Kuinka valita 

Kaikki radioaktiivisesta jätteestä. Aihe2. Radioaktiivinen jäte Kuinka radioaktiivinen jäte hävitetään

Radioaktiivinen jäte (RW) on teknisen toiminnan sivutuote, joka sisältää biologisesti vaarallisia radionuklideja. RAW muodostuu:

  • kaikissa ydinenergian vaiheissa (polttoainetuotannosta ydinvoimaloiden toimintaan, mukaan lukien ydinvoimalat);
  • ydinaseiden tuotannossa, käytössä ja tuhoamisessa radioaktiivisten isotooppien tuotannossa ja käytössä.

RW luokitellaan eri kriteerien mukaan (kuva 1): aggregaatiotilan mukaan, säteilyn koostumuksen (tyypin) mukaan, eliniän (puoliintumisajan) mukaan T 1/2), aktiivisuuden mukaan (säteilyn intensiteetti).

RW:stä nestemäisen ja kiinteän aineen katsotaan olevan aggregaattitilaltaan yleisimpiä, mikä johtuu pääasiassa ydinvoimalaitosten, muiden ydinvoimalaitosten ja radiokemiallisten laitosten toiminnasta ydinpolttoaineen tuotantoon ja käsittelyyn. Kaasumaista radioaktiivista jätettä syntyy pääasiassa ydinvoimalaitosten, polttoaineen regenerointiin tarkoitettujen radiokemiallisten laitosten käytön aikana sekä tulipalojen ja muiden ydinlaitosten hätätilanteiden aikana.

Radioaktiivisen jätteen sisältämät radionuklidit läpikäyvät spontaanin (spontaaniin) hajoamisen, jonka aikana tapahtuu yksi (tai useita peräkkäin) seuraavista säteilytyypeistä: a -säteily (vuo a -hiukkaset - kaksoisionisoidut heliumatomit), b -säteily (elektronivirta), g -säteily (kova lyhytaaltoinen sähkömagneettinen säteily), neutronisäteily.

Radioaktiivisen hajoamisen prosesseille on ominaista radioaktiivisten ytimien lukumäärän eksponentiaalinen lyhenemislaki, kun taas radioaktiivisten ytimien eliniän puolikas elämäT 1/2 - aika, jonka aikana radionuklidien määrä vähenee keskimäärin puoleen. Taulukossa on esitetty joidenkin tärkeimmän ydinpolttoaineen - uraani-235:n - hajoamisen aikana muodostuneiden radioisotooppien puoliintumisajat, jotka edustavat suurinta vaaraa biologisille esineille.

Pöytä

Joidenkin radioisotooppien puoliintumisajat

Yhdysvallat, joka aikoinaan testasi aktiivisesti atomiaseita Tyynellämerellä, käytti yhtä saarista radioaktiivisen jätteen hävittämiseen. Saarelle varastoidut plutoniumia sisältävät säiliöt peitettiin voimakkailla teräsbetonikuorilla, joissa oli useiden kilometrien päähän näkyvissä varoituskirjoituksia: pysy poissa näistä paikoista 25 tuhatta vuotta! (Muista, että ihmissivilisaation ikä on 15 tuhatta vuotta.) Jotkut säiliöt tuhoutuivat jatkuvan radioaktiivisen hajoamisen vaikutuksesta, rannikkovesien ja pohjakivien säteilytaso ylittää sallitut rajat ja on vaarallista kaikille eläville olennoille.

Radioaktiivinen säteily aiheuttaa atomien ja ainemolekyylien, mukaan lukien elävien organismien aineen, ionisaatiota. Radioaktiivisen säteilyn biologisen vaikutuksen mekanismi on monimutkainen, eikä sitä täysin ymmärretä. Atomien ja molekyylien ionisaatio ja viritys elävissä kudoksissa, kun ne absorboivat säteilyä, on vasta alkuvaihe myöhempien biokemiallisten muutosten monimutkaisessa ketjussa. On todettu, että ionisaatio johtaa molekyylisidosten katkeamiseen, kemiallisten yhdisteiden rakenteen muutoksiin ja viime kädessä nukleiinihappojen ja proteiinien tuhoutumiseen. Säteily vaikuttaa soluihin, ensisijaisesti niiden ytimiin, solujen kyky normaaliin jakautumiseen ja aineenvaihduntaan soluissa häiriintyy.

Hematopoieettiset elimet (luuydin, perna, imusolmukkeet), limakalvojen epiteeli (erityisesti suolet) ja kilpirauhanen ovat herkimpiä säteilyaltistukselle. Radioaktiivisen säteilyn vaikutuksen seurauksena elimiin esiintyy vakavia sairauksia: säteilytautia, pahanlaatuisia kasvaimia (usein kuolemaan johtavia). Säteilytyksellä on voimakas vaikutus geneettiseen laitteistoon, mikä johtaa rumien poikkeamien tai synnynnäisten sairauksien jälkeläisten ilmestymiseen.

Riisi. 2

Radioaktiivisen säteilyn erityispiirre on, että niitä ei havaita ihmisen aisteilla eivätkä edes tappavilla annoksilla aiheuta hänelle kipua altistumishetkellä.

Säteilyn biologisten vaikutusten aste riippuu säteilyn tyypistä, sen voimakkuudesta ja kehon altistuksen kestosta.

Radioaktiivisuuden yksikkö SI-yksikköjärjestelmässä on becquerel(Bq): 1 Bq vastaa yhtä radioaktiivista hajoamista sekunnissa (ei-systeeminen yksikkö - curie (Ci): 1 Ci = 3,7 10 10 hajoamisaktiota 1 sekunnissa).

imeytynyt annos (tai säteilyannos) on minkä tahansa tyyppisen säteilyn energia, jonka 1 kg ainetta absorboi. Annoksen yksikkö SI-järjestelmässä on harmaa(Gy): annoksella 1 Gy/1 kg ainetta absorboimalla säteilyä vapautuu 1 J energiaa (ei-systeeminen yksikkö - iloinen 1 Gy = 100 rad, 1 rad = 1/100 Gy).

Elävien organismien ja niiden elinten radioaktiivinen herkkyys on erilainen: tappava annos bakteereille on 10 4 Gy, hyönteisille - 10 3 Gy, ihmisille - 10 Gy. Suurin säteilyannos, joka ei aiheuta haittaa ihmiskeholle toistuvalla altistuksella, on 0,003 Gy viikossa, kerta-altistuksessa - 0,025 Gy.

Säteilyn ekvivalenttiannos on säteilyturvallisuuden tärkein annosmittayksikkö, joka on otettu käyttöön arvioimaan kroonisen altistuksen aiheuttamia mahdollisia haittoja ihmisten terveydelle. Vastaavan annoksen SI-yksikkö on sievert(Sv): 1 Sv on minkä tahansa tyyppinen säteilyannos, joka tuottaa saman vaikutuksen kuin vertailuröntgensäteily yksikössä 1 Gy tai 1 J/kg, 1 Sv = 1 Gy = 1 J/kg (ei- systeeminen yksikkö - rem(röntgenin biologinen ekvivalentti), 1 Sv = 100 rem, 1 rem = 1/100 Sv).

Ionisoivan säteilyn lähteen (IRS) energia mitataan yleensä elektronivolteina (eV): 1 eV = 1,6 10 -19 J, henkilö saa saada IRS:ltä enintään 250 eV vuodessa (kerta-annos - 50 eV).

mittayksikkö röntgenkuvaus(P):tä käytetään kuvaamaan radioaktiiviselle kontaminaatiolle altistetun ympäristön tilaa: 1 P vastaa 2,082 miljoonan molempien merkkien ioniparin muodostumista 1 cm 3:ssä ilmaa normaaleissa olosuhteissa, tai 1 P \u003d 2,58 10 - 4 C / kg (C - riipus) .

Luonnon radioaktiivinen tausta - luonnollisten säteilylähteiden (Maan pinta, ilmakehä, vesi jne.) sallittu ekvivalenttiannosnopeus Venäjällä on 10-20 μR / h (10-20 μrem / h tai 0,1-0,2 µSv/h) .

Radioaktiivisella saastumisella on globaali luonne paitsi vaikutuksensa alueellisen laajuuden, myös vaikutuksensa keston osalta, ja se uhkaa ihmisten elämää vuosikymmeniä (Kystymin ja Tšernobylin onnettomuuksien seuraukset) ja jopa vuosisatoja. Siten atomi- ja vetypommien tärkeimmän "täytteen" - plutonium-239:n (Pu-239) - puoliintumisaika on 24 tuhatta vuotta. Jopa mikrogrammat tätä isotooppia, joutuessaan ihmiskehoon, aiheuttavat syöpää eri elimissä; kolme plutonium-239 "appelsiinia" voisi mahdollisesti tuhota koko ihmiskunnan ilman ydinräjähdyksiä.

Radioaktiivisen jätteen absoluuttisen vaaran vuoksi kaikille eläville organismeille ja koko biosfäärille ne on dekontaminoitava ja (tai) haudattava perusteellisesti, mikä on edelleen ratkaisematon ongelma. Ympäristön radioaktiivisen saastumisen torjunta on nostettu esiin muiden ympäristöongelmien joukossa sen valtavan mittakaavan ja erityisen vaarallisten seurausten vuoksi. Kuuluisan ekologin A. V. Yablokovin mukaan "Ympäristöongelma numero 1 Venäjällä - sen radioaktiivinen saastuminen."

Epäsuotuisa säteilytilanne tietyillä maailman alueilla ja Venäjällä on ensisijaisesti seurausta kylmän sodan aikaisesta pitkäkestoisesta kilpavarustelusta ja joukkotuhoaseiden luomisesta.

Aselaatuisen plutoniumin (Pu-239) tuotantoon 1940-luvulla. ensimmäiset ydinvoimalat rakennettiin - reaktorit (ydinaseisiin tarvitaan kymmeniä tonneja Pu-239; yksi tonni tätä "räjähdysainetta" tuotetaan hitaiden neutronien ydinreaktorissa, jonka kapasiteetti on 1000 MW - yksi yksikkö tavanomaisella Tšernobylin ydinvoimalaitoksella on tällainen teho). Ydinvaltojen (Yhdysvallat, Neuvostoliitto ja sittemmin Venäjä, Ranska ja muut maat) tekemät ydinasekokeet ilmakehässä ja veden alla, maanalaiset ydinräjähdykset "rauhanomaisissa" tarkoituksissa, jotka on nyt keskeytetty, ovat johtaneet vakavaan saastumiseen. biosfäärin kaikista komponenteista.

Ohjelmassa "Peaceful atom" (termin ehdotti Yhdysvaltain presidentti D. Eisenhower) 1950-luvulla. Ydinvoimalaitosten rakentaminen aloitettiin ensin Yhdysvalloissa ja Neuvostoliitossa ja sitten muissa maissa. Tällä hetkellä ydinvoimaloiden osuus maailman sähköenergian tuotannosta on 17 % (Venäjän sähköteollisuuden rakenteessa ydinvoimaloiden osuus on 12 %). Venäjällä on yhdeksän ydinvoimalaa, joista kahdeksan sijaitsee maan Euroopan osassa (kaikki asemat rakennettiin Neuvostoliiton aikana), mukaan lukien suurin - Kursk - kapasiteetti on 4000 MW.

Ydinasearsenaalin (pommit, miinat, taistelukärjet), räjähteitä tuottavien ydinvoimaloiden ja ydinvoimaloiden lisäksi ympäristön radioaktiivisen saastumisen lähteitä Venäjällä (ja lähialueilla) ovat:

  • ydinjäänmurtajalaivasto, maailman tehokkain;
  • sukellusveneet ja pinta-alukset, joissa on voimakkaita ydinvoimaloita (ja jotka kuljettavat ydinaseita);
  • laivojen korjaus ja tällaisten alusten telakat;
  • yritykset, jotka osallistuvat sotateollisuuskompleksin (mukaan lukien käytöstä poistetut sukellusveneet) ja ydinvoimaloiden radioaktiivisen jätteen käsittelyyn ja loppusijoitukseen;
  • upotetut ydinalukset;
  • avaruusalukset, joissa on ydinvoimaloita;
  • RW:n hävityspaikat.

Tähän luetteloon on lisättävä, että Venäjän säteilytilanteen määräävät edelleen vuonna 1957 Mayak Production Associationissa (PO) (Chelyabinsk-65) Kyshtymissä (Etelä-Uralissa) ja vuonna 1986 Tšernobylissä sattuneiden onnettomuuksien seuraukset. Ydinvoimalaitos (ChNPP) 1 .

Tähän asti maatalousmaa Mordvin tasavallassa ja Venäjän federaation 13 alueella 3,5 miljoonan hehtaarin alueella on edelleen radioaktiivisen saastumisen kohteena Tšernobylin ydinvoimalan onnettomuuden seurauksena. (Kyshtymin onnettomuuden seurauksia käsitellään alla.)

Venäjän säteilyn epävakautetun alueen kokonaispinta-ala on yli miljoona km 2 ja sillä asuu yli 10 miljoonaa ihmistä. Tällä hetkellä hautaamattoman radioaktiivisen jätteen kokonaisaktiivisuus Venäjällä on yli 4 miljardia Ci, mikä vastaa kahdeksankymmentä Tšernobylin katastrofin seurauksia.

Epäedullisin säteilyympäristötilanne on kehittynyt Venäjän eurooppalaisen alueen pohjoisosassa, Uralin alueella, Länsi- ja Itä-Siperian alueiden eteläosassa, Tyynenmeren laivaston sijaintipaikoissa.

Murmanskin alue ylittää kaikki muut alueet ja maat ydinlaitosten lukumäärällä henkeä kohti. Erilaisia ​​ydinteknologioita käyttävät esineet ovat täällä laajalle levinneitä. Siviililaitoksista tämä on ensisijaisesti Kuolan ydinvoimalaitos (KAES), jossa on neljä voimalaitosyksikköä (kaksi niistä lähestyy resurssinsa loppua). Noin 60 yritystä ja laitosta käyttää erilaisia ​​radioisotooppiteknologian ohjauslaitteita. Murmansk Atomflotilla on seitsemän jäänmurtajaa ja yksi kevyempi kantolaite, jossa on 13 reaktoria.

Suurin osa ydinlaitoksista liittyy asevoimiin. Pohjoinen laivasto on aseistettu 123 ydinvoimalla toimivalla aluksella, joissa on 235 ydinreaktoria; rannikkoakut sisältävät yhteensä 3-3,5 tuhatta ydinkärkeä.

Kuolan niemimaalla ydinraaka-aineiden louhintaa ja prosessointia suorittaa kaksi erikoistunutta kaivos- ja jalostuslaitosta. Radioaktiivinen jäte, joka syntyy ydinpolttoaineen tuotannossa, KNPP:n ja ydinvoimaloilla varustettujen alusten käytön aikana, kerääntyy suoraan KNPP:n alueelle ja erityisyrityksiin, mukaan lukien sotilastukikohdat. Siviiliyritysten matala-aktiivinen radioaktiivinen jäte on haudattu lähelle Murmanskia; KNPP:stä peräisin olevat jätteet asemalla säilytyksen jälkeen lähetetään käsiteltäväksi Uralille; osa laivaston ydinjätteestä varastoidaan tilapäisesti kelluville tukikohtille.

Päätettiin luoda alueen tarpeisiin erityisiä RW-varastoja, joihin haudataan jo kertynyt jäte ja vastasyntyneet jätteet, mukaan lukien KNPP:n ja laivojen ydinvoimaloiden ensimmäisen vaiheen käytöstäpoiston yhteydessä syntyvä jäte. .

Murmanskin ja Arkangelin alueilla muodostuu vuosittain jopa 1 tuhat m 3 kiinteää ja 5 tuhat m 3 nestemäistä RW:tä. Ilmoitettu jätetaso on säilynyt viimeiset 30 vuotta.

1950-luvun lopulta lähtien Vuoteen 1992 saakka Neuvostoliitto loppusijoitti kiinteää ja nestemäistä radioaktiivista jätettä, jonka kokonaisaktiivisuus oli 2,5 miljoonaa Ci, mukaan lukien 15 ydinsukellusveneiden (NPS) reaktoria, kolme Lenin-jäänmurtajan reaktoria (joista 13 oli hätätilanteita). ydinsukellusvenereaktoreita, joista kuusi on kuormaamatonta ydinpolttoainetta). Ydinreaktoreiden ja nestemäisten radioaktiivisten jätteiden tulvia tapahtui myös Kaukoidässä: Japaninmerellä ja Okhotskinmerellä sekä Kamtšatkan rannikolla.

Ydinsukellusveneonnettomuudet luovat vaarallisen säteilytilanteen. Näistä tunnetuin Komsomoletsin ydinsukellusveneen tragedia (7. huhtikuuta 1989), joka sai maailmanlaajuista resonanssia, johti 42 miehistön jäsenen kuolemaan ja vene makasi maassa 1680 metrin syvyydessä lähellä Bear Islandia vuonna Barentsinmerellä, 300 merimailia Norjan rannikolta. Veneen reaktorisydämessä on noin 42 tuhatta Ki strontium-90:tä ja 55 tuhatta Ki cesium-137:ää. Lisäksi veneessä on ydinaseet plutonium-239:llä.

Pohjois-Atlantin alue, jossa katastrofi tapahtui, on yksi maailman valtameren biologisesti tuottavimmista, taloudellisesti erityisen tärkeä ja Venäjän, Norjan ja useiden muiden maiden etujen piirissä. Analyysitulokset osoittivat, että toistaiseksi radionuklidien vapautuminen veneestä ulkoympäristöön on merkityksetöntä, mutta tulva-alueelle muodostuu saastumisvyöhyke. Tämä prosessi voi olla impulsiivinen, erityisen vaarallinen on veneen taistelukärkien sisältämä plutonium-239:n saastuminen. Radionuklidien siirtyminen merivesi–planktoni–kala-trofista ketjua pitkin uhkaa vakavilla ympäristöllisillä, poliittisilla ja taloudellisilla seurauksilla.

Etelä-Uralilla Kyshtymissä sijaitsee Mayak Production Association (Chelyabinsk-65), jossa 1940-luvun lopulta lähtien. käytetyn ydinpolttoaineen regenerointi. Vuoteen 1951 asti käsittelyn aikana syntyneet nestemäiset RW yksinkertaisesti sulautuivat Techa-jokeen. Jokiverkoston: Techa-Iset-Ob kautta radioaktiivisia aineita kuljetettiin Karamerelle ja merivirroilla muihin arktisen altaan meriin. Vaikka tällainen purkaminen lopetettiin myöhemmin, yli 40 vuoden jälkeen radioaktiivisen strontium-90:n pitoisuus Techa-joen joissakin osissa ylitti taustan 100–1000-kertaisesti. Vuodesta 1952 lähtien ydinjätettä on upotettu Karachay-järveen (nimeltään tekninen säiliö nro 3), jonka pinta-ala on 10 km2. Jätteen synnyttämän lämmön vuoksi järvi lopulta kuivui. Järven täyttö maaperällä ja betonilla aloitettiin; lopulliseen täyttöön tarvitaan laskelmien mukaan vielä ~800 tuhatta m kivistä maaperää hintaan 28 miljardia ruplaa (vuoden 1997 hinnoilla). Järven alle muodostui kuitenkin radionuklideilla täytetty linssi, jonka kokonaisaktiivisuus on 120 miljoonaa Ci (lähes 2,5 kertaa suurempi kuin Tšernobylin 4. voimalaitoksen räjähdyksen aikainen säteilyaktiivisuus).

Äskettäin tuli tiedoksi, että vuonna 1957 Mayak Production Associationissa tapahtui vakava säteilyonnettomuus: radioaktiivista jätettä sisältävän säiliön räjähdyksen seurauksena muodostui pilvi, jonka radioaktiivisuus oli 2 miljoonaa Ci, joka ulottui 105 km:n pituiseksi ja 8 km:n pituiseksi. km leveys. Vakava säteilysaaste (noin 1/3 Tšernobylista) joutui 15 tuhannen km 2:n alueelle, jolla asui yli 200 tuhatta ihmistä. Säteilysaastuneelle alueelle luotiin reservi, jossa elävän maailman havaintoja tehtiin vuosikymmeniä lisääntyneen säteilyn olosuhteissa. Valitettavasti näiden havaintojen tietoja pidettiin salaisina, mikä teki mahdottomaksi antaa tarvittavia lääketieteellisiä ja biologisia suosituksia Tšernobylin onnettomuuden selvittämisessä. Onnettomuuksia "Majakissa" sattui monta kertaa, viimeisen kerran - vuonna 1994. Samanaikaisesti Petropavlovsk-Kamchatskin lähellä sijaitsevan radioaktiivisen jätteen varaston osittaisen tuhoutumisen seurauksena säteilyn tilapäinen lisääntyminen taustaan ​​verrattuna 1000 kertaa tapahtui.

Tähän mennessä Mayak Production Associationissa syntyy vuosittain jopa 100 miljoonaa Ci nestemäistä radioaktiivista jätettä, joista osa yksinkertaisesti kaadetaan pintavesistöihin. Kiinteää radioaktiivista jätettä varastoidaan kaivantotyyppisille hautausmaille, jotka eivät täytä turvallisuusvaatimuksia, minkä seurauksena yli 3 miljoonaa hehtaaria maata on radioaktiivisesti saastunutta. Mayak Production Associationin vaikutusalueella ilman, veden ja maaperän radioaktiivisen saastumisen tasot ovat 50–100 kertaa korkeammat kuin maan keskiarvot; onkologisten sairauksien ja lasten leukemian määrän havaittiin lisääntyneen. Yritys on aloittanut kompleksien rakentamisen korkea-aktiivisen radioaktiivisen jätteen lasittamiseen ja bituminointiin sekä metallibetonikontin koekäytön käytetyn ydinpolttoaineen pitkäaikaiseen varastointiin RBMK-1000-sarjan reaktoreista (reaktorit). tämän tyyppisiä asennettuja Tšernobylin ydinvoimalaan).

Olemassa olevan radioaktiivisen jätteen kokonaisradioaktiivisuus Tšeljabinskin vyöhykkeellä saavuttaa joidenkin arvioiden mukaan valtavan luvun - 37 miljardia GBq. Tämä määrä riittää muuttamaan koko entisen Neuvostoliiton alueen Tšernobylin uudelleensijoitusvyöhykkeen analogiksi.

Toinen "radioaktiivisen jännitteen" pesäke maassa on kaivos- ja kemiantehdas (MCC), joka tuottaa aselaatuista plutoniumia ja käsittelee radioaktiivista jätettä, joka sijaitsee 50 km:n päässä Krasnojarskista. Pinnalla se on 100 000 asukkaan kaupunki ilman varmaa virallista nimeä (Sotsgorod, Krasnojarsk-26, Zheleznogorsk); itse laitos sijaitsee syvällä maan alla. Muuten, samanlaisia ​​esineitä (yksi kerrallaan) on Yhdysvalloissa, Isossa-Britanniassa, Ranskassa; tällainen laitos on rakenteilla Kiinassa. Tietenkin Krasnojarskin kaivos- ja kemiankombinaatiosta tiedetään vain vähän, paitsi että ulkomailta tuotujen ruokien käsittely tuo 500 000 dollarin tuloja 1 jätetonnia kohden. Asiantuntijoiden mukaan kaivos- ja kemiankompleksin säteilytilannetta ei mitata mikroR/h, vaan mR/s! Laitos on jo vuosikymmeniä pumpannut nestemäistä radioaktiivista jätettä syvälle horisontissa (vuoden 1998 tietojen mukaan niihin ruiskutettiin ~50 milj. m 3 aktiivisuudella 800 milj. Ci), mikä uhkaa kielteisiä seurauksia sekä Krasnojarskin että lähistöllä. Jenisei - MCC-purkauksen vaikutus veteen Jenisei voidaan jäljittää yli 800 km:n etäisyydeltä.

Erittäin radioaktiivisen jätteen hautaamista maanalaisiin horisontteihin käytetään kuitenkin myös muissa maissa: esimerkiksi Yhdysvalloissa radioaktiivista jätettä haudataan syvälle suolakaivokseksi ja Ruotsissa - kiviin.

Ydinvoimalaitosten radioaktiivista ympäristön saastumista ei tapahdu pelkästään hätätilanteiden seurauksena, vaan melko säännöllisesti. Esimerkiksi toukokuussa 1997 Kurskin ydinvoimalaitoksen teknisten korjausten aikana tapahtui vaarallinen cesium-137-vuoto ilmakehään.

Ydinteollisuuden yritykset harjoittavat radioaktiivisten aineiden tuotantoa, käyttöä, varastointia, kuljettamista ja loppusijoitusta. Toisin sanoen radioaktiivisen jätteen muodostuminen liittyy ydinvoiman polttoainekierron kaikkiin vaiheisiin (kuva 2), mikä asettaa erityisiä vaatimuksia säteilyturvallisuuden varmistamiselle.

Uraanimalmia louhitaan kaivoksissa maanalaisella tai avolouhoksella. Luonnonuraani on isotooppien seos: uraani-238 (99,3 %) ja uraani-235 (0,7 %). Koska pääpolttoaine on uraani-235, malmi päätyy ensikäsittelyn jälkeen rikastuslaitokseen, jossa malmin uraani-235 pitoisuus nostetaan 3-5 prosenttiin. Polttoaineen kemiallinen prosessointi koostuu rikastetun uraaniheksafluoridin 235 UF 6 saamiseksi myöhempää polttoainesauvojen (polttoaine-elementtien) tuotantoa varten.

Uraaniesiintymien kehittyminen, kuten mikä tahansa muu kaivosteollisuuden ala, heikentää ympäristöä: suuret alueet vedetään pois taloudellisesta käytöstä, maisema ja vesiympäristö muuttuvat, ilma, maaperä, pinta- ja pohjavedet saastuvat radionuklideilla. Radioaktiivisen jätteen määrä luonnonuraanin esikäsittelyvaiheessa on erittäin suuri ja on 99,8 %. Venäjällä uraanin louhintaa ja esikäsittelyä harjoittaa vain yksi yritys - Priargunsky Mining and Chemical Association. Kaikissa viime aikoihin asti toimineissa uraanimalmin louhinta- ja käsittelyyrityksissä on 108 m 3 radioaktiivista jätettä, jonka aktiivisuus on 1,8 10 5 Ci.

Polttoainesauvat, jotka ovat ydinpolttoainetta (3 % uraani-235) sisältäviä metallisauvoja, sijoitetaan ydinvoimalaitoksen reaktorin sydämeen. Erilaiset uraani-235-fissioketjureaktiot ovat mahdollisia (erot syntyneissä fragmenteissa ja emittoituneiden neutronien määrässä), esimerkiksi:

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

Uraanin halkeamisen aikana vapautuva lämpö lämmittää ytimen läpi virtaavaa ja sauvoja pesevää vettä. Noin kolmen vuoden kuluttua uraani-235:n pitoisuus polttoainesauvoissa putoaa 1 prosenttiin, niistä tulee tehottomia lämmönlähteitä ja ne on vaihdettava. Joka vuosi kolmannes polttoainesauvoista poistetaan sydämestä ja korvataan uusilla: tyypilliselle 1000 MW:n ydinvoimalaitokselle tämä tarkoittaa 36 tonnin polttoainesauvojen vuotuista poistoa.

Ydinreaktioiden aikana polttoaine-elementit rikastuvat radionuklideilla - uraani-235:n fissiotuotteilla ja myös (sarjan b-hajoamisilla) plutonium-239:llä:

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

Käytetyt polttoainesauvat kuljetetaan ytimestä vedenalaisen kanavan kautta vedellä täytettyihin varastotiloihin, joissa niitä varastoidaan teräskanistereissa useita kuukausia, kunnes suurin osa erittäin myrkyllisistä radionuklideista (erityisesti vaarallisin jodi-131) hajoaa. Sen jälkeen polttoainesauvat lähetetään polttoaineen regenerointilaitoksiin esimerkiksi plutoniumytimien saamiseksi nopeiden neutronien ydinreaktoreihin tai aselaatuiseen plutoniumiin.

Ydinreaktoreista peräisin oleva nestemäinen jäte (erityisesti primääripiirin vesi, joka on uusittava) sijoitetaan käsittelyn (haihduttamisen) jälkeen ydinvoimalaitoksen alueella sijaitseviin betonivarastoihin.

Ydinvoimalaitosten käytön aikana vapautuu tietty määrä radionuklideja ilmaan. Radioaktiivinen jodi-135 (yksi tärkeimmistä hajoamistuotteista toimivassa reaktorissa) ei kerry käytettyyn ydinpolttoaineeseen, koska sen puoliintumisaika on vain 6,7 tuntia, mutta myöhempien radioaktiivisten hajoamisten seurauksena se muuttuu radioaktiiviseksi ksenon-135-kaasuksi. , joka absorboi aktiivisesti neutroneja ja estää siten ketjureaktion. Reaktorin "ksenonimyrkytyksen" estämiseksi ksenon poistetaan reaktorista korkeiden putkien kautta.

Jätteen syntymisestä käytetyn ydinpolttoaineen käsittely- ja varastointivaiheissa on jo keskusteltu. Valitettavasti kaikki olemassa olevat ja käytetyt jätevesien neutralointimenetelmät (sementointi, lasittaminen, bitumiinointi jne.) sekä kiinteiden jätevesien poltto keraamisissa kammioissa (kuten NPO Radonissa Moskovan alueella) ovat tehottomia ja aiheuttavat merkittävän ympäristöriskin.

Ydinvoimalaitosten radioaktiivisen jätteen loppusijoituksen ja loppusijoituksen ongelma on erityisen akuutti nyt, kun on aika purkaa useimmat maailman ydinvoimalaitokset (IAEA:n 2 mukaan kyseessä on yli 65 ydinvoimalaitosreaktoria ja 260 reaktoria, joita käytetään tieteellisiin tarkoituksiin). On huomattava, että ydinvoimalaitoksen käytön aikana kaikki laitoksen elementit tulevat radioaktiivisesti vaarallisiksi, erityisesti reaktorivyöhykkeen metallirakenteet. Ydinvoimalaitosten purkaminen on kustannus- ja aikasuhteeltaan verrattavissa niiden rakentamiseen, kun taas purkamiseen ei ole vielä olemassa hyväksyttävää tieteellistä, teknistä ja ympäristöteknologiaa. Vaihtoehto purkamiselle on sinetöidä asema ja suojata sitä vähintään 100 vuodeksi.

Jo ennen Tšernobylin ydinvoimalan tulipalon päättymistä reaktorin alle aloitettiin tunnelin asettaminen, sen alle luotiin syvennys, joka täytettiin sitten usean metrin betonikerroksella. Sekä lohko että sen vieressä olevat alueet kaadettiin betonilla - tämä on 1900-luvun "rakentamisen ihme" (ja esimerkki sankaruudesta ilman lainausmerkkejä). kutsutaan "sarkofagiksi". Tshernobylin ydinvoimalan räjähtävä 4. voimayksikkö on edelleen maailman suurin ja vaarallisin huonosti varusteltu radioaktiivisen jätteen varasto!

Radioaktiivisia aineita käytettäessä lääketieteellisissä ja muissa tutkimuslaitoksissa syntyy huomattavasti pienempi määrä radioaktiivista jätettä kuin ydinteollisuudessa ja sotateollisuudessa - tämä on useita kymmeniä kuutiometrejä jätettä vuodessa. Radioaktiivisten aineiden käyttö kuitenkin laajenee ja sen myötä jätteen määrä kasvaa.

Radioaktiivisen jätteen ongelma on olennainen osa "21. vuosisadan toimintasuunnitelmaa", joka hyväksyttiin Rio de Janeirossa (1992) pidetyssä maapallon ongelmia käsittelevässä huippukokouksessa, ja "toimintaohjelmaa 21. vuosisadan toimintasuunnitelman jatkamiseksi". Century”, hyväksyttiin Yhdistyneiden Kansakuntien yleiskokouksen erityisistunnossa (kesäkuu 1997). Jälkimmäisessä asiakirjassa on erityisesti hahmoteltu toimenpidejärjestelmä radioaktiivisen jätteen huollon menetelmien parantamiseksi, kansainvälisen yhteistyön laajentamiseksi tällä alalla (tiedon ja kokemusten vaihto, apu ja asiaankuuluvien teknologioiden siirto jne.), vastuun tiukentamiseksi. radioaktiivisen jätteen turvallisen varastoinnin ja poistamisen varmistamiseksi.

Toimintaohjelmassa tunnustetaan yleisten kehityssuuntien heikkeneminen maailman kestävässä kehityksessä, mutta toivotaan, että seuraavaan kansainväliseen ympäristöfoorumiin, joka on suunniteltu vuodelle 2002, havaitaan konkreettista edistystä kestävän kehityksen varmistamisessa, jonka tavoitteena on luoda suotuisat elinolosuhteet tuleville sukupolville.

E. E. Borovsky

________________________________
1 Kaikki alla olevat tiedot on otettu avoimista julkaisuista Venäjän federaation valtion ympäristönsuojelukomitean valtionraporteissa "Venäjän federaation luonnonympäristön tila" ja venäläisessä ympäristösanomalehdessä "Green World" (1995). –1999).
2 Kansainvälinen atomienergiajärjestö.

Radioaktiiviset jätteet (RW) ovat aineita, jotka sisältävät radioaktiivisia alkuaineita ja joita ei voida käyttää uudelleen tulevaisuudessa, koska niillä ei ole käytännön arvoa. Niitä muodostuu radioaktiivisen malmin louhinnan ja käsittelyn aikana, lämpöä tuottavien laitteiden käytön aikana sekä ydinjätteen loppusijoituksen aikana.

Radioaktiivisen jätteen tyypit ja luokitus

Radioaktiiviset jätteet jaetaan tyypeittäin:

  • tilan mukaan - kiinteä, kaasumainen, nestemäinen;
  • tietyn toiminnan mukaan - erittäin aktiivinen, keskiaktiivinen, matala aktiivisuus, erittäin alhainen aktiivisuus
  • tyypin mukaan - poistettu ja erityinen;
  • radionuklidien puoliintumisajan mukaan - pitkä ja lyhytikäinen;
  • ydintyypin elementeillä - läsnäolollaan, poissaolollaan;
  • louhintaan - uraanimalmien jalostuksessa, mineraalien raaka-aineiden louhinnassa.

Tämä luokitus koskee myös Venäjää, ja se on hyväksytty kansainvälisellä tasolla. Yleisesti ottaen luokkien jako ei ole lopullista, se on harmonisoitava eri kansallisten järjestelmien kanssa.

Vapautettu kontrollista

On olemassa sellaisia ​​radioaktiivisia jätteitä, joissa on erittäin alhainen radionuklidipitoisuus. Ne eivät käytännössä aiheuta vaaraa ympäristölle. Tällaiset aineet luokitellaan vapautetuiksi. Niiden vuotuinen altistuminen ei ylitä tasoa 10 μ3v.

RW-hallintasäännöt

Radioaktiiviset aineet jaetaan luokkiin paitsi vaaratason määrittämiseksi, myös niiden käsittelysääntöjen kehittämiseksi:

  • on tarpeen varmistaa radioaktiivisen jätteen parissa työskentelevän henkilön suojelu;
  • ympäristön suojelua vaarallisilta aineilta olisi lisättävä;
  • valvoa jätteenkäsittelyprosessia;
  • ilmoittaa asiakirjojen perusteella altistumisen taso kussakin loppusijoitustilassa;
  • valvoa radioaktiivisten elementtien kerääntymistä ja käyttöä;
  • vaaratilanteessa onnettomuudet on estettävä;
  • hätätilanteissa kaikki seuraukset on eliminoitava.

Mikä on RAO:n vaara

Tämän estämiseksi kaikki radioaktiivisia elementtejä käyttävät yritykset ovat velvollisia käyttämään suodatusjärjestelmiä, valvomaan tuotantotoimintaa, puhdistamaan ja hävittämään jätteet. Tämä auttaa estämään ympäristökatastrofin.

RW-vaaran taso riippuu useista tekijöistä. Ensinnäkin tämä on jätteen määrä ilmakehässä, säteilyn voima, saastuneen alueen pinta-ala, sillä asuvien ihmisten määrä. Koska nämä aineet ovat tappavia, onnettomuuden sattuessa katastrofi on eliminoitava ja väestö evakuoitava alueelta. On myös tärkeää estää ja lopettaa radioaktiivisen jätteen siirto muille alueille.

Säilytystä ja kuljetusta koskevat säännöt

Radioaktiivisia aineita käsittelevän yrityksen on varmistettava jätteiden turvallinen varastointi. Se sisältää radioaktiivisen jätteen keräämisen ja siirron loppusijoitukseen. Säilytykseen tarvittavat keinot ja menetelmät määritellään asiakirjoilla. Heille erikoissäiliöt on valmistettu kumista, paperista ja muovista. Niitä säilytetään myös jääkaapissa, metallitynnyreissä. Radioaktiivisen jätteen kuljetus tapahtuu erityisissä suljetuissa säiliöissä. Kuljetuksessa ne on kiinnitettävä tukevasti. Kuljetuksia voivat suorittaa vain yritykset, joilla on tähän erityislupa.

Kierrätys

Kierrätysmenetelmien valinta riippuu jätteen ominaisuuksista. Jotkin jätetyypit silputaan ja tiivistetään jätemäärän optimoimiseksi. Tietyt jäännökset on tapana polttaa uunissa. RW-käsittelyn on täytettävä seuraavat vaatimukset:

  • aineiden eristäminen vedestä ja muista tuotteista;
  • poistaa säteilyä;
  • eristää vaikutukset raaka-aineisiin ja mineraaleihin;
  • arvioida kierrätyksen toteutettavuutta.

Keräys ja poisto

Radioaktiivisen jätteen keräys ja loppusijoitus tulee suorittaa paikoissa, joissa ei ole ei-radioaktiivisia elementtejä. Tässä tapauksessa on otettava huomioon aggregaatiotila, jätteen luokka, niiden ominaisuudet, materiaalit, radionuklidien puoliintumisaika ja aineen mahdollinen uhka. Tältä osin on tarpeen kehittää strategia RW-hallintaa varten.

Keräämiseen ja poistamiseen on käytettävä erikoislaitteita. Asiantuntijat sanovat, että nämä toiminnot ovat mahdollisia vain keskisuurilla ja vähän vaikuttavilla aineilla. Prosessin aikana jokaista vaihetta on valvottava ympäristökatastrofin estämiseksi. Pienikin virhe voi johtaa onnettomuuteen, ympäristön saastumiseen ja valtavan määrän ihmisten kuolemaan. Radioaktiivisten aineiden vaikutuksen poistaminen ja luonnon ennallistaminen kestää vuosikymmeniä.

Jätteiden poisto, käsittely ja hävittäminen vaaraluokissa 1-5

Työskentelemme kaikkien Venäjän alueiden kanssa. Voimassa oleva lisenssi. Täysi joukko päätösasiakirjoja. Yksilöllinen lähestymistapa asiakkaaseen ja joustava hinnoittelu.

Tällä lomakkeella voit jättää palvelupyynnön, pyytää kaupallisen tarjouksen tai saada ilmaisen konsultoinnin asiantuntijoiltamme.

Lähettää

Radioaktiivinen jäte on jatkokäyttöön soveltumatonta ainetta, joka sisältää suuria määriä vaarallisia aineita.

Erilaiset luonnolliset ja ihmisen aiheuttamat säteilylähteet aiheuttavat vaarallisen jätteen ilmaantumista. Tällaista roskaa syntyy seuraavien prosessien aikana:

  • ydinpolttoainetta luotaessa
  • ydinreaktorin toimintaa
  • polttoaine-elementtien käsittely säteilyllä
  • luonnollisten tai keinotekoisten radioisotooppien tuotanto ja käyttö

Radioaktiivisen jätteen keräämisestä ja jatkokäsittelystä säädetään Venäjän federaation lainsäädännössä.

Luokitus

Venäjällä radioaktiivisen jätteen luokitus perustuu 11. heinäkuuta 2011 annettuun liittovaltion lakiin nro 190, joka säätelee radioaktiivisen jätteen keräystä ja huoltoa.

Radioaktiivinen jäte voi olla seuraavan tyyppistä:

  • Poistettu. Louhinnan aikana syntyvä riski sekä vaarallisen jätteen jatkokäyttö. Nämä kustannukset eivät saisi olla korkeammat kuin riski, joka liittyy arkiston perustamiseen maahan.
  • Erityinen. Riski, joka sisältää mahdollisen altistumisen vaaralliselle säteilylle sekä muita riskejä, jotka perustuvat elementtien talteenottoon ja jatkokäyttöön. Pitäisi ylittää riskit, jotka liittyvät heidän hautaamiseensa sijaintialueelle.

Jakelukriteerit vahvistaa Venäjän hallitus.

Radioaktiivisen jätteen luokittelu perustuu seuraaviin seikkoihin:

Radionuklidien puoliintumisaika sisältää:

  • pitkäikäinen
  • lyhytikäinen

tiettyä toimintaa. Joten aktiivisuusasteesta riippuen radioaktiivinen jäte jaetaan yleensä:

  • Heikosti aktiivinen, beeta-säteilevien radioisotooppien pitoisuus saavuttaa 10 - 5 curie / l sellaisessa aineessa.
  • Keskiaktiivinen, beetasäteilevien radioisotooppien pitoisuus saavuttaa yli 1 curie / l.
  • Matala aktiivinen.
  • Erittäin alhainen aktiivisuus.

Osavaltio. Tällaisia ​​roskia on kolmenlaisia:

  • LRW (nestemäinen radioaktiivinen jäte)
  • Kiinteä

Ydintyyppisten elementtien läsnäolo:

  • Saatavuus
  • poissaolo

On myös tapana korostaa:

  • Materiaalit, jotka muodostuvat uraanimalmien louhinnassa (jalostuksessa).
  • Kivennäis- (orgaanisten) raaka-aineiden louhinnan tuloksena muodostuneet materiaalit, jotka eivät liity atomienergian käyttöön.

Vaara

Nämä jätteet ovat erittäin vaarallisia luonnolle, koska ne lisäävät radioaktiivisen taustan tasoa. On myös olemassa vaara, että haitallisia aineita pääsee ihmiskehoon kulutetun ruoan ja veden mukana. Seurauksena on mutaatio, myrkytys tai kuolema.

Siksi yrityksiä kehotetaan käyttämään kaikenlaisia ​​suodattimia, jotta estetään haitallisten jätteiden pääsy ulkoiseen ympäristöön. Tällä hetkellä lainsäädäntö velvoittaa asentamaan haitallisia aineita keräävien erikoispuhdistusaineiden.

Säteilyvaaran taso riippuu:

  • Radioaktiivisen jätteen määrät biosfäärissä.
  • Gammasäteilyn annosnopeus läsnä.
  • Alueen alueet, jotka ovat alttiina saasteille.
  • Väestö.

Radioaktiivinen jäte on vaarallista joutuessaan ihmiskehoon. Tämän vuoksi on tarpeen lokalisoida tällainen kaivostoiminta niiden muodostumisalueelle. On erittäin tärkeää estää näiden raaka-aineiden mahdollinen kulkeutuminen olemassa olevien eläinten ja ihmisten ravintoketjujen läpi.

Varastointi ja kuljetus

  • Radioaktiivisen jätteen varastointi. Varastointi sisältää haitallisten aineiden keräämisen ja myöhemmän siirron käsittelyä tai hävittämistä varten.
  • Hautaaminen on jätteen sijoittamista kaatopaikoille. Näin ollen vaaralliset jätteet poistetaan ihmisen toiminnan piiristä, eivätkä ne aiheuta vaaraa ympäristölle.

On huomattava, että hautausmaille voidaan lähettää varastoitavaksi vain kiinteitä ja jähmettynyttä jätettä. Jätteen radioaktiivisen vaaran ajanjakson tulisi olla lyhyempi kuin niiden teknisten rakenteiden "elinikä", joissa varastointi ja loppusijoitus tapahtuu.

On myös otettava huomioon seuraavat vaarallisten jätteiden hävittämiseen liittyvät ominaisuudet:

  • Vain radioaktiivinen jäte, jonka mahdollinen uhka-aika on enintään 500 vuotta, lähetetään loppusijoitettavaksi syrjäiselle alueelle.
  • Jätteet, joiden vaara-aika on enintään useita vuosikymmeniä, voidaan pysäyttää alueellaan varastoitavaksi ilman hautaamista.

Varastoitavaksi lähetettävän ongelmajätteen enimmäismäärä määräytyy loppusijoitustilan turvallisuusarvioinnin perusteella. Menetelmät ja keinot jätteen sallitun sisällön määrittämiseksi erityishuoneessa löytyvät säädösasiakirjoista.

Näiden jätteiden säiliöt ovat kertakäyttöisiä pusseja, jotka on valmistettu seuraavista elementeistä:

  • kumi
  • muovi-
  • paperi

Tällaisiin säiliöihin pakatun radioaktiivisen jätteen keräys, varastointi, kuljetus ja jatkokäsittely suoritetaan erityisesti varustetuissa kuljetuskonteissa. Näiden säiliöiden varastointiin tarkoitetut tilat tulee varustaa suojaverhoilla, jääkaapeilla tai säiliöillä.

Eri radioaktiivisten jätteiden varastointivaihtoehtoja on laaja lista:

  • Jääkaapit. Ne on suunniteltu sisältämään koe-eläinten ruumiita sekä muita orgaanisia materiaaleja.
  • Metalliset rummut. Niihin sijoitetaan jauhettua radioaktiivista jätettä ja kannet suljetaan.
  • Vedenpitävä maali. Hän kattaa laboratoriolaitteet kuljetusta varten.

Kierrätys

Radioaktiivisen jätteen käsittely on mahdollista monella tapaa, menetelmän valinta riippuu käsiteltävän jätteen tyypistä.

Radioaktiivisen jätteen loppusijoitus:

  • Ne murskataan ja puristetaan. Tämä on tarpeen raaka-aineiden määrän optimoimiseksi ja toiminnan vähentämiseksi.
  • Ne poltetaan uuneissa, joita käytetään palavien jätteiden hävittämiseen.

Radioaktiivisen jätteen käsittelyssä on ehdottomasti noudatettava hygieniavaatimuksia:

  1. 100 % taattu eristys ruoasta ja vedestä.
  2. Sallitun tason ylittävän ulkoisen altistuksen puuttuminen.
  3. Ei negatiivista vaikutusta mineraaliesiintymiin.
  4. Kustannustehokkaiden toimien toteuttaminen.

Keräys ja poisto

Näiden jätteiden keräys ja lajittelu jatkohävityksen aikana on suoritettava niiden esiintymispaikoilla erillään ei-radioaktiivisista aineista.

Tässä tulee ottaa huomioon:

  • Haitallisen aineen kokonaistila.
  • Aineluokka.
  • Kerättävän materiaalin määrä.
  • Aineen jokainen ominaisuus (kemiallinen ja fysikaalinen).
  • Radionuklidien arvioitu puoliintumisaika. Mittaus esitetään pääsääntöisesti päivinä, eli yli 15 päivässä tai alle 15 päivässä.
  • Aineen mahdollinen vaara (palo- tai räjähdysvaara).
  • Radioaktiivisen jätteen tuleva käsittely.

On syytä huomata tärkeä seikka - keräys ja hävittäminen voidaan tehdä vain matala- ja keskiaktiivisten jätteiden kanssa.

NRW - matala-aktiiviset ovat ilmanvaihdon päästöjä, jotka voidaan poistaa putken kautta ja hajottaa edelleen. Kansallisen radioaktiivisen jätteen huoltoa varten laatiman CST:n normin mukaan on olemassa parametri päästön korkeudelle ja olosuhteille.

DCS-arvo lasketaan seuraavasti: aineen vuosisaannin rajan suhde tiettyyn vesimäärään (yleensä 800 litraa) tai ilmaan (8 miljoonaa litraa). Tässä tapauksessa CST-parametri on haitallisten aineiden (radionuklidien) vuosittaisen saannin raja ihmiskehoon veden ja ilman kautta.

Väli- ja nestemäisten jätteiden käsittely

Keskiaktiivisen radioaktiivisen aineen kerääminen ja poistaminen suoritetaan erityisillä laitteilla:

  • Kaasutelineet. Tekniikka, jonka tehtävänä on vastaanottaa, varastoida ja sitten vapauttaa kaasua. Pääominaisuus on, että jätteet, joilla on lyhyt puoliintumisaika (1 - 4 tuntia), ovat laitteen sisällä täsmälleen niin kauan kuin haitallisen aineen deaktivointi kestää.
  • adsorptiokolonnit. Laite on suunniteltu täydellisempään (noin 98 %) radioaktiivisten kaasujen poistamiseen. Dekontaminaatiokaavio on seuraava: kaasu jäähdytetään kosteuden erotusprosessilla, jota seuraa syvä kuivaus itse kolonneissa ja aineen syöttö adsorberiin, joka sisältää hiiltä haitallisten elementtien imemiseksi.

Nestemäinen radioaktiivinen jäte käsitellään yleensä haihduttamalla. Se on kaksivaiheinen ioninvaihto, jossa aine puhdistetaan alustavasti haitallisista epäpuhtauksista.

On myös toinen tapa - ympäristölle vaarallista nestemäistä jätettä voidaan puhdistaa kumin säteilytyslaitoksilla. Useimmissa tapauksissa käytetään Co-60-tyyppistä säteilijää, joka säilytettiin vedessä.

    Radioaktiivisen jätteen käsite

    Jätteen lähteet

    Luokitus

    Radioaktiivisen jätteen käsittely

    Radioaktiivisen jätteen huollon päävaiheet

    geologinen hautaus

    Transmutaatio

radioaktiivinen jäte(RAO) - kemiallisten alkuaineiden radioaktiivisia isotooppeja sisältävä jäte, jolla ei ole käytännön arvoa.

Venäjän "atomienergian käyttöä koskevan lain" (nro 170-FZ, päivätty 21. marraskuuta 1995) mukaan radioaktiivinen jäte on ydinmateriaaleja ja radioaktiivisia aineita, joiden jatkokäyttöä ei ole ennakoitavissa. Venäjän lain mukaan radioaktiivisen jätteen tuonti maahan on kielletty.

Se sekoitetaan usein radioaktiivisen jätteen ja käytetyn ydinpolttoaineen synonyymeiksi. Nämä käsitteet on erotettava toisistaan. Radioaktiivinen jäte on materiaalia, jota ei ole tarkoitettu käytettäväksi. Käytetty ydinpolttoaine on polttoaine-elementti, joka sisältää ydinpolttoainejäämiä ja monia fissiotuotteita, pääasiassa 137 Cs:a ja 90 Sr:a, ja jota käytetään laajalti teollisuudessa, maataloudessa, lääketieteessä ja tieteessä. Siksi se on arvokas resurssi, jonka käsittelyn tuloksena saadaan tuoretta ydinpolttoainetta ja isotooppilähteitä.

Jätteen lähteet

Radioaktiivista jätettä on eri muodoissa, ja niillä on hyvin erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, kuten sen muodostavien radionuklidien pitoisuudet ja puoliintumisajat. Näitä jätteitä voi syntyä:

Kaasumaisessa muodossa, kuten radioaktiivisia aineita käsittelevien laitosten päästöt;

Nestemäisessä muodossa tuikelaskuriratkaisuista tutkimuslaitoksista käytetyn polttoaineen jälleenkäsittelystä syntyvään korkea-aktiiviseen nestemäiseen jätteeseen;

Kiinteässä muodossa (saastuneet kulutustarvikkeet, lasitavarat sairaaloista, lääketieteellisistä tutkimuslaitoksista ja radiofarmaseuttisista laboratorioista, lasitettu polttoaineen käsittelystä peräisin oleva jäte tai ydinvoimaloiden käytetty polttoaine, kun se katsotaan jätteeksi).

Esimerkkejä radioaktiivisen jätteen lähteistä ihmisen toiminnassa:

PIR (luonnolliset säteilylähteet). On aineita, jotka ovat luonnostaan ​​radioaktiivisia, ja ne tunnetaan luonnollisina säteilylähteinä (NIR). Suurin osa näistä aineista sisältää pitkäikäisiä nuklideja, kuten kalium-40, rubidium-87 (jotka ovat beetasäteilijöitä), sekä uraani-238, torium-232 (jotka lähettävät alfahiukkasia) ja niiden hajoamistuotteita. .

Tällaisten aineiden kanssa työskentelyä säätelevät Sanepidnadzorin antamat terveyssäännöt.

Hiili. Kivihiili sisältää pienen määrän radionuklideja, kuten uraania tai toriumia, mutta näiden alkuaineiden pitoisuus hiilessä on pienempi kuin niiden keskimääräinen pitoisuus maankuoressa.

Niiden pitoisuus lentotuhkassa kasvaa, koska ne eivät käytännössä pala.

Tuhkan radioaktiivisuus on kuitenkin myös erittäin alhainen, se on suunnilleen yhtä suuri kuin mustaliuskeen ja pienempi kuin fosfaattikiven radioaktiivisuus, mutta se edustaa tunnettua vaaraa, koska tietty määrä lentotuhkaa jää ilmakehään ja hengitetään Samaan aikaan päästöjen kokonaismäärä on melko suuri ja vastaa 1 000 tonnia uraania Venäjällä ja 40 000 tonnia maailmanlaajuisesti.

Öljy ja kaasu. Öljy- ja kaasuteollisuuden sivutuotteet sisältävät usein radiumia ja sen hajoamistuotteita. Sulfaattiesiintymät öljylähteissä voivat olla erittäin runsaasti radiumia; vesi-, öljy- ja kaasukaivot sisältävät usein radonia. Hajotessaan radon muodostaa kiinteitä radioisotooppeja, jotka muodostavat kerrostuman putkistojen sisällä. Jalostamoissa propaanin tuotantoalue on yleensä yksi radioaktiivisimmista alueista, koska radonilla ja propaanilla on sama kiehumispiste.

Mineraalien rikastaminen. Mineraalien käsittelystä syntyvä jäte voi olla luonnostaan ​​radioaktiivista.

Lääketieteellinen RAO. Radioaktiivisessa lääkintäjätteessä vallitsevat beeta- ja gammasäteilylähteet. Nämä jätteet on jaettu kahteen pääluokkaan. Diagnostisessa isotooppilääketieteessä käytetään lyhytikäisiä gammasäteilijöitä, kuten teknetium-99m (99 Tc m). Suurin osa näistä aineista hajoaa lyhyessä ajassa, minkä jälkeen ne voidaan hävittää tavallisena jätteenä. Esimerkkejä muista lääketieteessä käytetyistä isotoopeista (puoliintumisaika suluissa): Yttrium-90, käytetään lymfoomien hoidossa (2,7 päivää); Jodi-131, kilpirauhasen diagnostiikka, kilpirauhassyövän hoito (8 päivää); Strontium-89, luusyövän hoito, suonensisäiset injektiot (52 päivää); Iridium-192, brakyterapia (74 päivää); Koboltti-60, brakyterapia, ulkoinen sädehoito (5,3 vuotta); Cesium-137, brakyterapia, ulkoinen sädehoito (30 vuotta).

Teollisuuden radioaktiivinen jäte. Teollisuuden radioaktiivinen jäte voi sisältää alfa-, beeta-, neutroni- tai gammasäteilyn lähteitä. Alfa-lähteitä voidaan käyttää painotalossa (staattisen varauksen poistamiseen); gammasäteilijöitä käytetään radiografiassa; Neutronisäteilyn lähteitä käytetään eri teollisuudenaloilla, esimerkiksi öljykaivojen radiometriassa. Esimerkki beeta-lähteiden käytöstä: radioisotooppitermosähköiset generaattorit autonomisiin majakoihin ja muihin asennuksiin alueilla, joihin ihmisen on vaikea päästä (esimerkiksi vuoristossa).

radioaktiivinen jäte

radioaktiivinen jäte (RAO) - kemiallisten alkuaineiden radioaktiivisia isotooppeja sisältävä jäte, jolla ei ole käytännön arvoa.

Venäjän "atomienergian käyttöä koskevan lain" (21. marraskuuta 1995 nro 170-FZ) mukaan radioaktiivinen jäte (RW) on ydinmateriaaleja ja radioaktiivisia aineita, joiden jatkokäyttöä ei odoteta. Venäjän lain mukaan radioaktiivisen jätteen tuonti maahan on kielletty.

Se sekoitetaan usein radioaktiivisen jätteen ja käytetyn ydinpolttoaineen synonyymeiksi. Nämä käsitteet on erotettava toisistaan. Radioaktiivinen jäte on materiaalia, jota ei ole tarkoitettu käytettäväksi. Käytetty ydinpolttoaine on polttoaine-elementti, joka sisältää ydinpolttoainejäämiä ja monia fissiotuotteita, pääasiassa 137 Cs:a ja 90 Sr:a, ja jota käytetään laajalti teollisuudessa, maataloudessa, lääketieteessä ja tieteessä. Siksi se on arvokas resurssi, jonka käsittelyn tuloksena saadaan tuoretta ydinpolttoainetta ja isotooppilähteitä.

Jätteen lähteet

Radioaktiivista jätettä on eri muodoissa, ja niillä on hyvin erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, kuten sen muodostavien radionuklidien pitoisuudet ja puoliintumisajat. Näitä jätteitä voi syntyä:

  • kaasumaisessa muodossa, kuten radioaktiivisia aineita käsittelevien laitosten päästöt;
  • nestemäisessä muodossa tuikelaskuriratkaisuista tutkimuslaitoksista käytetyn polttoaineen jälleenkäsittelystä syntyvään korkea-aktiiviseen nestemäiseen jätteeseen;
  • kiinteässä muodossa (kontaminoituneet kulutustarvikkeet, lasitavarat sairaaloista, lääketieteellisistä tutkimuslaitoksista ja radiofarmaseuttisista laboratorioista, polttoaineen käsittelystä peräisin oleva lasitettu jäte tai ydinvoimaloiden käytetty polttoaine, kun se katsotaan jätteeksi).

Esimerkkejä radioaktiivisen jätteen lähteistä ihmisen toiminnassa:

Tällaisten aineiden kanssa työskentelyä säätelevät Sanepidnadzorin antamat terveysmääräykset.

  • Hiiltä. Kivihiili sisältää pienen määrän radionuklideja, kuten uraania tai toriumia, mutta näiden alkuaineiden pitoisuus hiilessä on pienempi kuin niiden keskimääräinen pitoisuus maankuoressa.

Niiden pitoisuus lentotuhkassa kasvaa, koska ne eivät käytännössä pala.

Tuhkan radioaktiivisuus on kuitenkin myös erittäin alhainen, se on suunnilleen yhtä suuri kuin mustaliuskeen ja pienempi kuin fosfaattikiven radioaktiivisuus, mutta se edustaa tunnettua vaaraa, koska lentotuhkaa jää ilmakehään ja ihminen hengittää sitä. Samaan aikaan päästöjen kokonaismäärä on melko suuri ja vastaa 1 000 tonnia uraania Venäjällä ja 40 000 tonnia maailmanlaajuisesti.

Luokitus

Ehdollisesti radioaktiivinen jäte jaetaan:

  • matalatasoinen (jaettu neljään luokkaan: A, B, C ja GTCC (vaarallisin);
  • keskiaktiivinen (Yhdysvaltain lainsäädäntö ei luokittele tämäntyyppistä radioaktiivista jätettä erilliseen luokkaan, termiä käytetään pääasiassa Euroopan maissa);
  • erittäin aktiivinen.

Yhdysvaltain lainsäädäntö jakaa myös transuraanisen radioaktiivisen jätteen. Tähän luokkaan kuuluvat jätteet, jotka ovat saastuttaneet alfa-säteilyä lähettävillä transuraaniradionuklideilla, joiden puoliintumisajat ovat yli 20 vuotta ja pitoisuudet yli 100 nCi/g, riippumatta niiden muodosta tai alkuperästä, pois lukien korkea-aktiivinen radioaktiivinen jäte. Transuraanijätteiden pitkän hajoamisajan vuoksi niiden loppusijoitus on perusteellisempaa kuin matala- ja keskiaktiivisten jätteiden loppusijoitus. Myös tähän jäteluokkaan kiinnitetään erityistä huomiota, koska kaikki transuraanielementit ovat keinotekoisia ja joidenkin käyttäytyminen ympäristössä ja ihmiskehossa on ainutlaatuista.

Alla on nestemäisen ja kiinteän radioaktiivisen jätteen luokitus "Säteilyturvallisuuden varmistamisen perushygieniasääntöjen" (OSPORB 99/2010) mukaisesti.

Yksi tällaisen luokituksen kriteereistä on lämmön haihtumista. Matala-aktiivisessa jätteessä lämmön vapautuminen on erittäin vähäistä. Keskiaktiivisissa se on merkittävä, mutta aktiivista lämmönpoistoa ei vaadita. Korkea-aktiivinen radioaktiivinen jäte vapauttaa lämpöä niin paljon, että se vaatii aktiivista jäähdytystä.

Radioaktiivisen jätteen käsittely

Aluksi pidettiin riittävänä toimenpiteenä radioaktiivisten isotooppien leviämistä ympäristöön, analogisesti muiden teollisuudenalojen tuotantojätteen kanssa. Mayakin tehtaalla ensimmäisten toimintavuosien aikana kaikki radioaktiiviset jätteet upotettiin läheisiin vesistöihin. Tämän seurauksena Techa-altaan kaskadi ja itse Techa-joki saastuivat.

Myöhemmin kävi ilmi, että luonnollisten ja biologisten prosessien vuoksi radioaktiiviset isotoopit ovat keskittyneet biosfäärin eri alajärjestelmiin (pääasiassa eläimiin, niiden elimiin ja kudoksiin), mikä lisää ihmisten altistumisen riskejä (suurten pitoisuuksien liikkumisesta johtuen). radioaktiiviset elementit ja niiden mahdollinen pääsy ruoan kanssa ihmiskehoon). Siksi suhtautuminen radioaktiiviseen jätteeseen muuttui.

1) Ihmisten terveyden suojelu. Radioaktiivista jätettä käsitellään siten, että ihmisten terveyden suojelun taso on hyväksyttävä.

2) Ympäristönsuojelu. Radioaktiivista jätettä käsitellään siten, että ympäristönsuojelun taso on hyväksyttävä.

3) Suojelu kansallisten rajojen ulkopuolella. Radioaktiivista jätettä käsitellään siten, että mahdolliset seuraukset ihmisten terveydelle ja ympäristölle kansallisten rajojen ulkopuolella otetaan huomioon.

4) Tulevien sukupolvien suojelu. Radioaktiivista jätettä käsitellään siten, että ennustetut terveysvaikutukset tuleville sukupolville eivät ylitä asianmukaisia ​​nykyisin hyväksyttäviä seurauksia.

5) Taakka tuleville sukupolville. Radioaktiivista jätettä käsitellään siten, ettei se aiheuta kohtuutonta taakkaa tuleville sukupolville.

6) Kansallinen oikeudellinen rakenne. Radioaktiivisen jätteen huolto toteutetaan asianmukaisen kansallisen oikeudellisen kehyksen puitteissa, jossa on selkeä vastuunjako ja riippumattomat sääntelytehtävät.

7) Radioaktiivisen jätteen syntymisen valvonta. Radioaktiivisen jätteen syntyminen pidetään mahdollisimman pieninä.

8) Radioaktiivisen jätteen syntymisen ja huollon keskinäinen riippuvuus. Radioaktiivisen jätteen syntymisen ja huollon kaikkien vaiheiden keskinäiset riippuvuudet on otettava asianmukaisesti huomioon.

9) Asennusturvallisuus. Radioaktiivisen jätteen käsittelylaitosten turvallisuus on taattu riittävästi koko niiden elinkaaren ajan.

Radioaktiivisen jätteen huollon päävaiheet

  • klo varastointi radioaktiivinen jäte on säilytettävä siten, että:
    • varmistivat niiden eristämisen, suojelun ja ympäristön valvonnan;
    • jos mahdollista, myöhempien vaiheiden toimia (jos sellaisia ​​on) helpotettiin.

Joissakin tapauksissa varastointi voidaan suorittaa ensisijaisesti teknisistä syistä, kuten pääasiassa lyhytikäisiä radionuklideja sisältävän radioaktiivisen jätteen varastoimisesta hajoamista ja myöhempää loppusijoitusta varten sallituissa rajoissa tai korkea-aktiivisen jätteen varastointia ennen loppusijoitusta geologisiin muodostumiin tarkoitukseen. lämmöntuotannon vähentämisestä.

  • Esikäsittely jäte on jätehuollon alkuvaihe. Tämä sisältää keräyksen, kemiallisen valvonnan ja dekontaminoinnin, ja siihen voi sisältyä välivarastointijakso. Tämä vaihe on erittäin tärkeä, koska monissa tapauksissa esikäsittely tarjoaa parhaan mahdollisuuden erottaa jätevirrat.
  • Hoito Radioaktiivisen jätteen huoltoon kuuluu toimintaa, jonka tarkoituksena on parantaa turvallisuutta tai taloudellisuutta muuttamalla radioaktiivisen jätteen ominaisuuksia. Käsittelyn peruskäsitteet: tilavuuden vähentäminen, radionuklidien poisto ja koostumuksen muutos. Esimerkkejä:
    • palavan jätteen poltto tai kuivan kiinteän jätteen tiivistäminen;
    • nestemäisten jätevirtojen haihdutus, suodatus tai ioninvaihto;
    • kemikaalien saostuminen tai flokkulaatio.

Kapseli radioaktiiviselle jätteelle

  • Ilmastointi radioaktiivisen jätteen huolto koostuu toimista, joissa radioaktiivinen jäte muodostetaan kuljetettavaksi, kuljetettavaksi, varastoitavaksi ja loppusijoitettavaksi sopivaan muotoon. Näihin toimiin voi kuulua radioaktiivisen jätteen immobilisointi, jätteiden sijoittaminen säiliöihin ja lisäpakkausten toimittaminen. Yleisiä immobilisointimenetelmiä ovat matala- ja keskitason nestemäisen radioaktiivisen jätteen kiinteyttäminen lisäämällä se sementtiin (sementointi) tai bitumiin (bituminointi), sekä nestemäisen radioaktiivisen jätteen lasittaminen. Immobilisoitu jäte puolestaan ​​voidaan pakata luonteesta ja pitoisuudesta riippuen erilaisiin säiliöihin aina tavanomaisista 200 litran terästynnyreistä monimutkaisiin ja paksuseinäisiin astioihin. Monissa tapauksissa käsittely ja käsittely suoritetaan läheisessä yhteydessä toisiinsa.
  • hautaaminen Pääasiassa radioaktiivinen jäte sijoitetaan loppusijoituslaitokseen asianmukaisesti suojattuna ilman, että sitä aiotaan poistaa ja ilman pitkäaikaista varastoinnin seurantaa ja ylläpitoa. Turvallisuus saavutetaan pääosin tiivistämisellä ja eristämisellä, jolloin tarkoituksenmukaisesti tiivistetty radioaktiivinen jäte eristetään loppusijoituslaitoksessa.

Tekniikka

Keskitason radioaktiivisen jätteen käsittely

Yleensä ydinteollisuudessa keskiaktiivinen radioaktiivinen jäte alistetaan ioninvaihtoon tai muihin menetelmiin, joiden tarkoituksena on väkevöidä radioaktiivisuutta pieneen tilavuuteen. Käsittelyn jälkeen paljon vähemmän radioaktiivinen kappale neutraloituu kokonaan. Rautahydroksidia voidaan käyttää flokkulanttina radioaktiivisten metallien poistamiseen vesiliuoksista. Kun radioisotoopit on imeytynyt rautahydroksidiin, saatu sakka laitetaan metallirumpuun, jossa se sekoitetaan sementin kanssa kiinteän seoksen muodostamiseksi. Vakauden ja kestävyyden lisäämiseksi betoni valmistetaan lentotuhkasta tai uunikuonasta ja portlandsementistä (toisin kuin perinteinen betoni, joka koostuu portlandsementistä, sorasta ja hiekasta).

Korkea-aktiivisen jätteen käsittely

Matala-aktiivisen jätteen poisto

Korkea-aktiivisen jätteen pullojen kuljetus junalla, Iso-Britannia

Varastointi

Korkea-aktiivisen jätteen tilapäistä varastointia varten käytetyn ydinpolttoaineen varastosäiliöt ja kuivatynnyreiset varastotilat on suunniteltu mahdollistamaan lyhytikäisten isotooppien hajoaminen ennen jatkokäsittelyä.

Lasitus

Radioaktiivisen jätteen pitkäaikainen varastointi edellyttää jätteen säilyttämistä sellaisessa muodossa, joka ei reagoi ja hajoa pitkän ajan kuluessa. Yksi tapa saavuttaa tämä tila on lasittaminen (tai lasittaminen). Tällä hetkellä Sellafieldissä (Iso-Britannia) erittäin aktiivista PAO:ta (Purex-prosessin ensimmäisen vaiheen puhdistetut tuotteet) sekoitetaan sokerin kanssa ja sitten kalsinoidaan. Kalsinointi sisältää jätteen ohjaamisen lämmitetyn pyörivän putken läpi, ja sen tarkoituksena on höyrystää vesi ja defisoida fissiotuotteet syntyvän lasimaisen massan stabiilisuuden lisäämiseksi.

Lasimurskaa lisätään jatkuvasti tuloksena olevaan aineeseen induktiouunissa. Tuloksena saadaan uusi aine, jossa kovettumisen aikana jäte liittyy lasimatriisiin. Tämä sulassa tilassa oleva aine kaadetaan seosterässylintereihin. Jäähtyessään neste jähmettyy, muuttuen lasiksi, joka kestää erittäin vettä. International Society of Technologyn mukaan kestää noin miljoona vuotta, ennen kuin 10 % tästä lasista liukenee veteen.

Täytön jälkeen sylinteri haudutetaan ja pestään. Kun terässylinterit on tarkastettu ulkoisen saastumisen varalta, ne lähetetään maanalaisiin varastotiloihin. Tämä jätteen tila pysyy muuttumattomana useita tuhansia vuosia.

Sylinterin sisällä olevan lasin pinta on sileä musta. Isossa-Britanniassa kaikki työ tehdään korkea-aktiivisten kammioiden avulla. Sokeria lisätään estämään radioaktiivista ruteenia sisältävän haihtuvan RuO 4 -aineen muodostuminen. Lännessä jätteisiin lisätään borosilikaattilasia, jonka koostumus on identtinen pyrexin kanssa; entisen Neuvostoliiton maissa käytetään yleensä fosfaattilasia. Lasissa olevien fissiotuotteiden määrää on rajoitettava, koska joillakin alkuaineilla (palladium, platinaryhmän metallit ja telluuri) on taipumus muodostaa metallifaaseja erillään lasista. Yksi lasituslaitoksista sijaitsee Saksassa, jossa käsitellään pienen, lakkautetun demonstraatiokäsittelylaitoksen toiminnasta syntyvää jätettä.

Vuonna 1997 niissä 20 maassa, joilla on suurin osa maailman ydinpotentiaalista, oli reaktoreissa 148 000 tonnia käytettyä polttoainetta, josta 59 % oli loppusijoitettu. Ulkopuolisissa varastoissa jätettä oli 78 tuhatta tonnia, josta kierrätettiin 44 %. Kun otetaan huomioon loppusijoitusaste (noin 12 tuhatta tonnia vuodessa), jätteiden lopullinen hävittäminen on vielä melko kaukana.

geologinen hautaus

Sopivia syvän loppusijoituspaikkoja etsitään parhaillaan useissa maissa; ensimmäisten varastotilojen odotetaan käynnistyvän vuoden 2010 jälkeen. Sveitsin Grimselissä sijaitseva kansainvälinen tutkimuslaboratorio käsittelee radioaktiivisen jätteen loppusijoitukseen liittyviä kysymyksiä. Ruotsi puhuu suunnitelmistaan ​​loppusijoittaa käytetty polttoaine suoraan KBS-3-teknologialla, kun Ruotsin eduskunta totesi sen riittävän turvalliseksi. Saksassa käydään parhaillaan keskusteluja radioaktiivisen jätteen pysyvän varastoinnin löytämisestä, Wendlandin alueella sijaitsevan Gorlebenin kylän asukkaat protestoivat voimakkaasti. Tämä paikka vaikutti vuoteen 1990 asti ihanteelliselta radioaktiivisen jätteen hävittämiseen, koska se oli lähellä entisen Saksan demokraattisen tasavallan rajoja. Tällä hetkellä RW:t ovat väliaikaisessa varastossa Gorlebenissa, päätöstä niiden loppusijoituspaikasta ei ole vielä tehty. Yhdysvaltain viranomaiset valitsivat hautauspaikaksi Yucca Mountainin Nevadassa, mutta tämä hanke kohtasi voimakasta vastustusta ja siitä tuli kiivaiden keskustelujen aihe. Korkea-aktiivisen jätteen kansainvälisen loppusijoituslaitoksen perustamista koskeva hanke on käynnissä, mahdollisiksi loppusijoituspaikoiksi ehdotetaan Australiaa ja Venäjää. Australian viranomaiset vastustavat kuitenkin tällaista ehdotusta.

Radioaktiivisen jätteen loppusijoittamisesta valtameriin on hankkeita, joita ovat loppusijoitus merenpohjan syvyyksille, loppusijoitus subduktiovyöhykkeelle, jonka seurauksena jäte laskeutuu hitaasti maan vaippaan ja loppusijoitus merenpohjan alle. luonnollinen tai keinotekoinen saari. Näillä hankkeilla on ilmeisiä ansioita ja ne mahdollistavat radioaktiivisen jätteen loppusijoituksen epämiellyttävän ongelman ratkaisemisen kansainvälisellä tasolla, mutta tästä huolimatta ne ovat tällä hetkellä jäädytettyinä merioikeuden kiellon vuoksi. Toinen syy on se, että Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa pelätään vakavasti vuotoa tällaisesta loppusijoituksesta, mikä johtaa ympäristökatastrofiin. Tällaisen vaaran todellista mahdollisuutta ei ole todistettu; Kiellot kuitenkin kiristettiin laivojen radioaktiivisen jätteen upotuksen jälkeen. Tulevaisuudessa maat, jotka eivät löydä muita ratkaisuja tähän ongelmaan, voivat kuitenkin vakavasti harkita valtamerten varastointitilojen perustamista radioaktiiviselle jätteelle.

1990-luvulla kehitettiin ja patentoitiin useita vaihtoehtoja radioaktiivisen jätteen kuljettamiseksi suolistoon kuljettimella. Tekniikaksi oletettiin seuraavaa: halkaisijaltaan suuri, jopa 1 km syvä aloituskaivo porataan, sisään lasketaan jopa 10 tonnia painava radioaktiivisella jäterikasteella ladattu kapseli, kapselin täytyy itse lämmittää ja sulattaa maakiveä. "tulipallon" muodossa. Kun ensimmäinen "tulipallo" on syvennetty, toinen kapseli tulee laskea samaan kaivoon, sitten kolmas jne., mikä luo eräänlaisen kuljettimen.

Radioaktiivisen jätteen uudelleenkäyttö

Toinen radioaktiivisen jätteen sisältämien isotooppien käyttötarkoitus on niiden uudelleenkäyttö. Jo nyt cesium-137:tä, strontium-90:tä, teknetium-99:ää ja eräitä muita isotooppeja käytetään elintarvikkeiden säteilyttämiseen ja radioisotooppien lämpösähkögeneraattoreiden toiminnan varmistamiseen.

Radioaktiivisen jätteen siirtäminen avaruuteen

Radioaktiivisen jätteen lähettäminen avaruuteen on houkutteleva idea, sillä radioaktiivinen jäte poistetaan pysyvästi ympäristöstä. Tällaisilla hankkeilla on kuitenkin merkittäviä haittoja, joista yksi tärkeimmistä on kantoraketin epäonnistumisen mahdollisuus. Lisäksi laukaisujen huomattava määrä ja niiden korkeat kustannukset tekevät tästä ehdotuksesta epäkäytännöllisen. Asiaa mutkistaa myös se, että kansainvälisiä sopimuksia ei ole vielä tehty tästä ongelmasta.

Ydinpolttoainekierto

Syklin aloitus

Ydinpolttoainekierron etupäästä peräisin oleva jäte – yleensä uraanin louhinnasta syntyvä alfa-päästöjä aiheuttava jätekivi. Se sisältää yleensä radiumia ja sen hajoamistuotteita.

Rikastuksen pääasiallinen sivutuote on köyhdytetty uraani, joka koostuu pääasiassa uraani-238:sta, jossa on alle 0,3 % uraani-235:tä. Sitä varastoidaan UF 6:na (jätteenä uraaniheksafluoridina) ja se voidaan myös muuntaa U 3 O 8 :ksi. Pieniä määriä köyhdytettyä uraania käytetään sovelluksissa, joissa sen äärimmäisen suurta tiheyttä arvostetaan, kuten jahtien kölien ja panssarintorjunta-aikojen valmistuksessa. Samaan aikaan Venäjälle ja ulkomaille on kertynyt useita miljoonia tonneja uraaniheksafluoridijätettä, eikä sen jatkokäyttöä ole suunnitteilla lähitulevaisuudessa. Jäteuraaniheksafluoridia voidaan käyttää (kierrätetyn plutoniumin ohella) sekaoksidiydinpolttoaineen tuottamiseen (jolle voi olla kysyntää, jos maa rakentaa merkittäviä määriä nopeita neutronireaktoreita) ja laimentaa korkeasti rikastettua uraania, joka oli aiemmin osa ydinaseita. Tämä laimennus, jota kutsutaan myös ehtymiseksi, tarkoittaa, että minkä tahansa maan tai ryhmän, joka saa käsiinsä ydinpolttoaineen, on toistettava erittäin kallis ja monimutkainen rikastusprosessi ennen kuin se voi luoda aseen.

Jakson loppu

Aineet, joiden ydinpolttoainekierto on päättynyt (lähinnä käytetyt polttoainesauvat), sisältävät fissiotuotteita, jotka lähettävät beeta- ja gammasäteitä. Ne voivat myös sisältää aktinideja, jotka lähettävät alfahiukkasia, joita ovat uraani-234 (234 U), neptunium-237 (237 Np), plutonium-238 (238 Pu) ja americium-241 (241 Am), ja joskus jopa neutroneja, kuten kuten kalifornium-252 (252 Cf). Näitä isotooppeja tuotetaan ydinreaktoreissa.

On tärkeää erottaa toisistaan ​​uraanin käsittely polttoaineen tuottamiseksi ja käytetyn uraanin käsittely. Käytetty polttoaine sisältää erittäin radioaktiivisia fissiotuotteita. Monet niistä ovat neutroneja absorboivia, joten ne saavat nimen "neutronimyrkyt". Loppujen lopuksi niiden määrä kasvaa siinä määrin, että neutroneja vangitsemalla ne pysäyttävät ketjureaktion, vaikka neutroneja vaimentavat sauvat on poistettu kokonaan.

Tähän tilaan päässyt polttoaine on korvattava tuoreella, vaikka uraani-235 ja plutonium on edelleen riittävä. Tällä hetkellä Yhdysvalloissa käytetty polttoaine lähetetään varastoon. Muissa maissa (erityisesti Venäjällä, Isossa-Britanniassa, Ranskassa ja Japanissa) tämä polttoaine uudelleenkäsitellään fissiotuotteiden poistamiseksi, minkä jälkeen se voidaan käyttää uudelleen rikastamisen jälkeen. Venäjällä tällaista polttoainetta kutsutaan regeneroiduksi. Jälleenkäsittelyprosessissa työstetään erittäin radioaktiivisten aineiden kanssa, ja polttoaineesta poistuvat fissiotuotteet ovat tiivistettyä muotoa erittäin radioaktiivista jätettä, kuten jälleenkäsittelyssä käytetyt kemikaalit.

Ydinpolttoainekierron sulkemiseksi oletetaan käyttämään nopeita neutronireaktoreita, mikä mahdollistaa lämpöneutronireaktorien jätetuotteen polttoaineen käsittelyn.

Kysymys ydinaseiden leviämisestä

Uraanin ja plutoniumin kanssa työskennellessä harkitaan usein mahdollisuutta käyttää niitä ydinaseiden luomisessa. Aktiiviset ydinreaktorit ja ydinasevarastot ovat tarkoin vartioituja. Ydinreaktoreista peräisin oleva erittäin radioaktiivinen jäte voi kuitenkin sisältää plutoniumia. Se on identtinen reaktoreissa käytettävän plutoniumin kanssa ja koostuu 239 Pu:sta (ihanteellinen ydinaseiden rakentamiseen) ja 240 Pu:sta (ei-toivottu komponentti, erittäin radioaktiivinen); nämä kaksi isotooppia on erittäin vaikea erottaa toisistaan. Lisäksi reaktoreista peräisin oleva erittäin radioaktiivinen jäte on täynnä erittäin radioaktiivisia fissiotuotteita; Suurin osa niistä on kuitenkin lyhytikäisiä isotooppeja. Tämä tarkoittaa, että jätteiden hävittäminen on mahdollista, ja useiden vuosien kuluttua fissiotuotteet hajoavat, mikä vähentää jätteen radioaktiivisuutta ja helpottaa työskentelyä plutoniumin kanssa. Lisäksi ei-toivottu isotooppi 240 Pu hajoaa nopeammin kuin 239 Pu, joten aseiden raaka-aineiden laatu paranee ajan myötä (määrän vähenemisestä huolimatta). Tämä aiheuttaa kiistaa siitä, että jätevarastot voivat ajan myötä muuttua eräänlaisiksi "plutoniummiinoiksi", joista on suhteellisen helppoa poimia aseiden raaka-aineita. Näitä oletuksia vastaan ​​on se tosiasia, että 240 Pu:n puoliintumisaika on 6560 vuotta ja 239 Pu:n puoliintumisaika 24110 vuotta; Pu moni-isotooppimateriaalissa puolittuu itsestään - tyypillinen reaktorilaatuisen muunnos. plutoniumia aselaatuiseksi plutoniumiksi). Siksi "aselaatuisista plutoniummiinoista" tulee ongelma, jos ollenkaan, vasta hyvin kaukaisessa tulevaisuudessa.

Yksi ratkaisu tähän ongelmaan on uudelleenkäsitellyn plutoniumin uudelleenkäyttö polttoaineena, esimerkiksi nopeissa ydinreaktoreissa. Kuitenkin jo ydinpolttoaineen jälleenkäsittelylaitosten olemassaolo, joka on välttämätön plutoniumin erottamiseksi muista alkuaineista, luo mahdollisuuden ydinaseiden leviämiseen. Pyrometallurgisissa nopeissa reaktoreissa syntyvällä jätteellä on aktinoidirakenne, minkä vuoksi sitä ei voida käyttää aseiden valmistamiseen.

Ydinaseiden kierrätys

Ydinaseiden prosessoinnin jätteet (toisin kuin niiden valmistuksessa, joka vaatii primaariraaka-aineita reaktorin polttoaineesta) eivät sisällä beeta- ja gammasäteilylähteitä tritiumia ja americiumia lukuun ottamatta. Ne sisältävät paljon suuremman määrän alfasäteitä lähettäviä aktinideja, kuten plutonium-239, joka käy läpi ydinreaktion pommeissa, sekä joitain aineita, joilla on korkea spesifinen radioaktiivisuus, kuten plutonium-238 tai polonium.

Aiemmin berylliumia ja erittäin aktiivisia alfasäteilijöitä, kuten polonia, on ehdotettu ydinaseiksi pommeissa. Nyt vaihtoehto poloniumille on plutonium-238. Kansallisen turvallisuuden vuoksi nykyaikaisten pommien yksityiskohtaisia ​​suunnitelmia ei käsitellä suuren yleisön saatavilla olevassa kirjallisuudessa.

Jotkut mallit sisältävät myös (RTG:t), jotka käyttävät plutonium-238:aa kestävänä sähkönlähteenä pommin elektroniikan ohjaamiseen.

On mahdollista, että korvattavan vanhan pommin halkeamiskelpoinen materiaali sisältää plutonium-isotooppien hajoamistuotteita. Näitä ovat alfa-säteilevä neptunium-236, joka muodostuu plutonium-240:n inkluusioista, sekä jonkin verran plutonium-239:stä saatua uraani-235:tä. Tämän pommin ytimen radioaktiivisesta hajoamisesta syntyvän jätteen määrä on hyvin pieni, ja joka tapauksessa ne ovat paljon vähemmän vaarallisia (jopa radioaktiivisuuden kannalta sinänsä) kuin itse plutonium-239.

Plutonium-241:n beetahajoamisen seurauksena muodostuu americium-241, americium-määrän lisääntyminen on suurempi ongelma kuin plutonium-239:n ja plutonium-240:n hajoaminen, koska americium on gamma-säteilijä (sen ulkoinen vaikutus työntekijöihin kasvaa) ja alfasäteilijä, joka pystyy tuottamaan lämpöä. Plutonium voidaan erottaa americiumista useilla tavoilla, mukaan lukien pyrometrinen käsittely ja uuttaminen vesipitoisella/orgaanisella liuottimella. Muunneltu tekniikka plutoniumin uuttamiseksi säteilytetystä uraanista (PUREX) on myös yksi mahdollisista erotusmenetelmistä.

Populaarikulttuurissa

Todellisuudessa radioaktiivisen jätteen vaikutus kuvataan ionisoivan säteilyn vaikutuksella aineeseen ja riippuu niiden koostumuksesta (mitä radioaktiivisia alkuaineita koostumukseen sisältyy). Radioaktiiviset jätteet eivät saa uusia ominaisuuksia, eivät muutu vaarallisemmaksi, koska ne ovat jätettä. Niiden suurempi vaara johtuu vain siitä, että niiden koostumus on usein hyvin monimuotoinen (sekä laadullisesti että määrällisesti) ja joskus tuntematon, mikä vaikeuttaa niiden vaaran asteen arviointia, erityisesti onnettomuuden seurauksena saatuja annoksia.

Katso myös

Huomautuksia

Linkit

  • Turvallisuus radioaktiivisen jätteen käsittelyssä. Yleiset määräykset. NP-058-04
  • Tärkeimmät radionuklidit ja tuotantoprosessit (linkki ei saatavilla)
  • Belgian ydintutkimuskeskus - Toiminta (linkki ei saatavilla)
  • Belgian ydintutkimuskeskus - Tieteelliset raportit (linkki ei saatavilla)
  • Kansainvälinen atomienergiajärjestö - Ydinpolttoainekierto- ja jäteteknologiaohjelma (linkki ei saatavilla)
  • (linkki ei saatavilla)
  • Nuclear Regulatory Commission - Käytetyn polttoaineen lämmöntuotannon laskenta (linkki ei saatavilla)
Onko sinulla kysyttävää?

Ilmoita kirjoitusvirheestä

Toimituksellemme lähetettävä teksti:

Lähettää