Порядок захоронения радиоактивных отходов и ядерные могильники
Человечеству регулярно приходится решать проблему отходов, строить перерабатывающие
предприятия, утилизировать мусор. Значительную опасность представляют радиоактивные отходы, чаще всего возникающие при работе АЭС. Большинство их нельзя уничтожить, сложно
перевозить.
Содержание статьи
Проблема захоронения РАО
Радиоактивные отходы (РАО) – это жидкие, твердотельные и газообразные вещества, материалы,
которые после извлечения из них полезной ядерной энергии, становятся бесполезными с точки
зрения практического использования, но продолжают излучать радиацию. При этом, если
оставшиеся после переработки овощей растительные части могут быть выброшены на обычную
свалку, где под воздействием бактерий в считанные сроки вскоре превратятся в полезное
удобрение, то с радиоактивными отходами все намного сложнее. Они:
- будучи выброшенными на свалку, перерабатываются в течение нескольких столетий или даже тысячелетий, все это время, выделяя в атмосферу радиацию;
- при соприкосновении с окружающей средой (землей, водой) заражают ее, радиация попадает в подземные воды, а оттуда в реки и озера; выращенные на зараженной земле, растения становятся опасными.
Важно! Хранить ядерные отходы без риска невозможно. Радиация никуда не уходит, она накапливается. Сегодня существует масса способов захоронения, но ни один из них не является идеальным, дешевым или полностью безопасным
Безопасность захоронения радиоактивных отходов
Безопасность утилизации радиоактивных материалов зависит от способа их переработки и вида
захоронения. Это может быть:
- Могильник. Могильник отходов – это отведенная под РАО территория с определенным статусом. Находится он на поверхности или в не глубокой впадине (вырытая траншея, специально выделенное помещение). Используется в качестве места временной утилизации. Срок хранения РАО в могильнике не превышает нескольких десятилетий.
- Хранилище. Рассчитано на несколько столетий. Выбирается с учетом отдаленности от жилых поселений. Обычно в качестве хранилища используют старые урановые шахты или дно океана (РАО помещают на глубину свыше 1 тыс. метров).
Перед помещением на хранение отходы перерабатывают и заключают в специальные контейнеры.
Старые могильники ядерных отходов
В РФ ежегодно на хранение помещается около 3 млн. тонн отходов атомных производств. Первые
могильники были построены еще во время существования Советского Союза (озеро Карачай),
существование их было тайной, места на карту не наносились. Могильник на озере Карачай
используется с 1951 г.
В 2015 г. были завершены работы по его консервации. Основным источником его заполнения был
завод ПО «Маяк» из Челябинской области. За время использования в могильнике накопилось
материалов с активностью радионуклидов в 150 млн. кюри. Это излучение сопоставимо с шестью
Чернобылями.
В мире постоянно появляются новые и закрываются старые захоронения. Последнее связано с
тем, что ученые вынуждены следить не только за степенью наполняемости места, удобством
хранения, но и за излучаемой радиацией. У каждого могильника свой порог по величине радиации, по достижению которого, хранилище консервируют. Действуют специальные
международные программы, регулирующие порядок открытия могильника и его заполнения.
Закон, регулирующий порядок принятия решения о захоронении радиоактивных отходов
Принципы правильного обращения с отходами, распространяющими радиационное излучение,
сформированы МАГАТЭ. В РФ порядок принятия решений о способе захоронения радиоактивных
отходов определен ФЗ РФ:
- №170-ФЗ – использование ядерной энергии;
- №190-ФЗ – об обращении с радиоактивными отходами и внесении изменений в имеющиеся законодательные акты.
В ФЗ РФ №190-ФЗ выработаны способы обращения с различными типами радиоактивных отходов, определена степень ответственности за загрязнение, порядок финансирования могильников и других мест захоронения.
Обработка ядерных отходов перед их отправкой на хранение
Перед помещением в могильник РАО проверяют:
- на дозу и мощность излучаемой радиации;
- целостность упаковочной тары.
Обратите внимание! Если отходы излучают радиацию в объеме, превышающем нормальный уровень, их подвергают предварительной обработке
В России выделяют несколько типов переработки ядерных отходов:
- Остекловывают. Метод подходит для жидких отходов. В чан с ними всыпают определенное количество сахара, добиваясь выделения пара при помощи раскаленной трубки. Получившийся после выпаривания порошок смешивают с битым стеклом, помещают в индуктивную печь. Расплавленную массу разливают по стальным контейнерам, промывают водой и только после этого отправляют к месту хранения.
- Перерабатывают, создавая напоминающие керамику синтетические материалы, метод называется «Синрок». Он придуман австралийскими учеными. Радиоактивные отходы в специальных печах подвергаются давлению и воздействию высоких температур.
Твердые РАО разлагают кислотами, сжигают, помещают под пресс ради уменьшения объема,
плавят. Обычный бытовой мусор, получивший дозу облучения и потому ставший опасным
(одежда, посуда, предметы быта, пыль) сжигают в печи, получившийся пепел заливают цементом.
Еще один способ переработки пока находится в экспериментальной стадии. Он называется
трансмутацией и заключается в попытке изменить срок полураспада опасных нуклидов.
Контейнеры для транспортировки и хранения РАО
Контейнеры, где хранят опасные вещества, делают из материалов, не способных пропускать
радиацию или изменяться под ее влиянием. Это:
- обогащенный бромом полиэтилен;
- закаленная сталь;
- железобетон;
- свинец.
Каждый заполненный отходами контейнер дополнительно помещают в сухотарную покрытую
антикоррозийными веществами бочку, Если они легко и быстро распадается, то их помещают на
временное хранение, после чего перерабатывают.
Временное хранение РАО
Под временным хранением РАО подразумевают такое размещение радиоактивных материалов,
при котором в любое удобное время они могут быть изъяты из могильника для переработки или
перемещения. При этом отходы должны быть изолированы от окружающей среды с
соблюдением всех положенных норм и правил безопасности. Радиоактивное топливо временно
хранят в специальных бассейнах.
Пункт, где происходит временное захоронение ядерных отходов, может быть размещен на
территории конкретного предприятия или вне его, если это согласовано с представителями
органов исполнительной власти субъекта РФ. При помещении отходов хранение учитывают
уровень их опасности и негативные последствия, могущие возникнуть при повреждении
хранилища. В любой ситуации действуют в соответствии с Правилами обеспечения безопасности
при временном хранении радиоактивных отходов НП-052-04.
Хранилища РАО
На постоянное хранение отправляют только некоторые виды РАО. В РФ свыше 2 млн. тонн
отходов ежегодно перерабатывают, в специальном могильнике для ядерных отходов они не
нуждаются.
Требования к хранилищам
Хранилище:
- находится не ближе, чем в 20 км от поселения (зона отчуждения);
- должно иметь зону карантина (санитарная), составляющую 1 км.
Важно! Если на территории хранилища находятся какие-либо постройки, то строят их из не пропускающих радиацию металлов. Могильник, если он законсервирован, работает в автономном режиме
Виды
Встречаются два вида хранилищ – «сухие» и «мокрые». От вида их зависит стоимость содержания и сохранность отходов.
«Мокрые»
Используются для хранения радиоактивного топлива. Оно в процессе перевозки и контакта с
воздухом разогревается до +80 градусов Цельсия и нуждается в срочном охлаждении. Для этого
топливо запускают в специальный охлаждающий узел. Как только удается снизить температуру на 30-50 градусов Цельсия, контейнер забрасывают в бассейн с водой и вскрывают его крышку.
Излучающий радиацию, материал отправляют на дезактивацию в специальных чехлах.
«Мокрое» хранилище – это покрытый металлом зал, в котором помещенные в чехлы, отходы
хранятся под слоем воды, высотой в 2 метра.
«Сухие»
Наиболее безопасный и дешевый способ хранения. Охлаждение материалов осуществляется за
счет установки в зале для хранения специальных воздуховодов, работающих по системе печной
тяги. Зал с отходами разделен на отсеки. Хранилище полностью автономное, работа его не зависит от наличия электричества и исправности насоса, заполняющего водой резервуары.
«Мокрые» хранилища являются чаще всего временным вариантом.
Выбор места захоронения РАО
Захоронение радиоактивных отходов не может располагаться в:
- сейсмически опасной местности;
- зоне близкого расположения грунтовых вод;
- районах, которым регулярно угрожает затопление.
Место для создания могильника выбирают, ориентируясь на существующие правовые нормы и
требования, которые к ним предъявляет МАГАТЭ.
Основные способы окончательного захоронения РАО
Радиоактивные вещества, которые нельзя уничтожить, хранят вечно. Для этого используют
геологические и приповерхностные способы погребения, схема которых разработана уже давно.
Геологическое захоронение
Отходы атомного производства сбрасывают в отработанные глубинные шахты, опускают на
океанское дно. Геологический способ захоронения считается наиболее удобным и дешевым. Но
он не всегда безопасен, поскольку даже полностью законсервированный могильник с течением
времени может ощутить на себе негативное проявление внешней среды – землетрясение,
подтопление. Бороться с последствиями отсутствия у современного общества иной возможности
избавления от отходов, придется последующим поколениям.
Приповерхностное захоронение
Временный способ захоронения, заключающийся в выделении отдельных территорий под
хранение отходов. На такой территории выкапывается траншея, куда помещаются бочки с
радиоактивными материалами. Иногда их размещают и вовсе на поверхности, не закапывая. В
результате возникают «коричневые лужайки» (название связано с цветом бочек).
Неиспользуемые или запрещенные методы
Отходы не всегда помещают на океанское дно или сбрасывают в глубинные шахты. Существуют и
иные способы избавиться от опасных материалов, но работают и применяются они не всегда.
В море
Некоторое время назад правительства Бельгии, Франции и ФРГ избавлялись от отходов
посредством сбрасывания их в море. Сейчас это запрещено.
В глубоких океанских отложениях
К неиспользуемым методам организации могильника относят помещение его ниже морского дна
у необитаемых островов. Это возможный, но ни разу не подтвержденный практикой вариант.
В разломах литосферных плит
Метод не используется, является разновидностью сброса отхода в море. Разработчики его
предлагают помещать вредные вещества в литосферные разломы, где их могла бы захватить
магма и лава и похоронить в земной коре.
В ледниковых щитах
Этот способ погребения также не практикуют. Суть его сводится к помещению отходов в
самонагревающиеся емкости и перевозки их в Антарктиду или Гренландию. Горячий контейнер
расплавит лед и погрузится вглубь ледового щита.
В космосе
Предполагается, что отходы можно выводить на околоземную орбиту или направлять в сторону
солнца. Но оба варианта слишком опасные и дорогостоящие, потому не рассматриваются всерьез.
Радиоактивные отходы – один из самых вредных видов отходов. Они опасны для человека и
природы, сложны в уничтожении. На международном уровне разработаны программы,
предполагающие помещение источающих радиацию материалов и веществ на временное или
постоянное хранение. Это не решает проблему существования РАО, но дает надежду будущим
поколениям.