prevede il passaggio dei rifiuti attraverso un tubo rotante riscaldato e mira a far evaporare l'acqua e denitrogenizzare i prodotti di fissione per aumentare la stabilità della massa vetrosa risultante.

Il vetro frantumato viene costantemente aggiunto alla sostanza risultante, che si trova in un forno a induzione. Il risultato è una nuova sostanza in cui, una volta induriti, i rifiuti si legano alla matrice vetrosa. Questa sostanza allo stato fuso viene versata in cilindri di acciaio legato. Quando il liquido si raffredda, si indurisce trasformandosi in vetro, che è estremamente resistente all'acqua. Secondo la International Technology Society, ci vorrebbe circa un milione di anni affinché il 10% di tale vetro si dissolva in acqua.

Dopo il riempimento, il cilindro viene preparato e poi lavato. Dopo l'ispezione per la contaminazione esterna, le bombole di acciaio vengono inviate a impianti di stoccaggio sotterranei. Questo stato di rifiuti rimane immutato per molte migliaia di anni.

Il vetro all'interno del cilindro ha una superficie nera liscia. Nel Regno Unito, tutto il lavoro viene svolto utilizzando camere per sostanze altamente attive. Viene aggiunto zucchero per prevenirne la formazione sostanza volatile RuO 4 contenente rutenio radioattivo. In Occidente il vetro borosilicato, identico nella composizione al Pyrex, viene aggiunto ai rifiuti; Nei paesi dell'ex Unione Sovietica viene solitamente utilizzato il vetro fosfatato. La quantità di prodotti di fissione nel vetro deve essere limitata, poiché alcuni elementi (palladio, metalli del gruppo del platino e tellurio) tendono a formare fasi metalliche separate dal vetro. Uno degli impianti di vetrificazione si trova in Germania, dove vengono trattati i rifiuti di un piccolo stabilimento dimostrativo di lavorazione che ha cessato di esistere.

Nel 1997, nei 20 paesi con la maggior parte del potenziale nucleare mondiale, le scorte di combustibile esaurito negli impianti di stoccaggio all'interno dei reattori ammontavano a 148mila tonnellate, di cui il 59% smaltito. Gli impianti di stoccaggio esterni contenevano 78mila tonnellate di rifiuti, di cui il 44% è stato riciclato. Considerando il tasso di riciclaggio (circa 12mila tonnellate all’anno), l’eliminazione definitiva dei rifiuti è ancora piuttosto lontana.

Sepoltura geologica

In diversi Paesi è attualmente in corso la ricerca di siti idonei per lo smaltimento finale in profondità dei rifiuti; Si prevede che i primi impianti di stoccaggio di questo tipo entreranno in funzione dopo il 2010. Il laboratorio di ricerca internazionale a Grimsel, in Svizzera, si occupa di questioni legate allo smaltimento dei rifiuti radioattivi. La Svezia parla dei suoi piani per lo smaltimento diretto del carburante usato utilizzando la tecnologia KBS-3, dopo che il parlamento svedese l'ha ritenuta sufficientemente sicura. In Germania si sta attualmente discutendo sulla possibilità di trovare un luogo per lo stoccaggio permanente delle scorie radioattive; gli abitanti del villaggio di Gorleben nella regione del Wendland stanno protestando attivamente. Questa località, fino al 1990, sembrava ideale per lo smaltimento dei rifiuti radioattivi per la sua vicinanza ai confini dell'ex Repubblica Democratica Tedesca. Attualmente i rifiuti radioattivi si trovano in un deposito temporaneo a Gorleben; non è stata ancora presa una decisione sul luogo dello smaltimento definitivo. Tuttavia, le autorità statunitensi scelsero Yucca Mountain, Nevada, come luogo di sepoltura questo progetto incontrò una forte opposizione e divenne argomento di accesi dibattiti. Esiste un progetto per creare un impianto di stoccaggio internazionale per i rifiuti ad alta radioattività. Come possibili siti di smaltimento vengono proposti l'Australia e la Russia; Tuttavia, le autorità australiane si oppongono a tale proposta.

Esistono progetti per lo smaltimento dei rifiuti radioattivi negli oceani, compreso lo smaltimento nella zona abissale del fondale marino, lo smaltimento in una zona di subduzione, in seguito alla quale i rifiuti affonderanno lentamente nel mantello terrestre, nonché lo smaltimento in un ambiente naturale o isola artificiale. Questi progetti presentano evidenti vantaggi e contribuiranno a risolvere lo spiacevole problema dello smaltimento dei rifiuti radioattivi a livello internazionale, ma nonostante ciò sono attualmente congelati a causa di disposizioni proibitive legge marittima. Un altro motivo è che in Europa e Nord America vi sono serie preoccupazioni circa le perdite da un simile impianto di stoccaggio, che porterebbero a un disastro ambientale. La reale possibilità di un simile pericolo non è stata dimostrata; tuttavia, i divieti sono stati rafforzati dopo lo scarico di rifiuti radioattivi dalle navi. Tuttavia, in futuro, i paesi che non riescono a trovare altre soluzioni a questo problema potrebbero seriamente pensare alla creazione di impianti di stoccaggio oceanico per i rifiuti radioattivi.

Negli anni '90 sono state sviluppate e brevettate diverse opzioni per lo smaltimento tramite trasportatore dei rifiuti radioattivi nelle viscere. La tecnologia avrebbe dovuto essere la seguente: viene perforato un pozzo iniziale di grande diametro con una profondità fino a 1 km, all'interno viene calata una capsula carica di concentrato di rifiuti radioattivi del peso fino a 10 tonnellate, la capsula dovrebbe autoriscaldarsi e in la forma di " bolide» sciogliersi attraverso la roccia terrestre. Dopo che la prima "palla di fuoco" è stata approfondita, una seconda capsula dovrebbe essere abbassata nello stesso foro, poi una terza, ecc., Creando una sorta di trasportatore.

Riutilizzo dei rifiuti radioattivi

Un altro utilizzo degli isotopi contenuti nei rifiuti radioattivi è il loro riutilizzo. Già il cesio-137, lo stronzio-90, il tecnezio-99 e alcuni altri isotopi vengono già utilizzati per l'irradiazione prodotti alimentari e garantire il funzionamento dei generatori termoelettrici a radioisotopi.

Rimozione dei rifiuti radioattivi nello spazio

L’invio di rifiuti radioattivi nello spazio è un’idea allettante perché i rifiuti radioattivi vengono permanentemente rimossi dall’ambiente. Tuttavia, tali progetti presentano notevoli inconvenienti, uno dei più importanti è la possibilità di un incidente con il lanciatore. Inoltre, il numero significativo di lanci e il loro costo elevato rendono questa proposta impraticabile. La questione è complicata anche dal fatto che il accordi internazionali riguardo a questo problema.

Ciclo del combustibile nucleare

Inizio del ciclo

Sciupare periodo iniziale ciclo del combustibile nucleare - solitamente roccia di scarto prodotta dall'estrazione dell'uranio che emette particelle alfa. Di solito contiene radio e i suoi prodotti di decadimento.

Il principale sottoprodotto dell'arricchimento è l'uranio impoverito, costituito principalmente da uranio-238, con meno dello 0,3% di uranio-235. Viene immagazzinato sotto forma di UF 6 (esafluoruro di uranio di scarto) e può anche essere convertito sotto forma di U 3 O 8 . IN piccole quantità L'uranio impoverito viene utilizzato in applicazioni in cui è apprezzata la sua densità estremamente elevata, come le chiglie degli yacht e i proiettili anticarro. Nel frattempo, in Russia e all'estero si sono accumulati diversi milioni di tonnellate di esafluoruro di uranio di scarto e non ci sono piani per il suo ulteriore utilizzo nel prossimo futuro. L'esafluoruro di uranio di scarto può essere utilizzato (insieme al plutonio riutilizzato) per creare combustibile nucleare a ossido misto (che potrebbe essere richiesto se il paese costruisce grandi quantità di reattori a neutroni veloci) e per diluire l'uranio altamente arricchito precedentemente incluso nelle armi nucleari. Questa diluizione, chiamata anche esaurimento, significa che qualsiasi paese o gruppo che acquisisce combustibile nucleare dovrà ripetere il processo di arricchimento molto costoso e complesso prima di poter creare un’arma.

Fine del ciclo

Le sostanze che hanno raggiunto la fine del ciclo del combustibile nucleare (per lo più barre di combustibile esaurito) contengono prodotti di fissione che emettono raggi beta e gamma. Possono anche contenere attinidi che emettono particelle alfa, che includono uranio-234 (234 U), nettunio-237 (237 Np), plutonio-238 (238 Pu) e americio-241 (241 Am), e talvolta anche sorgenti di neutroni come come californio-252 (252 Cf). Questi isotopi si formano nei reattori nucleari.

È importante distinguere tra il trattamento dell'uranio per produrre combustibile e il ritrattamento dell'uranio usato. Il carburante usato contiene prodotti di fissione altamente radioattivi. Molti di loro sono assorbitori di neutroni, ricevendo così il nome di “veleni di neutroni”. Alla fine, il loro numero aumenta a tal punto che, intrappolando i neutroni, arrestano la reazione a catena anche se le barre assorbitrici di neutroni vengono completamente rimosse.

Il carburante che ha raggiunto questo stato deve essere sostituito con carburante nuovo, nonostante la quantità ancora sufficiente di uranio-235 e plutonio. Attualmente negli Stati Uniti, il carburante usato viene inviato allo stoccaggio. In altri paesi (in particolare Russia, Gran Bretagna, Francia e Giappone), questo combustibile viene riprocessato per rimuovere i prodotti di fissione, quindi dopo il riarricchimento può essere riutilizzato. In Russia, tale carburante si chiama rigenerato. Il processo di ritrattamento prevede l'utilizzo di sostanze altamente radioattive e i prodotti di fissione rimossi dal combustibile sono una forma concentrata di rifiuti radioattivi altamente attivi, proprio come le sostanze chimiche utilizzate nel ritrattamento.

Per chiudere il ciclo del combustibile nucleare, si propone di utilizzare reattori a neutroni veloci, che consentono di riciclare il combustibile derivante dai rifiuti dei reattori a neutroni termici.

Sulla questione della proliferazione delle armi nucleari

Quando si lavora con l'uranio e il plutonio, viene spesso presa in considerazione la possibilità di utilizzarli nella creazione di armi nucleari. I reattori nucleari attivi e le scorte di armi nucleari sono attentamente sorvegliati. Tuttavia, i rifiuti altamente radioattivi dei reattori nucleari possono contenere plutonio. È identico al plutonio utilizzato nei reattori, ed è composto da 239 Pu (ideale per realizzare armi nucleari) e 240 Pu (un componente indesiderabile, altamente radioattivo); questi due isotopi sono molto difficili da separare. Inoltre, i rifiuti altamente radioattivi dei reattori sono pieni di prodotti di fissione altamente radioattivi; tuttavia, la maggior parte di essi sono isotopi di breve durata. Ciò significa che i rifiuti possono essere sepolti e dopo molti anni i prodotti della fissione si decomporranno, riducendo la radioattività dei rifiuti e rendendo il plutonio più facile da gestire. Inoltre, l'isotopo indesiderato 240 Pu decade più velocemente del 239 Pu, quindi la qualità delle materie prime per armi aumenta nel tempo (nonostante la diminuzione della quantità). Ciò solleva polemiche sulla possibilità che, nel tempo, gli impianti di stoccaggio dei rifiuti possano trasformarsi in una sorta di miniere di plutonio, da cui le materie prime per le armi potrebbero essere estratte con relativa facilità. Contro queste ipotesi c'è il fatto che il tempo di dimezzamento di 240 Pu è di 6560 anni e il tempo di dimezzamento di 239 Pu è di 24110 anni, quindi l'arricchimento comparativo di un isotopo rispetto all'altro avverrà solo dopo 9000 anni (questo significa che durante questo periodo la proporzione di 240 Pu in una sostanza composta da diversi isotopi diminuirà della metà indipendentemente - una tipica trasformazione del plutonio dei reattori in plutonio per armi). Di conseguenza, se le “miniere di plutonio ad uso militare” diventeranno un problema, sarà solo in un futuro molto lontano.

Una soluzione a questo problema è riutilizzare il plutonio riciclato come combustibile, ad esempio nei reattori nucleari veloci. Tuttavia, l’esistenza stessa di impianti di rigenerazione del combustibile nucleare, necessari per separare il plutonio da altri elementi, crea la possibilità di proliferazione delle armi nucleari. Nei reattori pirometallurgici veloci, i rifiuti risultanti hanno una struttura attinoide, che non ne consente l'utilizzo per creare armi.

Ritrattamento delle armi nucleari

I rifiuti derivanti dal ritrattamento delle armi nucleari (a differenza della loro fabbricazione, che richiede materie prime primarie dal combustibile del reattore) non contengono fonti di raggi beta e gamma, ad eccezione del trizio e dell'americio. Contengono molto numero maggiore attinidi che emettono raggi alfa, come il plutonio-239, che subisce reazione nucleare nelle bombe, così come alcune sostanze ad alta radioattività specifica, come il plutonio-238 o il polonio.

In passato, il berillio e gli emettitori alfa altamente attivi come il polonio sono stati proposti come armi nucleari nelle bombe. Ora un’alternativa al polonio è il plutonio-238. Per ragioni sicurezza dello Stato, i progetti dettagliati delle bombe moderne non sono trattati nella letteratura accessibile a un'ampia gamma di lettori.

Alcuni modelli contengono anche (RTG), in cui una fonte di lunga durata energia elettrica Il plutonio-238 viene utilizzato per far funzionare l'elettronica della bomba.

È possibile che il materiale fissile della vecchia bomba da sostituire contenga prodotti di decadimento degli isotopi del plutonio. Questi includono il nettunio-236 che emette alfa, formato da inclusioni di plutonio-240, così come parte dell'uranio-235, derivato dal plutonio-239. La quantità di questi rifiuti decadimento radioattivo I nuclei delle bombe saranno pochissimi, e in ogni caso sono molto meno pericolosi (anche in termini di radioattività in quanto tale) dello stesso plutonio-239.

Come risultato del decadimento beta del plutonio-241, si forma l'americio-241, un aumento della quantità di americio - un grosso problema, rispetto al decadimento del plutonio-239 e del plutonio-240, poiché l'americio è un emettitore gamma (il suo influenza esterna lavoratori) e un emettitore alfa in grado di generare calore. Il plutonio può essere separato dall'americio in vari modi, compreso il trattamento pirometrico e l'estrazione con solventi acquosi/organici. Anche la tecnologia modificata per l'estrazione del plutonio dall'uranio irradiato (PUREX) è uno dei possibili metodi di separazione.

Nella cultura popolare

In realtà l'impatto dei rifiuti radioattivi si descrive con l'impatto Radiazione ionizzante dalla sostanza e dipende dalla loro composizione (quali elementi radioattivi sono inclusi nella composizione). I rifiuti radioattivi non acquisiscono nuove proprietà e non diventano più pericolosi perché sono rifiuti. Il loro maggior pericolo è dovuto solo al fatto che la loro composizione è spesso molto diversificata (sia qualitativamente che quantitativamente) e talvolta sconosciuta, il che complica la valutazione del grado di pericolo, in particolare delle dosi ricevute a seguito di un incidente.

Guarda anche

Appunti

Collegamenti

Sicurezza nella movimentazione dei rifiuti radioattivi. Disposizioni generali. NP-058-04
Radionuclidi chiave e processi di generazione (collegamento non disponibile)
Centro Belga di Ricerca Nucleare - Attività (collegamento non disponibile)
Centro belga di ricerca nucleare - Rapporti scientifici (collegamento non disponibile)
Agenzia internazionale per l'energia atomica - Programma per il ciclo del combustibile nucleare e la tecnologia dei rifiuti (collegamento non disponibile)
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Commissione di regolamentazione nucleare - Calcolo della generazione di calore del combustibile esaurito (collegamento non disponibile)