Tema2. residuos radiactivos. El problema de los residuos radiactivos ¿Qué sustancias son los residuos nucleares?

20.06.2020

Los desechos radiactivos (RW) son un subproducto de las actividades técnicas que contienen radionucleidos biológicamente peligrosos. RAW se forma:

en todas las etapas de la energía nuclear (desde la producción de combustible hasta la operación de centrales nucleares (NPP), incluidas las centrales nucleares (NPP);
en la producción, uso y destrucción de armas nucleares en la producción y uso de isótopos radiactivos.

RW se clasifica según varios criterios (Fig. 1): según el estado de agregación, según la composición (tipo) de radiación, según el tiempo de vida (vida media T 1/2), por actividad (intensidad de radiación).

Entre los RW, los líquidos y sólidos se consideran los más comunes en términos de estado agregado, principalmente derivados de la operación de centrales nucleares, otras centrales nucleares y en plantas radioquímicas para la producción y procesamiento de combustible nuclear. Los residuos radiactivos gaseosos se generan principalmente durante la operación de centrales nucleares, plantas radioquímicas para regeneración de combustible, así como durante incendios y otras emergencias en instalaciones nucleares.

Los radionucleidos contenidos en los desechos radiactivos experimentan una descomposición espontánea (espontánea), durante la cual se produce uno (o varios en sucesión) de los tipos de radiación: un -radiación (flujo un -partículas - átomos de helio doblemente ionizados), b -radiación (flujo de electrones), gramo -radiación (radiación electromagnética dura de onda corta), radiación de neutrones.

Los procesos de desintegración radiactiva se caracterizan por una ley exponencial de disminución en el tiempo del número de núcleos radiactivos, mientras que el tiempo de vida de los núcleos radiactivos se caracteriza por media vidaT 1/2 - el período de tiempo durante el cual el número de radionucleidos se reducirá a la mitad en promedio. En la tabla se dan las vidas medias de algunos radioisótopos formados durante la desintegración del principal combustible nuclear, el uranio-235, y que representan el mayor peligro para los objetos biológicos.

Mesa

Vidas medias de algunos radioisótopos

Estados Unidos, que en un momento estuvo probando activamente armas atómicas en el Océano Pacífico, usó una de las islas para la eliminación de desechos radiactivos. Los contenedores con plutonio almacenados en la isla estaban cubiertos con potentes caparazones de hormigón armado con inscripciones de advertencia visibles a varios kilómetros: ¡manténgase alejado de estos lugares durante 25 mil años! (Recuerde que la edad de la civilización humana es de 15 mil años). Algunos contenedores fueron destruidos bajo la influencia de desintegraciones radiactivas incesantes, el nivel de radiación en las aguas costeras y las rocas del fondo excede los límites permisibles y es peligroso para todos los seres vivos.

La radiación radiactiva provoca la ionización de átomos y moléculas de materia, incluida la materia de los organismos vivos. El mecanismo de la acción biológica de la radiación radiactiva es complejo y no se comprende completamente. La ionización y excitación de átomos y moléculas en los tejidos vivos, que se produce cuando absorben radiación, es solo la etapa inicial de una cadena compleja de transformaciones bioquímicas posteriores. Se ha establecido que la ionización conduce a la ruptura de enlaces moleculares, cambios en la estructura de los compuestos químicos y, en última instancia, a la destrucción de ácidos nucleicos y proteínas. Bajo la acción de la radiación, las células se ven afectadas, principalmente sus núcleos, se interrumpe la capacidad de las células para la división normal y el metabolismo en las células.

Los órganos hematopoyéticos (médula ósea, bazo, glándulas linfáticas), el epitelio de las membranas mucosas (en particular, los intestinos) y la glándula tiroides son los más sensibles a la exposición a la radiación. Como resultado de la acción de la radiación radiactiva sobre los órganos, se producen enfermedades graves: enfermedad por radiación, tumores malignos (a menudo mortales). La irradiación tiene un fuerte efecto sobre el aparato genético, lo que lleva a la aparición de descendientes con feas desviaciones o enfermedades congénitas.

Arroz. 2

Una característica específica de las radiaciones radiactivas es que no son percibidas por los sentidos humanos e incluso en dosis letales no le causan dolor en el momento de la exposición.

El grado de los efectos biológicos de la radiación depende del tipo de radiación, su intensidad y la duración de la exposición del cuerpo.

La unidad de radiactividad en el sistema de unidades SI es becquerel(Bq): 1 Bq corresponde a un acto de desintegración radiactiva por segundo (unidad no sistémica - curie (Ci): 1 Ci = 3,7 10 10 actos de desintegración por 1 s).

dosis absorbida (o dosis de radiación) es la energía de cualquier tipo de radiación absorbida por 1 kg de materia. La unidad de dosis en el sistema SI es gris(Gy): a una dosis de 1 Gy en 1 kg de una sustancia, al absorber radiación, se libera energía de 1 J (unidad no sistémica - contento: 1 Gy = 100 rad, 1 rad = 1/100 Gy).

La sensibilidad radiactiva de los organismos vivos y sus órganos es diferente: la dosis letal para bacterias es 10 4 Gy, para insectos - 10 3 Gy, para humanos - 10 Gy. La dosis máxima de radiación que no causa daño al cuerpo humano con exposición repetida es de 0,003 Gy por semana, con una sola exposición: 0,025 Gy.

La dosis equivalente de radiación es la principal unidad dosimétrica en el campo de la seguridad radiológica, introducida para evaluar los posibles daños a la salud humana por exposición crónica. La unidad SI de dosis equivalente es sievert(Sv): 1 Sv es la dosis de radiación de cualquier tipo que produce el mismo efecto que la radiación de rayos X de referencia en 1 Gy, o en 1 J/kg, 1 Sv = 1 Gy = 1 J/kg (no unidad sistémica - movimiento rápido del ojo(equivalente biológico de un roentgen), 1 Sv = 100 rem, 1 rem = 1/100 Sv).

La energía de una fuente de radiación ionizante (IRS) generalmente se mide en electronvoltios (eV): 1 eV = 1.6 10 -19 J, está permitido que una persona reciba no más de 250 eV de IRS por año (dosis única - 50 eV).

unidad de medida radiografía(P) se utiliza para caracterizar el estado del medio ambiente sometido a contaminación radiactiva: 1 P corresponde a la formación de 2.082 millones de pares de iones de ambos signos en 1 cm 3 de aire en condiciones normales, o 1 P \u003d 2.58 10 - 4 C/kg (C - colgante) .

Antecedentes radiactivos naturales: la tasa de dosis equivalente permisible de las fuentes de radiación naturales (la superficie de la Tierra, la atmósfera, el agua, etc.) en Rusia es de 10-20 μR/h (10-20 μrem/h, o 0,1-0,2 µSv/h) .

La contaminación radiactiva tiene un carácter global no solo en términos de la escala espacial de su influencia, sino también en términos de la duración de su acción, amenazando la vida de las personas durante muchas décadas (las consecuencias de los accidentes de Kyshtym y Chernobyl) e incluso siglos. Por lo tanto, el principal "relleno" de las bombas atómicas y de hidrógeno, el plutonio-239 (Pu-239), tiene una vida media de 24 mil años. Incluso microgramos de este isótopo, una vez en el cuerpo humano, causan cáncer en varios órganos; tres "naranjas" de plutonio-239 podrían potencialmente destruir a toda la humanidad sin ninguna explosión nuclear.

En vista del peligro absoluto que representan los desechos radiactivos para todos los organismos vivos y para la biosfera en su conjunto, es necesario descontaminarlos y (o) enterrarlos completamente, lo que aún es un problema sin resolver. El problema de la lucha contra la contaminación radiactiva del medio ambiente se destaca entre otros problemas ambientales por su enorme escala y sus consecuencias especialmente peligrosas. Según el famoso ecologista A.V. Yablokov, "problema ambiental número 1 en Rusia: su contaminación radiactiva".

La situación radiológica desfavorable en ciertas regiones del mundo y Rusia es principalmente el resultado de una larga carrera armamentista durante la Guerra Fría y la creación de armas de destrucción masiva.

Para la producción de plutonio apto para armas (Pu-239) en la década de 1940. se construyeron las primeras centrales nucleares - reactores (se requieren decenas de toneladas de Pu-239 para las armas nucleares; una tonelada de este "explosivo" es producida por un reactor nuclear de neutrones lentos con una capacidad de 1000 MW - una unidad de un central nuclear convencional del tipo de Chernobyl tiene tal potencia). Los ensayos por parte de las potencias nucleares (Estados Unidos, la URSS y luego Rusia, Francia y otros países) de armas nucleares en la atmósfera y bajo el agua, las explosiones nucleares subterráneas con fines “pacíficos”, que ahora están en moratoria, han provocado una grave contaminación. de todos los componentes de la biosfera.

Bajo el programa "átomo pacífico" (el término fue propuesto por el presidente estadounidense D. Eisenhower) en la década de 1950. La construcción de centrales nucleares comenzó primero en los EE. UU. y la URSS, y luego en otros países. En la actualidad, la participación de las centrales nucleares en la producción de energía eléctrica en el mundo es del 17% (en la estructura de la industria eléctrica rusa, la participación de las centrales nucleares es del 12%). Hay nueve plantas de energía nuclear en Rusia, de las cuales ocho están ubicadas en la parte europea del país (todas las estaciones se construyeron durante la existencia de la URSS), incluida la más grande, Kursk, con una capacidad de 4000 MW.

Además del arsenal de armas nucleares (bombas, minas, ojivas), las plantas de energía nuclear que producen explosivos y las plantas de energía nuclear, las fuentes de contaminación radiactiva del medio ambiente en Rusia (y territorios adyacentes) son:

flota de rompehielos nucleares, la más poderosa del mundo;
buques de guerra submarinos y de superficie con plantas de energía nuclear (y que transportan armas nucleares);
reparación de barcos y astilleros de dichos barcos;
empresas involucradas en el procesamiento y eliminación de desechos radiactivos del complejo militar-industrial (incluidos los submarinos fuera de servicio) y plantas de energía nuclear;
barcos nucleares hundidos;
naves espaciales con centrales nucleares a bordo;
Sitios de disposición de RW.

Cabe agregar a esta lista que la situación de la radiación en Rusia todavía está determinada por las consecuencias de los accidentes que ocurrieron en 1957 en la Asociación de Producción Mayak (PO) (Chelyabinsk-65) en Kyshtym (Urales del Sur) y en 1986 en Chernobyl central nuclear (ChNPP) 1 .

Hasta ahora, las tierras agrícolas en la República de Mordovia y 13 regiones de la Federación Rusa en un área de 3,5 millones de hectáreas todavía están sujetas a contaminación radiactiva como resultado del accidente en la central nuclear de Chernobyl. (Las consecuencias del accidente de Kyshtym se analizan a continuación).

El área total del territorio desestabilizado por radiación de Rusia supera 1 millón de km 2 con más de 10 millones de personas viviendo en él. En la actualidad, la actividad total de desechos radiactivos no enterrados en Rusia es de más de 4 mil millones de Ci, lo que equivale en términos de las consecuencias de ochenta desastres de Chernobyl.

La situación ambiental de radiación más desfavorable se ha desarrollado en el norte del territorio europeo de Rusia, en la región de los Urales, en el sur de las regiones de Siberia Occidental y Oriental, en los lugares donde tiene su base la Flota del Pacífico.

La región de Murmansk supera a todas las demás regiones y países en cuanto al número de instalaciones nucleares per cápita. Los objetos que utilizan diversas tecnologías nucleares están muy extendidos aquí. De las instalaciones civiles, esta es principalmente la central nuclear de Kola (KAES), que tiene cuatro unidades de energía (dos de ellas están llegando al final de su recurso). Alrededor de 60 empresas e instituciones utilizan varios dispositivos de control tecnológico de radioisótopos. Murmansk Atomflot tiene siete rompehielos y un portaaviones más ligero con 13 reactores.

El mayor número de instalaciones nucleares está asociado a las fuerzas armadas. La Flota del Norte está armada con 123 barcos de propulsión nuclear con 235 reactores nucleares; baterías costeras incluyen un total de 3-3.5 mil ojivas nucleares.

La extracción y el procesamiento de materias primas nucleares se lleva a cabo en la península de Kola en dos plantas especializadas de extracción y procesamiento. Los desechos radiactivos generados durante la producción de combustible nuclear, durante la operación de la KNPP y los barcos con plantas de energía nuclear, se acumulan directamente en el territorio de la KNPP y en empresas especiales, incluidas las bases militares. Los desechos radiactivos de bajo nivel de empresas civiles están enterrados cerca de Murmansk; Los desechos de la KNPP después de retenerlos en la estación se envían para su procesamiento a los Urales; parte de los residuos nucleares de la marina se almacenan temporalmente en bases flotantes.

Se tomó la decisión de crear depósitos de RW especiales para las necesidades de la región, en los que se enterrarán los residuos ya acumulados y los residuos de nueva generación, incluidos los que se generarán durante el desmantelamiento de la primera etapa de la KNPP y las centrales nucleares de barcos. .

En las regiones de Murmansk y Arkhangelsk, se forman anualmente hasta 1 mil m 3 de RW sólido y 5 mil m 3 de líquido. El nivel de residuos indicado se ha mantenido durante los últimos 30 años.

Desde finales de la década de 1950 Hasta 1992, la Unión Soviética eliminó residuos radiactivos sólidos y líquidos con una actividad total de 2,5 millones de Ci en los mares de Barents y Kara, incluidos 15 reactores de submarinos nucleares (NPS), tres reactores del rompehielos Lenin (de los cuales 13 eran de emergencia reactores nucleares submarinos, incluidos seis con combustible nuclear descargado). También se produjeron inundaciones de reactores nucleares y residuos radiactivos líquidos en el Lejano Oriente: en el Mar de Japón y el Mar de Okhotsk y frente a la costa de Kamchatka.

Los accidentes de submarinos nucleares crean una situación radiológica peligrosa. De estos, la tragedia más famosa del submarino nuclear Komsomolets (7 de abril de 1989), que recibió resonancia mundial, resultó en la muerte de 42 tripulantes, y el barco quedó en tierra a una profundidad de 1680 m cerca de Bear Island en el Mar de Barents, a 300 millas náuticas de la costa de Noruega. El núcleo del reactor del barco contiene aproximadamente 42 mil Ki estroncio-90 y 55 mil Ki cesio-137. Además, el barco tiene armas nucleares con plutonio-239.

La región del Atlántico Norte, donde ocurrió el desastre, es una de las más biológicamente productivas del Océano Mundial, tiene una importancia económica particular y está en el ámbito de los intereses de Rusia, Noruega y varios otros países. Los resultados de los análisis mostraron que, hasta el momento, la liberación de radionucleidos del barco al ambiente externo es insignificante, pero se está formando una zona de contaminación en el área de inundación. Este proceso puede ser impulsivo, especialmente peligroso es la contaminación con plutonio-239 contenido en las ojivas del barco. La transferencia de radionucleidos a lo largo de la cadena trófica agua de mar-plancton-peces amenaza con graves consecuencias ambientales, políticas y económicas.

En los Urales del Sur en Kyshtym, se encuentra la Asociación de Producción Mayak (Chelyabinsk-65), donde desde finales de la década de 1940. regeneración del combustible nuclear gastado. Hasta 1951, los RW líquidos que surgían durante el procesamiento simplemente se fusionaban con el río Techa. A través de la red de ríos: Techa-Iset-Ob, se llevaron sustancias radiactivas al mar de Kara y con corrientes marinas a otros mares de la cuenca del Ártico. Aunque dicha descarga se detuvo posteriormente, después de más de 40 años, la concentración de estroncio-90 radiactivo en algunas secciones del río Techa superó el fondo entre 100 y 1000 veces. Desde 1952, los desechos nucleares se vierten en el lago Karachay (denominado reservorio técnico No. 3) con un área de 10 km2. Debido al calor generado por los desechos, el lago finalmente se secó. Se inició el relleno del lago con tierra y hormigón; para el relleno final, según los cálculos, todavía se requerirán ~800 mil m de suelo rocoso a un costo de 28 mil millones de rublos (a precios de 1997). Sin embargo, bajo el lago se formó una lente llena de radionúclidos, cuya actividad total es de 120 millones de Ci (casi 2,5 veces mayor que la actividad de radiación durante la explosión de la cuarta unidad de energía de Chernobyl).

Recientemente se supo que en 1957 ocurrió un grave accidente radiactivo en la Asociación de Producción de Mayak: como resultado de la explosión de un contenedor con desechos radiactivos, se formó una nube con una radiactividad de 2 millones de Ci, con una extensión de 105 km de longitud y 8 kilómetros de ancho. La grave contaminación por radiación (aproximadamente 1/3 de Chernobyl) fue objeto de un área de 15 mil km 2, que estaba habitada por más de 200 mil personas. Se creó una reserva en el territorio contaminado por radiación, donde se llevaron a cabo observaciones del mundo vivo durante décadas en condiciones de mayor radiación. Lamentablemente, los datos de estas observaciones se consideraron secretos, lo que imposibilitó dar las recomendaciones médicas y biológicas necesarias en la liquidación del accidente de Chernóbil. Los accidentes en "Mayak" ocurrieron muchas veces, la última vez, en 1994. Al mismo tiempo, como resultado de la destrucción parcial del almacenamiento de desechos radiactivos cerca de Petropavlovsk-Kamchatsky, un aumento temporal de la radiación en comparación con el fondo en 1000 veces ocurrió.

Hasta el momento, en la Asociación de Producción de Mayak se generan anualmente hasta 100 millones de Ci de residuos radiactivos líquidos, algunos de los cuales simplemente se vierten en cuerpos de agua superficiales. Los residuos sólidos radiactivos se almacenan en cementerios tipo trinchera que no cumplen con los requisitos de seguridad, por lo que más de 3 millones de hectáreas de tierra están contaminadas radiactivamente. En la zona de influencia de la Asociación Productiva Mayak, los niveles de contaminación radiactiva del aire, agua y suelo son entre 50 y 100 veces superiores a los valores medios del país; se observó un aumento en el número de enfermedades oncológicas y leucemia infantil. La empresa ha iniciado la construcción de complejos para la vitrificación de residuos radiactivos de alta actividad y la bituminización de residuos radiactivos de actividad media, así como la operación de prueba de un contenedor de metal y hormigón para el almacenamiento a largo plazo de combustible nuclear gastado de los reactores de la serie RBMK-1000 (reactores de este tipo se instalaron en la central nuclear de Chernóbil).

La radiactividad total de los desechos radiactivos existentes en la zona de Chelyabinsk, según algunas estimaciones, alcanza una cifra enorme: 37 mil millones de GBq. Esta cantidad es suficiente para convertir todo el territorio de la antigua URSS en un análogo de la zona de reasentamiento de Chernobyl.

Otro foco de "tensión radiactiva" en el país es la planta química y minera (MCC) para la producción de plutonio apto para armas y el procesamiento de desechos radiactivos, ubicada a 50 km de Krasnoyarsk. A primera vista, es una ciudad sin un nombre oficial definido (Sotsgorod, Krasnoyarsk-26, Zheleznogorsk) con una población de 100.000 habitantes; la planta en sí está ubicada a gran profundidad bajo tierra. Por cierto, hay objetos similares (uno a la vez) en los EE. UU., Gran Bretaña, Francia; una instalación de este tipo está en construcción en China. Por supuesto, poco se sabe sobre el Combinado Químico y Minero de Krasnoyarsk, excepto que el procesamiento de RW importado del extranjero genera un ingreso de $ 500,000 por tonelada de desechos. Según los expertos, la situación de la radiación en el complejo minero y químico no se mide en microR/h, ¡sino en mR/s! Durante décadas, la planta ha estado bombeando desechos radiactivos líquidos hacia horizontes profundos (según datos de 1998, se bombearon ~50 millones de m El Yenisei se puede rastrear a una distancia de más de 800 km.

Sin embargo, el entierro de desechos altamente radiactivos en horizontes subterráneos también se usa en otros países: en los EE. UU., por ejemplo, los desechos radiactivos se entierran en minas de sal profundas y en Suecia, en rocas.

La contaminación radiactiva del medio ambiente por parte de las plantas de energía nuclear ocurre no solo como resultado de circunstancias de emergencia, sino también con bastante regularidad. Por ejemplo, en mayo de 1997, durante las reparaciones tecnológicas en la central nuclear de Kursk, se produjo una peligrosa fuga de cesio-137 a la atmósfera.

Las empresas de la industria nuclear se ocupan de la producción, el uso, el almacenamiento, el transporte y la eliminación de sustancias radiactivas. En otras palabras, la generación de RW acompaña todas las etapas del ciclo del combustible de la energía nuclear (Fig. 2), lo que impone requisitos especiales para garantizar la seguridad radiológica.

El mineral de uranio se extrae en minas mediante minería subterránea o a cielo abierto. El uranio natural es una mezcla de isótopos: uranio-238 (99,3%) y uranio-235 (0,7%). Dado que el combustible nuclear principal es el uranio-235, después del procesamiento primario, el mineral ingresa a la planta de enriquecimiento, donde el contenido de uranio-235 en el mineral se lleva al 3-5%. El procesamiento químico del combustible consiste en la obtención de hexafluoruro de uranio enriquecido 235 UF 6 para la posterior producción de barras combustibles (elementos combustibles).

El desarrollo de yacimientos de uranio, como cualquier otra rama de la industria minera, degrada el medio ambiente: grandes áreas se retiran del uso económico, el paisaje y el régimen hidrológico cambian, el aire, el suelo, las aguas superficiales y subterráneas se contaminan con radionucleidos. La cantidad de residuos radiactivos en la etapa de procesamiento primario del uranio natural es muy alta y asciende al 99,8%. En Rusia, la extracción y el procesamiento primario de uranio se llevan a cabo solo en una empresa: la Asociación de Minería y Química de Priargunsky. En todas las empresas de extracción y procesamiento de mineral de uranio que han estado operando hasta hace poco tiempo, 108 m 3 de desechos radiactivos con una actividad de 1,8 10 5 Ci se encuentran en vertederos y relaves.

Los elementos combustibles, que son varillas de metal que contienen combustible nuclear (3% de uranio-235), se colocan en el núcleo del reactor de una planta de energía nuclear. Son posibles varios tipos de reacciones en cadena de fisión de uranio-235 (diferencia en los fragmentos resultantes y el número de neutrones emitidos), por ejemplo, tales como:

235U+1 norte ® 142 Ba + 91 Kr + 31 norte,
235U+1 norte ® 137 Te + 97 Zr + 21 norte,
235U+1 norte ® 140 Xe + 94 Sr + 21 norte.

El calor liberado durante la fisión del uranio calienta el agua que fluye a través del núcleo y lava las varillas. Después de unos tres años, el contenido de uranio-235 en las barras de combustible cae al 1%, se vuelven fuentes de calor ineficientes y necesitan ser reemplazadas. Cada año, un tercio de las barras de combustible se extraen del núcleo y se reemplazan por otras nuevas: para una central nuclear típica con una capacidad de 1000 MW, esto significa la extracción anual de 36 toneladas de barras de combustible.

Durante las reacciones nucleares, los elementos combustibles se enriquecen con radionúclidos, productos de fisión de uranio-235 y también (a través de una serie de desintegraciones b) plutonio-239:

238U+1 norte® 239 U(b ) ® 239 Np(b ) ® 239 Pu.

Las barras de combustible gastado se transportan desde el núcleo a través de un canal submarino hasta las instalaciones de almacenamiento llenas de agua, donde se almacenan en recipientes de acero durante varios meses, hasta que la mayoría de los radionucleidos altamente tóxicos (en particular, el yodo-131 más peligroso) se descomponen. Posteriormente, las barras de combustible se envían a plantas de regeneración de combustible, por ejemplo, para obtener núcleos de plutonio para reactores nucleares de neutrones rápidos o plutonio apto para armas.

Los residuos líquidos de los reactores nucleares (en particular, el agua del circuito primario, que debe renovarse) después del procesamiento (evaporación) se colocan en instalaciones de almacenamiento de hormigón ubicadas en el territorio de la central nuclear.

Una cierta cantidad de radionúclidos durante el funcionamiento de las centrales nucleares se libera al aire. El yodo-135 radiactivo (uno de los principales productos de desintegración en un reactor en funcionamiento) no se acumula en el combustible nuclear gastado, ya que su vida media es de solo 6,7 horas, pero como resultado de desintegraciones radiactivas posteriores, se convierte en gas radiactivo xenón-135 , que absorbe activamente los neutrones y, por lo tanto, evita una reacción en cadena. Para evitar el "envenenamiento por xenón" del reactor, el xenón se elimina del reactor a través de tuberías altas.

Ya se ha discutido la generación de residuos en las etapas de procesamiento y almacenamiento del combustible nuclear gastado. Desafortunadamente, todos los métodos de neutralización de RW existentes y usados (cementación, vitrificación, bituminización, etc.), así como la incineración de RW sólido en cámaras de cerámica (como en NPO Radon en la región de Moscú) son ineficaces y representan un peligro ambiental significativo.

El problema de la eliminación y disposición final de los residuos radiactivos de las centrales nucleares se agudiza especialmente ahora, cuando llega el momento del desmantelamiento de la mayoría de las centrales nucleares del mundo (según el OIEA 2 , se trata de más de 65 reactores de centrales nucleares y 260 reactores utilizados con fines científicos). Cabe señalar que durante la operación de una central nuclear, todos los elementos de la central se vuelven radiactivamente peligrosos, especialmente las estructuras metálicas de la zona del reactor. El desmantelamiento de centrales nucleares en términos de costo y tiempo es comparable a su construcción, mientras que todavía no existe una tecnología científica, técnica y ambiental aceptable para el desmantelamiento. Una alternativa al desmantelamiento es sellar la estación y protegerla durante 100 años o más.

Incluso antes del final del incendio en la planta de energía nuclear de Chernobyl, comenzó la colocación de un túnel debajo del reactor, la creación de un hueco debajo de él, que luego se llenó con una capa de hormigón de varios metros. Tanto el bloque como los territorios adyacentes se vertieron con hormigón: este es un "milagro de construcción" (y un ejemplo de heroísmo sin comillas) del siglo XX. llamado "sarcófago". ¡La explosión de la cuarta unidad de potencia de la planta de energía nuclear de Chernobyl sigue siendo la instalación de almacenamiento de desechos radiactivos pobremente equipada más grande y peligrosa del mundo!

Cuando se utilizan materiales radiactivos en instituciones médicas y de investigación, se genera una cantidad significativamente menor de desechos radiactivos que en la industria nuclear y el complejo militar-industrial: varias decenas de metros cúbicos de desechos por año. Sin embargo, el uso de materiales radiactivos se está expandiendo, y con ello el volumen de residuos va en aumento.

El problema de los desechos radiactivos es parte integral de la “Agenda para el Siglo XXI”, adoptada en la Cumbre Mundial sobre Problemas de la Tierra en Río de Janeiro (1992) y el “Programa de Acción para la Continuación de la Implementación de la “Agenda para el Siglo XXI”. Siglo””, adoptado por la Sesión Especial de la Asamblea General de las Naciones Unidas (junio de 1997). Este último documento, en particular, esboza un sistema de medidas para mejorar los métodos de gestión de residuos radiactivos, ampliar la cooperación internacional en este ámbito (intercambio de información y experiencia, asistencia y transferencia de tecnologías pertinentes, etc.), reforzar la responsabilidad de para garantizar el almacenamiento y la eliminación seguros de los desechos radiactivos.

El Programa de Acción reconoce el deterioro de las tendencias generales en el desarrollo sostenible del mundo, pero expresa la esperanza de que para el próximo foro ambiental internacional, programado para 2002, se noten progresos tangibles para asegurar un desarrollo sostenible dirigido a crear condiciones de vida favorables para generaciones futuras

EE Borovsky

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1 Todos los datos a continuación se tomaron de materiales de publicaciones abiertas en los informes estatales "Sobre el estado del medio ambiente de la Federación Rusa" del Comité Estatal de la Federación Rusa para la Protección Ambiental y en el periódico ambiental ruso "Green World" ( 1995-1999).
2 Organismo Internacional de Energía Atómica.

Los desechos radiactivos se han convertido en un problema extremadamente agudo de nuestro tiempo. Si en los albores del desarrollo de la energía pocos pensaban en la necesidad de almacenar material de desecho, ahora esta tarea se ha vuelto sumamente urgente. Entonces, ¿por qué todos están tan preocupados?

Radioactividad

Este fenómeno fue descubierto en relación con el estudio de la relación entre la luminiscencia y los rayos X. A finales del siglo XIX, durante una serie de experimentos con compuestos de uranio, el físico francés A. Becquerel descubrió una sustancia hasta entonces desconocida que atravesaba objetos opacos. Compartió su descubrimiento con los Curie, quienes lo estudiaron de cerca. Fueron los mundialmente famosos Marie y Pierre quienes descubrieron que todos los compuestos de uranio, como el propio uranio puro, así como el torio, el polonio y el radio, tienen la propiedad. Su contribución ha sido verdaderamente invaluable.

Más tarde se supo que todos los elementos químicos, empezando por el bismuto, son radiactivos de una forma u otra. Los científicos también pensaron en cómo se podría utilizar el proceso de desintegración nuclear para generar energía y pudieron iniciarlo y reproducirlo artificialmente. Y para medir el nivel de radiación, se inventó un dosímetro de radiación.

Solicitud

Además de la energía, la radiactividad se ha utilizado ampliamente en otras industrias: medicina, industria, investigación científica y agricultura. Con la ayuda de esta propiedad, aprendieron a detener la propagación de células cancerosas, hacer diagnósticos más precisos, averiguar la edad de tesoros arqueológicos, monitorear la transformación de sustancias en varios procesos, etc. La lista de posibles aplicaciones de la radiactividad es constante. en expansión, por lo que es incluso sorprendente que el problema de la eliminación de materiales de desecho se haya vuelto tan agudo solo en las últimas décadas. Pero esto no es solo basura que puede arrojarse fácilmente a un vertedero.

residuos radiactivos

Todos los materiales tienen su propia vida útil. Esto no es una excepción para los elementos utilizados en la energía nuclear. El resultado es un desecho que todavía tiene radiación, pero ya no tiene valor práctico. Por regla general, se considera por separado lo usado, lo que puede ser reciclado o aplicado en otras áreas. En este caso, estamos hablando simplemente de residuos radiactivos (RW), cuyo uso posterior no está previsto, por lo tanto, deben eliminarse.

Fuentes y formularios

Debido a la variedad de usos, los desechos también pueden tener diferentes orígenes y condiciones. Los hay tanto sólidos como líquidos o gaseosos. Las fuentes también pueden ser muy diferentes, ya que, de una forma u otra, dichos desechos a menudo ocurren durante la extracción y el procesamiento de minerales, incluidos el petróleo y el gas, también existen categorías tales como desechos radiactivos médicos e industriales. También hay fuentes naturales. Convencionalmente, todos estos residuos radiactivos se dividen en de actividad baja, media y alta. Estados Unidos también distingue la categoría de desechos radiactivos transuránicos.

Opciones

Durante mucho tiempo se creyó que la eliminación de desechos radiactivos no requería reglas especiales, bastaba con dispersarlos en el medio ambiente. Sin embargo, más tarde se descubrió que los isótopos tienden a acumularse en ciertos sistemas, como los tejidos animales. Este descubrimiento cambió la opinión sobre los desechos radiactivos, ya que en este caso la probabilidad de su movimiento y de ingresar al cuerpo humano con los alimentos se volvió bastante alta. Por lo tanto, se decidió desarrollar algunas opciones sobre cómo tratar este tipo de desechos, especialmente para la categoría de alto nivel.

Las tecnologías modernas permiten neutralizar al máximo el peligro que representan los RW al procesarlos de varias maneras o al colocarlos en un espacio seguro para los humanos.

Vitrificación. De otra manera, esta tecnología se llama vitrificación. Al mismo tiempo, los desechos radiactivos pasan por varias etapas de procesamiento, como resultado de lo cual se obtiene una masa bastante inerte, que se coloca en contenedores especiales. Luego, estos contenedores se envían a almacenamiento.
Synrock. Este es otro método de neutralización de desechos radiactivos desarrollado en Australia. En este caso, se usa un compuesto complejo especial en la reacción.
Entierro. En esta etapa, se está realizando una búsqueda de lugares adecuados en la corteza terrestre donde se puedan colocar los desechos radiactivos. El más prometedor es el proyecto, según el cual el material de desecho se devuelve a
Transmutación. Ya se están desarrollando reactores que pueden convertir desechos altamente radiactivos en sustancias menos peligrosas. Simultáneamente a la neutralización de los residuos, son capaces de generar energía, por lo que las tecnologías en esta área se consideran extremadamente prometedoras.
Traslado al espacio exterior. A pesar del atractivo de esta idea, tiene muchos inconvenientes. En primer lugar, este método es bastante costoso. En segundo lugar, existe el riesgo de que el vehículo de lanzamiento se estrelle, lo que podría ser un desastre. Finalmente, la obstrucción del espacio exterior con tales desechos después de un tiempo puede convertirse en grandes problemas.

Normas de eliminación y almacenamiento

En Rusia, la gestión de residuos radiactivos está regulada principalmente por la ley federal y sus comentarios, así como por algunos documentos relacionados, como el Código de Aguas. De acuerdo con la Ley Federal, todos los desechos radiactivos deben ser enterrados en los lugares más aislados, mientras que no se permite la contaminación de los cuerpos de agua, también se prohíbe el envío al espacio.

Cada categoría tiene su propia normativa, además, los criterios para la asignación de residuos a un determinado tipo y todos los procedimientos necesarios están claramente definidos. Sin embargo, Rusia tiene muchos problemas en esta área. En primer lugar, la disposición final de los desechos radiactivos puede convertirse muy pronto en una tarea no trivial, porque no hay muchas instalaciones de almacenamiento especialmente equipadas en el país y pronto se llenarán. En segundo lugar, no existe un sistema unificado para gestionar el proceso de reciclaje, lo que complica seriamente el control.

Proyectos internacionales

Dado que el almacenamiento de residuos radiactivos se ha convertido en lo más urgente tras el cese, muchos países prefieren cooperar en esta materia. Desafortunadamente, aún no ha sido posible llegar a un consenso en esta área, pero la discusión de varios programas en la ONU continúa. Los proyectos más prometedores parecen ser la construcción de una gran instalación internacional de almacenamiento de desechos radiactivos en áreas escasamente pobladas, generalmente en Rusia o Australia. Sin embargo, los ciudadanos de este último están protestando activamente contra esta iniciativa.

Consecuencias de la irradiación

Casi inmediatamente después del descubrimiento del fenómeno de la radiactividad, quedó claro que afecta negativamente la salud y la vida de los seres humanos y otros organismos vivos. Los estudios que llevaron a cabo los Curie durante varias décadas finalmente provocaron una forma grave de enfermedad por radiación en María, aunque vivió hasta los 66 años.

Esta enfermedad es la principal consecuencia de los efectos de la radiación en los humanos. La manifestación de esta enfermedad y su gravedad dependen principalmente de la dosis total de radiación recibida. Pueden ser bastante leves o pueden causar cambios genéticos y mutaciones, afectando así a las próximas generaciones. Uno de los primeros en sufrir es la función de la hematopoyesis, muchas veces los pacientes tienen algún tipo de cáncer. Al mismo tiempo, en la mayoría de los casos, el tratamiento es bastante ineficaz y consiste solo en observar el régimen aséptico y eliminar los síntomas.

Prevención

Es bastante fácil prevenir una condición asociada con la exposición a la radiación: es suficiente no ingresar a áreas con un fondo aumentado. Desafortunadamente, esto no siempre es posible, porque muchas tecnologías modernas involucran elementos activos de una forma u otra. Además, no todos llevan consigo un dosímetro de radiación portátil para saber que están en un área donde la exposición prolongada puede causar daño. Sin embargo, existen ciertas medidas para prevenir y proteger contra las radiaciones peligrosas, aunque no hay tantas.

Primero, es blindaje. Casi todos los que vinieron a hacerse una radiografía de cierta parte del cuerpo se enfrentaron a esto. Si estamos hablando de la columna cervical o el cráneo, el médico sugiere ponerse un delantal especial, en el que se cosen elementos de plomo, que no permiten el paso de la radiación. En segundo lugar, puede apoyar la resistencia del cuerpo tomando vitaminas C, B 6 y P. Finalmente, existen preparaciones especiales: radioprotectores. En muchos casos son muy efectivos.

La ley sobre el uso de la energía nuclear establece que los residuos radiactivos son sustancias, materiales, dispositivos y otros equipos que contienen niveles elevados de radionucleidos que han perdido sus propiedades de consumo y tampoco son aptos para su reutilización.

¿En qué circunstancias se generan desechos que contienen elementos radiactivos?

Los residuos radiactivos están contenidos en el combustible nuclear, se generan durante el funcionamiento de las centrales nucleares, esta es una de las principales fuentes. También se pueden obtener como resultado:

extracción de minerales radiactivos;
procesamiento de minerales;
producción de elementos de liberación de calor;
disposición final del combustible nuclear gastado.

Durante el desarrollo de las armas nucleares por parte de las fuerzas armadas rusas también se generaron residuos radiactivos, acciones como la producción, conservación y liquidación de objetos utilizando este material no rehabilitaron trabajos previos con este material. Como resultado, se generan muchos desechos en el proceso de producción de materiales nucleares en el territorio del país.

La armada, los submarinos, así como los barcos civiles que utilizan reactores nucleares, también dejan residuos radiactivos durante su operación e incluso después de su falla.

El trabajo con desechos radiactivos en Rusia está asociado con las siguientes industrias:

En la economía nacional, utilizando productos isotópicos.
En instituciones y laboratorios médicos o farmacéuticos.
Industrias químicas, metalúrgicas y otras que trabajan en el campo del procesamiento.
Realización de experimentos e investigaciones científicas utilizando combustible nuclear o elementos similares.
Incluso los servicios de seguridad, en particular, el control aduanero.
La extracción de petróleo o gas también requiere el uso de sustancias nucleares, que dejan residuos radiactivos.

Es importante saberlo. El combustible nuclear gastado no entrará en la categoría de residuos radiactivos, según la legislación rusa.

División en tipos

El Decreto del Gobierno de la Federación Rusa hizo ajustes según los cuales los desechos radiactivos pueden ser:

difícil;
líquido;
gases similares;

tipos La clasificación de los desechos radiactivos se refiere a todos los elementos y sustancias que contienen radionúclidos como sólidos, líquidos y gaseosos. Solo es posible una excepción si la formación no está asociada con la energía nuclear y el contenido de radionucleidos se debe a la extracción o procesamiento de minerales naturales y materias primas orgánicas con un mayor nivel de radionucleidos o cerca de su fuente natural. La concentración, que, dentro de los límites de las normas permisibles establecidas por un decreto del Gobierno ruso, no exceda de 1.

Los RW pertenecientes al tipo de "sólido" contienen radionucleidos artificiales, de los cuales se excluyen fuentes como empresas cerradas que trabajan con dichas sustancias. Se dividen en cuatro categorías:

altamente activo;
moderadamente inactivo;
bajo activo;
actividad muy baja.

El RW que llega en estado "líquido" se divide en solo tres categorías:

altamente activo;
medio activo;
bajo activo.

Las empresas y plantas cerradas y desmanteladas que trabajan con radionucleidos pertenecen a otras categorías de RW.

clasificación RW

Existe una Ley Federal, a cuyos efectos, la clasificación de los desechos radiactivos los divide en los siguientes tipos:

Los desechables son sustancias para las que no aumenta el riesgo asociado a su impacto en el medio ambiente. Y en el caso de su traslado del lugar de almacenamiento para su posterior inhumación, el riesgo de su permanencia en el territorio de su ubicación no excede. Este tipo requiere costos financieros bastante grandes para realizar todas las manipulaciones con él y preparar equipos especiales y capacitar al personal de las organizaciones de reciclaje.
Residuos radiactivos especiales, este tipo pone mucho en peligro el medio ambiente, en el caso de su extracción, transporte y acciones posteriores, para la limpieza del territorio o el entierro en otro lugar. Las manipulaciones con este tipo también son muy costosas desde el punto de vista financiero. En los casos con esta especie, es más seguro y económicamente ventajoso realizar el proceso de entierro en su ubicación principal.

La clasificación de los residuos radiactivos se realiza en función de las siguientes características:

La vida media de los radionúclidos es de corta o larga duración.
Actividad específica - RW altamente activo, medio activo y poco activo.
Estado agregado: puede ser líquido, sólido y gaseoso.
El contenido de elementos nucleares, presentes o ausentes en el material gastado.
Empresas agotadas, cerradas para la extracción o procesamiento de rocas de uranio que emiten rayos ionizantes.
RW no asociados al uso o trabajo de la energía nuclear. cuyas fuentes son empresas procesadoras para la extracción de materias primas orgánicas y minerales, con un mayor nivel de radionucleidos de origen natural.

La clasificación RW fue desarrollada por el Gobierno de la Federación Rusa para separarlos en tipos. Así como su posterior remoción o entierro en su ubicación.

Sistema de clasificación

En este momento, el sistema de clasificación no se ha desarrollado a fondo y requiere una mejora constante, esto está determinado por la falta de coherencia de los sistemas nacionales.

La base de la clasificación contiene la consideración de opciones para la disposición final posterior de los desechos radiactivos. El signo principal es la duración del período de descomposición del nucleido, porque la tecnología de eliminación depende directamente de este indicador. Se entierran con soluciones de refuerzo especiales durante al menos el período en que pueden ser peligrosos para el medio ambiente. Según estos datos, el sistema de clasificación divide todos los residuos y sustancias peligrosas en las siguientes categorías.

Liberado del control

Residuos radiactivos de baja y media actividad

Contienen niveles suficientes de radionucleidos para representar una amenaza para el personal que trabaja con ellos y para la población que vive en el distrito más cercano. A veces tienen un nivel de actividad tan alto que requieren refrigeración y medidas de protección. Esta categoría contiene dos grupos: especies longevas y especies efímeras. Los métodos de su entierro son muy diversos e individuales.

Este tipo tiene tal cantidad de radionúclidos que requiere un enfriamiento constante en el proceso de trabajo con él. Al final de cualquier acción, requiere un aislamiento confiable de la biosfera, de lo contrario, el proceso de infección capturará todo el distrito, el territorio en el que se encuentra.

Características típicas

La clase de residuo exento de control (CW) tiene un nivel de actividad de 0,01 mSv o menos, teniendo en cuenta la dosis anual a la población. No tiene restricciones en la disposición final radiológica.

La actividad media y baja (LILW) se caracteriza por un nivel de actividad superior al valor de CW, pero al mismo tiempo la liberación de calor en esta clase es inferior a 2 W/m3.

La clase de vida corta (LILW-SL) tiene estas características típicas. La capacidad de supervivencia a largo plazo de los radionucleidos tiene una concentración limitada (menos de 400 Bq/g para todos los bultos). Los lugares de enterramiento de tales clases son depósitos profundos o cerca de la superficie.

Residuos de vida larga (LILW-LL) - cuya concentración es mayor que la de los residuos de vida corta. Tales clases serán enterradas, solo deben estar en almacenamientos profundos. Este es uno de los principales requisitos en relación con ellos.

Clase altamente activa (HLW): caracterizada por una concentración muy alta de radionúclidos de vida larga, su producción térmica es superior a 2 W / m3. Sus lugares de entierro también deben ser depósitos profundos.

Reglas de gestión de RW

Los desechos radiactivos requieren clasificación no solo para separarlos según el nivel de peligrosidad y la capacidad de elegir métodos de eliminación, sino también para brindar orientación sobre cómo manejarlos, según su clase. Deben cumplir con los siguientes criterios:

Principios para asegurar la protección de la salud humana, o al menos un nivel aceptable de protección, dependiendo de la exposición a la radiación de los elementos RW.
Protección ambiental: un nivel aceptable de protección del medio ambiente contra el impacto de los desechos radiactivos.
Interdependencia entre todas las etapas de generación de RW, así como el manejo de sus elementos.
Protección de la generación futura, mediante la predicción del nivel de exposición y el racionamiento de la cantidad de material enterrado en cada depósito, en base a la información de los documentos normativos.
No deposite demasiadas esperanzas en la generación futura asociadas a la necesidad de eliminar los desechos radiactivos.
Controlar la formación y acumulación de residuos radiactivos, limitar su acumulación y minimizar el nivel alcanzado.
Prevenir accidentes, o mitigar las posibles consecuencias, en caso de que se produzcan dichas situaciones.

Los desechos radiactivos son el tipo de desechos más peligrosos en la tierra y requieren un manejo muy cuidadoso y cuidadoso. Trayendo los mayores daños al medio ambiente, a la población ya todos los seres vivos, en el territorio de su fundación.

Aprende todo sobre los residuos radiactivos

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La recogida, modificación y disposición final de los desechos radiactivos debería realizarse por separado de otros tipos de salvamento. Está prohibido arrojarlos a cuerpos de agua, de lo contrario las consecuencias serán muy tristes. Los desechos radiactivos se denominan desechos que no tienen un valor práctico para una mayor producción. Incluyen un conjunto de elementos químicos radiactivos. De acuerdo con la legislación de Rusia, está prohibido el uso posterior de dichos compuestos.

Antes de iniciar el proceso de eliminación, los desechos radiactivos deben clasificarse según el grado de radiactividad, la forma y el período de descomposición. En el futuro, para reducir el volumen de isótopos peligrosos y neutralizar los radionúclidos, se procesan por combustión, evaporación, prensado y filtración.

El tratamiento posterior consiste en la fijación de residuos líquidos con cemento o betún para endurecerlos, o la vitrificación de residuos altamente radiactivos.

Los isótopos fijos se colocan en contenedores especiales de diseño complejo con paredes gruesas para su posterior transporte al sitio de almacenamiento. Para aumentar la seguridad, se suministran con un embalaje adicional.

características generales

Los desechos radiactivos pueden generarse a partir de diversas fuentes, tienen una variedad de formas y propiedades.

Las características importantes de los desechos radiactivos incluyen:

Concentración. Parámetro que muestra el valor de la actividad específica. Es decir, esta es la actividad que recae sobre una unidad de masa. La unidad de medida más popular es Ki/T. En consecuencia, cuanto mayor sea esta característica, más peligrosas pueden ser las consecuencias de tal basura.
Media vida. La duración de la descomposición de la mitad de los átomos en un elemento radiactivo. Vale la pena señalar que cuanto más rápido es este período, más energía libera la basura, causando más daño, pero en este caso, la sustancia pierde sus propiedades más rápido.

Las sustancias nocivas pueden tener una forma diferente, hay tres estados principales de agregación:

gaseoso. Por regla general, se incluyen aquí las emisiones de las instalaciones de ventilación de las organizaciones involucradas en el procesamiento directo de materiales radiactivos.
en forma líquida. Pueden ser tipos de desechos líquidos que se formaron durante el procesamiento del combustible ya usado. Dicha basura es muy activa, por lo que es capaz de causar graves daños al medio ambiente.
Forma sólida. Se trata de vidrio y cristalería de hospitales y laboratorios de investigación.

almacenamiento de LE

El propietario de una instalación de almacenamiento de RW en Rusia puede ser una entidad legal o una autoridad federal. Para el almacenamiento temporal, los residuos radiactivos deben colocarse en un contenedor especial que asegure la conservación del combustible gastado. Además, el material del que está hecho el recipiente no debe entrar en ninguna reacción química con la sustancia.

Las salas de almacenamiento deben estar equipadas con tambores secos que permitan que los desechos radiactivos de vida corta se descompongan antes de su posterior procesamiento. Tal habitación es un depósito de desechos radiactivos. El propósito de su funcionamiento es la implementación de la colocación temporal de residuos radiactivos para su posterior transporte a sus sitios de disposición final.

Contenedor para residuos sólidos radiactivos

La eliminación de desechos radiactivos no puede prescindir de un contenedor especial, que se denomina contenedor de desechos radiactivos. Un contenedor para residuos radiactivos es un recipiente utilizado como depósito de residuos radiactivos. En Rusia, la ley establece una gran cantidad de requisitos para tal invención.

Los principales son:

El contenedor no retornable no está destinado al almacenamiento de residuos radiactivos líquidos. Su estructura le permite contener solo sustancias sólidas o endurecidas.
El cuerpo, que tiene un contenedor, debe ser hermético y no dejar pasar ni una pequeña parte de los residuos almacenados.
Después de quitar la tapa y descontaminar, la contaminación no debe exceder las 5 partículas por m 2 . Es imposible permitir más contaminación, ya que las consecuencias desagradables también pueden afectar el entorno externo.
El contenedor debe soportar las condiciones de temperatura más severas de - 50 a + 70 grados centígrados.
Al drenar una sustancia radiactiva con una temperatura alta en un contenedor, el contenedor debe soportar temperaturas de hasta + 130 grados centígrados.
El contenedor debe soportar influencias físicas externas, en particular terremotos.

El proceso de almacenamiento de isótopos en Rusia debe proporcionar:

Su aislamiento, el cumplimiento de las medidas de protección, así como la vigilancia del estado del medio ambiente. Las consecuencias, si se viola tal regla, pueden ser deplorables, ya que las sustancias pueden contaminar casi instantáneamente las áreas cercanas.
La posibilidad de facilitar nuevos trámites en etapas posteriores.

Las direcciones principales del proceso de almacenamiento de desechos tóxicos son:

Almacenamiento de residuos radiactivos de corta vida útil. Posteriormente, se descargan en volúmenes estrictamente regulados.
Almacenamiento de RW de alta actividad hasta su disposición. Esto le permite reducir la cantidad de calor generado por ellos y reducir las consecuencias de los efectos nocivos en el medio ambiente.

disposición de RW

Todavía existen problemas de eliminación de desechos radiactivos en Rusia. No solo se debe garantizar la protección ambiental de una persona, sino también el medio ambiente. Este tipo de actividad requiere una licencia de uso del subsuelo y el derecho a realizar trabajos de desarrollo de la energía nuclear. Los sitios de eliminación de desechos radiactivos pueden ser de propiedad federal o propiedad de la corporación estatal Rosatom. Hoy en día, la eliminación de desechos radiactivos en la Federación Rusa se lleva a cabo en áreas especialmente designadas, que se denominan sitios de eliminación de desechos radiactivos.

Hay tres tipos de eliminación, su clasificación depende de la duración del almacenamiento de sustancias radiactivas:

Eliminación a largo plazo de desechos radiactivos: diez años. Los elementos nocivos se entierran en trincheras, pequeñas estructuras de ingeniería construidas sobre o bajo tierra.
Por cientos de años. En este caso, la disposición final de los residuos radiactivos se realiza en las estructuras geológicas del continente, esto incluye labores subterráneas y cavidades naturales. En Rusia y otros países, se practica activamente la creación de cementerios en el fondo del océano.
Transmutación. Una forma teóricamente posible de deshacerse de las sustancias radiactivas, que consiste en irradiar radionucleidos de vida larga y convertirlos en otros de vida corta.

El tipo de entierro se selecciona en base a tres parámetros:

Actividad específica de una sustancia.
Nivel de sellado del embalaje
Vida útil estimada

Las instalaciones de almacenamiento de desechos radiactivos en Rusia deben cumplir con los siguientes requisitos:

La instalación de almacenamiento de desechos radiactivos debe estar ubicada lejos de la ciudad. La distancia entre ellos debe ser de al menos 20 kilómetros. Las consecuencias de violar esta regla son el envenenamiento y la posible muerte de la población.
No debe haber áreas edificadas cerca del territorio del depósito, de lo contrario existe el riesgo de dañar los contenedores.
El relleno sanitario debe tener un sitio donde se entierren los residuos.
El nivel de las fuentes terrestres debe eliminarse en la medida de lo posible. Si los desechos llegan al agua, las consecuencias serán tristes: la muerte de animales y humanos.
Los cementerios radiactivos para desechos sólidos y otros deben contar con una zona de protección sanitaria. Su longitud no podrá ser inferior a 1 kilómetro desde zonas de pastoreo de ganado y asentamientos.
El vertedero debe tener una planta que se ocupe de la desintoxicación de desechos radiactivos.

Reciclaje de residuos

El procesamiento de desechos radiactivos es un procedimiento que tiene como objetivo la transformación directa del estado de agregación o las propiedades de una sustancia radiactiva para crear conveniencia para el transporte y almacenamiento de desechos.

Cada tipo de basura tiene sus propios métodos para llevar a cabo dicho procedimiento:

Para líquido: precipitación, intercambio con la ayuda de iones y destilación.
Para sólidos: quemado, prensado y calcinado. El resto de los residuos sólidos se envía a rellenos sanitarios.
Para gas - absorción química y filtración. Además, las sustancias se almacenarán en cilindros de alta presión.

Cualquiera que sea la unidad en la que se procese el producto, el resultado serán bloques compactos inmovilizados de tipos sólidos. Para la inmovilización y posterior aislamiento de sólidos, se utilizan los siguientes métodos:

Cementación. Se aplica para la basura que tiene la actividad baja y media de la sustancia. Por regla general, estos son tipos sólidos de residuos.
Quema a altas temperaturas.
vitrificación.
Envasado en contenedores especiales. Por lo general, estos contenedores están hechos de acero o plomo.

Desactivación

En relación con la contaminación activa del medio ambiente, en Rusia y otros países del mundo están tratando de encontrar una forma real de descontaminar los desechos radiactivos. Sí, la disposición final y disposición final de los residuos radiactivos sólidos dan sus resultados, pero lamentablemente, estos procedimientos no garantizan la seguridad del medio ambiente, y por lo tanto no son perfectos. En la actualidad, en Rusia se practican varios métodos de descontaminación de desechos radiactivos.

Con carbonato de sodio

Este método se utiliza exclusivamente para los residuos sólidos que han ingresado al suelo: el carbonato de sodio lixivia los radionucleidos, que son extraídos de la solución alcalina por partículas iónicas que incluyen material magnético en su composición. A continuación, los complejos de quelatos se eliminan con un imán. Este método de procesamiento de sólidos es bastante efectivo, pero tiene desventajas.

Problema de método:

El lixiviante (fórmula Na2Co3) tiene una capacidad química bastante limitada. Simplemente no puede extraer toda la gama de compuestos radiactivos del estado sólido y convertirlos en materiales líquidos.
El alto costo del método se debe principalmente al material de quimisorción, que tiene una estructura única.

Disolución en ácido nítrico

Aplicamos el método a pulpas y sedimentos radiactivos, estas sustancias se disuelven en ácido nítrico con una mezcla de hidrazina. A continuación, la solución se envasa y vitrifica.

El principal problema es el alto costo del procedimiento, ya que la evaporación de la solución y posterior eliminación de los desechos radiactivos es bastante costosa.

elución del suelo

Se utiliza para descontaminar suelos y suelos. Este método es el más ecológico. La conclusión es que el suelo o suelo contaminado se trata por elución con agua, soluciones acuosas con adiciones de sales de amonio, soluciones de amoníaco.

El principal problema es la eficiencia relativamente baja en la extracción de radionucleidos que se encuentran asociados al suelo a nivel químico.

Descontaminación de residuos líquidos

Los desechos radiactivos líquidos son un tipo especial de desechos que son difíciles de almacenar y eliminar. Es por eso que la descontaminación es el mejor medio para deshacerse de dicha sustancia.

Hay tres formas de limpiar el material nocivo de los radionúclidos:

método físico. Implica el proceso de evaporación o congelación de sustancias. Además, se lleva a cabo el sellado y colocación de elementos nocivos en los cementerios de desechos.
Físico-químico. Con la ayuda de una solución con extractantes selectivos, se lleva a cabo la extracción, es decir. eliminación de radionucleidos.
Químico. Purificación de radionúclidos utilizando diversos reactivos naturales. El principal problema del método radica en la gran cantidad de lodos remanentes que se envían a los cementerios.

Problema común con cada método:

Métodos físicos: costos extremadamente altos para las soluciones de evaporación y congelación.
Físico - químico y químico - Grandes volúmenes de lodos radiactivos enviados a cementerios. El procedimiento de entierro es bastante costoso, requiere mucho dinero y tiempo.

Los desechos radiactivos son un problema no solo en Rusia, sino también en otros países. La principal tarea de la humanidad en este momento es la eliminación de desechos radiactivos y su eliminación. Qué métodos para hacer esto, cada estado decide de forma independiente.

Suiza no participa en su propio procesamiento y eliminación de desechos radiactivos, pero está desarrollando activamente programas para la gestión de dichos desechos. Si no se toman medidas, las consecuencias pueden ser las más tristes, hasta la muerte de la humanidad y los animales.

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En el siglo XX, la búsqueda incesante de la fuente ideal de energía parecía haber terminado. Esta fuente eran los núcleos de los átomos y las reacciones que tenían lugar en ellos: el desarrollo activo de armas nucleares y la construcción de plantas de energía nuclear comenzaron en todo el mundo.

Pero el planeta enfrentó rápidamente el problema de procesar y destruir los desechos nucleares. La energía de los reactores nucleares conlleva muchos peligros, así como los residuos de esta industria. Hasta ahora, no existe una tecnología de procesamiento cuidadosamente desarrollada, mientras que la esfera en sí se está desarrollando activamente. Por lo tanto, la seguridad depende principalmente de una eliminación adecuada.

Definición

Los desechos nucleares contienen isótopos radiactivos de ciertos elementos químicos. En Rusia, de acuerdo con la definición dada en la Ley Federal No. 170 "Sobre el Uso de la Energía Atómica" (de fecha 21 de noviembre de 1995), no se prevé el uso posterior de dichos desechos.

El principal peligro de los materiales radica en la radiación de dosis gigantescas de radiación, que tiene un efecto perjudicial en un organismo vivo. Las consecuencias de la exposición radiactiva son los trastornos genéticos, la enfermedad por radiación y la muerte.

Mapa de clasificación

La principal fuente de materiales nucleares en Rusia es la esfera de la energía nuclear y los desarrollos militares. Todos los desechos nucleares tienen tres grados de radiación, familiares para muchos en el curso de la física:

Alfa - radiante.
Beta - emisor.
Gamma - emisión.

Los primeros se consideran los más inofensivos, ya que dan un nivel de radiación inofensivo, a diferencia de los otros dos. Es cierto que esto no impide que se incluyan en la clase de los residuos más peligrosos.

En general, el mapa de clasificación de los residuos nucleares en Rusia los divide en tres tipos:

Residuos nucleares sólidos. Esto incluye una gran cantidad de materiales de mantenimiento en el sector energético, ropa de personal, basura que se acumula en el curso del trabajo. Dichos desechos se queman en hornos, después de lo cual las cenizas se mezclan con una mezcla especial de cemento. Se vierte en barriles, se sella y se envía a almacenamiento. El entierro se detalla a continuación.
Líquido. El proceso de operación de los reactores nucleares es imposible sin el uso de soluciones tecnológicas. Además, esto incluye el agua que se usa para tratar trajes especiales y lavar a los trabajadores. Los líquidos se evaporan cuidadosamente y luego se entierra. Los desechos líquidos a menudo se reciclan y se utilizan como combustible para reactores nucleares.
Los elementos del diseño de reactores, transporte y medios de control técnico en la empresa constituyen un grupo separado. Su eliminación es la más cara. Hasta la fecha, hay dos salidas: instalación del sarcófago o desmantelamiento con su descontaminación parcial y posterior envío al depósito para su entierro.

El mapa de residuos nucleares en Rusia también define bajo y alto nivel:

Residuos de baja actividad: surgen en el curso de las actividades de instituciones médicas, institutos y centros de investigación. Aquí, las sustancias radiactivas se utilizan para realizar pruebas químicas. El nivel de radiación que emiten estos materiales es muy bajo. La eliminación adecuada puede convertir los residuos peligrosos en residuos normales en unas pocas semanas, después de lo cual se pueden eliminar como residuos normales.
Los desechos de alto nivel son combustible gastado de reactores y materiales utilizados en la industria militar para desarrollar armas nucleares. El combustible en las estaciones es una varilla especial con una sustancia radiactiva. El reactor opera durante aproximadamente 12-18 meses, luego de lo cual se debe cambiar el combustible. La cantidad de residuos es simplemente enorme. Y esta cifra está creciendo en todos los países que desarrollan el campo de la energía nuclear. La eliminación de residuos de actividad alta debe tener en cuenta todos los matices para evitar una catástrofe para el medio ambiente y los seres humanos.

Reciclaje y eliminación

Actualmente, existen varios métodos para la eliminación de residuos nucleares. Todos ellos tienen sus ventajas y desventajas, pero digan lo que digan, no eliminan por completo el peligro de la exposición radiactiva.

entierro

La eliminación de desechos es el método de eliminación más prometedor, que se usa especialmente activamente en Rusia. En primer lugar, se produce el proceso de vitrificación o “vitrificación” de los residuos. La sustancia gastada se calcina, después de lo cual se agrega cuarzo a la mezcla, y este "vidrio líquido" se vierte en moldes cilíndricos especiales de acero. El material de vidrio resultante es resistente al agua, lo que reduce la posibilidad de que elementos radiactivos entren en el medio ambiente.

Los cilindros terminados se elaboran y se lavan a fondo, eliminando la más mínima contaminación. Luego van al almacenamiento por un tiempo muy largo. El depósito está dispuesto en áreas geológicamente estables para que el depósito no sufra daños.

La disposición geológica se lleva a cabo a una profundidad de más de 300 metros de tal manera que durante mucho tiempo los desechos no necesitan mantenimiento adicional.

Incendio

Parte de los materiales nucleares, como se mencionó anteriormente, son los resultados directos de la producción y una especie de desperdicio secundario en el sector energético. Son materiales expuestos a radiaciones durante la producción: papel usado, madera, ropa, residuos domésticos.

Todo esto se quema en hornos especialmente diseñados, que minimizan el nivel de sustancias tóxicas en la atmósfera. La ceniza, entre otros desechos, se cementa.

Cementación

La eliminación (una de las formas) de desechos nucleares en Rusia mediante cementación es una de las prácticas más comunes. La conclusión es colocar los materiales irradiados y los elementos radiactivos en contenedores especiales, que luego se llenan con una solución especial. La composición de tal solución incluye un cóctel completo de elementos químicos.

Como resultado, prácticamente no está expuesto al ambiente externo, lo que permite lograr un período casi ilimitado. Pero vale la pena hacer una reserva de que tal entierro solo es posible para la eliminación de desechos de un nivel de peligro promedio.

Sello

Una práctica larga y bastante fiable encaminada a enterrar y reducir la cantidad de residuos. No es aplicable al procesamiento de materiales combustibles básicos, pero permite el procesamiento de otros desechos de baja peligrosidad. Esta tecnología utiliza prensas hidráulicas y neumáticas de baja fuerza de presión.

Reaplicación

El uso de material radiactivo en el campo de la energía no está completamente implementado debido a la naturaleza específica de la actividad de estas sustancias. Una vez agotados, los desechos siguen siendo una fuente potencial de energía para los reactores.

En el mundo moderno, y más aún en Rusia, la situación con los recursos energéticos es bastante grave, por lo que el reciclaje de materiales nucleares como combustible para reactores ya no parece increíble.

Hoy en día, existen métodos que permiten el uso de materias primas usadas para aplicaciones en el sector energético. Los radioisótopos contenidos en los desechos se utilizan para el procesamiento de alimentos y como "batería" para el funcionamiento de reactores termoeléctricos.

Pero mientras la tecnología aún está en desarrollo, no se ha encontrado el método ideal de procesamiento. Sin embargo, el procesamiento y destrucción de los residuos nucleares permite resolver parcialmente el problema de dicha basura, utilizándola como combustible para los reactores.

Desafortunadamente, en Rusia, prácticamente no se está desarrollando un método similar para deshacerse de los desechos nucleares.

Volúmenes

En Rusia, en todo el mundo, los volúmenes de desechos nucleares enviados para su eliminación ascienden a decenas de miles de metros cúbicos al año. Cada año, las instalaciones de almacenamiento europeas reciben unos 45.000 metros cúbicos de residuos, mientras que en Estados Unidos, solo un vertedero en Nevada absorbe ese volumen.

Los desechos nucleares y el trabajo relacionado con ellos en el extranjero y en Rusia son actividades de empresas especializadas equipadas con maquinaria y equipo de alta calidad. En las empresas, los residuos se someten a varios métodos de tratamiento descritos anteriormente. Como resultado, es posible reducir el volumen, reducir el nivel de peligrosidad e incluso utilizar algunos residuos del sector energético como combustible para reactores nucleares.

El átomo pacífico ha demostrado durante mucho tiempo que no todo es tan simple. El sector energético se está desarrollando y seguirá desarrollándose. Lo mismo puede decirse de la esfera militar. Pero si a veces hacemos la vista gorda ante la liberación de otros desechos, la eliminación inadecuada de los desechos nucleares puede causar una catástrofe total para toda la humanidad. Por lo tanto, este problema debe resolverse lo antes posible antes de que sea demasiado tarde.