Наука и технологии находятся в постоянном развитии, предоставляя всем жителям планеты пользоваться новейшими достижениями цивилизации. Прогресс настолько быстрый, что каждый год происходит скапливание разного рода отходов. Среди них наиболее опасными считаются радиоактивные – они появляются при пользовании энергии атомных веществ.
Для ядерных материалов организуются специализированные хранилища, поскольку без особой утилизации вред наносится всем живущим на планете. Хранение ядерных отходов в Ростовской области, Красноярске (хранилище ядерных отходов ОЯТ), в Сергиево-Посадском районе и других местах неблагоприятно влияет на экологию и без должного обустройства таких хранилищ к эксплуатации не допускается.
Что такое радиоактивные отходы?
Ядерные отходы, они же радиоактивные, содержат химические элементы – радиоактивные изотопы, не имеющие никакой практической пользы. В РФ разработан специальный закон хранения, регулирующий вопросы использования атомной энергии. По этому закону все отходы являются ядерными веществами и не могут быть использованы ни в одной из областей промышленности. Более того, на законодательном уровне запрещено ввозить подобные вещества на территорию России.
Загрузка ...Обыватели, далекие от ядерной промышленности и атомной энергетики, часто путают ядерное топливо отработанного типа и радиоактивные отходы. Понятия сильно различаются, поскольку отходы не могут быть использованы в любых разработках, а отработанное топливо содержит много продуктов деления и остатки ядерного топлива, что используется в науке, медицине, сельском хозяйстве и других областях.
Так, отработанное топливо считается ценным ресурсом, из которого возможно получить несколько источников изотопов и новое свежее ядерное топливо.
Есть среди радиоактивных веществ отдельный вид – жидкие отходы технологического типа с радиоактивным действием. Это отходы, которые содержать техногенные радиоактивные нуклиды, полученные в военной или оборонной промышленности, атомной энергетики и других видах производства. Этот вид ресурса получается при использовании военных судов на атомном флоте или в электростанциях, при авариях на радиационных точках или при эксплуатации радиоизотопных веществ.
Радиоактивные свойства химических элементов
Впервые радиоактивность как характеристика упоминалась в научных трудах XIX века. А. А. Беккерель и П. и М. Кюри выявили у тория, полония, радия и урана особый вид излучения. Исследования, проведенные учеными, показали наличие индексов радиоактивности, отличающихся друг от друга степенью интенсивности. Все чаще стала использоваться энергия распада атома, ей нашлось применение во многих областях существования человечества.
По мере дальнейших исследований, интерес ученых вызвал и уровень радиации, благодаря чему был изобретен прибор для контроля его уровня. Долгие годы опыт разработок с использованием ядерной энергии был успешным в промышленности, медицине и науке, но только в последнее время вопрос о необходимости стал крайне острым.
Посмотреть эту публикацию в Instagram
Откуда берутся ядерные отходы?
Отходы с радиоактивностью получают разных форм и характеристик. Наиболее важными из них являются концентрация и период полураспада радионуклидов, входящих в их состав. Причины образования этих веществ следующие:
- работа вентиляционных систем в местах выброса и обработки радиоактивных материалов – газообразные;
- переработка отработанного топлива и работа исследовательского оборудования с сцинтилляционными счетчиками – жидкие;
- работа АЭС (выбросы топлива), стеклянные отходы от медицинских систем или лабораторий, расходные материалы с загрязнением, посуда из стекла, используемая в больницах – твердые.
В человеческой деятельности также присутствуют отходы радиоактивного типа – они носят название природных источников радиации, обладающих этими свойствами от природы. Как правило, в них содержатся особые нуклиды калий и рубидий (бета-излучатели), а также торий и уран (альфа-частицы), включая продукты их химического распада. Все работы и использование этих веществ проводятся по санитарным правилам СанПин.
Привычный всем уголь также содержит немного радионуклидов, но их настолько мало, что такой дозой можно пренебречь. Число вещества в угле меньше, чем в среднем содержится в земле. Зальная пыль обладает большей концентрацией по сравнению с углем, но радиоактивность слишком мала по сравнению с фосфатами или глинистым сланцем. Для человека присутствует некоторая опасность, поскольку частицы зольной пыли вдыхаются легочной системой. Объем выбросов довольно большой – 1000 тонн урана в РФ и до 40 000 тонн на планете.
Типы ядерного излучения
При работе с атомной энергией возникает материал, не подлежащий к применению в любой области. Но отходы все ещё излучают радиацию из источников, поэтому их нужно правильно утилизировать. Повторная переработка и эксплуатация отходов доступна только в случае ядерного топлива, а мусор может находиться в любом состоянии и быть разного происхождения – остатки от добычи газа и нефти, медицинские исследования и многое другое.
Радиоактивность может быть нескольких типов:
- низкоактивная;
- активность средней степени;
- высокая активность;
- трансурановое излучение.
Как утилизируют ядерные отходы?
Утилизация в течение длительного периода времени не считалась обязательным элементом работ с опасными веществами. Остатки этой деятельности просто сбрасывали, загрязняя окружающую среду и воды подземных источников. Специалисты выявили, что в воздухе и грунте скапливаются все выброшенные активные радиоизотопы.
Возникла опасность отравления населения через продукцию сельского хозяйства, выращиваемую в зараженной земле. На данный момент существует несколько вариантов захоронения отходов, вредных для экологии и человека. Опасность снижена до минимального уровня при использовании следующих способов:
- витрификационные преобразования. Стеклование позволяет сделать отходы инертными, после чего их пакуют в контейнеры и хранят в герметичных помещениях;
- метод Синрок – обработка мусора специальными химическими составами. Метод изобретен в Австралии;
- трансмутационная обработка снижает опасность утиля с ядерными свойствами в специальном реакторе, выделяющем при работе энергию. Существует возможность повторного применения отходов, поэтому методика признана многозадачной;
- компактирование – сдавливание утиля прессом, но метода не применим для материалов, способным к быстрому воспламенению;
- суперкомпактирование позволяет уплотнить спрессованые отходы, что минимизирует их объем;
- цементирование радиационного угля смесью из цемента – самый доступный и простой способ утилизации;
- битумирование – заливка битумной смесью массы отходов;
- космический мусор – выброс отходов в открытый космос позволяет минимизировать опасность для нашей планеты, но так или иначе мусор в космосе может когда-либо негативно действовать на Землю, приводя ее к катастрофе.
Зачем обрабатывают ядерный мусор?
Перед утилизацией все отходы должны быть тщательно отсортированы и размещены на некоторое время в хранилища. После этого утиль упаковывают по нормативам транспортировки и отвозят в хранилища или на заводы для уничтожения. Место для хранилища и переработки выбирается исходя из типа материалов, большая часть отходов перерабатывается, и только около 5% помещается в контейнеры и запечатывается в горных массивах.
Низкая и средняя степень радиоактивности позволяет провести обработку разными методами, зависящими от состояния утиля:
- отходы в форме газа адсорбируются специальными уловителями химических соединений;
- жидкие отходы битумируют, заливают в контейнеры, остекловывают или помещают в цементную смесь;
- органические жидкие отходы сжигаются в высокотемпературных печах, обрабатываются химическими смесями при высоких температурах, адсорбируются;
- твердые виды мусора разлагают при помощи кислоты, сжигают в плазме, плавят или прессуют, после чего помещают в герметичные контейнеры;
- радиоактивные материалы бытового назначения (бумага или одежда, элементы конструкций) сжигаются в плавильне, пепел цементируется.
Места захоронения
Любая переработка направлена на минимизацию объема мусора посредством трансформации ее в твердое состояние. После достижения цели утиль упаковывается и направляется в могильники особого назначения, расположенные в определенных местах:
- захоронения глубоко под водой, более 1000 метров;
- использование океанического дна на глубине в десятки тысяч метров. Контейнеры размещают в осадочных породах;
- геологические схроны требуются для отходов с высокой радиацией и продолжительным периодом распада. Для захоронения используют пустоты в горных породах глубже сотен метров от поверхности земли. Чтобы не заразить участки грунта вокруг, мусор стали закапывать в урановые рудники, делая их могильниками;
- подземное — недалеко от поверхности можно проводить захоронение в неглубокой шахте или наземных постройках.
Основные принципы при утилизации ядерных отходов
Всегда считалось, что радиоактивные изотопы достаточно рассеять в почве, как делается на других производствах. К примеру, их сливают в воду. Так, теченский каскад и речка Теча стали зараженными. Специалисты выявили, что природные биологические процессы, протекающие в природе, концентрируют весь мусор в подсистемах биосферы- тканях животных и их органах. Это опасно для населения, поскольку с пищей элементы могут попадать в организм. Поэтому принципы утилизации ядерных веществ были изменены.
МАГАТЭ сформировало принципы, которые обеспечивают утилизацию безопасным способом, при этом даже с течением времени угрозы здоровью человека или экологии не возникает:
- обеспечение защиты жизни и здоровья населения. Утилизация проводится по правилам, снижающим риски заражения даже спустя продолжительное время;
- охрана экологии. Захоронения обустраиваются с соблюдением всех нормативов для охраны экологии;
- Утилизация отходов проводится с учетом любых последствий для жизни населения и его здоровья, особенно за пределами национальной границы страны;
- охрана здоровья будущих поколений – при захоронениях учитывается уровень возможных последствий, которые могут возникнуть с течением времени и представлять угрозу будущему населению планеты
- бремя для нового поколения – учитывается возможное бремя, возлагаемое на подрастающее поколение и их потомков;
- правовая структура нации – учитывается структура права, четко регламентирующая обязанности и независимые функции регулирования;
- контроль и учет возникновения ядерных отходов – уровень держится в минимальных пределах;
- взаимосвязи в образовании и переработке ядерного мусора – учитывают стадии появления мусора, его транспортировки, переработки и захоронения;
- обеспечение безопасности для мест захоронения – все точки с переработкой и утилизацией ядерного мусора должны быть безопасными и надежными в течение всего срока эксплуатации.
Могильники ядерных отходов в России
На территории РФ все отходы перерабатываются на специальном заводском оборудовании. Из 5 миллионов тонн веществ с радиацией более 3 миллионов перерабатывается и утилизируется. В планах правительства к 2025 году сделать утилизацию до 85% от общего объема безопасными способами. В РФ могильники были сделаны во времена СССР, когда происходила интенсивная разработка новейшего оружия. Наиболее известными местами захоронений стал город Озёрск, речка Теча и озеро Карачай.
Законодательство РФ четко указывает нормы по утилизации, но всегда остаются спорные моменты, поскольку число могильники слишком мало для большой страны и их вместимость уже практически исчерпана. Более того, контроль за утилизацией проводится в недостаточном объеме, поскольку нет централизации этого процесса. Только правильное обращение с радиоактивным мусором может сохранить природный баланс, и так довольно хрупкий в виду массовых производств на планете.
Жидкие радиоактивные отходы
На АЭС большинство процессов сопровождается выделение отходов в жидкой форме. Чтобы поддержать химический и водный режим используемого теплоносителя и понизить количество радиоактивности, его часть постоянно чистят фильтрующими установками. Если на АЭС используются реакторы с кипящими жидкостями, то конденсат также подлежит обязательной очистке. Для фильтрации используют перлиты и смолы, обладающие высокими показателями ионообмена.
Из этих фильтров выходят регенерационные жидкости, пульпы перлита и смол, которые уже отработаны. Все эти жидкости – радиоактивные отходы (ЖРО). Помимо этого, в помещении постоянно выполняется санитарная обработка, что также образует дополнительные жидкие отходы. ЖРО на АЭС считают радиоактивными, если их радионуклиды сильно превышают допустимую концентрацию в питьевой воде.
Грунтовые хранилища жидких радиоактивных продуктов и места их переработки
При средних показателях активности ЖРО их хранят как кубовые остатки и пульпы от материалов-фильтров. Это смолы, уголь или перлит. Хранение выполняется исключительно раздельно, поскольку дальнейшая переработка отличается – удаление и контейнеров и отверждение проводятся по-разному. В хранилище радиоактивных отходов преследуются две цели: выдержка ЖРО для их распада на радионуклиды с коротким циклом, а также изоляция до момента отверждения.
В помещении располагается система из емкостей в виде цилиндров. Их делают из нержавеющей стали и помещают внутрь колодцев из монолитного железобетона. Такая изоляция считается наиболее надежной. Каждая емкость рассчитана на сотни кубометров. Если возникает авария и начинается протечка, то в дне колодцев оборудованы специальные отверстия и приямки, чтобы откачать излишки.
Загрузка...
Особенности тушения пожаров в подвалах 
Особенности использования цокольного профиля 
Особенности дизайна интерьера погреба 
Особенности конструкции финского погреба 
Особенности хранения продукции в погребе 
Особенности наполнения маленькой кладовки 
Особенности планировки кухни с кладовкой 
Особенности системы микроклимата овощехранилища 
Особенности жизни в землянке 
Особенности устройства землянки 
Особенности устройства ядерного бомбоубежища 
Особенности проектов бомбоубежищ 