- •Курс лекций по дисциплине «Утилизация отходов»
- •3 Лекция. Утилизация и переработка радиоактивных отходов
- •3.1 Определение, источники образования и классификация рао
- •3.2 Масштабы и проблемы радиоактивного загрязнения
- •3.3 Обращение с рао
- •3.3.1 Общая процедура обращения с рао
- •3.3.2 Сбор и удаление низко- (нрао) и среднеактивных (срао) отходов
- •3.3.2 Технологическая обработка
- •3.3.3 Хранение и захоронение
- •3.4 Стратегические решения по захоронению врао
- •3.4.1 Общие представления
- •3.4.2 Перспективные инженерные решения
3.2 Масштабы и проблемы радиоактивного загрязнения
Масштабы и проблемы радиоактивного загрязнения определяются наличием уранодобывающих и перерабатывающих предприятий, объектов ядерного ВПК, включая полигоны испытаний ядерного оружия, ТЭК, системой пунктов хранения и захоронения РАО, исследовательскими реакторами, ядерным оружием и техногенными катастрофами, наличие которых привело к тому, что в СНГ радиационно неблагополучно более 10% территории (свыше 2 млн км). В Белоруссии поражено 80, на Украине — 30 и в Казахстане — 40% их площадей, в РФ- около 1 млн км2.
Одним из основных источников радиоактивности являются объекты атомной энергетики (АЭС) - более 530 действующих, 85 остановленных, 100 строящихся и 20 радиохимических комбинатов.
Отходы АЭС России содержат 1,7 млрд Ки и находятся в 221 хранилищах, из которых 81 законсервировано и 146 эксплуатируются. На 10 действующих АЭС России имеется около 100 тыс. м3 жидких и 110 тыс. м3 твердых РАО.
При выработке 1 ГВт электроэнергии образуется 300-500 м3 твердых отходов и 25 т облученного топлива, а при получении 1 т ядерного топлива образуется порядка 8 т твердых РАО.
Выбросы в атмосферу и загрязнение водного бассейна при работе АЭС являются, как правило, вторичными. В выбросах АЭС преобладают инертные радиоактивные газы ~ изотопы ксенона, криптона, аргона. Для уменьшения активности осуществляется временная задержка этих газов перед выпуском в атмосферу, достаточная для распада короткоживущих радионуклидов. В окружающую среду поступают также С-14, Sr-90, Ru-106, I-131, Cs-134, -137, Се-144, активированные продукты коррозии. Однако в целом радиоактивное загрязнение от АЭС гораздо меньше его естественного уровня. Наличие на АЭС поверхностных водоемов-хранилищ ЖРО приводит к проникновению радиоактивных веществ в грунтовые и подземные воды.
Не менее опасны для окружающей среды другие предприятия атомно-энергетического комплекса. В целом на атомных предприятиях России в настоящее время ежегодно образуется не менее 7 млн м3 ЖРАО низкой и средней активности, содержащих более 2 млн Ки.
Весьма актуальными становятся проблемы мирового значения, связанные с исчерпанием срока службы и прекращением эксплуатации созданных в 60-70-х годах ЯЭУ транспорта (только АПЛ в мире почти 500 шт., из них 245 РФ, выведены из строя 180 в США – из 190 АПЛ – только 82).
Утилизация АПА предусматривает строгие меры радиационно-экологической безопасности: длительную (15-20 лет) стоянку на плаву списанных субмарин; выгрузку и транспортирование на переработку большого количества отработанных материалов; безопасное хранение и переработку значительных объемов ЖРО; длительное (не менее 70-100 лет) хранение вырезанных РО, при котором мощность источников у-излучения уменьшится в среднем в 1000 раз и разделку корпусов АПА.
Объемы ЖРО (без учета поступающих из санпропускников и спецпрачечных) колеблются в пределах 5-14 тыс. м3 /год. Примерно 30% из них составляют среднеактивные и около 70% — слабоактивные отходы. Последние образуются в технологических операциях (отмывка контура, дезактивация съемного и несъемного оборудования, отбор проб и проведение радиохимических анализов, перегрузка ионообменных фильтров и т.д.). Среднеактивные ЖРАО появляются, как правило, только в аварийных ситуациях, но их суммарная активность достигает 95% общей активности жидких РАО (ВРАО на кораблях ВМФ практически не возникают). Утилизация выработавших ресурс единиц атомного флота сдерживается чрезвычайной дороговизной работ. В частности, для утилизации одной АПЛ в 1995 г. необходимо было 40 млрд руб. в ценах соответствующих лет.
Наиболее опасной угрозой окружающей среде и человечеству являются огромные запасы ядерного оружия. - 11,3 млрд. т., т.е. ~2 т на каждого жителя Земли.
В СССР начиная с 1964 г, затем и в РФ наибольшее количество радиоактивных веществ погружено в воды северных морей и северной части Тихого океана. В общей сложности активность РАО, затопленных в арктических морях России, составляет 2/3 от захороненной в Мировом океане. Экономическое положение нашей страны таково, что для строительства новых хранилищ недостает средств, а имеющиеся хранилища ядерных отходов переполнены. Постоянно решается дилемма: либо строить новые хранилища, либо продолжить сливы и сбрасывание РАО в моря.
Наиболее опасны радионуклиды цезия-137, стронция-90, церия-144, иттрия-91, ниобия-95. Они легко биоаккумулируются, переходят по пищевым цепям, концентрируются в морских организмах высших трофических уровней, создавая опасность для гидробионтов и человека.
