Advokat-86.ru

Помощь адвоката
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как захоранивают ядерное топливо, и как долго оно опасно

Как захоранивают ядерное топливо, и как долго оно опасно

До тех пор, пока мы не научимся получать энергию из реакции термоядерного синтеза, самым эффективным и экономичным способом ее добычи будут атомные станции. Только они могут обеспечить огромное количество энергии с минимальными затратами топлива. Проблема в другом. Все это топливо после того, как переходит в разряд ”отработанного ядерного топлива” (ОЯТ), становится бременем для нашей планеты. Его надо куда-то девать и за прогресс приходится платить. Как говорится, вход рубль, выход — два. Но как можно справиться с ним, чтобы это топливо не вредило планете и ее жителям? Оказывается, есть несколько очень действенных способов, кроме захоронения. Давайте посмотрим, во что превращается ”выхлоп” атомной станции.

Такие бочки пугают уже одним своим видом.

Общая характеристика

Радиоактивные отходы могут образоваться из различных источников, иметь разнообразную форму и свойства.

К важным характеристикам радиоактивного мусора относят:

  • Концентрация. Параметр, показывающий величину удельной активности. То есть это та активность, которая приходится на одну единицу массы. Наиболее популярная единица измерения Ки/Т. Соответственно, чем больше эта характеристика, тем опаснее последствия может принести за собой подобный мусор.
  • Период полураспада. Продолжительность распада половины атомов в радиоактивном элементе. Стоит заметить, что чем быстрее этот период, тем больше энергии выделяет мусор, принося больше вреда, но в этом случае вещество быстрее теряет свойства.

Вредные вещества могут иметь разную форму, различают три основных агрегатных состояния:

  • Газообразная. Как правило, сюда включаются выбросы из вентиляционных установок организаций, занимающиеся непосредственной обработкой радиоактивных материалов.
  • В жидких формах. Это могут быть отходы жидких типов, которые образовались во время переработки уже использованного топлива. Подобный мусор отличается высокой активностью, тем самым способен нанести сильный вред окружающей среде.
  • Твердая форма. Это стекло и стеклянная посуда из больниц и исследовательских лабораторий.

Методы утилизации

Субстанции с нуклидами применяются в различных сферах. Источники заражённого материала — АЭС, электростанции и научные институты при исследовании излучений. В промышленности эти материалы используют для ликвидации микроорганизмов, бактерий и вирусов на продуктах питания.

Переработка ядерных отходов в России проводится на специальных комбинатах. Когда на предприятии появляются РАО, начинают сбор, дают характеристику мусору и проводят сортировку. После временного хранения ненужные материалы отправляются на заводы, где происходит их уничтожение. Технология утилизации зависит от вида остатков и правил обращения с ними.

Сжигание опасного мусора

Процесс происходит в специализированной печи. Она проектируется так, чтобы снизить выброс радиации в атмосферу. Пепел смешивают с цементным раствором и наполняют резервуары. Эти контейнеры отправляют на склады в шахты или соляные штоки. Таким способом избавляются от облучённого сырья: дерева, бумаги, одежды и других вещей со средним или маленьким уровнем радиации.

Сжатие и цементирование

Твёрдые отходы уменьшают в размере. Метод не применяют для легко воспламеняющихся и взрывоопасных материалов. Уплотнение подходит для веществ с невысоким уровнем опасности. Утилизация ядерных отходов в России с помощью цементирования считается распространённой практикой. Облучённые фрагменты помещают в контейнеры и заливают раствором из химических элементов. На такие смеси не влияет внешняя среда. Способом пользуются при захоронении жидкостей со средним уровнем радиации. Текучие вещества соединяют с битумом. Эта процедура сложнее, чем цементирование. Главное преимущество битумирования — испарение влаги.

Вторичное использование

В энергетике радиоактивные материалы эксплуатируются не до конца. Отработанные элементы используются повторно как источник энергии. Изотопы помогают обрабатывать продукты и запускают термоэлектрические реакторы. За границей проводят регенерацию топлива. В процессе выделяют до 3% урана 235 и плутония 239. Европейские АЭС переправляют ядерные отходы для подобной переработки в США, но утилизация радиоактивных отходов в России таким методом не развивается.

Остекловывание и захоронение

Стекло в состоянии поглотить инородные вещества в огромных объёмах. Такой обработке подвергают вещества разного уровня загрязнения. Опасный мусор заливают расплавленным стеклом в стальных ёмкостях — кокилях. В РФ процедура реализуется с помощью печи прямого электрического нагрева. Она создаётся из огнеустойчивого материала и делится на 3 зоны. В каждую из них закрепляют молибденовые электроды для проведения тока. Полученная стекломасса переливается в бидоны.

Читать еще:  Как быть с мошенниками подавшими заявку на земельный участок

Контейнеры после охлаждения и герметизации скрепляют по 3 штуки и транспортируют в хранилище. Для отвержения отходов применяют другие материалы: стеклокерамику, витромет, суперкальцинаты. После переработки отходы отправляют в специально оборудованные места — могильники. Из предприятий РАО забирают в твёрдом состоянии и в правильной упаковке. Захоронения делятся на следующие виды:

  1. Геологические — для отходов используют постройки в крепких слоях породы на глубине от 100 метров. Они подходят для высокорадиоактивных материалов.
  2. Приповерхностные — сооружения с контейнерами размещаются близко к земле или в шахтах. В таких местах прячут вещества с незначительной степенью радиации.
  3. Глубоководные — заражённые ёмкости опускают в море до 1 тыс. м.
  4. Могильники в глубинных отложениях дна — контейнеры опускают ниже 1 тыс. м.
  5. Под дном океана — ядерный мусор хранится в постройках прибережной линии.

Могильники радиоактивных отходов в России на воде прекратили создавать в 1984 году, поскольку они выдерживали десятилетие. Хранилища сооружают в местах, где они не подвергнутся влиянию воды, землетрясения или других природных явлений. На АЭС строят конструкции для временного содержания таких контейнеров.

Ложками не есть

Что касается радиоактивности ОГФУ, авторы доклада пояснили: количество остаточного 235U в нём зависит от технологии обогащения и может составлять от 0,07 до 0,74%, а радиоактивность в половину меньше активности природного урана.

Тем не менее «есть его ложками» ведущий научный сотрудник Института промышленной экологии Уральского отделения РАН Алексей Екидин не рекомендует, поскольку это опасное химическое соединение и правила обращения с ним особые. Он привёл примеры. Электри­чество: опасно для человека, но если соблюдать правила безопасности – полезно. Автомобильный транспорт: ездить на нём опасно, но если соблюдать ПДД – полезно. Так же и ОГФУ.

«Все предприятия «ТВЭЛ» понимают, как надо обращаться с ОГФУ, имеют передовые технологии производства и конт­роля. В очень жёсткой форме ведётся контроль и надзор – есть и внутренние, и внешние аудиты», – сказал эксперт.

Сейчас в мире накоплено 2 млн т ОГФУ, напомнил Александр Никитин, в т. ч. 1 млн т – в России. Хранится он на четырёх площадках: упомянутом уже УЭХК в Свердлов­ской обл., Электрохимическом заводе (ЭХЗ) в Красноярском кр., Сибирском химическом комбинате (СХК) в Томской обл. и Ангарском электролизном химическом комбинате (АЭХК) в Иркутской обл.

В дальнейшем «Росатом» планирует увеличить мощности установок переработки ОГФУ, создать установки по обесфториванию вещества, получаемого после извлечения урана. К 2038 г. количество площадок хранения сократится до двух, а к 2058-му переработан будет весь ОГФУ.

И всё же нет предела совершенству, сказал Алексей Екидин и добавил: «Считаю, что систематический общественный конт­роль способен повысить меры защищённости».

Авторы доклада его поддержали. По их мнению, в рамках комиссии по экологии общественного совета «Росатома» нужно на постоянной основе продолжить работу трёх рабочих групп: по обращению с радиоактивными отходами (РАО), по обращению с опасными отходами 1-го и 2-го класса и по обращению с ОГФУ.

Классификация радиоактивных отходов и их элементов

Существует три группы, на которые делят радиоактивные отходы, это:

  • низко активные;
  • средне активные;
  • высоко активные.

Первые также делят еще и на четыре класса:

  • А;
  • В;
  • С;
  • GТСС.

Последний, из которых самый опасный.

Также существует класс трансурановых РАО, к нему относят альфа-отходы, излучающие трансурановые радионуклиды, у которых период полураспада превышает 20 лет. А концентрация более 100 нКи/г. В связи с тем, что период распада у них намного больше, чем у обычных урановых отходов, захоронение производится более тщательно.

Где происходит переработка ядерных отходов в России?

Нельзя утверждать, что об утилизации отработанного радиоактивного топлива не задумывались ранее. Переработка началась в 1977 году, и несколько проектов были реализованы на двух объектах:

  1. На производственном объединении «Маяк» в Озерске установка по переработке отработавшего топлива РТ-1 была впервые обновлена ​​и возвращена в эксплуатацию в 2016 году, а затем будет закрыта примерно в 2030 году;
  2. На Горно-химическом комбинате (ГХК) в Железногорске в 2015 году была введена в эксплуатацию установка по производству МОКС-топлива для быстрых реакторов. Установка РТ-2, объект известен под обозначением Красноярск-26.
Читать еще:  Заявление на продление загранпаспорта нового образца мфц

Дальнейшее развитие перерабатывающей ядерные отходы отрасли:

  1. Пилотный демонстрационный центр по переработке отработавшего ядерного топлива был введен в эксплуатацию в 2015 году.
  2. Полномасштабная установка РТ-2 будет завершена к 2025 году для переработки использованного топлива ВВЭР, РБМК и BН в смешанное оксидное (МОХ) топливо или в регенерированную смесь оксидов урана и плутония.
  3. На комбинате в Железногорске хранилище отработавшего топлива будет дополнено сухим хранилищем, введенным в эксплуатацию в 2012 году, которое станет пунктом назначения для всего использованного в России топлива.

Все использованное топливо хранится на площадках реактора в течение не менее трех лет, чтобы обеспечить снижение температуры и радиоактивности. Отходы с высоким сгоранием требуют больше времени, прежде чем будут готовы к транспортировке.

В настоящее время отработанное топливо реакторов РБМК и реакторов ВВЭР-1000 хранится в основном на площадках реакторов и не подвергается переработке. Ожидается, что к моменту начала существенной переработки на комбинате в Железногорске около 20 000 тонн отработанного топлива, расположенных в хранилищах, увеличатся в два раза, достигнут массы до 40 000 тонн.

В конце 2007 года было решено, что производство МОКС-топлива с использованием переработанных материалов как из легкой воды, так и из быстрых реакторов должно основываться на электрометаллургической (пирохимической) переработке. Целями закрытия топливного цикла являются:

  1. Минимизация затрат,
  2. Минимизация объема отходов, рециркуляция второстепенных актинидов (для сжигания), исключая выделенный плутоний;
  3. Организация всех процедур в системах с дистанционным управлением. Этот путь переработки еще предстоит разработать.

В августе 2016 года была объявлена ​​новая программа по обращению с отработанным топливом до 2020 года. Она предусматривает обращение с радиоактивными отходами, их транспортировку отработанного топлива на «Маяк» в Озерске для переработки или в центральное хранилище в ГХК в Железногорске. Запланировано, что этот завод по переработке будет полностью введен в эксплуатацию примерно в 2019-2020 годах.

Сведения об РТ-1

Завод РТ-1 был запущен в 1971 году, с 2000 года был расширен и модифицирован, чтобы принимать самые разные материалы, включая топливо исследовательских реакторов. До 2012 года было переработано около 5000 тонн отработанного топлива. А затем производительность снизилась до 100 т в год после потери иностранных контрактов.

В 2015 году РТ-1 переработал 230 тонн топлива, что на 35% больше, чем в 2014 году, и его мощность постепенно увеличивалась до 400 т в год. Рассчитан на все типы реакторов российского производства, в частности ВВЭР-1000 и РБМК. С 2017 года завод также перерабатывал топливо из нитрида урана. Однако после ввода в действие РТ-2 на ГХК в Железногорске он должен быть выведен из эксплуатации примерно к 2030 году.

Перерабатывающий завод РТ-2

Завод по переработке РТ-2 в Железногорске в настоящее время находится на пути к завершению с производительностью 700 т в год к 2025 году (в дополнение к 250 т / год на Пилотном демонстрационном центре). К 2028 году планируется еще 800 т в год.

Первоначально планировалось иметь две линии по 1500 тонн в год, но в течение некоторого времени проект находился на рассмотрении. Строительство началось в 1984 году, а затем было остановлено в 1989 году, хотя 30-40% работ были завершены. Причина – общественное недовольство и отсутствие средств (хотя в 1993 году было официально объявлено, что центр «в стадии строительства»).

В настоящее время реализация проекта возобновлена. Как ожидается, РТ-2 будет работать примерно с 2025 года с использованием усовершенствованного процесса как для топлива ВВЭР-1000 и РБМК, так и для топлива ВН. Его стоимость составляет около $2 млрд. Объект может стать частью новой Глобальной инициативы в области ядерной инфраструктуры, и рассматривается вопрос об иностранном акционерном капитале в акционерном обществе.

Читать еще:  Должностная инструкция бухгалтера по налогам

Экспериментальный демонстрационный центр

Предназначен для реализации нескольких технологий переработки, эксплуатируется, как и запланированный РТ-2, в Железногорске. Проект обошелся в 8,4 млрд рублей и завершен в 2015 году как «стратегический инвестиционный проект».

Его начальная мощность с исследовательскими горячими камерами составляет 10 т в год. Затем добились увеличения объемов до 100 т в год, а с 2018 года – до 250 т в год. Применяются инновационные технологии, включая кристаллизацию и одновременное измельчение газового, термомеханического и отработавшего топлива.

Первоначально центр будет иметь дело с топливом ВВЭР-1000, затем с топливом из быстрых реакторов. Фактически, это будет первая очередь большой реконструированной установки РТ-2 на площадке ГКХ в Железногорске, которая должна быть введена в эксплуатацию примерно в 2025 году.

Куда девают ядерные отходы в России

Куда девают ядерные отходы в нашей стране? В России, как и во всем мире, работа с ядерными отходами ведется на специализированных предприятиях, снабженных качественным оборудованием и техникой. Ежегодно на территории нашего государства образуется 5 миллионов тонн ядерных отходов, из них перерабатывается и подвергается утилизации 3 миллиона тонн. К 2025 году предполагается 89,5% РАО хранить в безопасном для людей и среды обитания состоянии, 8% – в специальных емкостях, 0,016% – в непостоянных хранилищах.

Где хранятся ядерные отходы в России, которые были накоплены еще при гонке вооружений СССР и США? Вспомним примеры использования энергии атома и создания могильников ядерных отходов в нашей стране.

В красивейших местах Челябинской области спрятались под листвой деревьев печально известные река Теча, озеро Карачай и закрытый город Озерск. Именно здесь в 1948 году заработал первый реактор производственного объединения «Маяк» по созданию оружейного плутония. Да, Советский Союз дал достойный ответ США, став лидером ядерной гонки вооружений. Но вот куда девать отходы, ни в Соединенных штатах, ни в СССР особо не задумывались.

Первым могильником ядерных отходов предприятия стала небольшая речка Теча. В 1957 году к постоянно сбрасываемым в реку ядерным отходам добавились элементы, полученные в результате взрыва емкости с РАО. Кроме того, в воздухе сформировалось радиоактивное облако, заразившее территорию примерно на 300 – 350 км в северо-восточном направлении от комбината «Маяк». После этой страшной аварии Советское правительство определило новое место — хранилище опаснейших отходов. Им стало озеро в Челябинской области.

Однако в 1967 году в результате засухи со дна озера Карачай – свалки ядерных отходов на многие километры вокруг были рассеяны те же радиоактивные элементы. После этого было принято решение о ликвидации Карачая. В конце 60 – х годов прошлого столетия озеро начали консервировать, и процесс этот продлился более 40 лет. Сегодня в нем захоронено с использованием новейших технологий более 200 тысяч кубометров высокоактивных техногенных илов и суглинков.

Последний сварочный шов защитного экрана на объекте «Кратон — 3»

В 70 – х годах двадцатого столетия на территории Якутии были проведены мирные подземные взрывы «Кристалл» и «Кратон — 3», в результате чего прилегающая территория подверглась радиоактивной атаке. В начале двадцать первого столетия на этих объектах была проведена реабилитация, созданы могильники ядерных отходов, что значительно улучшило радиоактивную обстановку.

Современный вид объекта «Кратон-3»

В интернете можно посмотреть карты, наглядно изображающие места захоронения ядерных отходов в России.

Об уникальных способах переработки радиоактивных отходов на предприятии Дальнего Востока рассказывают в следующем видео

Научно – технический прогресс невозможен без развития атомной науки и техники. Однако в современной гонке вооружений не стоит забывать о возможных последствиях. РАО представляют угрозу для всего человечества и для всех живых организмов нашей планеты. Поэтому необходимо разрабатывать новые безопасные методы утилизации ядерных отходов.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector