Хранение и обезвреживание радиоактивных отходов.

Количество и объемы средне- и низкоактивных РАО чрезвычайно велики. Предполагается., что к 2000 г, в России их накопится около 1,5млн м³, в США — около 3,6 млн м³.

Почти 98,5% ядерного топлива АЭС идет в отходы, представляю­щие собой радиоактивные продукты расщепления (плутоний, цезий, стронций и т.д.), которые нельзя уничтожить, а можно лишь вечно хранить на спецскладах.

Еше более опасные последствия имеют место в случаях катастроф и аварий на атомных объектах и предприятиях.

Крупная авария произошла в 1957 г. в Челябинской области на ра­диохимическом заводе по переработке ядерного топлива и извлечения плутония для ядерных бомб. Этот завод с 1949 г. сбрасывал РАО в от­крытые водоемы, в частности, в озеро Карагай поступило 120 млн кюри (1Ки=3,7-10^шБк), что в два раза больше, чем в результате катастрофы в Чернобыле.

В дальнейшем для жидких РАО были изготовлены бетонные емкости с покрытием из нержавеющей стали. Однако именно в них про­изошел взрыв с выбросом 2 млн кюри. Облако прошло на север, оставив радиоактивный след длиной 105 км и шириной до 8 км. Из зараженной зоны переселили 17 тыс. жителей. Ликвидация следа производится до сих пор.

В системе МО РФ очень острой стала проблема нейтрализации РАО, которые образуются в процессе эксплуатации и ремонта, а так­же вследствие вывода из боевого состава атомных подводных лодок (АПЛ) 1 и 2-го поколений. Уже сейчас на Северном флоте, напри­мер, скопилось около 90 АПЛ с выслужившими свой срок реактора­ми. Всего же в пяти ядерных флотах мира (США, Россия, Китай, Англия и Франция) в 1990—1995 гг. предполагалось списать 190 реак­торов. При плановом сроке отстоя активных зон реакторов до 5—6 лет некоторые установки находятся в этом режиме от 7 до 14 лет. При этом специалисты отмечают, что ВМФ не хватает хранилищ для РАО, а имеющиеся находятся далеко не в лучшем состоянии.

Захоронение и обеззараживание РАО:

Свалки РАО в морях, в том числе и российских, возникли вслед за появлением атомного флота у ряда стран. Сбросы РАО, начавшиеся уже в 1959 г., продолжались систематически вплоть до 1992 г. в некоторых районах Балтийского, Баренцева, Белого, Карского, Охотского и Японско­го морей, а также в прибрежных водах архипелага Новая Земля и полуострова Камчатка.

По сводным данным (В.В. Догуша, 1995 г.), в период с 1964 по 1991 г. в северных морях затоплено 4900 контейнеров с твердыми РАО низкой и средней степени активности. У восточных берегов России, в Японском и Охотском морях за 1986—2000 г. было захоронено 6868 контейнеров со средне- и низкоактивными твердыми РАО, а также 38 судов и более 100 крупногабаритных обьектов. Их суммарная активность оценивается спе­циалистами в 22,2 тыс. кюри. За 30 лет эксплуатации атомного флота в экосистемы северных морей поступило около 100 тыс. м³ жидких РАО с активностью более 24 тыс. кюри.

Общее количество РАО, сброшенных в море США только в 1946— 1970 гг. составило более 86 тыс. контейнеров с суммарной радиоак­тивностью около 95 тыс. кюри. В 1971 — 1983 г.г. РАО предприятий военной и мирной атомной промышленности регулярно сбрасывали в морс Бельгия, Англия, Нидерланды и Швейцария, эпизодически — Франция, Италия, ФРГ, Швеция, Япония, Южная Корея. Под­считано, что всего за 1967—1992 г. в Атлантическом океане оказалось 94603 т РАО, размещенных в 188188 контейнерах, обшей активностью более I млн кюри.

К настоящему времени выработаны (К.М. Сытник и др.) следу­ющие технологии захоронения РАО;

1) для больших количеств высо­коактивных РАО — концентрирование и последующее хранение (по-средством остекловьщания, бетонирования и складирования в глубо­ких шахтах); 2) для небольших количеств высокоактивных РАО — извлечение долгоживущих изотопов с высокой токсичностью (ядови­тостью) перед удалением остаточной активности;

3) для отходов сред­ней степени активности — хранение до достижения распада коротко-живущих изотопов и последующее рассеивание в той или иной среде:

4) для относительно небольших количеств слабоактивных отходов — разбавление (например, водой) и последующее рассеивание.

1. Захоронение в изолированном виде (в капсулах). Технология состоит в переводе РАО в стекловидное состояние (путем заливания жидким стеклом), смешении с цементом или в заключении остеклованной массы в коррозионностойкие контейнеры, которые способ­ны выдержать большое внешнее давление. После этого их сбрасыва­ют на большие глубины. Англичане замуровывают отходы в бочки и сбрасывают в море. В Рос­сии для захоронения, как правило, используют так называемые водные линзы. В них закачивают в жидком виде не только радиоактивный строн­ций и цезий, но и плутоний-239, период полураспада которого состав­ляет 24 тыс. лет. Если за эти тысячелетия герметичность линзы нарушит­ся, последствия будут катастрофическими.

2. Захоронение малоактивных РАО в предварительно разбавлен­ ном виде. Для тою, чтобы радиоактивность отходов, попавши в морскую среду, быстро убывала, сброс их рекомендовано осуществ­лять во время движения судна и желательно под винт. Ныне законо­дательство России запрещает подобное захоронение.

3. Длительное хранение высокоактивных РАО. Хранение высокоак­тивных жидких отходов (обычно это водные азотнокислые растворы) осуществляется в баках из нержавеющей стали с двойным дном, объ­емом от нескольких десятков до нескольких сотен кубометров. Уста­навливают их в бетонных камерах, а для того, чтобы предотвратить возможный взрыв скапливающегося водорода, резервуар непрерыв­но продувают воздухом. Отработанный воздух в дальнейшем очища­ют от радиоактивных аэрозолей в специальных фильтрах.

Содержимое некоторых баков постоянно перемешивают, так как выпадение твердых частиц, например плутония или урана, может привести к накоплению критической массы и, следовательно, ини­циировать ядерный взрыв. Выпадение же в осадок радиоактивных солей другой природы может способствовать резкому повышению тем­пературы и также породить взрыв, но уже тепловой, с выходом ра­диоактивности в окружающую среду.

Современное хранилище высокорадиоактивных отходов состоит из вертикальных шахт, горизонтальных штреков (коридоров) и соб­ственно помещений для захоронений, сооружаемых, например, в соляных породах на глубине порядка 600 м. В полу помещения бу­рятся шурфы для хранения канистр с растворами отходов высокой удельной активности (ОВУА). Между шурфами необходимо выдер­живать расстояние от 10 до 50 м. Причиной такого разнесения ка­нистр друг от друга является их сильное тепловыделение; нарушение режима последнего может привести к катастрофе.

4. На Западе (США, Франция) прорабатывалось несколько проек­тов долговременных хранилищ ОВУА, включая и довольно экзоти­ческие. Один из них связан с запуском тяжелых ракет, загруженных высокоактивными отходами, в сторону Солнца, с последующим их уничтожением. Однако следует помнить, что, согласно статистике, до 2% запусков ракет заканчиваются их авариями в пределах атмосфе­ры. Подобная катастрофа, естественно, обернется тяжелейшими последствиями, соизмеримыми с чернобыльской. В США ведутся длительная дискуссия и поиск мест для размещения двух грандиозных хранилищ для РАО на период до 10 тыс. лет. Они будут размешаться на глубине 300 — 1000 м в местах, не подверженных землетрясени­ям. Стоимость указанного проекта оценивается в 27 млрд дол.

На территории России суммарная активность незахороненных радио­активных отходов, по некоторым оценкам, превышает 4 млрд Ки. В Рос­сии есть 15 полигонов для захоронения, центры по утилизации отходов (Чслябинск-65, Красиоярск-26).

Аварии с выбросом радиоактивных веществ, которые имели место на ПО «Маяк» на севере Челябинской области, привели к образованию под озером Карагай «линзы» из радиоактивных рассолов, которая движется в направлении реки Теча со скоростью 80 м в год. Если эти соли попа­дут в водные объекты, то может быть загрязнена значительная террито­рия Западной Сибири и затем Ледовитый океан. Подобная ситуация сло­жилась и в бассейне Оби в Томской области в результате деятельности Сибирского химического комбината.

В Карском море были затоплены ра­диоактивные отходы с умеренной радиоактивностью почти 2,5 МКи, что позволило считать Карское море потенциально опасным районом Миро­вого океана. Опубликованные данные послужили толчком для более де­тальных исследований.

Согласно российскому законодательству, отходы, образующиеся в Процессе переработки иностранного отработанного ядерного топлива, Должны быть отправлены обратно — в ту страну, из которой они посту­пили. Эчхэ является мощным сдерживающим факторов для любой страны, желающей избавиться от этого вида высокоактивных отходов, а также длякоммерческой деятельности.