Заказать звонок
г. Москва, Краснобогатырская ул., дом 2, стр. 79

Мы утилизируем отходы:

Оферты
Работа в электронном магазине
с госзаказчиками


Лицензии
Все лицензии

Методы утилизации радиоактивных отходов

Обращения с отходами атомной промышленности представляет серьёзную экологическую проблему. Ей озадачены правительства всех стран мира, в первую очередь тех, где развита атомная энергетика, имеются научно-исследовательские реакторы, космические корабли, атомоходы и, разумеется, оружие массового поражения.

Радиоактивные отходы

С каждым годом эта проблема обостряется, так как растут источники и объём радиоактивных отходов (РАО), а их сбор, хранение, утилизация и переработка сложны, трудоёмки и энергозатратны. Сброс потенциально опасных веществ, содержащих большое количество радионуклидов, составляет тысячи тонн в год. Фактически к РАО относится любой предмет, который достаточно длительное время был в контакте с ионизирующим излучением:

  • детали шахтного оборудования;
  • вышедшие из строя элементы оборудования атомных электростанций;
  • водные и воздушные фильтры;
  • электропровода;
  • топливные контейнеры;
  • спецодежда рабочих, обслуживающих производства с высоким уровнем излучения.

В данной статье мы рассмотрим основные способы утилизации и переработки РАО, которые укладываются в требования Федерального закона от 11 июля 2011 года № 190–ФЗ «Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

Источники появления отходов

Источники появления отходов

Радиоактивные отходы

Требования МАГАТЭ к обращению с радиоактивными отходами

Утилизация радиоактивных отходов в России проводится в соответствии с требованиями, которые сформулировало Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ). Согласно принятой классификации, РАО разделяются на две большие группы — жидкие и твёрдые. Каждая группа включает несколько классов опасности в зависимости от активности вредоносного ионизирующего излучения. Для каждого класса отходов приняты специфические требования к обращению с ними, представленные в таблице 1.

Таблица 1 - Классификация РАО по степени опасности

ТВЁРДЫЕ РАО

ЖИДКИЕ РАО

Классы опасности

I

II

III

IV

V

VI

- материалы, оборудование, изделия;

- отверждённые жидкие отходы, содержащие радиоактивные химические элементы и не имеющие практической ценности;

- высокоактивные отходы с высоким тепловыделением.

- материалы, оборудование, изделия;

- грунт;

- отверждённые жидкие отходы, содержащие радиоактивные химические элементы и не имеющие практической ценности;

- отработавшие источники ионизирующего излучения первой и второй категорий;

- высокоактивные отходы с низким тепловыделением;

- долгоживущие среднеактивные отходы.

- материалы, оборудование, изделия;

- отверждённые жидкие отходы, содержащие радиоактивные химические элементы и не имеющие практической ценности;

- отработавшие источники ионизирующего излучения третьей категории;

- короткоживущие среднеактивные отходы;

- долгоживущие низкоактивные отходы.

- материалы, оборудование, изделия;

- грунт;

- биологические объекты;

- отверждённые жидкие отходы, содержащие радиоактивные химические элементы и не имеющие практической ценности;

- отработавшие источники ионизирующего излучения четвёртой и пятой категорий;

- короткоживущие низкоактивные отходы;

- долгоживущие очень низкоактивные отходы.

- органические и неорганические жидкости;

- пульпы;

- шламы;

- короткоживущие среднеактивные отходы;

- долгоживущие низкоактивные отходы.

Отходы добычи и переработки урановых руд, минерального и органического сырья с повышенным содержанием природных радионуклидов.

Требования к обращению

I

II

III

IV

V

VI

Финальная изоляция в пунктах глубинного захоронения с предварительной выдержкой.

Финальная изоляция в пунктах глубинного захоронения на глубине до 100 м.

Финальная изоляция в пунктах приповерхностного захоронения на уровне земли.

Финальная изоляция в существующих пунктах глубинного захоронения.

Финальная изоляция в пунктах приповерхностного захоронения.

МАГАТЭМАГАТЭ введены многочисленные запреты на условия утилизации разнообразных радиоактивных веществ. Так, к примеру, запрещено сливать и сбрасывать их в океан, несмотря на то, что на глубине нескольких километров твердые и отверждённые РАО могут покоиться тысячелетиями, не причиняя окружающей среде особого вреда. Более того, можно предварительно снизить концентрацию радионуклидов в жидких отходах, и морская вода сама их перемешает до содержания в пределах допустимой нормы. Однако мировое сообщество в лице МАГАТЭ приняло такое решение, и все обязаны ему следовать, утилизируя и перерабатывая РАО дозволенными способами.

Основные методы утилизации радиоактивных отходов

Согласно требованиям федерального законодателства, конкретные пути утилизации РАО зависят от природы и концентрации излучающих веществ, которые они содержат. К наиболее распространённым в России методам обезвреживания отходов относятся остекловывание, плавление, сжигание, уплотнение и цементирование с последующим хранением или захоронением.

Радиоактивные отходы

Остекловывание предназначено для обезвреживания ядерных отходов высокого уровня активности. Их включают в бролисиликатное стекло, где утилизируемое вещество составляет примерно 14% от массы стеклянной матрицы, готовой к захоронению. Суть метода состоит в том, чтобы зафиксировать радионуклиды в статичном состоянии в стабильной нерастворимой форме. В остеклованном виде отходы безопасно хранятся не одно тысячелетие, не причиняя ущерба экологии.

Плавление отработанной руды происходит в смежной породе, залегающей глубоко под землёй. Этот способ захоронения РАО заключается в том, чтобы создать стабильную твёрдую массу с высокой концентрацией отходов атомной промышленности или внедрить их в смежную породу в рассредоточенном виде. В результате радионуклиды не выщелачиваются и не переносятся на поверхность земли. В основном данный метод применяется к высокоактивным отходам с высоким тепловыделением.

Кроме этого подземного метода широко применяется плавление в плазменных установках. Однако такой способ обезвреживания ведёт к большим тепловым нагрузкам поверхностей плавильных печей, а сам процесс сопровождается высокой концентрацией агрессивных газов, с трудом поддающихся очищению.

Сжигание твёрдых и отверженных радиоактивных отходов используется при необходимости и возможности ограниченно снизить объём излучающих веществ. Однако при этом есть риск загрязнения воздуха. Поэтому самому процессу предшествует пересыпка РАО экзотермическим материалом, в том числе заражённой макулатурой, деревом, резиной, одеждой, отходами производства тепловыделяющих элементов и сборок в виде стружки и опилок сплава циркония. Это позволяет снизить возможность заражения воздуха, одновременно увеличив производительность и эффективность сжигания отходов.

Однако при таком способе утилизации невозможно зафиксировать радионуклиды. Поэтому после сжигания необходимо омонолитить и захоронить выделившийся зольный остаток.

Уплотнение (или прессование) применяется при необходимости утилизировать заражённые объекты большого объёма. Технология позволяет уплотнить излучающий материал, уменьшив его размер для помещения в стандартные контейнеры объемом 100 ÷ 200 дм3. Для этого применяются прессовальные установки высокого и низкого давления.

Однако при применении этой технологии утилизации радиоактивного мусора происходит лишь измельчение твёрдых отходов. Прессование не способно должным образом обеспечить фиксацию излучающих радионуклидов, которые могут вырваться наружу в случае повреждения контейнера. Кроме того, органические включения и влага при длительном хранении вызывают разложение РАО, которое сопровождается выделением агрессивных газов. Таким образом, коррозия и остаточное давление внутри контейнера рано или поздно приводят к его разрушению, часто до окончания нормативного периода хранения уплотнённых отходов — 50 лет.

Цементирование способно снизить риск выхода на поверхность радионуклидов и газов в случае разрушения стенок металлических бочек, содержащих спрессованные или жидкие отходы. Метод состоит в заливке контейнеров большим количеством цементного раствора с включением специальных химических веществ. Однако при цементировании объём утилизируемых отходов не должен превышать 20% от монолита, так как разнородный химический состав и наличие в цементном растворе органических веществ приводят к снижению гарантийного срока хранения отходов — 350 лет.

Отметим, что ни один из описанных вариантов утилизации не решает проблему уничтожения РАО в полной мере. Риск воздействия захороненных радиоактивных веществ остаётся. Поэтому методы и способы обращения с отходами постоянно совершенствуются. В частности, ведутся научные эксперименты, в результате которых предлагаются инновационные способы переработки РАО.

Способы переработки радиоактивных отходов

Утилизация радиоактивных отходов

При выборе методов переработки РАО руководствуются, прежде всего, степенью из излучающей активности.

Низкоактивные отходы довольно легко утилизируются способами, представленными выше, и в течение нескольких лет теряют свою опасность. После положенного хранения в специальных герметичных контейнерах их можно утилизировать как обычные ТБО.

Дезактивация среднеактивных отходов происходит в несколько раз дольше. Для их консервации применяются многостенные металлические контейнеры, которые после герметизации заливают несколькими толстыми слоями битума и цемента.

Высокоактивные отходы, такие как отработанное атомное топливо, сохраняют опасность для экосистемы на протяжении веков. Для снижения концентрации излучающих веществ принято использовать отработку повторно. И уже затем отработанный шлак остекловывают и консервируют в глубоких шахтах. Однако и в этом случае некоторые отходы способны длительное время сохранять опасность для будущих поколений.

Copyright © 2009-2019 г.
Все права защищены.
+7 (495) 79-78-79-0
г. Москва, Краснобогатырская ул., дом 2, стр. 79