Радіоактивні відходи
Радіоакти́вні відхо́ди, РАВ (англ. Radioactive waste) — матеріальні об'єкти та субстанції, радіоактивне забруднення чи активність радіонуклідів яких перевищує межі, встановлені діючими нормами радіаційної безпеки, за умови, що використання цих об'єктів та субстанцій не передбачається. Радіоактивні відходи — особливий вид радіоактивних матеріалів (у будь-якому агрегатному стані), відносно яких установлено, що ні зараз, ні потім у майбутньому вони не можуть бути використані, або ще нема остаточного рішення відносно того, яким чином ці матеріали можуть бути використані в рамках сучасних або створених у майбутньому технологічних процесів. [1] Часто, такі відходи атомної промисловості не мають практичної цінності і потребують спеціальної повторної утилізації, захоронення, створення спеціальних умов зберігання чи консервації. На території України поводження з радіоактивними відходами регламентується Законом України «Про поводження з радіоактивними відходами».[2]
Частіше всього радіоактивні відходи є продуктами ядерних процесів, як-от ядерний розпад. Рідкі радіоактивні відходи утворюються в процесі експлуатації атомних електростанцій (АЕС), регенерації ядерного палива з відпрацьованих тепловидільних елементів, використання різних джерел радіоактивних випромінювань у науці, техніці й медицині.
Рідкі радіоактивні відходи за своєю активністю діляться на 3 категорії:
- низького рівня активності, питома активність яких не перевищує 10−5 кюрі/л,
- середнього рівня — від 10−5 до 1 кюрі/л і
- високоактивні відходи — вище від 1 кюрі/л.
Низькоактивні — продукти діяльності наукових центрів, в яких вони використовуються для проведення різних хімічних тестів. Радіоактивність низькоактивних відходів швидко зменшується (зазвичай в лічені дні або декілька тижнів), і від такого матеріалу вже можна позбавитися, як від звичайного сміття.
Більшу складність становлять високоактивні відходи — відпрацьоване радіоактивне паливо АЕС, або матеріал, що використовується у створенні ядерної зброї. Приміром, з 2003 США накопичили близько 49 тисяч метричних тонн таких відходів. Міністерство енергетики США прогнозує, що кількість ядерного відпрацьованого палива в країні до 2035 року досягне 105 тисяч метричних тонн.[джерело?]
Найбільша проблема з утилізацією радіоактивних елементів урану і плутонію, у яких надзвичайно довгий період розпаду. Приміром період напіврозпаду деяких ізотопів плутонію становить близько 24 тисяч років, а час розпаду інших радіонуклідів у паливі може сягати близько 100 тисяч років і більше.
Понад 99,9 % всієї активності, що виникає в процесі експлуатації АЕС, при регенерації ядерного пального переходить у рідкі високоактивні відходи, які після концентрування до невеликих об'ємів захоронюються.
Рідкі радіоактивні відходи (РРВ) та тверді радіоактивні відходи (ТРВ) низького рівня активності, так звані нетехнологічні відходи, що утворяться за рахунок обмивки приміщень і при пранні спецодягу, після ретельного очищення від радіоактивних ізотопів методами коагуляції й іонного обміну або дистиляцією направляються у виробництво для повторного використання або можуть скидатися в каналізацію.
До твердих радіоактивних відходів належать забруднені матеріали, які не піддаються відмиванню, використаний спецодяг і ін. Все це переноситься для довготермінового захоронення в бетонні траншеї і, як правило, заливається бетоном.
На об'єктах атомної промисловості і АЕС, крім рідких і твердих відходів, можливі викиди, що містять леткі сполуки радіоактивних ізотопів або самі радіоактивні ізотопи, такі як 131I, 129I, 85Kr, а також утворення радіоактивних аерозолів. Всі ці викиди проходять спеціальну очисну систему й потім віддаляються в атмосферу через вентиляційну трубу.
За способами і місцем зберігання можна виділити групи ТРВ[3]:
- Відходи, які зберігаються навалом без упаковки на відкритих майданчиках;
- Відходи, які зберігаються на відкритих майданчиках в контейнерах;
- Відходи, які зберігаються навалом без упаковки в заглиблених сховищах (ємності, не призначені для зберігання ТРВ);
- Відходи, які зберігаються в будівлях і спорудах, які мають статус сховища.
У процесі виконання робіт з видалення ВЯП і ТРВ з місць накопичення і підготовці їх до вивезення за межі об'єкта утворюються вторинні технологічні та нетехнологічні рідкі радіоактивні відходи:
- РРВ з модуля розморожування і осушки;
- низькоактивні відходи: дезактиваційні розчини і води від дезактивації обладнання, транспортних засобів і приміщень; душові та інші води з санпропускників;
- низькоактивні води дощової каналізації.
ТРО об'єкта розрізняються за місцем зберігання, номенклатурою, радіаційними параметрами, фізико-хімічним складом та масогабаритні характеристики. Тому важливо розподілити ці види відходів на потоки і обґрунтувати звернення з кожним з виділених потоків відходів. Для реалізації оптимальної схеми поводження з РАВ принципове значення набуває система класифікаційної сортування та її приладове забезпечення. Необхідно вибрати і обґрунтувати критерії класифікації для організації системи оптимальної поетапної сортування РАВ. При реабілітації території та розбиранні будівель і споруд прогнозується утворення умовно радіоактивних відходів, кількісний вклад яких може бути помітним. Наявність умовно радіоактивних відходів («VLWW») можна чекати і серед накопичених НАО, питома активність яких могла знизитися в результаті радіоактивного розпаду до значення (і менше) нижньої межі віднесення до РАО. Для зниження навантаження на систему поводження з ТРВ на етапі сортування слід розділити потоки радіоактивних і умовах а але радіоактивних відходів. При цьому умовно радіоактивні відходи з періодом потенційної небезпеки не більш 100 років можуть бути захоронені безпосередньо на об'єкті в спеціальних приповерхневих могильниках спрощеної конструкції[3].
Для концентрування РРВ використовують модульну випарну уставу[3], ефективність роботи котрої залежить від наявності ПАР у РРВ.
Для тимчасового зберігання високоактивних РАВ призначені резервуари для зберігання відпрацьованого ядерного палива і сховища, що дозволяють розпастися короткоживущим ізотопам перед подальшою переробкою. Довготривале зберігання РАВ вимагає консервації відходів у формі, яка не буде вступати в реакції і руйнуватися протягом довгого часу. Одним із способів досягнення подібного стану є вітрифікація (або осклування). В даний час на Селлафілді (Велика Британія) високоактивні РАВ (очищені продукти першої стадії пурекс-процесуу) змішують з цукром і потім кальцинують. Кальцинування увазі проходження відходів через нагріту обертову трубу і має на меті випаровування води і деазотування продуктів поділу, щоб підвищити стабільність одержуваної склоподібної маси.
Існують твердження, що проблеми радіоактивних відходів навіть не наближуються за рівнем до існуючих проблем забруднень від викопних видів пального. Для прикладу, вугільна ТЕС вивільняє приблизно у 100 разів більше радіації ніж АЕС на однаковий обсяг електроенергії.[4] Було оцінено, що протягом лише 1982 року у США у результаті спалювання вугілля у атмосферу було викинуто у 155 разів більше радіації ніж при аварії АЕС на Трі-Майл Айленді у 1979 (найтяжча ядерна аварія в історії США).[5] Всесвітня ядерна асоціація надає порівняння кількості смертей від аварій при різних формах генерації електрики. За їхнім порівнянням, середня кількість смертей, що припадає на один терават-рік електроенергії виробленої між 1970 та 1992 роками становить 885 для гідроенергетики, 342 для вугільної, 85 для природного газу та 8 для атомної енергетики.[6]
- Радіоактивні матеріали
- Радіоактивні елементи
- Могильник
- Ядерне паливо
- Тепловидільний елемент
- Ядерна промисловість
- ↑ державні санітарні правила «Основні санітарні правила забезпечення радіаційної безпеки України», затверджені Наказом Міністерства охорони здоров'я України від 02.02.2005 № 54
- ↑ Закон України «Про поводження з радіоактивними відходами», стаття 1 «Загальні положення». rada.gov.ua.
- ↑ а б в Организационные и технические решения по обращению с РАО при реабилитации территории береговой базы в п. Гремиха Б. С. Степенное, РНЦ КИ, А. В. Демин, ФГУП "ГИ «ВНИПИЭТ»
- ↑ Alex Gabbard. Coal Combustion: Nuclear Resource or Danger. Oak Ridge National Laboratory. Архів оригіналу за 25 червня 2013. Процитовано 6 листопада 2009.
- ↑ Gordon J. Aubrecht (23 травня 2003). Nuclear proliferationthrough coal burning (PDF). Ohio State University. Архів оригіналу (PDF) за 25 червня 2013. Процитовано 6 листопада 2009.
- ↑ Safety of Nuclear Reactors. world-nuclear.org (англ.). Архів оригіналу за 4 лютого 2007. Процитовано 6 грудня 2009.
- Радіоактивні відходи // Юридична енциклопедія : [у 6 т.] / ред. кол.: Ю. С. Шемшученко (відп. ред.) [та ін.]. — К. : Українська енциклопедія ім. М. П. Бажана, 2003. — Т. 5 : П — С. — 736 с. — ISBN 966-7492-05-2.
- Радіоактивні відходи // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 151.
