Способы утилизации ядерных отходов

Содержание
  1. Утилизация и переработка радиоактивных отходов
  2. Переработка РАО в зависимости от их активности
  3. Методы утилизации
  4. Сжигание опасного мусора
  5. Сжатие и цементирование
  6. Вторичное использование
  7. Остекловывание и захоронение
  8. Сохранение РАО на территории РФ
  9. Дезактивация
  10. При помощи карбоната натрия
  11. Растворение в азотной кислоте
  12. Элюирование почвы
  13. Дезактивация жидких отходов
  14. Способы переработки ядерных отходов и их захоронения в России
  15. Понятие ядерных отходов
  16. Утилизация ядерных отходов
  17. Определение
  18. Карта классификаций
  19. Переработка и утилизация
  20. Захоронение
  21. Сжигание
  22. Цементирование
  23. Уплотнение
  24. Повторное применение
  25. Объемы
  26. Радиоактивные отходы – принципы утилизации
  27. Радиоактивные отходы: разновидности отходов
  28. Радиоактивные отходы: способы утилизации отходов
  29. Как утилизируют радиоактивные отходы: дезактивация, остекловывание и другое
  30. Зачем обрабатывают радиоактивные отходы
  31. Принципы МАГАТЭ по утилизации РАО
  32. Утилизация РАО в зависимости от их активности
  33. Способы дезактивации радиоактивных отходов
  34. Механический
  35. Химический
  36. Физико-химический
  37. Методы переработки и утилизации РАО
  38. Прессование (уплотнение)
  39. Переплавка
  40. Битумирование
  41. Остекловывание (витрификация)
  42. Соосаждение и коагуляция
  43. Ионообмен
  44. Выпаривание
  45. Фильтрация
  46. Адсорбция
  47. Химическое поглощение

Утилизация и переработка радиоактивных отходов

Способы утилизации ядерных отходов

Среди промышленного и медицинского мусора отдельным пунктом выделяют радиоактивные отходы, содержащие опасные химические элементы, не представляющие ценности.

Такой мусор требует особого отношения, из-за высокого уровня опасности. Поэтому сбор, хранение, транспортировка, утилизация радиоактивных отходов (РАО) регламентируется и контролируется на федеральном уровне.

Как Вы относитесь к атомной энергетике?

Переработка РАО в зависимости от их активности

Опасные вещества имеют разный уровень активности, который обуславливает характер работы с ними.

РАО бывают трёх групп:

  • низкоактивными;
  • среднеактивными;
  • высокоактивными.

Утилизация, захоронение, переработка радиоактивных отходов зависят от степени активности, согласно указанным группам:

Степень активностиОсобенности
НизкаяДопустимо хранение внутри герметичных контейнеров, предназначенных для этой категории мусора. Обезвреживаются на протяжении нескольких лет, затем, утилизируются на общих основаниях.
Средняя отбросов возможно внутри бочек из разных сплавов. Радиоактивные отходы заливают несколькими слоями битума и цемента. Обезвреживание длится десятилетия.
ВысокаяОбеззараживание не происходит, поскольку активность веществ сохраняется веками. Отбросы используются повторно (рециклинг), а бесполезный остаток подлежит захоронению внутри глубоких колодцев скальных пород, предварительно залитый стеклом.

Методы утилизации

Радиоактивный мусор — категория отработанных материалов, которая требует особого отношения, поскольку входящие в неё вещества опасны для человека и природы. Утилизация ядерных отходов, как и переработка, сбор, хранение, транспортировка зависят от уровня активности составных элементов.

Мусор этой группы обрабатывается перед транспортировкой к месту захоронения во избежание нанесения вреда людям, флоре и фауне. Обработка призвана снизить уровень опасности радиоактивных отбросов, подлежащих утилизации.

Для этого используют несколько методов:

  • сжигание;
  • сжатие;
  • цементирование;
  • вторичную переработку;
  • остекловывание.

Сжигание опасного мусора

Материалы из дерева, текстиля, бумаги, картона, резины, а также другие ТБО, контактировавшие с радиоактивными веществами низкого или среднего уровня, сжигают. Процесс переработки происходит внутри специальных камер, предотвращающих или минимизирующих попадание опасных частиц в окружающую среду.

Термическая обработка не нивелирует уровень радиации, а только снижает. Поэтому остатки отходов смешивают с раствором цемента и заливают в герметичные контейнеры. Их захоронение происходит в специально оборудованных шахтах, складах, соляных штоках.

Сжатие и цементирование

Для обработки радиоактивных отходов низкого, среднего уровня активности применяют сжатие. Прессы уплотняют ядерные отбросы, уменьшая объём до десяти раз.

Полученный материал, имеющий радиационный фон, заливают цементным раствором и захоранивают как сожжённый опасный мусор. Зацементированные отходы после сжатия, хранящиеся в специальных контейнерах, не представляют опасности для экологии.

Вторичное использование

Повторное использование радиоактивных отходов — хороший способ уменьшить количество бесполезных опасных отбросов. Отработанное ядерное топливо в некоторых странах перерабатывают для применения в качестве источника энергии, снижая уровень опасности, наносимой окружающему миру.

Радиоактивные отбросы применяют как источник энергии для термоэлектрических реакторов, для обработки продуктов питания. Оставшиеся бесполезные вещества подлежат захоронению, используя один из указанных методов.

Остекловывание и захоронение

Методы утилизации радиоактивных отходов, кроме указанных, включают остекловывание, поскольку стекло способно поглощать большие объёмы опасных веществ.

РАО любого уровня активности складывают внутрь специальных стальных контейнеров и заливают жидким стеклом. Материал разжижается благодаря использованию печи электрического нагрева.

Чтобы предать мусору твёрдости, применяют суперкальцинаты, стеклокерамику. После тщательной герметизации полученной смеси, её захоранивают в оборудованных могильниках.

Сохранение РАО на территории РФ

Сбор, хранение, обработка, захоронение ядерных отходов, их утилизация в России регулируется и контролируется на федеральном уровне. Обращение с этой категорией мусора допускается только с использованием специального оборудования на комбинатах, имеющих соответствующую лицензию. Предприятия, использующие радиоактивные вещества (АЭС) обустраивают для такого мусора хранилища.

Ранее (середина прошлого столетия) к вопросу захоронения радиоактивных отбросов подходили недостаточно ответственно, поскольку информация о вреде таких отходов была неполной.

С пятидесятых по восьмидесятые годы отработанные опасные материалы хранились на дне рек, озёр, неглубоко под землёй. Эти действия привели к серьёзным авариям в могильниках (оз. Карачай, р. Теча, г. Озерск, Якутия, Красноярский край, губа Андреева) и, как следствие, радиационному заражению огромных территорий.

В современной России принимаются меры по реабилитации прежних могильников для уменьшения опасности, разрабатываются новые места захоронения с учётом водной недоступности, сейсмоактивности, характеристики грунтов. Лучше для этих целей подходят отработанные соляные шахты.

Схема обращения с ОЯТ в России

С 1984 года в России прекращены захоронения на территории водоёмов. Проводится сбор вредных элементов на объектах Якутии, а с 2017 г. ответственные организации приступили к вывозу РАО с губы Андреева.

Советуем почитать:  Правила коммерческого учета воды и сточных вод

В 2016 г.

Правительством РФ определены шесть пунктов захоронения на территории Ленинградской, Свердловской, Челябинской, Томской областей, Красноярского края, соответствующих нормам экологической безопасности.

Это объекты глубинного и приповерхностного типов для радиоактивных отходов с разной активностью и периодами распада.

Дезактивация

Как было обозначено, утилизация РАО не снижает уровень радиации до нуля, а только частично уменьшает степень излучения. Изыскиваются новые способы и места захоронения, производятся усовершенствованные герметичные ёмкости, предотвращающие попадание опасных веществ в воздух, воду, почву. Разрабатываются новые методы обработки, дезактивации, утилизации ядерных отбросов.

В России применяется несколько способов обезвреживания радиоактивных отходов перед захоронением:

  • применение карбоната натрия;
  • растворение в азотной кислоте;
  • элюирование почвы;
  • обработка жидких отходов.

Каждый из способов имеет свои положительные и отрицательные стороны, но без них уровень радиации мусора снизить не представляется возможным.

При помощи карбоната натрия

Дорогой, эффективный способ обезвреживания твёрдых отходов, попавших в грунт.

Алгоритм действий:

  1. Радионуклиды выщелачивают карбонатом натрия.
  2. Частицы иона извлекают радионуклиды из состава щёлочи.
  3. Используя магнит, удаляют хелатные комплексы.

Несмотря на эффективность, метод имеет недостатки, поскольку карбонат натрия не может извлекать все радиоактивные соединения из ядерных отходов.

Растворение в азотной кислоте

Способ применим к радиоактивным осадкам и пульпам. РАО растворяют в кислоте и гидразине, а затем остекловывают. Дальнейший процесс включает упаковывание раствора в ёмкости и захоронение. Метод не уступает по эффективности предыдущему. Но упаковывание и утилизация такого материала стоят много для перерабатывающих предприятий.

Элюирование почвы

Если грунт заражён радиоактивными веществами низкой степени активности, его можно обработать водой или соответствующими растворами-нейтрализаторами. Элюирование выполняют применяя растворы аммиака или воды с аммониевыми солями.

Метод дезактивации малоэффективен, если требуется извлечь радиоактивные вещества, химически связанные с почвой. Элюирование наиболее щадящее мероприятие для экологии.

Схема переработки ОЯТ

Дезактивация жидких отходов

Жидкий радиоактивный мусор тяжело собирать, хранить, утилизировать и обезвреживать. Сложность состоит в агрегатном состоянии, обуславливающий ограниченное количество способов воздействия на отбросы.

Утилизация жидких РАО – дорогой, трудоёмкий процесс, упростить который может дезактивация.

Существует несколько видов обезвреживания таких отходов:

  1. Вымораживание (выпаривание) радиоактивных веществ, после чего герметично их упаковывают и складывают в могильниках. Процедуры физического воздействия дорогие.
  2. Радионуклиды выводятся с применением раствора селективных экстрагентов. После дезактивации образуется шлам, требующий захоронения.
  3. Химическая очистка радиоактивных отходов природными реагентами. Как и при предыдущем способе, образуется бесполезный опасный шлам.

Советуем почитать:  Переработка кабеля, медных проводов, оплетки

Ядерные отбросы — вид мусора, требующий строгого соблюдения правил сбора, хранения, утилизации, захоронения.

Обращение с РАО обусловлено степенью активности веществ, периодом распада, агрегатным состоянием отработанных материалов. Работа с радиоактивными отходами контролируется на Федеральном уровне.

Источник: https://bezotxodov.ru/jekologija/utilizacija-radioaktivnyh-othodov

Способы переработки ядерных отходов и их захоронения в России

Способы утилизации ядерных отходов

Радиационное загрязнение приносит смертельную опасность. Больше 20 стран используют радиоактивные материалы в промышленности, энергетике и научных исследованиях. Ни одна страна не нашла безопасного и долговечного места для содержания ядерных отходов. С каждым годом эта проблема становится острее, поскольку старые сооружения не в состоянии накапливать заражённый мусор.

Понятие ядерных отходов

Такие материалы представляют собой опасные вещества с радионуклидами. Согласно ФЗ № 170 «Об использовании ядерной энергии» субстанции с радиоактивными составляющими повторно применять запрещается. Они излучают огромные дозы радиации, что приводит к разрушению организма. В Россию нельзя ввозить ядерные отходы из других стран.

В зависимости от степени насыщенности опасными элементами РАО делят на такие виды:

  1. Низкорадиоактивные — до 0,1 Кюри на 1 м³.
  2. Средней активности — от 0,1 до 1 тыс. Кюри на 1 м³.
  3. Высокорадиоактивные — от 1 тыс. Кюри на 1 м³.

Отходы классифицируются на твёрдый ядерный мусор, жидкие растворы и части конструкций реакторов на АЭС. Первая группа включает предметы техобслуживания энергетических предприятий, одежду персонала, бытовой мусор. Утилизация происходит путём сжигания в печи, а пепел смешивают с цементом. Жидкий состав заливают в ёмкости и перемещают в хранилище.

Ко второй категории относят воду для очистки костюмов и мытья сотрудников, технологические растворы. Жидкость перерабатывают, и она становится топливом для атомных реакторов.

Элементы механизмов, транспорта и инструментов технического контроля предприятий относятся к третьему виду. Утилизация таких вещей — дорогостоящий процесс.

Для подобных объектов строят саркофаг или частично демонтируют с целью снизить уровень радиации. Снятые фрагменты отправляют на захоронение.

РАО путают с отработанным ядерным топливом. Последнее содержит в себе тепловыделяющие элементы с фрагментами цезия 137 и стронция 90. Эти радиоактивные нуклиды применяются в промышленности, медицине, сельском хозяйстве.

Такие растворы — ценный источник получения нового топлива для АЭС и изотопов. Отдельным видом отходов считаются жидкие технологические РАО.

Они формируются после работы оборонных предприятий, АЭС и изготовления радиоизотопной продукции.

Рекомендуем:  Вывоз и утилизация отходов класса Б

Утилизация ядерных отходов

Способы утилизации ядерных отходов

В 20 веке безостановочный поиск идеального источника энергии, казалось бы завершился. Этим источником стали ядра атомов и реакции, происходящие в них — во всем мире началась активная разработка ядерного оружия и строительство атомных электростанций.

Но планета быстро столкнулась с проблемой – переработки и уничтожения ядерных отходов. Энергия атомных реакторов несет в себе массу опасностей, так же как и отходы данной отрасли. До сих пор тщательно проработанной технологии переработки не существует, в то время как сама сфера активно развивается. Поэтому безопасность зависит в первую очередь от правильной утилизации.

Определение

Ядерные отходы содержат в себе радиоактивные изотопы определенных химических элементов. В России, согласно определению, данному в ФЗ №170 «Об использовании атомной энергии» (от 21 ноября 1995 года), дальнейшее использование таких отходов не предусматривается. 

опасность материалов заключается в излучении гигантских доз радиации, губительно действующей на живой организм. Последствиями радиоактивного воздействия становятся генетические нарушения, лучевая болезнь и смерть.

Карта классификаций

Основным источником ядерных материалов в России являются сфера атомной энергетики и военные разработки. Все отходы ядерного производства имеют три степени радиации, знакомые многим еще из курса физики:

  • Альфа — излучающие.
  • Бета — излучающие.
  • Гамма — излучающие.

Первые считаются самыми безобидными, так как дают неопасный уровень радиации, в отличие от двух других. Правда, это не мешает им входить в класс наиболее опасных отходов.

В целом, карта классификаций ядерных отходов в России делит их на три вида:

  1. Твердый ядерный мусор. К нему относится огромное количество материалов технического обслуживания в сферах энергетики, одежда персонала, мусор, скапливающийся в ходе работы. Такие отходы сжигают в печах, после чего пепел смешивается со специальной цементной смесью. Ее заливают в бочки, запаивают и отправляют в хранилище. Захоронение подробно описано ниже.
  2. Жидкие. Процесс работы атомных реакторов невозможен без использования технологических растворов. Кроме того, сюда относится вода, которую применяют для обработки спец костюмов и мытья работников. Жидкости тщательно выпаривают, а дальше происходит захоронение. Жидкие отходы нередко перерабатываются и используются в качестве топлива для атомных реакторов.
  3. Элементы конструкции реакторов, транспорта и средств технического контроля на предприятии составляют отдельную группу. Их утилизация — самая дорогостоящая. На сегодняшний день существует два выхода: установка саркофага или демонтаж с его частичной дезактивацией и дальнейшее отправление в хранилище на захоронение.

Карта ядерных отходов в России также определяет низкоактивные и высокоактивные:

  • Низкоактивные отходы — возникают в процессе деятельности лечебных учреждений, институтов и исследовательских центров. Здесь радиоактивные вещества применяются для проведения химических тестов. Уровень радиации, излучаемой этими материалами, очень низок. Правильная утилизация позволяет превратить опасный мусор в обычный приблизительно за несколько недель, после чего его можно уничтожить как обычные отходы.
  • Высокоактивные отходы — это отработанное топливо реакторов и материалы, применяемые в военной промышленности для разработки ядерного оружия. Топливо на станциях представляет собой специальные стержни с радиоактивным веществом. Реактор функционирует примерно 12 — 18 месяцев, после чего топливо необходимо менять. Объем отходов при этом просто колоссальный. И эта цифра растет во всех странах, развивающих сферу атомной энергетики. Утилизация высокоактивных отходов должна учитывать все нюансы, чтобы избежать катастрофы для окружающей среды и человека.

Переработка и утилизация

На данный момент существует несколько методов утилизации ядерных отходов. Все они имеют свои преимущества и недочеты, но как ни крути, не позволяют полностью избавиться от опасности радиоактивного воздействия.

Захоронение

Захоронение отходов — наиболее перспективный метод утилизации, который особенно активно применяется в России. Сначала происходит процесс витрификации или «остекловывания» отходов.

Отработавшее вещество кальцинируют, после чего в смесь добавляется кварц, и такое «жидкое стекло» вливается в специальные цилиндрические формы из стали.

Полученный стеклянный материал устойчив к воздействию воды, что уменьшает возможность попадания радиоактивных элементов в среду.

Готовые цилиндры заваривают и тщательно моют, избавляясь от малейшего загрязнения. Далее они отправляются в хранилище на очень длительное время. Хранилище устраивают на геологических устойчивых территориях, чтобы хранилище не было повреждено.

Геологическое захоронение осуществляют на глубине более 300 метров таким образом, чтобы в течение долгого времени отходы не нуждались в дальнейшем обслуживании.

Сжигание

Часть ядерных материалов, как уже говорилось выше, представляет собой непосредственные результаты производства, а своего рода побочный мусор в сфере энергетики. Это материалы, в ходе производства подвергшиеся облучению: макулатура, дерево, одежда, бытовой мусор.

Все это сжигается в специально спроектированных печах, позволяющих минимизировать уровень токсичных веществ в атмосферу. Пепел, среди прочих отходов, подвергается цементированию.

Цементирование

Захоронение (один из способов) ядерных отходов в России путем цементирования – одна из самых распространенных практик. Суть заключается в помещении облученных материалов и радиоактивных элементов в специальные контейнеры, которые затем заливают специальным раствором. В состав такого раствора входит целый коктейль из химических элементов.

В результате он практически не подвергается воздействию внешней среды, что позволяет достичь практически неограниченного срока. Но стоит сделать оговорку, что подобное захоронение возможно только для утилизации отходов среднего уровня опасности.

Уплотнение

Давняя и достаточно надежная практика, нацеленная на захоронение и уменьшение объема отходов. Она не применяется для переработки основных топливных материалов, но позволяет обработать другие отходы низкого уровня опасности. В данной технологии применяются гидравлические и пневматические прессы с низкой силой давления.

Повторное применение

Использование радиоактивного материала в области энергетики происходит не в полной мере – в силу специфики активности данных веществ. Отработавшие свое, отходы все еще остаются потенциальным источником энергии для реакторов.

В современном мире и тем более в России ситуация с энергетическими ресурсами довольно серьезная, и потому вторичное использование ядерных материалов в качестве топлива для реакторов уже не кажется невероятным.

Сегодня существуют методы, позволяющие применять отработавшее сырье для применения в сферах энергетики. Радиоизотопы, содержащиеся в отходах, используют для обработки пищевых продуктов и в качестве «батарейки» для работы термоэлектрических реакторов.

Но пока технология еще находится в развитии, и идеального метода переработки не найдено. Тем не менее, переработка и уничтожение ядерных отходов позволяет частично разрешить вопрос с подобным мусором, используя его в качестве топлива для реакторов.

К сожалению в России подобный метод избавления от ядерного мусора практически не развивается.

Объемы

В России во всем мире объемы ядерных отходов, отправляющихся на захоронение, составляют десятки тысяч кубометров ежегодно. Каждый год европейские хранилища принимают около 45 тысяч кубометров отходов, а в США такой объем поглощает лишь один полигон в штате Невада.

Ядерные отходы и работы связанные с ними за рубежом и в России – это деятельность специализированных предприятий, снабженных качественной техникой и оборудованием.

На предприятиях отходы подвергаются различным способам обработки, описанным выше.

В результате удается уменьшить объем, снизить уровень опасности и даже использовать некоторый мусор в сфере энергетики как топливо для атомных реакторов.

Мирный атом давно доказал, что все не так просто. Область энергетики развивается, и будет развиваться. То же можно сказать и о военной сфере. Но если на выброс других отходов мы иногда закрываем глаза, неправильно утилизированные ядерный мусор может стать причиной тотальной катастрофы для всего человечества. Поэтому этот вопрос требует скорейшего решения, пока не поздно.

Источник: https://vtorothodi.ru/utilizaciya/utilizaciya-jadernyh-othodov

Радиоактивные отходы – принципы утилизации

Способы утилизации ядерных отходов

Как утилизировать ядерный мусор, чтобы не навредить природе и не попасть на огромный штраф?

Дорогие читатели,

В данной статье Вы узнаете:

  • разновидности радиоактивных отходов;
  • как правильно утилизировать отходы с радиационным фоном.

Радиоактивные отходы: разновидности отходов

Радиоактивный мусор – загрязнённые радиацией материалы и вещества, без возможности использования их в дальнейшем (согласно ФЗ №170 «Об использовании атомной энергии» от 21 ноября 1995 года). По классу опасности такие отходы относятся к I категории и являются самыми вредными по степени воздействия на экологический баланс и человека.

Источники ядерного мусора разнообразны: природные объекты,  атомные электростанции, научные лаборатории, предприятия, использующие материалы с радионуклидами.

Энергия атомных реакторов несет в себе массу опасностей, так же как и радиоактивные отходы, поскольку несут риск разрушения организма человека из-за высокого фона излучения доз радиации. Последствиями ядерного воздействия становятся генетические нарушения, лучевая болезнь и смерть.

Основным источником радиоактивного мусора в России

является сфера атомной энергетики и военные разработки.

Все ядерные отходы разделяются на три группы по степени насыщенности опасными элементами:

  • Низкоактивные (альфа — излучающие). Возникают в процессе деятельности лечебных учреждений, институтов и исследовательских центров. Здесь радиоактивные вещества применяются для проведения химических тестов. Уровень радиации, излучаемой этими материалами, очень низок.
  • Cреднеактивные (бета — излучающие).
  • Высокоактивные (гамма — излучающие).

К двум последним относятся отработанное топливо реакторов и материалы, применяемые в военной промышленности для разработки ядерного оружия. Топливо на станциях представляет собой специальные стержни с радиоактивным веществом. Реактор функционирует ориентировочно от 12 до 18 месяцев, после чего топливо требует замены, а отработанные стержни уходят в отходы.

Также существует деление ядерных отходов по следующим категориям:

  • Твердый ядерный мусор – материалы, используемые в ходе производства и технического обслуживания, и подвергшиеся облучению: одежда, макулатура, дерево, бытовой мусор.
  • Жидкое утильсырье. Процесс работы атомных реакторов невозможен без использования технологических растворов. Также сюда относится вода, применяющаяся для обработки специализированной защитной одежды и мытья работников.
  • Части конструкции радиоактивных реакторов, транспорта и средств технического контроля — еще одна категория облученной утильпродукции.

Происхождение отходов, их агрегатное состояние, уровень активности составных элементоввлияют

на выбор метода утилизации, а также на транспортировку, сбор и хранение.

Радиоактивные отходы: способы утилизации отходов

До сих пор тщательно проработанной технологии переработки не существует, в то время как сама сфера ядерной энергетики активно развивается. Поэтому безопасность зависит в первую очередь от правильно выбранного метода утилизации и его реализации.

Способы утилизации радиоактивных отходов:

  1. сжигание;
  2. сжатие;
  3. цементирование;
  4. вторичная переработка;
  5. остекловывание,
  6. захоронение.

Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки в сфере снижения опасности ядерных излучений,

но, к сожалению, ни один не аннулирует негативное воздействие отходов.

  1. Твердые радиоактивные отходы чаще сжигают в специально спроектированных печах, позволяющих минимизировать уровень токсичных веществ в атмосферу. Получившийся из отходов пепел смешивают со специальной смесью из цемента. Данный материал заливают в емкости, запаивают и направляют в хранилище на захоронение.
  1. Утилизация жидких отходов путем выпаривания – довольно широко используемый метод. Далее происходит захоронение по такому же принципу и технологии, как и с твердыми. Уменьшению в размере подвергаются и твердые отходы. Данный способ обработки ядерных элементов не может быть использован для легковоспламеняющихся и взрывоопасных радиоактивных веществ.
  1. Облученные радиоактивные загрязненные материалы и отходы размещают в емкости и заливают смесью из химических веществ. Метод цементирования зачастую используется в купе с одной из предыдущих технологий.
  1. Еще один способ для жидких ядерных отходов – переработка и использование в качестве топлива для атомных реакторов.

Радиоактивные отходы из твердых материалов

эксплуатируются не до конца, поэтому отработанные фрагменты могут быть использованы повторно как источник энергии.
По такому принципу переработки отходов проводят регенерацию топлива в заграничных странах, в России метод не распространен.

  1. Утилизация методом остекловывания — обезвреживание отходов из веществ различной степени загрязненности радиацией путем залива горячим стеклом, поскольку стекло способно поглощать инородные материалы и вещества в больших количествах.

    Ядерный мусор заливается в стальных емкостях раскаленным жидким стеклом в печах прямого электрического подогрева. Далее полученная стеклянная масса заливается в специальные емкости-бидоны, после чего направляется на специально оборудованные могильники.

  1. Метод захоронения отходов – один из наиболее распространенных в РФ и наиболее перспективный.

Полученные на предыдущих этапах обработанные отходы, заключенные в стеклянных или цементных материалах, устойчивы к воздействию воды, что снижает риски попадания радиоактивных веществ в ту или иную среду.

Утилизация путем захоронения отходов происходит на долгий период в геологически устойчивых местах.  В них риск подверженности влиянию землетрясений, воды и различных природных явлений низок, чтобы ядерные отработанные элементы не требовали дальнейшего обслуживания в течение длительного срока.

Источник: https://www.eco-su.ru/utilizaciya-yadernyh-othodov/

Как утилизируют радиоактивные отходы: дезактивация, остекловывание и другое

Способы утилизации ядерных отходов

Радиоактивные (ядерные) отходы (РАО) – загрязнённые радиацией вещества и предметы, которые невозможно использовать в дальнейшем.

В зависимости от происхождения, отходы могут быть в трёх формах: газ, жидкость или твердый материал. Источники ядерного мусора разнообразны: АЭС, научные лаборатории, природные объекты.

Происхождение РАО, их агрегатное состояние, степень активности и многие другие факторы влияют на то, как утилизируют радиоактивные отходы.

Зачем обрабатывают радиоактивные отходы

Материалы, содержащие радиоактивные нуклиды, чрезвычайно опасны для окружающей среды, а значит для жизни и здоровья людей.

Без специальной обработки ядерный мусор повышает общий уровень радиации в природе.

РАО также могут скапливаться в большой концентрации в одном месте, например, в теле животного, которое потом попадает в пищу человека, отравляя его организм и вызывая генетические мутации.

Чтобы избежать вреда для экологии, были выработаны способы и правила обработки отходов. Переработка ядерных отходов – прерогатива государственных организаций.

Принципы МАГАТЭ по утилизации РАО

Международное агентство по атомной энергии сформулировало несколько принципов утилизации радиоактивных отходов и обращения с ними, согласно которым:

  • Необходимо обезопасить людей, их жизнь и здоровье.
  • Следует избегать загрязнения окружающей среды.
  • Нельзя допускать заражения территорий соседних стран.
  • Необходимо заботиться о потомках, проследить, чтобы нынешние проблемы с радиацией не отразились на их здоровье.
  • Недопустимо перекладывать решение текущих проблем на последующие поколения.
  • Каждое государство должно правильно распределить обязанности по обращению с РАО на своей территории.
  • Следует производить как можно меньше ядерных отходов.
  • Важно учитывать взаимосвязь между образованием радиоактивного мусора и обращением с ним.
  • Необходимо обеспечить безопасность оборудования для переработки РАО и следить за его исправностью на всех этапах работы.

Утилизация РАО в зависимости от их активности

Ядерные отходы обладают разной степенью активности, в связи с чем их делят на:

  • низкоактивные;
  • среднеактивные;
  • высокоактивные.

При выборе способа для утилизации ядерных отходов учитывают степень их активности. Низкоактивные РАО представляют наименьшую опасность, поэтому их проще утилизировать. Подобные материалы можно хранить в специальных контейнерах и спустя несколько десятков лет уничтожить, как и любой другой мусор.

Захоронения переработанного материала организуют в сейсмически безопасных районах. Землетрясения могут разрушить хранилища и спровоцировать экологическую катастрофу.

Высокоактивные РАО несут наибольшую угрозу для будущих поколений. Уничтожить такой тип отходов невозможно, они сохраняют повышенную активность в течение тысячелетий. Единственный способ сделать подобные материалы менее опасными – повторно использовать их, выжать максимум пользы, тем самым уменьшив объем РАО, и остеклить бесполезный остаток.

Способы дезактивации радиоактивных отходов

Всевозможные виды утилизации помогают снизить радиационный фон, но не сводят его к нулю. Для снижения активности радионуклидов применяют различные способы дезактивации.

Механический

Заражённые элементы физически удаляются из почвы, с поверхности металла и других мест. Для этого объект обдувают потоком воздуха, обливают водой или чистят абразивным материалом.

Химический

При химической дезактивации используются различные реагенты. Радионуклиды выщелачивают с помощью карбоната натрия, азотной кислоты или других химических соединений.

Физико-химический

В этом способе сочетаются термическое воздействие и обработка химическими реагентами. Часто он используется для дезактивации жидких РАО. В раствор добавляется сорбент, в результате реакции образуется осадок, который разными путями удаляется и отправляется на хранение.

Методы переработки и утилизации РАО

Любой радиоактивный мусор подлежит переработке и утилизации. Переработка требуется, чтобы изменить состояние и объем РАО и сделать их более удобными и безопасными для дальнейшего захоронения. В зависимости от агрегатного состояния и степени радиоактивности, выбирается один или несколько методов.

Прессование (уплотнение)

Если заражённый объект довольно крупный, его отправляют под многотонный пресс. Уплотнённый предмет занимает меньше места, что позволяет уменьшить площадь могильников.

Переплавка

Для реализации этого метода используют индукционные и электродуговые печи. Заражённые радиацией металлы плавят, очищая от радиоизотопов.

Битумирование

Такой метод подходит для переработки и хранения жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Опасные жидкости упаривают, в результате чего образуются соли, которые впоследствии смешивают с расплавленным битумом. Получившиеся битумные компаунды заливают в упаковку или хранилища.

Остекловывание (витрификация)

Вредные вещества помещают в углубления в скалах и заливают расплавленным боросиликатным стеклом.

Соосаждение и коагуляция

Химические методы обработки жидких РАО. В загрязнённую радиоизотопами воду добавляют специальные химикаты, которые захватывают заряженные частицы и осаждаются вместе с ними. Образовавшийся осадок отстаивают или отфильтровывают.

Ионообмен

Для чистки сбросных вод применяют установки с ионообменными фильтрами. Заложенные на определенную глубину ионообменные смолы впитывают находящиеся в воде ионы, в том числе радиоактивные. Как только количество ионов в смоле превышает допустимый уровень, фильтры отправляются на регенерацию.

Выпаривание

Загрязненный раствор поступает в выпарную установку, нагревается до 98°C и начинает испаряться. Пройдя через сложную систему конденсаторов, доупаривателей и фильтров, вода очищается от радиоактивных изотопов. Конденсат собирается на хранение.

Фильтрация

Новая методика фильтрации была изобретена академиком Виктором Петриком. Наноуглеродная установка позволяет очищать от радионуклидов целые водоемы, превращая ядовитую воду в питьевую.

Адсорбция

Адсорбцией называется процесс, при котором поверхность жидкости или твердого тела (адсорбента) притягивает и впитывает молекулы газа или веществ из раствора. В качестве адсорбента могут выступать ионные кристаллы.

Химическое поглощение

При химической обработке особые реагенты поглощают излучение и снижают активность радионуклидов.

Адепт в юриспруденции
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: