Утилизация и переработка радиоактивных отходов

Среди промышленного и медицинского мусора отдельным пунктом выделяют радиоактивные отходы, содержащие опасные химические элементы, не представляющие ценности.

Такой мусор требует особого отношения, из-за высокого уровня опасности. Поэтому сбор, хранение, транспортировка, утилизация радиоактивных отходов (РАО) регламентируется и контролируется на федеральном уровне.

[vote2x id=»5013″ align=»center»]

Переработка РАО в зависимости от их активности

Опасные вещества имеют разный уровень активности, который обуславливает характер работы с ними.

[info-box type=»bold»]РАО бывают трёх групп:[/info-box]

• низкоактивными;
• среднеактивными;
• высокоактивными.

Утилизация, захоронение, переработка радиоактивных отходов зависят от степени активности, согласно указанным группам:

Методы утилизации

Радиоактивный мусор — категория отработанных материалов, которая требует особого отношения, поскольку входящие в неё вещества опасны для человека и природы. Утилизация ядерных отходов, как и переработка, сбор, хранение, транспортировка зависят от уровня активности составных элементов.

Мусор этой группы обрабатывается перед транспортировкой к месту захоронения во избежание нанесения вреда людям, флоре и фауне. Обработка призвана снизить уровень опасности радиоактивных отбросов, подлежащих утилизации.

[info-box type=»bold»]Для этого используют несколько методов:[/info-box]

• сжигание;
• сжатие;
• цементирование;
• вторичную переработку;
• остекловывание.

Сжигание опасного мусора

Материалы из дерева, текстиля, бумаги, картона, резины, а также другие ТБО, контактировавшие с радиоактивными веществами низкого или среднего уровня, сжигают. Процесс переработки происходит внутри специальных камер, предотвращающих или минимизирующих попадание опасных частиц в окружающую среду.

[info-box type=»bold»]Термическая обработка не нивелирует уровень радиации, а только снижает.[/info-box] Поэтому остатки отходов смешивают с раствором цемента и заливают в герметичные контейнеры. Их захоронение происходит в специально оборудованных шахтах, складах, соляных штоках.

Сжатие и цементирование

Для обработки радиоактивных отходов низкого, среднего уровня активности применяют сжатие. Прессы уплотняют ядерные отбросы, уменьшая объём до десяти раз.

Полученный материал, имеющий радиационный фон, заливают цементным раствором и захоранивают как сожжённый опасный мусор. Зацементированные отходы после сжатия, хранящиеся в специальных контейнерах, не представляют опасности для экологии.

Вторичное использование

Повторное использование радиоактивных отходов — хороший способ уменьшить количество бесполезных опасных отбросов. Отработанное ядерное топливо в некоторых странах перерабатывают для применения в качестве источника энергии, снижая уровень опасности, наносимой окружающему миру.

Радиоактивные отбросы применяют как источник энергии для термоэлектрических реакторов, для обработки продуктов питания. Оставшиеся бесполезные вещества подлежат захоронению, используя один из указанных методов.

Остекловывание и захоронение

Методы утилизации радиоактивных отходов, кроме указанных, включают остекловывание, поскольку стекло способно поглощать большие объёмы опасных веществ.

РАО любого уровня активности складывают внутрь специальных стальных контейнеров и заливают жидким стеклом. Материал разжижается благодаря использованию печи электрического нагрева.

Чтобы предать мусору твёрдости, применяют суперкальцинаты, стеклокерамику. После тщательной герметизации полученной смеси, её захоранивают в оборудованных могильниках.

Сохранение РАО на территории РФ

Сбор, хранение, обработка, захоронение ядерных отходов, их утилизация в России регулируется и контролируется на федеральном уровне. Обращение с этой категорией мусора допускается только с использованием специального оборудования на комбинатах, имеющих соответствующую лицензию. Предприятия, использующие радиоактивные вещества (АЭС) обустраивают для такого мусора хранилища.

Ранее (середина прошлого столетия) к вопросу захоронения радиоактивных отбросов подходили недостаточно ответственно, поскольку информация о вреде таких отходов была неполной.

[info-box type=»bold»]С пятидесятых по восьмидесятые годы отработанные опасные материалы хранились на дне рек, озёр, неглубоко под землёй.[/info-box] Эти действия привели к серьёзным авариям в могильниках (оз. Карачай, р. Теча, г. Озерск, Якутия, Красноярский край, губа Андреева) и, как следствие, радиационному заражению огромных территорий.

В современной России принимаются меры по реабилитации прежних могильников для уменьшения опасности, разрабатываются новые места захоронения с учётом водной недоступности, сейсмоактивности, характеристики грунтов. Лучше для этих целей подходят отработанные соляные шахты.

[info-box type=»italic»]С 1984 года в России прекращены захоронения на территории водоёмов.[/info-box] Проводится сбор вредных элементов на объектах Якутии, а с 2017 г. ответственные организации приступили к вывозу РАО с губы Андреева.

В 2016 г. Правительством РФ определены шесть пунктов захоронения на территории Ленинградской, Свердловской, Челябинской, Томской областей, Красноярского края, соответствующих нормам экологической безопасности. Это объекты глубинного и приповерхностного типов для радиоактивных отходов с разной активностью и периодами распада.

Дезактивация

Как было обозначено, утилизация РАО не снижает уровень радиации до нуля, а только частично уменьшает степень излучения. Изыскиваются новые способы и места захоронения, производятся усовершенствованные герметичные ёмкости, предотвращающие попадание опасных веществ в воздух, воду, почву. Разрабатываются новые методы обработки, дезактивации, утилизации ядерных отбросов.

[info-box type=»bold»]В России применяется несколько способов обезвреживания радиоактивных отходов перед захоронением:[/info-box]

• применение карбоната натрия;
• растворение в азотной кислоте;
• элюирование почвы;
• обработка жидких отходов.

Каждый из способов имеет свои положительные и отрицательные стороны, но без них уровень радиации мусора снизить не представляется возможным.

При помощи карбоната натрия

Дорогой, эффективный способ обезвреживания твёрдых отходов, попавших в грунт.

[info-box type=»bold»]Алгоритм действий:[/info-box]

1. Радионуклиды выщелачивают карбонатом натрия.
2. Частицы иона извлекают радионуклиды из состава щёлочи.
3. Используя магнит, удаляют хелатные комплексы.

Несмотря на эффективность, метод имеет недостатки, поскольку карбонат натрия не может извлекать все радиоактивные соединения из ядерных отходов.

Растворение в азотной кислоте

Способ применим к радиоактивным осадкам и пульпам. РАО растворяют в кислоте и гидразине, а затем остекловывают. Дальнейший процесс включает упаковывание раствора в ёмкости и захоронение. Метод не уступает по эффективности предыдущему. Но упаковывание и утилизация такого материала стоят много для перерабатывающих предприятий.

Элюирование почвы

Если грунт заражён радиоактивными веществами низкой степени активности, его можно обработать водой или соответствующими растворами-нейтрализаторами. Элюирование выполняют применяя растворы аммиака или воды с аммониевыми солями.

Метод дезактивации малоэффективен, если требуется извлечь радиоактивные вещества, химически связанные с почвой. Элюирование наиболее щадящее мероприятие для экологии.

Дезактивация жидких отходов

Жидкий радиоактивный мусор тяжело собирать, хранить, утилизировать и обезвреживать. Сложность состоит в агрегатном состоянии, обуславливающий ограниченное количество способов воздействия на отбросы.

Утилизация жидких РАО — дорогой, трудоёмкий процесс, упростить который может дезактивация.

[info-box type=»bold»]Существует несколько видов обезвреживания таких отходов:[/info-box]

1. Вымораживание (выпаривание) радиоактивных веществ, после чего герметично их упаковывают и складывают в могильниках. Процедуры физического воздействия дорогие.
2. Радионуклиды выводятся с применением раствора селективных экстрагентов. После дезактивации образуется шлам, требующий захоронения.
3. Химическая очистка радиоактивных отходов природными реагентами. Как и при предыдущем способе, образуется бесполезный опасный шлам.

[info-box type=»italic»]Ядерные отбросы[/info-box] — вид мусора, требующий строгого соблюдения правил сбора, хранения, утилизации, захоронения. Обращение с РАО обусловлено степенью активности веществ, периодом распада, агрегатным состоянием отработанных материалов. Работа с радиоактивными отходами контролируется на Федеральном уровне.