Проблема захоронения радиоактивных отходов

Захоронение радиоактивных отходов (РАО) в России — прерогатива государства. По закону ядерный могильник может создать и обслуживать юридическое лицо. Главное условие — соблюдение всех требований экологов и норм техники безопасности, прописанных в лицензии.

[vote2x id=»4974″ align=»center»]

Принципы захоронения РАО

Под термином ядерные отходы понимают отработанные вещества, которые используются в атомной энергетике. К этой категории относят и оборудование, зараженное радиацией. Топливо отходами не считается. Его перерабатывают и продолжают использовать получившиеся продукты.

Мировое сообщество сформулировало постулаты, которых надо придерживаться при утилизации, переработке и захоронении радиоактивных отходов. Основная идея регулирующих эту сферу деятельности норм — безопасность для человека и природы с учетом интересов далеких потомков.

Чтобы соблюсти все требования, особое внимание нужно уделить выбору места для могильника и способу погребения.

[info-box type=»bold»]Нужно учитывать:[/info-box]

• природные условия при выборе местности;
• период полураспада РАО и их удельную активность.

Требования безопасности при захоронении радиоактивных отходов

[info-box type=»bold»]Есть 2 вида захоронений:[/info-box]

1. Могильники находящиеся на поверхности или в неглубоких впадинах предназначены для хранения РАО в течение десятков лет. Чаще всего это траншеи или специально возведенные здания.
2. Хранилища, рассчитанные на несколько сотен лет расположены в отработанных шахтах, или на дне океана. Последний способ активно используют в России и по всему миру.

Для обеспечения безопасности, могильники радиоактивных отходов подчиняются строгим правилам:

1. Ближайший город должен находится не ближе чем 20 км от места захоронения. Кроме зоны отчуждения, необходимо создание дополнительной санитарной зоны не меньше 1 км.
2. Предполагаемое место утилизации не может располагаться в сейсмически неблагополучных районах. Поблизости не должно быть строек. В противном случае велик риск повреждения контейнера с радиоактивными отходами.
3. На всей площади исключают возможность залегания грунтовых вод и угрозу затопления. Запрещается устраивать захоронения в поймах рек, прибрежных зонах. Карстовые провалы, эрозии почвы, риски оползней должны быть исключены.
4. Все постройки на территории полигона, включая завод по переработке, делают из материалов, не пропускающих радионуклиды.
5. Заполненный и законсервированный могильник должен быть полностью автономным.

Обработка ядерных отходов

При приеме на хранение ядерные отходы тщательно проверяют. Важна целостность упаковки, мощность и доза излучения. Высокоактивные вещества перед утилизацией обрабатывают. [info-box type=»bold»]Цель таких мероприятий — снизить уровень опасности РАО.[/info-box] Есть несколько способов обработки радиоактивных отходов в России.

Витрификация или остекловывание

Метод используют для обработки жидких отходов атомной промышленности. Он считается одним из прогрессивных способов обеззараживания. В отработанный материал добавляют сахар и добиваются испарения влаги. Выпаривают опасные смеси во вращающийся трубке, нагретой до высоких температур.

На выходе получается порошок, который вместе с осколками стекла помещают в индукционную печь. Расплавленную массу разливают в стальные контейнеры. Их промывают под мощной струей воды, осматривают и отправляют на хранение.

Синрок

Созданный австралийскими учеными метод предполагает создание особого синтетического материала. По своим свойствам это пригодная для длительного хранения керамика. Подходит продукт переработки и для дальнейшего использования. Создаются он в специальных печах под действием высоких температур и давления.

Трансмутация

Трансмутация пока возможна только в теории. Необходимые для практического осуществления приборы находятся в стадии разработки. Суть метода в изменении срока жизни опасных нуклидов. Технология имеет перспективы и за счет выработки энергии в ходе дезактивации ядерного мусора.

Переработка радиоактивных отходов

Переработкой ядерных отходов в России занимается несколько структурных подразделений РосАтома. В отделениях концерна низкоактивные горючие РАО сжигают. Дым очищают многоступенчатой системой фильтров.

То что осталось после горения заливают цементным раствором или жидким стеклом с добавлением бора. Жидкий мусор выпаривают, снижая его радиоактивность. Твердые вещества прессуют.

Ядерные «полуфабрикаты» закладывают в бочки по 100 или 200 литров и снова отправляют под пресс. Смятую тару укладывают в контейнеры и снова заливают цементом.

Хранение РАО

Для хранения радиоактивных отходов нужны контейнеры. Делают их из материалов, не реагирующих с опасными веществами.

[info-box type=»bold»]Это может быть:[/info-box]

• железобетон;
• сталь;
• свинец;
• обогащенный бромом полиэтилен.

Обязательное требование техники безопасности — емкости с ядерным мусором необходимо помещать в сухотарные бочки. В хранилище радиоактивные вещества находятся временно. Долгоживущие отправятся для захоронения, а корткоживущие распадаются до относительно неопасного состояния. Потом их отправляют на переработку.

[info-box type=»bold»]Настоящей проблемой стали устаревшие атомные подлодки. [/info-box]Во времена Советского Союза их было 270. Сейчас на вооружении осталось не больше 50 подводных судов. Оставшиеся подлежат утилизации или уже прошли через эту процедуру. 180 лодок были законсервированы устаревшими методами и продолжали излучать радиацию и захламлять побережья Дальнего Востока и Заполярья.

Современный способ решения проблемы был найден в конце прошлого десятилетия. Блоки с атомными реакторами достали из воды, подготовили к длительному хранению. Место для них нашлось в Кольском заливе. В Мурманской области запустили комплекс Сайда Губа. Он представляет собой огромную залитую бетоном площадку на 120 отсеков с основанием из скальных пород, которые дают крепкую опору для хранилища.

Покрашенные антикоррозийным покрытием бочки выглядят как площадка завода или склад оборудования. Это безопасный, хотя и не очень красивый способ хранения РАО называется «коричневой лужайкой».

Места захоронения ядерных отходов

Отработавшее свой срок ядерное топливо накапливает огромное количество продуктов деления. На воздухе оно разогревается до сотен градусов. По этой причине первым временным местом захоронения радиоактивных отходов становятся бассейны при атомных станциях. Там стержни реакторов находятся несколько лет. Вода поглощает тепло и защищает людей.

Когда они смогут обходится без охлаждения продолжительное время, отходы отправляются в хранилища. Есть 2 способа хранения ядерного мусора.

«Мокрые» хранилища

[info-box type=»italic»]За время пути температура ОЯТ (отработанного ядерного топлива) повышается до 50-80 градусов.[/info-box] Поэтому они поступают в водоохлаждающий узел на 3-5 часов. Этого времени достаточно, чтобы снизить температуру до 30 градусов. После этого контейнер переносят в специальный бассейн. Под водой вскрывают крышку защитного кожуха и переносят отходы в особый чехол. А его отправляют на дезактивацию. Все манипуляции автоматизированы. Место человека занимают специальные краны.

«Мокрое» хранилище представляет собой огромный зал, выстланный металлом. Чехлы с РАО объединены в отсеки. Их скрывает слой дистиллированной воды толщиной 2 метра. Он служит барьером для радиации. Находится на поверхности абсолютно безопасно.

«Сухие хранилища»

Сухое хранилище — это зал с бетонными модулями, разбитыми на герметичные отсеки-пеналы. В них хранят радиоактивные отходы. Для их охлаждения используют воздух. Благодаря системе воздуховодов, создается подобие печной тяги.

[info-box type=»bold»]Сухой способ хранения дешевле и безопасней. [/info-box]Он не требует затрат на водоснабжение и не зависит от электричества.

Контейнер для твердых радиоактивных отходов

Перечень требований к контейнерам для радиоактивных отходов широк.

[info-box type=»bold»]Но можно выделить самые важные пункты этого списка:[/info-box]

• в контейнерах не допускается хранение жидких ядерных отходов;
• герметичность корпуса не должна нарушаться даже под действием внешних факторов: высокой и низкой температур, стихийных бедствий.

Другие способы захоронения РАО

Существуют и другие способы захоронения отходов атомной промышленности. Но ни один из них не был разрешен мировым сообществом. А некоторые так и остались только теорией.

Удаление в море

Метод предполагает, что ядерные отходы должны вывозиться на корабле и сбрасываться в море в специализированной упаковке. Он применялся несколько лет Бельгией, Францией, ФРГ. Сейчас этот способ утилизации запрещен.

Удаление под морское дно

Способ предусматривал создание могильников ниже дна океана. Для доступа предполагалось погребать радиоактивный мусор вблизи необитаемых островов или небольших участков суши. Он так и не был претворен в жизнь.

Удаление в зоны подвижек

Основополагающая идея метода заключалась в том, чтобы удалять ядерные отходы в области разлома литосферных плит в глубине морских и океанических вод. Потоки магмы и лавы вырываясь наружу должны были, по задумке авторов, похоронить радиоактивные вещества в толще земной коры. Мировое сообщество не одобрило способ, так как он был одной из форм уже запрещенного удаления в море.

Захоронение в ледниковые щиты

Суть варианта в том, что самонагревающиеся контейнеры можно размещать в ледниках Антарктиды и Гренландии. Благодаря высоким температурам, емкости сами расплавляли бы лед и опускались бы в толщу щита. Барьер должен был обеспечивать вновь образовавшийся лед. Несмотря на проводимые исследования, способ остался в теории из-за разных причин.

Удаление в космическое пространство

Суть этой разработки состоит в том, чтобы отправлять ОЯТ в космическое пространство навсегда. Было предложено запускать их в сторону Солнца или выводить на околоземную орбиту. Метод отвергли как дорогой и потенциально опасный.

Международные проекты

После окончания холодной войны мировая общественность сотрудничает в вопросах оптимального захоронения ядерных отходов. Единой стратегии для решения проблемы пока нет. Но под эгидой ООН продолжаются обсуждения международных проектов. Один из них строительство общего большого могильника на малонаселенных территориях России либо Австралии. Но разработка такого проекта встретила большое количество протестов.

Концепция замкнутого ядерного цикла

Концепция замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) заключается в переработке ОЯТ, выгруженного из реактора. После этого, получившийся материал можно использовать вновь. Цепочка может повторяться много раз. Это позволяет снизить добычу урана, а в перспективе совсем ее заморозить.

В России созданием установок ЗЯТЦ занимается РосАтом. На предприятии «Маяк» ведутся разработки и тестирование необходимого оборудования. Ученые оттачивают технологии и ведут исследования этого направления ядерной энергетики.

Ядерные могильники в России

Переработка и захоронение радиоактивного мусора регламентируется законами России. [info-box type=»italic»]В стране каждый год отрабатывается 5 миллионов тон ядерного топлива. 3 из них дезактивируют. [/info-box]В дальнейшем они подлежат захоронению.

[info-box type=»bold»]На территории страны создано несколько кладбищ РАО:[/info-box]

• озеро Качай;
• река Теча;
• город Озерск, где находится принадлежащий корпорации РосАтом завод «Маяк».

Проблемы системы обращения с РАО в России и возможные пути ее решения

Ядерные отходы хранятся на АЭС. Кроме них есть еще отработанное топливо. Временные «отстойники» радионуклидов давно переполнены. А полностью оборудованной системы кондиционирования нет нигде.

Главная проблема захоронения радиоактивных отходов в остром недостатке оборудования для их прессовки и сжигания. Не хватает и современных технических средств.

Решение вопроса, на текущий момент, заключается отказе от длительного хранения в пользу окончательного захоронения РАО. В качестве еще одной меры предлагают снизить число поверхностных хранилищ на АЭС и предприятиях атомно-промышленного комплекса. Новые технологии в этой сфере помогут более эффективно обезопасить все живое от воздействия радиации.