Radyoaktif atık ne tür bir kirliliktir? Nükleer atıkların bertarafı

Radyoaktif atık

Radyoaktif atık (RAO) - kimyasal elementlerin radyoaktif izotoplarını içeren ve pratik değeri olmayan atıklar.

Rusya'nın “Atom Enerjisi Kullanımı Kanununa” (21 Kasım 1995 tarih ve 170-FZ sayılı) göre, radyoaktif atıklar (RAW), daha fazla kullanımı öngörülmeyen nükleer malzemeler ve radyoaktif maddelerdir. Rusya mevzuatına göre radyoaktif atıkların ülkeye ithalatı yasaktır.

Radyoaktif atık ve kullanılmış nükleer yakıt sıklıkla karıştırılmakta ve eşanlamlı olarak değerlendirilmektedir. Bu kavramların birbirinden ayrılması gerekiyor. Radyoaktif atık, kullanılması amaçlanmayan malzemelerdir. Harcanmış nükleer yakıt, sanayide, tarımda, tıpta ve bilimde yaygın olarak kullanılan, kalıntı nükleer yakıt ve başta 137 Cs ve 90 Sr olmak üzere çeşitli fisyon ürünleri içeren bir yakıt elementidir. Bu nedenle değerli bir kaynaktır, işlenmesi sonucunda taze nükleer yakıt ve izotop kaynakları elde edilir.

Atık kaynakları

Radyoaktif atıklar, kendilerini oluşturan radyonüklitlerin konsantrasyonları ve yarı ömürleri gibi çok çeşitli fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip çeşitli formlarda ortaya çıkar. Bu atık şu şekilde üretilebilir:

• radyoaktif maddelerin işlendiği tesislerden kaynaklanan havalandırma emisyonları gibi gaz halindeki;
• araştırma tesislerinden gelen sintilasyon sayacı çözümlerinden kullanılmış yakıtın yeniden işlenmesi sırasında üretilen yüksek seviyeli sıvı atığa kadar sıvı formda;
• katı formda (kirlenmiş sarf malzemeleri, hastanelerden, tıbbi araştırma tesislerinden ve radyofarmasötik laboratuvarlardan gelen cam eşyalar, yakıtın yeniden işlenmesinden kaynaklanan vitrifiye atıklar veya atık olarak kabul edildiğinde nükleer enerji santrallerinden elde edilen kullanılmış yakıt).

İnsan faaliyetlerindeki radyoaktif atık kaynaklarına örnekler:

Bu tür maddelerle çalışmak, Sıhhi ve Epidemiyolojik Denetleme Kurumu tarafından yayınlanan sıhhi kurallarla düzenlenir.

• Kömür . Kömür az miktarda uranyum veya toryum gibi radyonüklitleri içerir, ancak bu elementlerin kömürdeki içeriği yer kabuğundaki ortalama konsantrasyonlarından daha azdır.

Uçucu külde konsantrasyonları artar çünkü pratikte yanmazlar.

Ancak külün radyoaktivitesi de çok küçüktür, yaklaşık olarak siyah şist radyoaktivitesine eşit ve fosfat kayalarının radyoaktivitesinden daha azdır, ancak bir miktar uçucu külün atmosferde kalması ve solunması nedeniyle bilinen bir tehlike oluşturur. insanlar tarafından. Aynı zamanda, toplam emisyon hacmi oldukça büyük olup, Rusya'da 1000 ton, dünya çapında ise 40.000 ton uranyuma eşdeğerdir.

sınıflandırma

Geleneksel olarak radyoaktif atıklar aşağıdakilere ayrılır:

• düşük seviyeli (dört sınıfa ayrılmıştır: A, B, C ve GTCC (en tehlikeli);
• orta düzey (ABD mevzuatı bu tür radyoaktif atıkları ayrı bir sınıfa ayırmamaktadır; bu terim esas olarak Avrupa ülkelerinde kullanılmaktadır);
• Son derece aktif.

ABD mevzuatı aynı zamanda uranyum ötesi radyoaktif atıkları da ayırmaktadır. Bu sınıf, yüksek düzeyde aktif radyoaktif atıklar hariç olmak üzere, formları veya kökenleri ne olursa olsun, yarı ömürleri 20 yıldan fazla ve konsantrasyonları 100 nCi/g'den yüksek olan alfa yayan transuranyum radyonüklitlerle kirlenmiş atıkları içerir. Transuranik atıkların uzun süre çürümesi nedeniyle, bunların bertarafı, düşük seviyeli ve orta seviyeli atıkların bertarafından daha kapsamlıdır. Ayrıca, tüm uranyum ötesi elementlerin yapay olması ve bazılarının çevredeki ve insan vücudundaki davranışlarının benzersiz olması nedeniyle bu atık sınıfına özel önem verilmektedir.

Aşağıda “Radyasyon güvenliğini sağlamak için temel sıhhi kurallar” (OSPORB 99/2010) uyarınca sıvı ve katı radyoaktif atıkların sınıflandırılması bulunmaktadır.

Bu sınıflandırmanın kriterlerinden biri ısı üretimidir. Düşük seviyeli radyoaktif atık son derece düşük ısı üretimine sahiptir. Orta derecede aktif olanlar için bu önemlidir, ancak aktif ısı giderme gerekli değildir. Yüksek seviyeli radyoaktif atık o kadar çok ısı üretir ki aktif soğutma gerektirir.

Radyoaktif atık yönetimi

Başlangıçta, diğer endüstrilerdeki endüstriyel atıklara benzetilerek, radyoaktif izotopların çevrede dağılmasının yeterli bir önlem olduğuna inanılıyordu. Mayak işletmesinde faaliyetin ilk yıllarında tüm radyoaktif atıklar yakındaki rezervuarlara boşaltıldı. Sonuç olarak, Techa rezervuarları ve Techa Nehri'nin kendisi kirlendi.

Daha sonra, doğal ve biyolojik süreçler nedeniyle, radyoaktif izotopların biyosferin belirli alt sistemlerinde (çoğunlukla hayvanlarda, organlarında ve dokularında) yoğunlaştığı ve bunun da popülasyonun ışınlanma riskini arttırdığı (büyük hareket nedeniyle) ortaya çıktı. radyoaktif elementlerin konsantrasyonları ve bunların gıdayla birlikte insan vücuduna girme olasılığı). Bu nedenle radyoaktif atıklara yönelik tutumlar değişti.

1) İnsan sağlığının korunması. Radyoaktif atıklar, insan sağlığının kabul edilebilir düzeyde korunmasını sağlayacak şekilde yönetilir.

2) Çevrenin korunması. Radyoaktif atıklar kabul edilebilir düzeyde çevre koruma sağlayacak şekilde yönetilir.

3) Ulusal sınırların ötesinde koruma. Radyoaktif atıklar, ulusal sınırların ötesinde insan sağlığı ve çevre üzerindeki olası sonuçları dikkate alacak şekilde yönetilmektedir.

4) Gelecek nesillerin korunması. Radyoaktif atıklar, gelecek nesillerin sağlığı açısından öngörülebilir sonuçların bugün kabul edilebilir olan uygun sonuç düzeylerini aşmayacağı şekilde yönetilmektedir.

5) Gelecek nesillere yük. Radyoaktif atıklar gelecek nesillere aşırı yük getirmeyecek şekilde yönetilmektedir.

6) Ulusal yasal yapı. Radyoaktif atık yönetimi, sorumlulukların açık bir şekilde paylaştırılmasını ve bağımsız düzenleme işlevlerini sağlayan uygun bir ulusal yasal çerçeve çerçevesinde gerçekleştirilir.

7) Radyoaktif atık üretiminin kontrolü. Radyoaktif atık üretimi mümkün olan en düşük seviyede tutulur.

8) Radyoaktif atık üretimi ve yönetimi arasındaki karşılıklı bağımlılıklar. Radyoaktif atık üretimi ve yönetiminin tüm aşamaları arasındaki karşılıklı bağımlılıklara gereken önem verilmektedir.

9) Kurulum güvenliği. Radyoaktif atık yönetim tesislerinin güvenliği, hizmet ömürleri boyunca yeterince sağlanmaktadır.

Radyoaktif atık yönetiminin ana aşamaları

• Şu tarihte: depolamak radyoaktif atıklar aşağıdaki şekilde muhafaza edilmelidir:
  • izolasyonları, korunmaları ve çevresel izlemeleri sağlanmış;
  • Mümkünse sonraki aşamalardaki eylemler (varsa) kolaylaştırıldı.

Bazı durumlarda, depolama öncelikle kısa ömürlü radyonüklidler içeren radyoaktif atıkların bozunma amacıyla depolanması ve ardından izin verilen sınırlar dahilinde boşaltılması veya yüksek seviyeli radyoaktif atıkların imha edilmeden önce depolanması gibi teknik nedenlerden dolayı yapılabilir. Isı oluşumunu azaltmak amacıyla jeolojik oluşumlar.

• Ön işleme Atık, atık yönetiminin ilk aşamasıdır. Buna toplama, kimyasal kontrol ve dekontaminasyon dahildir ve bir ara depolama periyodunu da içerebilir. Bu adım çok önemlidir çünkü birçok durumda ön arıtma, atık akışlarının ayrılması için en iyi fırsatı sağlar.

• Tedavi Radyoaktif atık, amacı radyoaktif atığın özelliklerini değiştirerek güvenliği veya ekonomiyi artırmak olan işlemleri içerir. Temel işleme kavramları: hacim azaltma, radyonüklid uzaklaştırma ve bileşim modifikasyonu. Örnekler:
  • yanıcı atıkların yakılması veya kuru katı atıkların sıkıştırılması;
  • sıvı atık akışlarının buharlaştırılması, filtrelenmesi veya iyon değişimi;
  • Kimyasalların çökelmesi veya topaklanması.

Radyoaktif atık kapsülü

• Şartlandırma radyoaktif atık, radyoaktif atıkların taşınmasına, taşınmasına, depolanmasına ve bertarafına uygun hale getirildiği işlemlerden oluşur. Bu işlemler radyoaktif atıkların hareketsiz hale getirilmesini, atıkların konteynerlere yerleştirilmesini ve ek paketleme sağlanmasını içerebilir. Yaygın immobilizasyon yöntemleri arasında, sıvı düşük ve orta seviyeli radyoaktif atıkların çimento (çimento) veya bitüm (ziftleme) içine gömülerek katılaştırılması ve sıvı radyoaktif atıkların vitrifikasyonu yer alır. Hareketsizleştirilmiş atıklar, doğasına ve konsantrasyonuna bağlı olarak, sıradan 200 litrelik çelik varillerden, karmaşık tasarımlı, kalın duvarlı kaplara kadar çeşitli kaplarda paketlenebilir. Çoğu durumda işleme ve koşullandırma birbiriyle yakın bağlantılı olarak gerçekleştirilir.

• Cenaze Temel olarak, radyoaktif atıklar, uzaklaştırılma niyeti olmadan ve deponun uzun süreli gözetimi ve bakımı yapılmadan, uygun güvenlik altında bir bertaraf tesisine yerleştirilir. Güvenlik öncelikle, uygun şekilde konsantre edilmiş radyoaktif atıkların bir imha tesisinde izole edilmesini içeren konsantrasyon ve muhafaza yoluyla sağlanır.

Teknolojiler

Orta düzey radyoaktif atıkların yönetimi

Tipik olarak nükleer endüstride, orta düzey radyoaktif atıklar iyon değişimine veya amacı radyoaktiviteyi küçük bir hacimde yoğunlaştırmak olan diğer yöntemlere tabi tutulur. İşlemden sonra çok daha az radyoaktif olan cisim tamamen nötralize edilir. Radyoaktif metalleri sulu çözeltilerden uzaklaştırmak için topaklaştırıcı olarak demir hidroksitin kullanılması mümkündür. Radyoizotoplar demir hidroksit tarafından absorbe edildikten sonra elde edilen çökelti metal bir tambura konulur ve burada çimento ile karıştırılarak katı bir karışım oluşturulur. Daha fazla stabilite ve dayanıklılık için beton, uçucu kül veya fırın cürufundan ve Portland çimentosundan yapılır (Portland çimentosu, çakıl ve kumdan oluşan sıradan betonun aksine).

Yüksek düzeyde radyoaktif atıkların yönetimi

Düşük seviyeli radyoaktif atıkların uzaklaştırılması

Yüksek düzeyde radyoaktif atık içeren şişelerin trenle taşınması, Büyük Britanya

Depolamak

Yüksek seviyeli radyoaktif atıkların geçici olarak depolanması için, kullanılmış nükleer yakıtın depolanmasına yönelik tanklar ve kısa ömürlü izotopların daha fazla işlenmeden önce bozunmasına izin veren kuru varilli depolama tesisleri tasarlanmıştır.

Vitrifikasyon

Radyoaktif atıkların uzun süreli depolanması, atıkların uzun süre reaksiyona girmeyecek veya bozunmayacak bir biçimde korunmasını gerektirir. Bu duruma ulaşmanın bir yolu vitrifikasyondur (veya vitrifikasyondur). Şu anda Sellafield'de (İngiltere) yüksek derecede aktif RW (Purex işleminin ilk aşamasının saflaştırılmış ürünleri) şekerle karıştırılıyor ve ardından kalsine ediliyor. Kalsinasyon, atıkların ısıtılmış bir döner tüpten geçirilmesini içerir ve elde edilen camsı kütlenin stabilitesini arttırmak için suyu buharlaştırmayı ve fisyon ürünlerini nitrojenden arındırmayı amaçlar.

Bir indüksiyon ocağında bulunan elde edilen maddeye sürekli olarak kırılmış cam eklenir. Sonuç, sertleştiğinde atıkların bir cam matrise bağlandığı yeni bir maddedir. Erimiş haldeki bu madde alaşımlı çelik silindirlere dökülür. Sıvı soğudukça sertleşerek suya karşı son derece dayanıklı olan cama dönüşür. Uluslararası Teknoloji Topluluğu'na göre bu tür camların %10'unun suda çözünmesi yaklaşık bir milyon yıl alacaktır.

Doldurulduktan sonra silindir demlenir ve ardından yıkanır. Dış kirlenme açısından incelendikten sonra çelik silindirler yer altı depolama tesislerine gönderilir. Bu atık durumu binlerce yıldır değişmeden kalıyor.

Silindirin içindeki cam pürüzsüz siyah bir yüzeye sahiptir. İngiltere'de tüm çalışmalar yüksek derecede aktif madde odaları kullanılarak yapılıyor. Radyoaktif rutenyum içeren uçucu madde RuO 4'ün oluşumunu önlemek için şeker eklenir. Batı'da, bileşim olarak Pyrex ile aynı olan borosilikat cam atıklara eklenir; Eski SSCB ülkelerinde genellikle fosfat camı kullanılır. Bazı elementler (paladyum, platin grubu metaller ve tellür) camdan ayrı metal fazlar oluşturma eğiliminde olduğundan, camdaki fisyon ürünlerinin miktarı sınırlı olmalıdır. Vitrifikasyon tesislerinden biri, artık var olmayan küçük bir demo işleme fabrikasından gelen atıkların işlendiği Almanya'da bulunuyor.

1997 yılında dünyanın nükleer potansiyelinin büyük bir kısmına sahip olan 20 ülkede, reaktör içindeki depolama tesislerinde harcanan yakıt stoku 148 bin ton olarak gerçekleşti ve bunun %59'u imha edildi. Harici depolama tesislerinde 78 bin ton atık toplandı ve bunların %44'ü geri dönüştürüldü. Geri dönüşüm oranı (yıllık yaklaşık 12 bin ton) dikkate alındığında atıkların nihai olarak ortadan kaldırılması henüz oldukça uzaktır.

Jeolojik mezar

Atıkların derinlemesine nihai bertarafı için uygun sahaların araştırılması şu anda birçok ülkede devam etmektedir; Bu tür ilk depolama tesislerinin 2010 yılından sonra faaliyete geçmesi bekleniyor. Grimsel, İsviçre'deki uluslararası araştırma laboratuvarı, radyoaktif atıkların imhasıyla ilgili konularla ilgilenmektedir. İsveç, İsveç parlamentosunun bunu yeterince güvenli bulmasının ardından, kullanılmış yakıtın KBS-3 teknolojisini kullanarak doğrudan imha edilmesine yönelik planlarından bahsediyor. Almanya'da radyoaktif atıkların kalıcı olarak depolanması için bir yer bulunması konusunda tartışmalar sürüyor; Wendland bölgesindeki Gorleben köyünün sakinleri aktif olarak protesto ediyor. Bu konum, 1990 yılına kadar eski Alman Demokratik Cumhuriyeti sınırlarına yakınlığı nedeniyle radyoaktif atıkların bertarafı için ideal görünüyordu. Radyoaktif atıklar şu anda Gorleben'de geçici olarak depolanıyor; nihai bertarafın yeri konusunda henüz bir karar verilmedi. ABD yetkilileri mezar yeri olarak Nevada'daki Yucca Dağı'nı seçti, ancak proje güçlü bir muhalefetle karşılaştı ve hararetli tartışmaların konusu haline geldi. Yüksek seviyeli radyoaktif atıklar için uluslararası bir depolama tesisi oluşturma projesi var; olası bertaraf alanları olarak Avustralya ve Rusya öneriliyor. Ancak Avustralyalı yetkililer böyle bir öneriye karşı çıkıyor.

Radyoaktif atıkların deniz yatağının abisal bölgesi altına imha edilmesi, bir dalma-batma bölgesinde bertaraf edilmesi ve bunun sonucunda atıkların yavaş yavaş yer kabuğuna batması ve ayrıca doğal olarak bertaraf edilmesi de dahil olmak üzere, okyanuslarda radyoaktif atıkların bertarafına yönelik projeler mevcuttur. veya yapay ada. Bu projelerin bariz avantajları var ve radyoaktif atıkların bertaraf edilmesiyle ilgili rahatsız edici sorunun uluslararası düzeyde çözülmesine yardımcı olacak, ancak buna rağmen deniz hukukunun yasaklayıcı hükümleri nedeniyle şu anda dondurulmuş durumdalar. Diğer bir neden ise Avrupa ve Kuzey Amerika'da böyle bir depolama tesisinden bir sızıntının çevre felaketine yol açacağı konusunda ciddi korkuların olması. Böyle bir tehlikenin gerçek olasılığı henüz kanıtlanmadı; ancak radyoaktif atıkların gemilerden boşaltılmasının ardından yasaklar güçlendirildi. Ancak gelecekte bu soruna başka çözüm bulamayan ülkeler, radyoaktif atıklar için okyanus depolama tesisleri oluşturmayı ciddi olarak düşünebilir.

1990'larda radyoaktif atıkların bağırsaklara konveyörle atılması için çeşitli seçenekler geliştirildi ve patentlendi. Teknolojinin şu şekilde olması gerekiyordu: 1 km derinliğe kadar geniş çaplı bir başlangıç ​​kuyusu açılıyor, 10 tona kadar radyoaktif atık konsantresi yüklü bir kapsül içeriye indiriliyor, kapsül kendi kendine ısınmalı ve yerdeki kayayı “ateş topu” şeklinde eritin. İlk "ateş topu" derinleştirildikten sonra, aynı deliğe ikinci bir kapsül indirilmeli, ardından üçüncüsü vb. Bir tür konveyör oluşturulmalıdır.

Radyoaktif atıkların yeniden kullanımı

Radyoaktif atıkların içerdiği izotopların bir diğer kullanımı da yeniden kullanılmasıdır. Halihazırda sezyum-137, stronsiyum-90, teknesyum-99 ve diğer bazı izotoplar, gıda ürünlerini ışınlamak ve radyoizotop termoelektrik jeneratörlerinin çalışmasını sağlamak için kullanılıyor.

Radyoaktif atıkların uzaya taşınması

Radyoaktif atıkların uzaya gönderilmesi cazip bir fikir çünkü radyoaktif atıklar çevreden kalıcı olarak uzaklaştırılıyor. Bununla birlikte, bu tür projelerin önemli dezavantajları vardır; en önemlilerinden biri, fırlatma aracı kazası olasılığıdır. Ayrıca lansman sayısının fazla olması ve maliyetinin yüksek olması bu öneriyi uygulanamaz hale getiriyor. Bu soruna ilişkin uluslararası anlaşmalara henüz varılmamış olması da konuyu daha da karmaşık hale getiriyor.

Nükleer yakıt döngüsü

Döngünün başlangıcı

Nükleer yakıt döngüsünün ön uç atığı, tipik olarak alfa parçacıkları yayan, uranyum ekstraksiyonundan üretilen atık kayadır. Genellikle radyum ve onun bozunma ürünlerini içerir.

Zenginleştirmenin ana yan ürünü, esas olarak %0,3'ten az uranyum-235 içeren uranyum-238'den oluşan tükenmiş uranyumdur. UF 6 (atık uranyum heksaflorür) formunda depolanır ve ayrıca U 3 O 8 formuna dönüştürülebilir. Seyreltilmiş uranyum, küçük miktarlarda, yat omurgaları ve tanksavar mermileri gibi son derece yüksek yoğunluğunun değerli olduğu uygulamalarda kullanılır. Bu arada, Rusya'da ve yurt dışında birkaç milyon ton atık uranyum heksaflorür birikmiştir ve öngörülebilir gelecekte bunun daha fazla kullanılmasına ilişkin herhangi bir plan bulunmamaktadır. Atık uranyum hekzaflorür (yeniden kullanılan plütonyumla birlikte), karışık oksit nükleer yakıt (ülkenin büyük miktarlarda hızlı nötron reaktörleri inşa etmesi durumunda talep edilebilir) oluşturmak ve daha önce nükleer silahlara dahil olan yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyumu seyreltmek için kullanılabilir. Tükenme olarak da adlandırılan bu seyreltme, nükleer yakıt elde eden herhangi bir ülke veya grubun, silah üretmeden önce çok pahalı ve karmaşık zenginleştirme sürecini tekrarlamak zorunda kalacağı anlamına geliyor.

Döngü sonu

Nükleer yakıt döngüsünün sonuna ulaşmış maddeler (çoğunlukla kullanılmış yakıt çubukları) beta ve gama ışınları yayan fisyon ürünleri içerir. Ayrıca, uranyum-234 (234 U), neptunyum-237 (237 Np), plütonyum-238 (238 Pu) ve amerikyum-241 (241 Am) gibi alfa parçacıkları yayan aktinitleri de içerebilirler ve hatta bazen nötron kaynakları bile içerebilirler. kaliforniyum-252 (252 Cf) olarak. Bu izotoplar nükleer reaktörlerde oluşur.

Yakıt üretmek için uranyumun işlenmesi ile kullanılmış uranyumun yeniden işlenmesi arasında ayrım yapmak önemlidir. Kullanılmış yakıt yüksek oranda radyoaktif fisyon ürünleri içerir. Birçoğu nötron emicidir, dolayısıyla “nötron zehirleri” adını alırlar. Sonuçta sayıları o kadar artar ki, nötronları yakalayarak, nötron soğurucu çubuklar tamamen çıkarılsa bile zincirleme reaksiyonu durdururlar.

Bu duruma ulaşan yakıt, hala yeterli miktarda uranyum-235 ve plütonyuma rağmen yeni yakıtla değiştirilmelidir. Şu anda ABD'de kullanılmış yakıt depoya gönderiliyor. Diğer ülkelerde (özellikle Rusya, Büyük Britanya, Fransa ve Japonya'da), bu yakıt, fisyon ürünlerini uzaklaştırmak için işlenir ve daha sonra ek zenginleştirmeden sonra yeniden kullanılabilir. Rusya'da bu tür yakıtlara rejenere denir. Yeniden işleme süreci, yüksek düzeyde radyoaktif maddelerle çalışmayı içerir ve yakıttan çıkarılan fisyon ürünleri, tıpkı yeniden işlemede kullanılan kimyasallar gibi, yüksek düzeyde aktif radyoaktif atıkların konsantre bir formudur.

Nükleer yakıt döngüsünü kapatmak için, termal nötron reaktörlerinden atık olan yakıtın geri dönüştürülmesini mümkün kılan hızlı nötron reaktörlerinin kullanılması önerilmektedir.

Nükleer silahların yayılması konusunda

Uranyum ve plütonyumla çalışırken, bunların nükleer silah yapımında kullanılma olasılığı sıklıkla göz önünde bulundurulur. Aktif nükleer reaktörler ve nükleer silah stokları dikkatle korunuyor. Ancak nükleer reaktörlerden çıkan yüksek seviyeli radyoaktif atıklar plütonyum içerebilir. Reaktörlerde kullanılan plütonyumun aynısıdır ve 239 Pu (nükleer silah yapımı için idealdir) ve 240 Pu'dan (istenmeyen, oldukça radyoaktif bir bileşen) oluşur; bu iki izotopun ayrılması çok zordur. Üstelik reaktörlerden çıkan yüksek seviyeli radyoaktif atıklar, yüksek derecede radyoaktif fisyon ürünleriyle doludur; ancak çoğu kısa ömürlü izotoplardır. Bu, atığın gömülebileceği ve uzun yıllar sonra fisyon ürünlerinin bozunarak atığın radyoaktivitesini azaltacağı ve plütonyumun işlenmesini kolaylaştıracağı anlamına gelir. Üstelik istenmeyen izotop 240 Pu, 239 Pu'ya göre daha hızlı bozunuyor, dolayısıyla silah hammaddelerinin kalitesi zamanla artıyor (miktarın azalmasına rağmen). Bu durum, zamanla atık depolama tesislerinin, silah hammaddelerinin nispeten kolay bir şekilde çıkarılabileceği bir tür plütonyum madenine dönüşebileceği ihtimali konusunda tartışmalara yol açıyor. Bu varsayımların aksine, 240 Pu'nun yarı ömrünün 6560 yıl ve 239 Pu'nun yarı ömrünün 24110 yıl olduğu, dolayısıyla bir izotopun diğerine göre karşılaştırmalı zenginleşmesinin ancak 9000 yıl sonra gerçekleşeceği gerçeği (bu, Bu, bu süre zarfında, birkaç izotoptan oluşan bir maddedeki 240 Pu oranının bağımsız olarak yarı yarıya azalacağı anlamına gelir; bu, reaktör plütonyumunun silah kalitesinde plütonyuma tipik bir dönüşümüdür. Sonuç olarak, eğer “silah sınıfı plütonyum mayınları” bir sorun haline gelirse, bu ancak çok uzak bir gelecekte olacaktır.

Bu soruna bir çözüm, geri dönüştürülmüş plütonyumun, örneğin hızlı nükleer reaktörlerde yakıt olarak yeniden kullanılmasıdır. Ancak plütonyumu diğer elementlerden ayırmak için gerekli olan nükleer yakıt yenileme tesislerinin varlığı, nükleer silahların yayılması olasılığını yaratıyor. Pirometalurjik hızlı reaktörlerde ortaya çıkan atık, silah yapımında kullanılmasına izin vermeyen aktinoid bir yapıya sahiptir.

Nükleer silahların yeniden işlenmesi

Nükleer silahların yeniden işlenmesinden kaynaklanan atıklar (reaktör yakıtından birincil hammadde gerektiren imalatlarının aksine), trityum ve amerikyum haricinde beta ve gama ışınları kaynakları içermez. Bombalarda nükleer reaksiyonlara giren plütonyum-239 gibi alfa ışınları yayan çok daha fazla sayıda aktinit ve ayrıca plütonyum-238 veya polonyum gibi yüksek spesifik radyoaktiviteye sahip bazı maddeler içerirler.

Geçmişte berilyum ve polonyum gibi oldukça aktif alfa yayıcılar bombalarda nükleer silah olarak önerilmişti. Artık polonyumun alternatifi plütonyum-238'dir. Ulusal güvenlik nedeniyle, modern bombaların ayrıntılı tasarımları halka açık literatürde yer almamaktadır.

Bazı modeller ayrıca bombanın elektroniklerini çalıştırmak için uzun ömürlü bir elektrik gücü kaynağı olarak plütonyum-238'i kullanan (RTG'ler) içerir.

Değiştirilecek eski bombanın bölünebilir malzemesinin, plütonyum izotoplarının bozunma ürünlerini içermesi mümkündür. Bunlar, plütonyum-240'ın kalıntılarından oluşan alfa yayan neptunyum-236'nın yanı sıra plütonyum-239'dan türetilen bazı uranyum-235'i içerir. Bomba çekirdeğinin radyoaktif bozunmasından kaynaklanan bu atık miktarı çok küçük olacaktır ve her durumda plütonyum-239'un kendisinden çok daha az tehlikelidir (radyoaktivite açısından bile).

Plütonyum-241'in beta bozunması sonucu amerikyum-241 oluşur, amerikyum bir gama yayıcı olduğundan (dış kısmı) plütonyum-239 ve plütonyum-240'ın bozunmasından daha büyük bir sorun olan amerikyum miktarının artmasıdır. işçiler üzerindeki etki artar) ve ısı üretebilen bir alfa yayıcı. Plütonyum, pirometrik işlem ve sulu/organik solvent ekstraksiyonu dahil olmak üzere çeşitli yollarla amerisiyumdan ayrılabilir. Işınlanmış uranyumdan plütonyumun çıkarılmasına yönelik değiştirilmiş teknoloji (PUREX) de olası ayırma yöntemlerinden biridir.

popüler kültürde

Gerçekte, radyoaktif atığın etkisi, iyonlaştırıcı radyasyonun bir madde üzerindeki etkisi ile tanımlanır ve bileşimine (bileşime hangi radyoaktif elementlerin dahil edildiği) bağlıdır. Radyoaktif atıklar atık olduğu için yeni özellikler kazanmaz ve daha tehlikeli hale gelmez. Daha büyük tehlikeleri, yalnızca bileşimlerinin genellikle çok çeşitli (hem niteliksel hem de niceliksel) olması ve bazen bilinmemesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır; bu, özellikle bir kaza sonucu alınan dozlar olmak üzere tehlike derecelerinin değerlendirilmesini zorlaştırmaktadır.

Ayrıca bakınız

Notlar

Bağlantılar

• Radyoaktif atıklarla çalışırken güvenlik. Genel Hükümler. NP-058-04
• Anahtar Radyonüklidler ve Üretim Süreçleri (kullanılamayan bağlantı)
• Belçika Nükleer Araştırma Merkezi - Etkinlikler (kullanılamayan bağlantı)
• Belçika Nükleer Araştırma Merkezi - Bilimsel Raporlar (kullanılamayan bağlantı)
• Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı - Nükleer Yakıt Döngüsü ve Atık Teknolojisi Programı (kullanılamayan bağlantı)
• (kullanılamayan bağlantı)
• Nükleer Düzenleme Komisyonu - Harcanan Yakıt Isı Üretimi Hesaplaması (kullanılamayan bağlantı)

Tehlike sınıfları 1'den 5'e kadar olan atıkların uzaklaştırılması, işlenmesi ve bertaraf edilmesi

Rusya'nın tüm bölgeleriyle çalışıyoruz. Geçerli lisans. Tam bir kapanış belgeleri seti. Müşteriye bireysel yaklaşım ve esnek fiyatlandırma politikası.

Bu formu kullanarak hizmet talebinde bulunabilir, ticari teklif talep edebilir veya uzmanlarımızdan ücretsiz danışmanlık alabilirsiniz.

Göndermek

Radyoaktif atık, büyük miktarlarda tehlikeli elementler içeren, ileri faaliyetler için uygun olmayan bir maddedir.

Çeşitli doğal ve insan yapımı radyasyon kaynakları, tehlikeli atıkların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Bu tür kalıntılar aşağıdaki işlemler sırasında üretilir:

• nükleer yakıt üretirken
• nükleer reaktörün işletilmesi
• yakıt elemanlarının radyasyon tedavisi
• doğal veya yapay radyoizotopların üretimi ve kullanımı

Radyoaktif atıkların toplanması ve daha fazla yönetimi, Rusya Federasyonu mevzuatı ile belirlenir.

sınıflandırma

Rusya'da radyoaktif atıkların sınıflandırılması, radyoaktif atıkların toplanmasını ve yönetimini düzenleyen 11 Temmuz 2011 tarih ve 190 sayılı Federal Kanuna dayanmaktadır.

Radyoaktif atık aşağıdaki türlerde olabilir:

• Silinebilir. Tehlikeli atıkların çıkarılması ve daha fazla kullanılması sırasında ortaya çıkabilecek risk. Bu maliyetler, ülke topraklarında bir depo oluşturulmasıyla ilişkili riskten daha yüksek olmamalıdır.
• Özel. Tehlikeli radyasyona olası maruz kalmanın yanı sıra öğelerin depodan çıkarılmasına ve daha sonra kullanılmasına bağlı diğer riskleri içeren bir risk. Sahaya gömülmeleri ile ilgili riskleri aşmalıdır.

Dağıtımın yapılacağı kriterler Rusya Hükümeti tarafından belirlenmektedir.

Radyoaktif atıklar aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılır:

Radyonüklitlerin yarı ömrü şunları içerir:

• uzun ömürlü
• kısa ömürlü

Spesifik aktivite. Dolayısıyla, aktivite derecesine bağlı olarak radyoaktif atıklar genellikle şu şekilde ayrılır:

• Zayıf derecede aktif olan beta yayan radyoizotopların konsantrasyonu, böyle bir maddede 10 - 5 küri / l'ye ulaşır.
• Orta aktivite, beta yayan radyoizotopların konsantrasyonu 1 curie / l'den fazlaya ulaşır.
• Düşük aktivite.
• Çok düşük aktivite.

Durum. Bu tür çöplerin üç türü vardır:

• LRW (sıvı radyoaktif atık)
• Sağlam

Nükleer tip elementlerin varlığı:

• Kullanılabilirlik
• yokluk

Ayrıca şunları vurgulamak gelenekseldir:

• Uranyum cevherlerinin madenciliği (işlenmesi) sırasında oluşan malzemeler.
• Nükleer enerji kullanımıyla ilişkili olmayan mineral (organik) hammaddelerin çıkarılması sonucu oluşan malzemeler.

Tehlike

Bu atık, arka plandaki radyoaktivite seviyesini arttırdığından doğa için son derece tehlikelidir. Ayrıca tüketilen yiyecek ve su yoluyla zararlı maddelerin insan vücuduna girme tehlikesi de vardır. Sonuç mutasyon, zehirlenme veya ölümdür.

Bu nedenle işletmelerin zararlı döküntülerin dış ortama girmesini önlemek amacıyla her türlü filtreyi kullanmaları tavsiye edilmektedir. Şu anda mevzuat, zararlı unsurları toplayan özel temizleyicilerin kurulumunu gerektirmektedir.

Radyasyon tehlikesinin düzeyi şunlara bağlıdır:

• Biyosferdeki radyoaktif atık miktarları.
• Mevcut gama radyasyonunun doz oranı.
• Kirliliğe maruz kalan bölge alanı.
• Popülasyon boyutu.

Radyoaktif atıklar insan vücuduna nüfuz etmesi nedeniyle tehlikelidir. Bu nedenle, bu tür madenciliğin oluşum bölgesinde yerelleştirilmesi gerekmektedir. Bu hammaddelerin mevcut hayvan ve insan besin zincirleri yoluyla olası göçünün önlenmesi çok önemlidir.

Depolama ve taşıma

• Radyoaktif atıkların depolanması. Depolama, zararlı elementlerin toplanmasını ve daha sonra işlenmek veya bertaraf edilmek üzere transferini içerir.
• Gömme, atıkların mezarlık alanlarına yerleştirilmesidir. Bu sayede tehlikeli atıklar insan faaliyeti kapsamından çıkarılmakta ve çevreye tehlike oluşturmamaktadır.

Depolama için mezarlıklara yalnızca katı ve katı atıkların gönderilebileceğini belirtmekte fayda var. Atıkların radyoaktif tehlike süresi, depolama ve bertarafın gerçekleştiği mühendislik yapılarının “ömrü”nden daha kısa olmalıdır.

Tehlikeli atıkların bertarafıyla ilgili aşağıdaki özellikler de dikkate alınmalıdır:

• Uzak bir bölgede bertaraf edilmek üzere yalnızca olası tehdit ömrü 500 yıldan fazla olmayan radyoaktif atıklar gönderilecek.
• Tehlike süresi birkaç on yılı aşmayan atıklar, imha edilmek üzere gönderilmeden kendi topraklarında depolanmak üzere durdurulabilir.

Depolama için gönderilen maksimum tehlikeli atık miktarı, havuzun güvenliğinin değerlendirilmesine dayanarak belirlenir. Özel bir odada izin verilen atık içeriğini belirlemeye yönelik yöntemler ve araçlar düzenleyici belgelerde bulunabilir.

Bu atığın kapları aşağıdaki unsurlardan yapılmış tek kullanımlık torbalardır:

• lastik
• plastik
• kağıt

Bu tür kaplar kullanılarak paketlenen radyoaktif atıkların toplanması, depolanması, taşınması ve daha fazla işlenmesi, özel donanımlı taşıma kaplarında gerçekleştirilir. Bu kapların depolanması amaçlanan tesisler koruyucu ekranlar, buzdolapları veya kaplarla donatılmalıdır.

Çeşitli radyoaktif atıklar için geniş bir depolama seçeneği listesi vardır:

• Buzdolapları. Laboratuvar hayvanlarının cesetlerinin yanı sıra diğer organik malzemeleri de içerecek şekilde tasarlandılar.
• Metal davullar. İçlerine toz benzeri radyoaktif atıklar konulur ve kapakları kapatılır.
• Su geçirmez boya. Taşımaya yönelik laboratuvar ekipmanlarını kapsar.

Geri dönüşüm

Radyoaktif atıkların arıtımı çeşitli yöntemler kullanılarak mümkündür; yöntemin seçimi işlenecek atığın türüne bağlıdır.

Radyoaktif atıkların imhası:

• Ezilir ve preslenirler. Bu, ham madde hacmini optimize etmek ve aynı zamanda aktiviteyi azaltmak için gereklidir.
• Yanıcı kalıntıların bertarafı için kullanılan fırınlarda yakılırlar.

Radyoaktif atıkların işlenmesi hijyenik gerekliliklere uygun olmalıdır:

1. Yiyecek ve suya karşı %100 garantili yalıtım.
2. İzin verilen seviyeyi aşan harici maruziyet yok.
3. Maden yataklarına olumsuz etkisi yoktur.
4. Ekonomik olarak uygulanabilir eylemlerin gerçekleştirilmesi.

Toplama ve kaldırma

Bu atıkların daha fazla yok edilmesi için toplanması ve ayrıştırılması radyoaktif olmayan maddelerden ayrı olarak göründükleri yerlerde yapılmalıdır.

Bu durumda aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır:

• Zararlı bir maddenin toplam durumu.
• Madde kategorisi.
• Toplanması gereken malzeme miktarı.
• Bir maddenin her özelliği (kimyasal ve fiziksel).
• Radyonüklitlerin yaklaşık yarı ömrü. Tipik olarak ölçüm gün cinsinden, yani 15 günden fazla veya 15 günden az olarak sunulur.
• Maddenin potansiyel tehlikesi (yangın veya patlama tehlikesi).
• Radyoaktif atıkların gelecekteki yönetimi.

Önemli bir noktaya dikkat çekmekte fayda var; toplama ve bertaraf yalnızca düşük ve orta aktif atık türleri ile yapılabilir.

NRAW - düşük seviyeli radyoaktif atıklar, bir boru aracılığıyla giderilebilen ve daha sonra dağıtılabilen havalandırma emisyonlarıdır. Ulusal operatör tarafından radyoaktif atık yönetimi için oluşturulan DKB standardına göre, salınım yüksekliği ve koşullarına ilişkin bir parametre bulunmaktadır.

DKB değeri şu şekilde hesaplanır: Bir maddenin yıllık alım sınırının belirli bir hacimdeki suya (genellikle 800 litre) veya havaya (8 milyon litre) oranı. Bu durumda DCS parametresi, zararlı maddelerin (radyonüklitlerin) su ve hava yoluyla insan vücuduna yıllık alımının sınırıdır.

Orta seviye ve sıvı atık arıtma

Orta seviyeli radyoaktif maddelerin toplanması ve uzaklaştırılması özel cihazlar kullanılarak gerçekleştirilir:

• Gaz tankları. Görevi gazı almak, depolamak ve daha sonra serbest bırakmak olan bir teknoloji. Ana özelliği, yarılanma ömrü düşük (1 - 4 saat) atıkların, zararlı maddenin tamamen arındırılması için gereken süre boyunca cihazda tutulmasıdır.
• Adsorpsiyon sütunları. Cihaz, radyoaktif gazların daha kapsamlı bir şekilde (yaklaşık %98) uzaklaştırılması için tasarlanmıştır. Dekontaminasyon şeması şu şekildedir: Gaz, nem ayırma işlemi ile soğutulur, ardından sütunların kendisinde derin kurutma ve zararlı elementleri absorbe etmek için kömür içeren adsorbe ediciye madde beslemesi yapılır.

Sıvı radyoaktif atıklar genellikle buharlaştırma yoluyla arıtılır. Maddenin zararlı safsızlıklardan ön saflaştırılmasıyla iki aşamalı bir iyon değişimidir.

Başka bir yol daha var - çevreye zararlı sıvı atıklar kauçuk ışınlama üniteleri kullanılarak temizlenebilir. Çoğu durumda suda depolanan Co-60 tipi bir ışınlayıcı kullanılır.

Üç alanda nükleer silah denemelerinin yasaklanmasının ardından, atom enerjisinin barışçıl amaçlarla kullanılması sırasında ortaya çıkan radyoaktif atıkların imhası sorunu, radyasyon ekolojisinin tüm sorunları arasında ilk sıralarda yer alıyor.

Radyoaktif atıklar (RAW) fiziksel durumlarına göre katı, sıvı ve gaz halinde ayrılır.

OSPORB-99'a (Radyasyon Güvenliği için Temel Sıhhi Kurallar) göre katı radyoaktif atık, kullanılmış radyonüklid kaynakları, malzemeleri, ürünleri, ekipmanı, biyolojik nesneleri, daha fazla kullanılması amaçlanmayan toprağı ve ayrıca katılaşmış sıvı radyoaktif atıkları içerir. aktivite radyonüklitleri Ek P-4 NRB-99'da (radyasyon güvenliği standartları) verilen değerlerden daha yüksektir. Radyonüklid bileşimi bilinmiyorsa, spesifik aktiviteye sahip malzemeler aşağıdakilerden daha büyüktür:

100 kBq/kg – beta radyasyon kaynakları için;

10 kBq/kg – alfa radyasyon kaynakları için;

1 kBq/kg – transuranyum radyonüklitleri için (periyodik element tablosunda uranyumdan sonra yer alan, yani atom numarası 92'den büyük olan kimyasal radyoaktif elementler. Hepsi yapay olarak elde edilir ve doğada yalnızca Np ve Pu çok küçük miktarlarda bulunur) miktarları).

Sıvı radyoaktif atık, radyonüklidlerin spesifik aktivitesinin, Ek P-2 NRB-'de verilen su ile girildiğinde müdahale seviyelerinden 10 kat daha yüksek olduğu, daha fazla kullanıma tabi olmayan organik ve inorganik sıvıları, hamurları ve çamurları içerir. 99.

Gaz halindeki radyoaktif atık, NRB-99 Ek P-2'de verilen izin verilen ortalama yıllık hacimsel aktiviteyi (ARV) aşan hacimsel aktiviteye sahip üretim süreçleri sırasında kullanılamayan ve üretilen radyoaktif gazları ve aerosolleri içerir.

Sıvı ve katı radyoaktif atıklar spesifik aktiviteye göre 3 kategoriye ayrılmaktadır: düşük seviye, orta seviye ve yüksek seviye (Tablo 26).

Masa26 – Sıvı ve katı radyoaktif atıkların sınıflandırılması (OSPORB-99)

	Spesifik aktivite, kBq/kg
	beta yayan	alfa yayan	uranyum ötesi
Düşük aktivite
Orta derecede aktif	10 3'ten 10 7'ye	10 2'den 10 6'ya	10 1'den 10 5'e kadar
Son derece aktif

Radyoaktif atık üretilir:

- Radyoaktif minerallerin madenciliği ve işlenmesi sürecinde
yeni hammaddeler;

- nükleer santrallerin işletimi sırasında;

- Nükleer gemilerin işletilmesi ve sökülmesi sırasında
kurulumlar;

- Kullanılmış nükleer yakıtın yeniden işlenmesi sırasında;

- nükleer silah üretiminde;

- Araştırmayı kullanarak bilimsel çalışma yürütürken
Tel nükleer reaktörler ve bölünebilir malzemeler;

− endüstride radyoizotoplar kullanıldığında bakır
tıp, bilim;

- Yeraltındaki nükleer patlamalar sırasında.

Katı ve sıvı radyoaktif atıkların oluştukları yerlerdeki yönetim sistemi, açık radyasyon kaynaklarıyla çalışmayı planlayan her kuruluş için proje tarafından belirlenir ve bunların toplanması, sınıflandırılması, paketlenmesi, geçici depolanması, şartlandırılması (konsantrasyon, katılaştırma, presleme, yakma), nakliye, uzun süreli depolama ve gömme.

Radyoaktif atıkların toplanması için kuruluşların özel koleksiyonlara sahip olması gerekir. Toplama yerleri, sınırları dışındaki radyasyonu kabul edilebilir bir düzeye indirecek koruyucu cihazlarla donatılmalıdır.

Yüzeyde 2 mGy/saatten fazla gama radyasyon dozu oluşturan radyoaktif atıkların geçici olarak depolanması için özel koruyucu kuyular veya nişler kullanılmalıdır.

Sıvı radyoaktif atıklar özel kaplarda toplanarak bertarafa gönderilmektedir. Sıvı radyoaktif atıkların evsel ve yağmursuyu kanalizasyonlarına, rezervuarlara, kuyulara, sondaj kuyularına, sulama alanlarına, filtreleme alanlarına ve Dünya yüzeyine boşaltılması yasaktır.

Reaktör çekirdeğinde meydana gelen nükleer reaksiyonlar sırasında radyoaktif gazlar açığa çıkar: ksenon-133 (T fiziksel = 5 gün), kripton-85 (T fiziksel = 10 yıl), radon-222 (T fiziksel = 3,8 gün) ve diğerleri. Bu gazlar adsorber filtreye girerek aktivitelerini kaybederler ve ancak o zaman atmosfere salınırlar. Bir miktar karbon-14 ve trityum da çevreye salınır.

İşletmedeki nükleer santrallerden çevreye giren rodyum nüklidlerinin bir diğer kaynağı da dengesiz ve proses suyudur. Reaktör çekirdeğinde bulunan yakıt çubukları sıklıkla deforme olur ve fisyon ürünleri soğutucuya girer. Soğutucudaki ek bir radyasyon kaynağı, reaktör malzemelerinin nötronlarla ışınlanması sonucu oluşan radyonüklitlerdir. Bu nedenle birincil devre suyu periyodik olarak yenilenir ve radyonüklitlerden arındırılır.

Çevre kirliliğini önlemek için nükleer santralin tüm teknolojik devrelerinden gelen su, sirkülasyonlu su temin sistemine dahil edilmiştir (Şekil 8).

Bununla birlikte sıvı atıkların bir kısmı her nükleer santralde bulunan soğutma havuzuna deşarj edilmektedir. Bu rezervuar düşük akışlı bir havzadır (çoğunlukla yapay bir rezervuardır), bu nedenle küçük miktarlarda radyonüklid içeren sıvıların bile içine boşaltılması tehlikeli konsantrasyonlara yol açabilir. Sıvı radyoaktif atıkların soğutma havuzlarına boşaltılması Hijyen Kuralları tarafından kesinlikle yasaktır. Yalnızca radyoizotop konsantrasyonunun izin verilen sınırları aşmadığı sıvılar bunlara gönderilebilir. Ayrıca bir rezervuara boşaltılan sıvı miktarı, izin verilen boşaltma normu ile sınırlıdır. Bu standart, radyonüklidlerin su kullanıcıları üzerindeki etkisi 5´10 -5 Sv/yıl dozunu geçmeyecek şekilde oluşturulmuştur. Yu.A.'ya göre, Rusya'nın Avrupa kısmındaki nükleer santrallerden boşaltılan sudaki ana radyonüklidlerin hacimsel aktivitesi. Egorova (2000), (Bq):

Pirinç. 8. NPP su temini geri dönüşümünün blok şeması

Devam etmekte kendi kendini temizleyen Bu radyonüklidler suyun dibine çöker ve yavaş yavaş gömülür. dip çökeltilerinde, konsantrasyonları 60 Bq/kg'a ulaşabilir. Yu.A.'ya göre nükleer santral soğutma havuzlarının ekosistemlerindeki radyonüklidlerin nispi dağılımı. Egorov Tablo 27'de verilmiştir. Bu yazara göre bu tür rezervuarlar herhangi bir ulusal ekonomik ve rekreasyonel amaç için kullanılabilir.

Masa 27 – Soğutma havuzlarındaki radyonüklitlerin bağıl dağılımı, %

Ekosistem bileşenleri
Hidrobiyontlar: kabuklu deniz ürünleri
filamentli algler
yüksek bitkiler
Dip çökeltileri

Nükleer santraller çevreye zarar verir mi? Yerli nükleer santrallerin işletme deneyimi, uygun bakım ve köklü çevresel izleme ile bunların pratik olarak güvenli olduğunu göstermiştir. Bu işletmelerin biyosferi üzerindeki radyoaktif etki, yerel radyasyon arka planının %2'sini aşmamaktadır. Beloyarsk nükleer santralinin on kilometrelik bölgesindeki peyzaj-jeokimyasal çalışmalar, orman ve çayır biyosinoz topraklarındaki plütonyum kirliliğinin yoğunluğunun 160 Bq/m2'yi aşmadığını ve küresel arka plan dahilinde olduğunu göstermektedir (Pavletskaya, 1967). Hesaplamalar, termik santrallerin radyasyon açısından çok daha tehlikeli olduğunu gösteriyor çünkü içlerinde yakılan kömür, turba ve gaz, uranyum ve toryum ailelerinin doğal radyonüklitlerini içeriyor. 1 GW/yıl kapasiteli termik santrallerin bulunduğu bölgedeki ortalama bireysel radyasyon dozları 6 ila 60 μSv/yıl arasında, nükleer santral emisyonlarından ise 0,004 ila 0,13 μSv/yıl arasında değişmektedir. Bu nedenle normal çalışma sırasında nükleer santraller termik santrallere göre daha çevre dostudur.

Nükleer santrallerin tehlikesi yalnızca radyonüklidlerin acil durum salınımlarında ve bunların atmosferik, su, biyolojik ve mekanik yollarla dış ortama yayılmasında yatmaktadır. Bu durumda biyosferde hasar meydana gelerek uzun yıllar ekonomik faaliyet için kullanılamayan geniş alanlar devre dışı kalır.

Böylece, 1986 yılında Çernobil nükleer santralinde termal patlama sonucu nükleer malzemenin %10'a kadarı çevreye salındı,
reaktör çekirdeğinde bulunur.

Nükleer santrallerin tüm çalışma süresi boyunca, dünyada biyosfere yaklaşık 150 acil radyonüklid salınımı vakası resmi olarak kaydedildi. Bu, nükleer reaktörlerin güvenliğini artırmaya yönelik rezervin hala çok büyük olduğunu gösteren etkileyici bir rakam. Bu nedenle nükleer santral alanlarında çevresel izleme çok önemlidir ve bu, radyoaktif kirlenmenin lokalizasyonu ve ortadan kaldırılmasına yönelik yöntemlerin geliştirilmesinde belirleyici bir rol oynar. Burada radyoaktif elementlerin hareketliliğini kaybettiği ve yoğunlaşmaya başladığı jeokimyasal engellerin incelenmesi alanındaki bilimsel araştırmalara özel bir rol düşmektedir.

Yarılanma ömrü 15 günden az olan radyonüklit içeren radyoaktif atıklar, ayrı olarak toplanarak, aktiviteyi güvenli seviyelere indirmek amacıyla geçici depolama alanlarında tutulmakta ve sonrasında normal endüstriyel atık olarak bertaraf edilmektedir.

Radyoaktif atıkların kuruluştan işlenmek veya bertaraf edilmek üzere aktarılması özel kaplarda yapılmalıdır.

Radyoaktif atıkların işlenmesi, uzun süreli depolanması ve bertarafı uzman kuruluşlar tarafından gerçekleştirilmektedir. Bazı durumlarda, proje tarafından öngörülmüşse veya devlet denetleyici makamlardan özel izin alınmışsa, radyoaktif atık yönetiminin tüm aşamalarının tek bir kuruluşta gerçekleştirilmesi mümkündür.

Depolama ve bertaraf aşamaları da dahil olmak üzere, radyoaktif atıkların nüfusa verdiği etkili radyasyon dozu 10 μSv/yıl'ı aşmamalıdır.

Radyoaktif atıkların büyük bir kısmı nükleer santrallerden sağlanmaktadır. Nükleer santrallerden kaynaklanan sıvı radyoaktif atıklar, buharlaştırıcıların tabanları, döngü suyunun arıtılması için mekanik ve iyon değiştirme filtrelerinden gelen bulamaçtır. Nükleer santrallerde paslanmaz çelikle kaplı beton tanklarda depolanırlar. Daha sonra özel teknoloji kullanılarak tedavi ediliyor ve gömülüyor. Nükleer santrallerden kaynaklanan katı atıklar, arızalı ekipman ve parçalarının yanı sıra kullanılmış malzemeleri de içerir. Kural olarak düşük aktiviteye sahiptirler ve nükleer santrallerde bertaraf edilirler. Orta ve yüksek aktiviteli atıklar özel yer altı depolama tesislerinde bertaraf edilmek üzere gönderilmektedir.

Radyoaktif atık depolama tesisleri yerin derinliklerinde (en az 300 m) bulunur ve radyonüklidler büyük miktarda ısı yaydığı için sürekli izlenir. Radyoaktif atıklara yönelik yer altı depolama tesisleri uzun vadeli olmalı, yüzlerce ve binlerce yıl için tasarlanmış olmalıdır. Sismik açıdan sakin bölgelerde, çatlaklardan yoksun homojen kaya kütlelerinde bulunurlar. Bunun için en uygun olanı okyanus kıyısına bitişik dağ sıralarının granit jeolojik kompleksleridir. İçlerindeki radyoaktif atıklar için yeraltı tünelleri inşa etmek en uygunudur (Kedrovsky, Chesnokov, 2000). Güvenilir radyoaktif atık depolama tesisleri permafrost'ta bulunabilir. Bunlardan bir tanesinin Novaya Zemlya'da oluşturulması planlanıyor.

Bertarafı kolaylaştırmak ve ikincisinin güvenilirliğini sağlamak için, yüksek derecede aktif sıvı radyoaktif atık, katı inert maddelere dönüştürülür. Şu anda, sıvı radyoaktif atıkların işlenmesine yönelik ana yöntemler çimentolama ve vitrifikasyondur ve ardından yeraltında birkaç yüz metre derinlikte depolanan çelik kaplarda muhafaza edilmektedir.

Moskova Radon Derneği'nden araştırmacılar, karbamid (üre), flor tuzları ve doğal alüminosilikatlar kullanılarak sıvı radyoaktif atıkların 900°C sıcaklıkta stabil alüminosilikat seramiklere dönüştürülmesi için bir yöntem önerdiler (Lashchenova, Lifanov, Solovyov, 1999).

Bununla birlikte, tüm ilerlemelerine rağmen, listelenen yöntemlerin önemli bir dezavantajı vardır - radyoaktif atık hacmi azalmaz. Bu nedenle bilim adamları sürekli olarak sıvı radyoaktif atıkların bertaraf edilmesi için başka yöntemler arıyorlar. Bu yöntemlerden biri radyonüklidlerin seçici absorpsiyonudur. Gibi sorbentler Araştırmacılar, sıvıların sezyum, kobalt ve manganez radyoizotoplarından güvenli konsantrasyonlara kadar saflaştırılabileceği doğal zeolitlerin kullanılmasını önermektedir. Aynı zamanda radyoaktif ürünün hacmi de onlarca kat azalır (Savkin, Dmitriev, Lifanov ve diğerleri, 1999). Yu.V. Ostrovsky, G.M. Zubarev, A.A. Shpak ve diğer Novosibirsk bilim adamları (1999) galvanokimyasalı önerdiler
Sıvı radyoaktif atıkların işlenmesi.

Yüksek seviyeli atıkların bertaraf edilmesi için umut verici bir yöntem, bunların uzaya taşınmasıdır. Yöntem akademisyen A.P. tarafından önerildi. 1959'da Kapitsa. Bu alanda şu anda yoğun araştırmalar yapılıyor.

Radyoaktif atık, nükleer santraller, araştırma reaktörleri ve askeri alan (gemi ve denizaltıların nükleer reaktörleri) tarafından büyük miktarlarda üretilmektedir.

UAEA'ya göre 2000 yılı sonu itibarıyla nükleer reaktörlerden 200 bin ton ışınlanmış yakıt boşaltıldı.

Büyük bir kısmının işlenmeden çıkarılacağı (Kanada, Finlandiya, İspanya, İsveç, ABD), diğer kısmının işleneceği (Arjantin, Belçika, Çin, Fransa, İtalya, Rusya, İsviçre, İngiltere, Almanya) varsayılmaktadır. ).

Belçika, Fransa, Japonya, İsviçre ve İngiltere borosilikat camla kaplanmış radyoaktif atık bloklarını gömüyor.

Denizlerin ve okyanusların dibine gömülmek. Radyoaktif atıkların denizlerde ve okyanuslarda bertarafı birçok ülke tarafından uygulanmaktadır. Bunu ilk yapanlar 1946'da Amerika Birleşik Devletleri, ardından 1949'da Büyük Britanya, 1955'te Japonya ve 1965'te Hollanda oldu. Sıvı radyoaktif atıklar için ilk deniz deposu, en geç 1964'te SSCB'de ortaya çıktı.

IAEA'ya göre, 1946'dan 1982'ye kadar dünyanın 12 ülkesinin, toplam MCi'den (bir megaCurie) daha fazla aktiviteye sahip radyoaktif atıklarla dolu olduğu Kuzey Atlantik'in deniz çöplüklerinde. Toplam aktivite miktarına göre dünyanın bölgeleri artık şu şekilde dağıtılıyor:

a) Kuzey Atlantik - yaklaşık 430 kCi;

b) Uzak Doğu denizleri - yaklaşık 529 kCi;

c) Arktik - 700 kCi'yi aşmaz.

Kara Deniz'de yüksek düzeyde atıkların ilk kez sular altında kalmasından bu yana 25-30 yıl geçti. Yıllar geçtikçe reaktörlerin ve kullanılmış yakıtların faaliyetleri doğal olarak birçok kez azaldı. Bugün kuzey denizlerindeki radyoaktif atıkların toplam aktivitesi 115 kCi'dir.

Aynı zamanda, radyoaktif atıkların deniz yoluyla bertarafının, alanında uzman kişiler tarafından gerçekleştirildiğini varsaymalıyız. RW, akıntıların ve su altı sularının bu derin katmanları etkilemediği körfezlerin çöküntülerinde sular altında kaldı. Bu nedenle radyoaktif atık orada "oturur" ve hiçbir yere yayılmaz, yalnızca özel yağışla emilir.

En yüksek aktiviteye sahip radyoaktif atıkların sertleştirici karışımlarla muhafaza edildiği de dikkate alınmalıdır. Ancak radyonüklidler deniz suyuna karışsa bile taşkın alanının hemen yakınındaki bu çökeltiler tarafından emilir. Bu, radyasyon durumunun doğrudan ölçümleriyle doğrulandı.

Radyoaktif atıkların bertarafına ilişkin en sık tartışılan seçenek, ortalama derinliğin en az 5 km olduğu derin bir havzada bertarafın kullanılmasıdır. Derin kayalık okyanus tabanı bir tortu tabakasıyla kaplıdır ve konteynerin denize atılmasıyla onlarca metre tortunun altına sığ bir gömme elde edilebilir. Yüzlerce metrelik tortunun altına derin gömme, sondaj ve dolgu gerektirecektir. Tortular, onlarca veya yüzlerce yıl sonra kullanılmış yakıtın yakıt hücresi kutularını aşındırabilecek (korozyon yoluyla) deniz suyuyla doyurulur. Ancak çökeltilerin kendilerinin sızan fisyon ürünlerini adsorbe ederek bunların okyanusa girmelerini engellediği varsayılmaktadır. Bir çökelti tabakasına girdikten hemen sonra kap kabuğunun aşırı tahribat durumunun sonuçlarının hesaplanması, fisyon ürünleri içeren bir yakıt elemanının bir çökelti tabakası altında dağılmasının 100-200 yıldan daha erken bir zamanda gerçekleşmeyeceğini gösterdi. O zamana kadar radyoaktivite seviyesi birkaç kat azalmış olacak.

Tuz yataklarına son cenaze töreni. Tuz yatakları, radyoaktif atıkların uzun süreli bertarafı için cazip alanlardır. Tuzun jeolojik katmanda katı halde bulunması, birkaç yüz milyon yıl önceki oluşumundan bu yana yeraltı suyunun dolaşımının olmadığını göstermektedir. Böylece böyle bir depozitoya konulan yakıt topraktan sızmaya maruz kalmayacaktır.
sular. Bu tür tuz yatakları çok yaygındır.

Jeolojik mezarlık. Jeolojik bertaraf, kullanılmış yakıt elemanlarını içeren kapların genellikle 1 km derinliğe sabit bir formasyona yerleştirilmesini içerir. Derinlikleri yeraltı suyu tablasından önemli ölçüde daha düşük olduğundan, bu tür kayaların su içerdiği varsayılabilir. Bununla birlikte, suyun kaplardan ısı transferinde önemli bir rol oynaması beklenmemektedir, dolayısıyla depolama, kapların yüzey sıcaklığını 100°C'nin üzerinde tutmayacak şekilde tasarlanmalıdır. Ancak yeraltı suyunun varlığı, depolanan bloklardan sızan malzemenin su rezervuarına nüfuz edebileceği anlamına gelir. Bu tür sistemleri tasarlarken bu önemli bir konudur. Uzun süre boyunca sıcaklık değişimlerinin neden olduğu yoğunluk farklılıkları sonucu suyun kaya içerisinde dolaşımı, fisyon ürünlerinin göçünün belirlenmesinde önemlidir. Bu süreç çok yavaş olduğundan büyük sorunlara yol açması beklenmemektedir. Ancak uzun vadeli bertaraf sistemleri için bu dikkate alınmalıdır.

Farklı bertaraf yöntemleri arasındaki seçim, uygun sahaların mevcudiyetine göre belirlenecek ve çok daha fazla biyolojik ve oşinografik veriye ihtiyaç duyulacaktır. Ancak birçok ülkede yapılan araştırmalar, kullanılmış yakıtın, insanlara ve çevreye aşırı risk oluşturmadan arıtılıp bertaraf edilebileceğini göstermektedir.

Son zamanlarda, uzun ömürlü izotopların bulunduğu kapların roketler kullanılarak Ay'ın görünmeyen uzak tarafına fırlatılması olasılığı ciddi şekilde tartışılıyor. Ancak tüm fırlatmaların başarılı olacağına ve fırlatma araçlarının hiçbirinin dünya atmosferinde patlayıp onu ölümcül külle kaplamayacağına dair %100 garantiyi nasıl sağlayabiliriz? Roket bilimcileri ne derse desin risk çok yüksek. Ve genel olarak torunlarımızın neden Ay'ın uzak tarafına ihtiyaç duyacağını bilmiyoruz. Burayı ölümcül bir radyasyon çöplüğüne dönüştürmek son derece anlamsız olurdu.

Plütonyumun imhası. 1996 sonbaharında Moskova'da Plütonyum üzerine Uluslararası Bilimsel Seminer düzenlendi. Bu son derece zehirli madde bir nükleer reaktörden geliyor ve daha önce nükleer silah üretmek için kullanılıyordu. Ancak nükleer enerjinin kullanıldığı yıllar boyunca Dünya'da binlerce ton plütonyum birikmiş durumda; hiçbir ülkenin silah üretmeye bu kadar ihtiyacı yok. Böylece şu soru ortaya çıktı: Bundan sonra ne yapmalı?

Onu depoda bir yere bırakmak çok pahalı bir zevktir.

Bilindiği gibi plütonyum doğada oluşmaz, uranyum-238'in bir nükleer reaktörde nötronlarla ışınlanmasıyla yapay olarak elde edilir:

92 U 238 + 0 n 1 -> -1 e 0 + 93 Pu 239 .

Plütonyumun kütle numaraları 232'den 246'ya kadar olan 14 izotopu vardır; En yaygın izotop 239 Pu'dur.

Nükleer santrallerden kullanılmış yakıttan salınan plütonyum, oldukça aktif izotopların bir karışımını içerir. Termal nötronların etkisi altında sadece Pu-239 ve Pu-241 fisyonu, hızlı nötronlar ise tüm izotopların fisyonuna neden olur.

239 Pu'nun yarı ömrü 24.000 yıl, 241 Pu'nun 75 yılıdır ve 241 Am izotopu güçlü gama radyasyonuyla oluşur. Toksisite, gramın binde biri kadar öldürücüdür.

Akademisyen Yu Trutnev, plütonyumun nükleer patlamalar kullanılarak inşa edilen yer altı depolama tesislerinde depolanmasını önerdi. Radyoaktif atıklar kayalarla birlikte camlaşır ve çevreye yayılmaz.

Nükleer yakıtın (SNF) harcandığı konum, nükleer endüstri için kapalı bir döngüde işlenmeye ve kullanıma tabi olan en değerli araçtır: uranyum - reaktör - plütonyum - yeniden işleme - reaktör (İngiltere, Rusya, Fransa) umut verici kabul edilmektedir.

2000 yılında, Rus nükleer santrallerinde toplam aktivite 0.22'10 5 Ci olan yaklaşık 74.000 m3 sıvı radyoaktif atık, 0.77'10 3 Ci aktiviteye sahip yaklaşık 93.500 m3 katı radyoaktif atık ve yaklaşık 9.000 ton harcanan atık biriktirildi. 4'10 9 Ki'nin üzerinde aktiviteye sahip nükleer yakıt. Birçok nükleer santralde radyoaktif atık depolama tesislerinin %75'i dolu olup, geri kalan hacim ancak 5-7 yıl yetecektir.

Tek bir nükleer santral, üretilen radyoaktif atığın işlenmesi için ekipmanla donatılmamıştır. Rusya Atom Enerjisi Bakanlığı uzmanlarına göre, gerçekte önümüzdeki 30-50 yıl içinde radyoaktif atıklar nükleer santrallerin topraklarında depolanacak, bu nedenle orada özel uzun vadeli depolama tesislerinin oluşturulmasına ihtiyaç var. , radyoaktif atıkların nihai bertaraf alanına nakledilmek üzere daha sonra onlardan çıkarılması için uyarlanmıştır.

Donanmanın sıvı radyoaktif atıkları, nükleer enerjiyle çalışan gemilerin bulunduğu bölgelerde karadaki ve yüzen tanklarda depolanıyor. Bu tür radyoaktif atıkların yıllık arzı yaklaşık 1300 m3'tür. İki teknik nakliye gemisi tarafından işleniyorlar (biri Kuzey Filosunda, diğeri Pasifik Filosunda).

Ayrıca, iyonlaştırıcı radyasyonun insan ekonomik faaliyetlerinde kullanımının yoğunlaşması nedeniyle, çalışmalarında radyoizotop kullanan işletme ve kurumlardan gelen harcanan radyoaktif kaynakların hacmi her yıl artmaktadır. Bu işletmelerin çoğu Moskova'da (yaklaşık 1000), bölgesel ve cumhuriyetçi merkezlerde bulunmaktadır.

Bu radyoaktif atık kategorisi, harcanan iyonlaştırıcı radyasyon kaynaklarını alan, taşıyan, işleyen ve imha eden Rusya Federasyonu'nun bölgesel özel tesisleri "Radon" un merkezi sistemi aracılığıyla bertaraf edilmektedir. Rusya Federasyonu İnşaat Bakanlığı Konut ve Toplumsal Hizmetler Dairesi 16 özel "Radon" tesisinden sorumludur: Leningrad, Nizhny Novgorod, Samara, Saratov, Volgograd, Rostov, Kazan, Başkurt, Çelyabinsk, Yekaterinburg, Novosibirsk, Irkutsk , Habarovsk, Primorsky, Murmansk, Krasnoyarsk. On yedinci özel tesis Moskovsky (Sergiev Posad'ın yakınında bulunuyor), Moskova Hükümeti'ne bağlı.

Her Radon işletmesinin özel donanımlı radyoaktif atık imha sahaları(PZRO).

Harcanan iyonlaştırıcı radyasyon kaynaklarını gömmek için yüzeye yakın kuyu tipi depolama tesisleri kullanılır. Her Radon işletmesinin normal bir
depolama tesislerinin işletilmesi, gömülü atıkların muhasebeleştirilmesi, sürekli radyasyon kontrolü ve çevrenin radyoekolojik durumunun izlenmesi. RWDF'nin bulunduğu bölgedeki radyoekolojik durumun izlenmesinin sonuçlarına dayanarak, kontrol ve denetleyici makamlar tarafından onaylanan işletmenin radyoekolojik pasaportu periyodik olarak derlenmektedir.

Radon özel tesisleri, 20. yüzyılın 70'lerinde, artık güncelliğini yitirmiş radyasyon güvenliği standartlarının gerekliliklerine uygun olarak tasarlandı.

Öncesi

Tehlike sınıfları 1'den 5'e kadar olan atıkların uzaklaştırılması, işlenmesi ve bertaraf edilmesi

Rusya'nın tüm bölgeleriyle çalışıyoruz. Geçerli lisans. Tam bir kapanış belgeleri seti. Müşteriye bireysel yaklaşım ve esnek fiyatlandırma politikası.

Bu formu kullanarak hizmet talebinde bulunabilir, ticari teklif talep edebilir veya uzmanlarımızdan ücretsiz danışmanlık alabilirsiniz.

Göndermek

20. yüzyılda ideal enerji kaynağına yönelik aralıksız arayışlar sona ermiş gibi görünüyordu. Bu kaynak, atomların çekirdekleri ve bunlarda meydana gelen reaksiyonlardı - nükleer silahların aktif gelişimi ve nükleer santrallerin inşası tüm dünyada başladı.

Ancak gezegen hızla nükleer atıkların işlenmesi ve yok edilmesi sorunuyla karşı karşıya kaldı. Nükleer reaktörlerden gelen enerji, bu endüstriden kaynaklanan atıklar gibi pek çok tehlike taşıyor. Alanın kendisi aktif olarak gelişirken, şimdiye kadar kapsamlı bir şekilde geliştirilmiş bir işleme teknolojisi bulunmuyor. Bu nedenle güvenlik öncelikle uygun imhaya bağlıdır.

Tanım

Nükleer atık belirli kimyasal elementlerin radyoaktif izotoplarını içerir. Rusya'da, 170 sayılı “Atom Enerjisinin Kullanımına İlişkin” Federal Kanun'da (21 Kasım 1995 tarihli) verilen tanıma göre, bu tür atıkların daha fazla kullanılması öngörülmemektedir.

Malzemelerin ana tehlikesi, canlı bir organizma üzerinde zararlı etkiye sahip olan devasa dozlarda radyasyonun yayılmasıdır. Radyoaktif maruziyetin sonuçları arasında genetik bozukluklar, radyasyon hastalığı ve ölüm yer alır.

Sınıflandırma haritası

Rusya'daki nükleer malzemelerin ana kaynağı nükleer enerji sektörü ve askeri gelişmelerdir. Tüm nükleer atıkların, fizik derslerinden aşina olduğu üç derecelik radyasyonu vardır:

• Alfa - yayılıyor.
• Beta yayan.
• Gama - yayılıyor.

İlki, diğer ikisinden farklı olarak tehlikeli olmayan düzeyde radyasyon ürettikleri için en zararsız olarak kabul edilir. Doğru, bu onların en tehlikeli atık sınıfına girmelerini engellemez.


Genel olarak, Rusya'daki nükleer atıkların sınıflandırma haritası onu üç türe ayırıyor:

1. Katı nükleer enkaz. Buna enerji sektöründeki büyük miktarda bakım malzemeleri, personel kıyafetleri ve çalışma sırasında biriken çöpler de dahildir. Bu tür atıklar fırınlarda yakılıyor, ardından küller özel bir çimento karışımıyla karıştırılıyor. Varillere dökülür, mühürlenir ve depoya gönderilir. Cenaze töreni aşağıda ayrıntılı olarak anlatılmaktadır.
2. Sıvı. Nükleer reaktörlerin çalışması teknolojik çözümler kullanılmadan mümkün değildir. Buna ek olarak, özel giysilerin işlenmesinde ve çalışanların yıkanmasında kullanılan su da buna dahildir. Sıvılar iyice buharlaştırılır ve ardından gömme gerçekleşir. Sıvı atıklar sıklıkla geri dönüştürülüyor ve nükleer reaktörlerde yakıt olarak kullanılıyor.
3. İşletmedeki reaktörlerin, taşıma ve teknik kontrol ekipmanlarının tasarım unsurları ayrı bir grup oluşturur. Bunların imhası en pahalı olanıdır. Bugün iki seçenek var: lahitin yerleştirilmesi veya kısmi dekontaminasyonla sökülmesi ve ayrıca gömülmek üzere depoya gönderilmesi.

Rusya'daki nükleer atık haritası aynı zamanda düşük seviyeli ve yüksek seviyeli olanları da tanımlıyor:

• Düşük seviyeli atık - tıbbi kurumların, enstitülerin ve araştırma merkezlerinin faaliyetleri sırasında ortaya çıkar. Burada kimyasal testleri gerçekleştirmek için radyoaktif maddeler kullanılıyor. Bu malzemelerin yaydığı radyasyon düzeyi çok düşüktür. Uygun şekilde bertaraf edilmesi, tehlikeli atıkları yaklaşık birkaç hafta içinde normal atık haline getirebilir ve daha sonra normal atık olarak bertaraf edilebilir.
• Yüksek düzeyde atık, reaktör yakıtı ve askeri sanayide nükleer silah geliştirmek için kullanılan malzemelerdir. İstasyonlardaki yakıt, radyoaktif madde içeren özel çubuklardan oluşuyor. Reaktör yaklaşık 12 - 18 ay kadar çalışır ve bu sürenin sonunda yakıtın değiştirilmesi gerekir. Atıkların hacmi çok büyüktür. Ve bu rakam nükleer enerji sektörünü geliştiren tüm ülkelerde artıyor. Çevre ve insanlar için felaketi önlemek amacıyla yüksek seviyeli atıkların bertaraf edilmesinde tüm nüanslar dikkate alınmalıdır.

Geri dönüşüm ve imha

Şu anda nükleer atıkların bertaraf edilmesi için çeşitli yöntemler bulunmaktadır. Hepsinin avantajları ve dezavantajları var ama neresinden bakarsanız bakın radyoaktif maruz kalma tehlikesinden tamamen kurtulmanıza izin vermiyorlar.

Cenaze

Atık bertarafı, özellikle Rusya'da aktif olarak kullanılan en umut verici bertaraf yöntemidir. İlk olarak atığın vitrifikasyonu veya “vitrifikasyonu” işlemi gerçekleşir. Harcanan madde kalsine edilir, ardından karışıma kuvars eklenir ve bu "sıvı cam" özel silindirik çelik kalıplara dökülür. Ortaya çıkan cam malzemenin suya karşı dayanıklı olması, radyoaktif elementlerin çevreye girme olasılığını azaltıyor.

Bitmiş silindirler demlenir ve iyice yıkanır, en ufak kirlenmelerden kurtulur. Daha sonra çok uzun bir süre depoya gönderilirler. Depolama tesisinin zarar görmemesi için depolama tesisi jeolojik açıdan stabil alanlarda konumlandırılmaktadır.

Jeolojik bertaraf, atıkların uzun süre bakım gerektirmeyecek şekilde 300 metreden daha derinde gerçekleştirilmektedir.

Yanan

Yukarıda bahsedildiği gibi bazı nükleer maddeler, enerji sektöründe üretimin doğrudan sonucu ve bir tür yan ürün atığıdır. Bunlar üretim sırasında radyasyona maruz kalan malzemelerdir: atık kağıt, ahşap, giyim, evsel atıklar.

Bütün bunlar, atmosferdeki toksik maddelerin seviyesini en aza indiren özel olarak tasarlanmış fırınlarda yakılır. Diğer atıkların yanı sıra kül de çimentolanmıştır.

Çimentolama

Rusya'da nükleer atıkların çimentolama yoluyla bertarafı (yöntemlerden biri) en yaygın uygulamalardan biridir. Buradaki fikir, ışınlanmış malzemeleri ve radyoaktif elementleri özel kaplara yerleştirmek ve daha sonra bu kapların özel bir solüsyonla doldurulmasını sağlamaktır. Böyle bir çözümün bileşimi, bütün bir kimyasal element kokteyli içerir.

Sonuç olarak, pratik olarak dış ortama maruz kalmaz, bu da neredeyse sınırsız bir kullanım ömrüne ulaşmasını sağlar. Ancak böyle bir cenaze töreninin yalnızca orta tehlike seviyesindeki atıkların bertarafı için mümkün olduğuna dair bir rezervasyon yaptırmaya değer.

Fok

Atık hacminin bertaraf edilmesini ve azaltılmasını amaçlayan uzun süredir devam eden ve oldukça güvenilir bir uygulama. Temel yakıt malzemelerinin işlenmesinde kullanılmaz ancak diğer düşük tehlikeli atıkların işlenmesinde kullanılabilir. Bu teknolojide düşük basınç kuvvetine sahip hidrolik ve pnömatik presler kullanılır.

Yeniden kullan

Radyoaktif maddelerin enerji alanında kullanımı bu maddelerin spesifik aktivitesinden dolayı tam anlamıyla gerçekleşmemektedir. Zamanını harcayan atıklar hala reaktörler için potansiyel bir enerji kaynağı olmaya devam ediyor.

Modern dünyada ve özellikle Rusya'da enerji kaynaklarıyla ilgili durum oldukça ciddi ve bu nedenle nükleer malzemelerin reaktörler için yakıt olarak ikincil kullanımı artık inanılmaz görünmüyor.

Günümüzde harcanan hammaddelerin enerji uygulamalarında kullanılmasını mümkün kılan yöntemler bulunmaktadır. Atıklarda bulunan radyoizotoplar gıda işlemede ve termoelektrik reaktörleri çalıştırmak için “pil” olarak kullanılıyor.

Ancak teknoloji hâlâ gelişme aşamasında ve ideal bir işleme yöntemi bulunamadı. Ancak nükleer atıkların işlenmesi ve imhası, bu tür atıkların reaktörlerde yakıt olarak kullanılması sorununu kısmen çözebilir.

Ne yazık ki Rusya'da nükleer atıklardan kurtulmanın böyle bir yöntemi pratikte geliştirilmiyor.

Birimler

Rusya'da, dünya genelinde bertaraf edilmek üzere gönderilen nükleer atık miktarı yılda onbinlerce metreküpe ulaşıyor. Avrupa'daki depolama tesisleri her yıl yaklaşık 45 bin metreküp atık kabul ederken, Amerika Birleşik Devletleri'nde bu hacmi yalnızca Nevada eyaletindeki bir çöp sahası emiyor.

Nükleer atıklar ve bununla ilgili yurt dışında ve Rusya'da yapılan çalışmalar, yüksek kaliteli teknoloji ve ekipmanlarla donatılmış uzman kuruluşların faaliyetleridir. İşletmelerde atıklar yukarıda açıklanan çeşitli işleme yöntemlerine tabi tutulur. Sonuç olarak hacmi azaltmak, tehlike düzeyini azaltmak, hatta enerji sektöründeki bazı atıkların nükleer reaktörlerde yakıt olarak kullanılması mümkün.

Huzurlu atom, her şeyin o kadar basit olmadığını uzun zamandır kanıtladı. Enerji sektörü gelişiyor ve gelişmeye devam edecek. Aynı şey askeri alan için de söylenebilir. Ancak bazen diğer atıkların emisyonunu göz ardı edersek, nükleer atıkların uygunsuz şekilde bertaraf edilmesi tüm insanlık için tam bir felakete neden olabilir. Dolayısıyla bu sorun çok geç olmadan erken bir çözüm gerektiriyor.

Her üretim arkasında atık bırakır. Radyoaktivitenin özelliklerini kullanan küreler de istisna değildir. Nükleer atıkların serbest dolaşımı kural olarak yasama düzeyinde bile kabul edilemez. Buna göre, bireysel unsurların özellikleri dikkate alınarak izole edilmeli ve korunmalıdır.

RW'den (radyoaktif atık) kaynaklanan iyonlaştırıcı radyasyon tehlikesi hakkında uyarı veren bir işaret

Radyoaktif atık (RAW), radyoaktif elementler içeren bir maddedir. Bu tür atıkların pratik bir önemi yoktur, yani geri dönüşüme uygun değildir.

Not!Çoğu zaman eşanlamlı kavram kullanılır -.

“Radyoaktif atık” teriminden “harcanmış nükleer yakıt - SNF” kavramını ayırmakta fayda var. Kullanılmış nükleer yakıt ile radyoaktif atık arasındaki fark, kullanılmış nükleer yakıtın uygun şekilde yeniden işlendikten sonra nükleer reaktörler için taze malzeme olarak yeniden kullanılabilmesidir.

Ek bilgi: SNF, esas olarak nükleer tesislerden gelen yakıt kalıntılarından ve çok sayıda yarı ömürlü üründen oluşan bir yakıt elemanları koleksiyonudur; kural olarak bunlar 137 Cs ve 90 Sr izotoplarıdır. Bilimsel ve tıbbi kurumların yanı sıra endüstriyel ve tarımsal işletmelerde aktif olarak kullanılmaktadırlar.

Ülkemizde radyoaktif atıkların nihai bertarafına yönelik faaliyet yürütme hakkına sahip tek kuruluş bulunmaktadır. Bu, Radyoaktif Atık Yönetimi Ulusal Operatörüdür (FSUE NO RAO).

Bu örgütün eylemleri Rusya Federasyonu Mevzuatı (11 Temmuz 2011 tarih ve 190 sayılı Federal Kanun) tarafından düzenlenmektedir. Kanun, Rusya'da üretilen radyoaktif atıkların zorunlu olarak imha edilmesini öngörüyor ve ayrıca bunların yurt dışından ithalatını da yasaklıyor.

sınıflandırma

Göz önünde bulundurulan atık türünün sınıflandırması, çeşitli radyoaktif atık sınıflarını içerir ve aşağıdakilerden oluşur:

• düşük seviyeli (sınıflara ayrılabilirler: A, B, C ve GTCC (en tehlikeli));
• orta seviye (Amerika Birleşik Devletleri'nde bu tür radyoaktif atıklar ayrı bir sınıf olarak sınıflandırılmamaktadır, dolayısıyla bu kavram genellikle Avrupa ülkelerinde kullanılmaktadır);
• oldukça aktif radyoaktif atık.

Bazen başka bir radyoaktif atık sınıfı ayırt edilir: transuranyum. Bu sınıf, uzun bozunma dönemlerine ve son derece yüksek konsantrasyonlara sahip, uranyum ötesi α-yayan radyonüklitlerin içeriği ile karakterize edilen atıkları içerir. Bu atığın yarı ömrünün uzun olması nedeniyle gömme, düşük seviyeli ve orta seviyeli radyoaktif atıkların izolasyonuna göre çok daha ayrıntılı bir şekilde gerçekleşir. Bu maddelerin çevre ve insan vücudu için ne kadar tehlikeli olacağını tahmin etmek son derece problemlidir.

Radyoaktif atık yönetimi sorunu

Radyoaktif bileşikler kullanan ilk işletmelerin işletilmesi sırasında, diğer endüstriyel sektörlerde üretilen atıkların aksine, belirli miktarda radyoaktif atığın çevresel alanlara yayılmasının kabul edilebilir olduğu genel olarak kabul edildi.

Böylece, kötü şöhretli Mayak işletmesinde, faaliyetlerinin ilk aşamasında tüm radyoaktif atıklar en yakın su kaynaklarına boşaltıldı. Böylece Techa Nehri ve üzerinde bulunan bazı rezervuarlarda ciddi kirlilik meydana geldi.

Daha sonra, tehlikeli radyoaktif atıkların biyosferin çeşitli alanlarında birikmesi ve yoğunlaşması meydana geldiği ve bu nedenle bunların çevreye boşaltılmasının kabul edilemez olduğu ortaya çıktı. Kirlenmiş gıdayla birlikte radyoaktif elementler insan vücuduna girer ve bu da radyasyona maruz kalma riskinde önemli bir artışa yol açar. Bu nedenle son yıllarda radyoaktif atıkların toplanması, taşınması ve depolanması için çeşitli yöntemler aktif olarak geliştirilmiştir.

Bertaraf ve geri dönüşüm

Radyoaktif atıkların bertarafı farklı şekillerde gerçekleşebilir. Bu, ait oldukları radyoaktif atık sınıfına bağlıdır. En ilkel olanı düşük seviyeli ve orta seviyeli radyoaktif atıkların geri dönüştürülmesidir. Ayrıca radyoaktif atıkların yapılarına göre yarı ömrü kısa olan kısa ömürlü maddeler ve yarı ömrü uzun olan atıklar olarak ikiye ayrıldığını da not ediyoruz. İkincisi uzun ömürlü sınıfa aittir.

Kısa ömürlü atıklar için en basit bertaraf yöntemi, bunların özel olarak belirlenmiş alanlarda, kapalı kaplarda kısa süreli depolanmasıdır. Belirli bir süre boyunca radyoaktif atıklar nötralize edilir ve ardından radyoaktif olarak zararsız atıklar, evsel atıklarla aynı şekilde işlenebilir. Bu tür atıklar örneğin tıbbi kurumlardan (HCI) gelen malzemeleri içerebilir. Metalden yapılmış standart iki yüz litrelik bir varil, kısa süreli depolama için bir kap görevi görebilir. Radyoaktif elementlerin konteynerden çevreye nüfuz etmesini önlemek için atık genellikle bitüm veya çimento karışımı ile doldurulur.

Fotoğrafta Rusya'daki modern işletmelerden birinde radyoaktif atık yönetimi teknolojileri gösterilmektedir

Nükleer santrallerde sürekli olarak üretilen atıkların bertaraf edilmesinin uygulanması çok daha zordur ve örneğin Novovoronezh NPP'de yakın zamanda uygulamaya konulan plazma işleme gibi özel yöntemlerin kullanılmasını gerektirir. Bu durumda radyoaktif atık, cam benzeri maddelere dönüştürülür ve bunlar daha sonra kalıcı olarak imha edilmek üzere kaplara yerleştirilir.

Bu tür işlemler kesinlikle güvenlidir ve radyoaktif atık miktarının birkaç kez azaltılmasına olanak tanır. Bu, yanma ürünlerinin çok aşamalı saflaştırılmasıyla kolaylaştırılmıştır. Süreç, saatte 250 kg'a kadar atık üretimiyle 720 saat boyunca otonom olarak çalışabiliyor. Fırın tesisindeki sıcaklık 1800 0 C'ye ulaşıyor. Böyle yeni bir kompleksin 30 yıl daha faaliyet göstereceğine inanılıyor.

Plazma RW geri dönüşüm sürecinin diğerlerine göre avantajları, dedikleri gibi, açıktır. Bu nedenle atıkların dikkatli bir şekilde ayrıştırılmasına gerek yoktur. Ayrıca çok sayıda temizleme yöntemi, gaz halindeki yabancı maddelerin atmosfere salınımını azaltabilir.

Radyoaktif kirlenme, Rusya'daki radyoaktif atık depoları

Rusya'nın kuzeydoğusunda bulunan Mayak, uzun yıllar boyunca bir nükleer enerji santraliydi ancak 1957'de dünyanın en yıkıcı nükleer kazalarından birine maruz kaldı. Olay sonucunda doğal çevreye 100 tona kadar tehlikeli radyoaktif atık salındı ​​ve geniş alanlar etkilendi. Aynı zamanda felaket 1980'li yıllara kadar özenle gizlendi. Uzun yıllar boyunca istasyondan ve kirlenmiş çevreden gelen atıklar Karaçay Nehri'ne dökülüyordu. Bu da binlerce insan için çok gerekli olan bir su kaynağının kirlenmesine neden oldu.

Ülkemizde radyoaktif kirlenmeye duyarlı tek yer “Mayak” değil. Nizhny Novgorod bölgesindeki çevreye zararlı ana tesislerden biri, Semenov şehrine 17 kilometre uzaklıkta bulunan ve Semenovsky mezarlığı olarak da bilinen radyoaktif atık imha alanıdır.

Sibirya'da 40 yılı aşkın süredir nükleer atıkların depolandığı bir depolama tesisi bulunmaktadır. Radyoaktif maddeleri depolamak için halihazırda yaklaşık 125 bin ton atık içeren kapalı havuzlar ve konteynerler kullanılıyor.

Rusya'da, izin verilen standartları aşan radyasyon seviyelerine sahip çok sayıda bölge keşfedildi. Bunlar arasında St. Petersburg, Moskova, Kaliningrad vb. Gibi büyük şehirler bile var. Örneğin, Enstitü yakınındaki bir anaokulunda. Başkentimizde Kurchatov'da radyasyon seviyesi 612 bin mR/saat olan çocuklara yönelik bir kum havuzu keşfedildi. Eğer bir kişi bu “güvenli” çocuk tesisinde 1 gün kalsaydı öldürücü dozda radyasyona maruz kalacaktı.

SSCB'nin varlığı sırasında, özellikle geçen yüzyılın ortasında, en tehlikeli radyoaktif atıklar yakındaki vadilere atılabiliyordu, böylece bütün bir çöp sahası oluşmuştu. Şehirlerin genişlemesiyle birlikte kirlenen bu yerlerde yeni uyku ve sanayi mahalleleri inşa edildi.

Biyosferdeki radyoaktif atıkların kaderini değerlendirmek oldukça problemlidir. Yağmur ve rüzgarlar kirliliği çevredeki tüm alanlara aktif olarak yayar. Böylece son yıllarda radyoaktif atıkların bertaraf edilmesi sonucu Beyaz Deniz'in kirlenme oranı önemli ölçüde arttı.

Bertaraf sorunları

Günümüzde nükleer atıkların depolanması ve bertaraf edilmesi süreçlerinin uygulanmasında yerel ve bölgesel olmak üzere iki yaklaşım bulunmaktadır. Radyoaktif atıkların üretildiği yerde bertaraf edilmesi çeşitli açılardan oldukça uygundur ancak bu yaklaşım, yeni yapıların inşası sırasında tehlikeli bertaraf sahalarının sayısında artışa yol açabilir. Öte yandan bu yerlerin sayısının kesin olarak sınırlandırılması durumunda maliyet ve atıkların güvenli taşınmasının sağlanması sorunu ortaya çıkacaktır. Aslında radyoaktif atıkların taşınması bir üretim süreci olsa da olmasa da, var olmayan tehlike kriterlerini hariç tutmakta fayda var. Bu konuda tavizsiz bir seçim yapmak imkansız olmasa da oldukça zordur. Farklı eyaletlerde bu sorun farklı şekilde çözülüyor ve henüz bir fikir birliği yok.

Ana sorunlardan biri, radyoaktif atık mezarlığının düzenlenmesine uygun jeolojik oluşumların belirlenmesi olarak düşünülebilir. Kaya tuzunun çıkarılması için kullanılan derin galeriler ve madenler bu amaç için en uygun olanlardır. Kuyular ayrıca kil ve kaya bakımından zengin alanlarda da sıklıkla kullanılır. Öyle ya da böyle yüksek su direnci, bir mezar yeri seçerken en önemli özelliklerden biridir. Yeraltı nükleer patlamalarının olduğu yerlerde bir tür radyoaktif atık deposu ortaya çıkıyor. Böylece ABD'nin Nevada eyaletinde, yaklaşık 450 patlamanın test alanı olarak hizmet veren bir alanda, bu patlamaların neredeyse her biri, herhangi bir teknik "engel" olmaksızın kayalara gömülmüş yüksek düzeyli nükleer atıkların depolandığı bir alan oluşturdu.

Bu nedenle radyoaktif atık oluşumu sorunu son derece zor ve tartışmalıdır. Nükleer enerjideki gelişmeler elbette insanlığa çok büyük faydalar sağlıyor ama aynı zamanda pek çok sıkıntı da yaratıyor. Bugünün ana ve çözülmemiş sorunlarından biri de radyoaktif atıkların bertarafı sorunudur.

Konunun tarihçesi ve nükleer atık sorununa modern bakış açısı hakkında daha fazla ayrıntı, "Bilim 2.0" TV kanalının "Nükleer Miras" programının özel sayısında görülebilir.