Kontrollera om det finns ett kärnkraftverk, en anläggning eller ett atomforskningsinstitut, en lagringsanläggning för radioaktivt avfall eller kärnvapenmissiler nära dig.

Kärnkraftverk

Det finns för närvarande 10 kärnkraftverk i drift i Ryssland och ytterligare två under uppbyggnad (det baltiska kärnkraftverket i Kaliningrad-regionen och det flytande kärnkraftverket Akademik Lomonosov i Chukotka). Du kan läsa mer om dem på Rosenergoatoms officiella hemsida.

Samtidigt kan kärnkraftverken i fd Sovjetunionen inte anses vara många. Från och med 2017 finns det 191 kärnkraftverk i drift i världen, inklusive 60 i USA, 58 i europeiska unionen och Schweiz och 21 i Kina och Indien. I nära anslutning till det ryska Långt österut 16 japanska och 6 sydkoreanska kärnkraftverk är i drift. Hela listan över befintliga, under uppbyggnad och stängda kärnkraftverk, som anger deras exakta läge och specifikationer finns på Wikipedia.

Fabriker och vetenskapliga forskningsinstitut för kärntekniska ämnen

Strålningsfarliga objekt (RHO), förutom kärnkraftverk, är företag och vetenskapliga organisationer inom kärnkraftsindustrin och fartygsreparationsanläggningar som är specialiserade på kärnkraftsflottan.

Officiell information om ROO i Rysslands regioner finns tillgänglig på Roshydromets webbplats, såväl som i årsboken "Radiation Situation in Russia and Neighbouring States" på NPO Typhoons webbplats.

radioaktivt avfall

Radioaktivt avfall av låg- och medelnivå genereras inom industrin, såväl som i vetenskapliga och medicinska organisationer över hela landet.

I Ryssland är Rosatoms dotterbolag RosRAO och Radon (i den centrala regionen) engagerade i deras insamling, transport, bearbetning och lagring.

Dessutom är RosRAO engagerad i slutförvaring av radioaktivt avfall och förbrukat kärnbränsle från nedlagda atomubåtar och flottans fartyg, samt miljörehabilitering av förorenade områden och strålningsfarliga anläggningar (som den tidigare uranbearbetningsanläggningen i Kirovo-Chepetsk).

Information om deras arbete i varje region finns i miljörapporter som publiceras på Rosatoms webbplatser, RosRAOs avdelningar och Radonföretaget.

Militära kärntekniska anläggningar

Bland militära kärntekniska anläggningar, de mest miljöfarliga, uppenbarligen kärnkraft ubåtar.

Kärnubåtar (NPS) kallas så för att de drivs med kärnenergi, som driver båtens motorer. Vissa av atomubåtarna är också bärare av missiler med kärnstridsspetsar. Men stora olyckor på atomubåtar kända från öppna källor var förknippade med driften av reaktorer eller med andra orsaker (kollision, brand etc.), och inte med kärnstridsspetsar.

Kärnkraftverk finns också på vissa ytfartyg från marinen, såsom kärnkraftskryssaren Peter den store. De utgör också en viss miljörisk.

Information om placeringen av marinens kärnubåtar och kärnvapenfartyg visas på kartan enligt öppna källor.

Den andra typen av militära kärnkraftsanläggningar är enheter från de strategiska missilstyrkorna beväpnade med ballistiska missiler. kärnvapenmissiler. fall strålningsolyckor associerad med kärnvapenammunition hittades inte i öppna källor. Den nuvarande platsen för de strategiska missilstyrkornas formationer visas på kartan enligt informationen från försvarsministeriet.

Kartan innehåller inga lagringsutrymmen för kärnvapen (raketstridsspetsar och luftbomber), som också kan utgöra ett miljöhot.

kärnvapenexplosioner

1949-1990, ett omfattande program på 715 kärnvapenexplosioner i militären och industriella ändamål.

Atmosfäriskt kärnvapenprov

Från 1949 till 1962 Sovjetunionen genomförde 214 tester i atmosfären, inklusive 32 på marken (med den högsta föroreningen miljö), 177 luft, 1 hög höjd (på en höjd av mer än 7 km) och 4 rymd.

1963 undertecknade Sovjetunionen och USA ett avtal som förbjöd kärnvapenprov i luft, vatten och rymd.

Semipalatinsk testplats (Kazakstan)- testplatsen för den första sovjetiska kärnvapenbomben 1949 och den första sovjetiska prototypen termonukleära bomber s med en kapacitet på 1,6 Mt 1957 (det var också det största testet i testplatsens historia). Totalt genomfördes 116 atmosfäriska tester här, inklusive 30 mark- och 86 lufttester.

Polygon på Novaja Zemlja- platsen för en aldrig tidigare skådad serie superkraftiga explosioner 1958 och 1961-1962. Totalt testades 85 laddningar, inklusive den kraftigaste i världshistorien - "Tsarbomben" med en kapacitet på 50 Mt (1961). Som jämförelse kan nämnas att kraften hos atombomben som släpptes över Hiroshima inte översteg 20 kt. Dessutom, i Chernayabukten på Novaya Zemlya-testplatsen, studerades de skadliga faktorerna för en kärnvapenexplosion på marinanläggningar. För detta 1955-1962. 1 mark-, 2 yt- och 3 undervattenstester genomfördes.

Missiltest polygon "Kapustin Yar" i Astrakhan-regionen - en operativ deponi ryska armén. Åren 1957-1962. 5 luft-, 1 höghöjds- och 4 rymdrakettest utfördes här. maximal kraft luft spricker var 40 kt, hög höjd och rymd - 300 kt. Härifrån avfyrades 1956 en raket med en kärnladdning på 0,3 kt, som föll och exploderade i Karakum nära staden Aralsk.

På Totsk träningsplats 1954 hölls militärövningar, under vilka en atombomb med en kraft på 40 kt släpptes. Efter explosionen fick militärförbanden "ta" föremålen som hade bombats.

Förutom Sovjetunionen var det bara Kina som genomförde kärnvapenprov i atmosfären i Eurasien. För detta användes Lobnor-testplatsen i nordvästra landet, ungefär vid Novosibirsks longitud. Totalt 1964-1980. Kina har genomfört 22 mark- och lufttester, bl.a termonukleära explosioner upp till 4 Mt.

Underjordiska kärnvapenexplosioner

Sovjetunionen genomförde underjordiska kärnvapenexplosioner från 1961 till 1990. Inledningsvis var de inriktade på att utvecklas kärnvapen i samband med förbudet mot provning i atmosfären. Sedan 1967 började också skapandet av kärnsprängämnen för industriella ändamål.

Totalt av 496 underjordiska explosioner utfördes 340 vid Semipalatinsk-testplatsen och 39 vid Novaja Zemlja. Tester på Novaja Zemlja 1964-1975. annorlunda hög kraft, inklusive rekordet (cirka 4 Mt) underjordisk explosion 1973. Efter 1976 översteg effekten inte 150 kt. Den sista kärnvapenexplosionen på testplatsen i Semipalatinsk utfördes 1989, vid Novaya Zemlya - 1990.

Polygon "Azgir" i Kazakstan (nära den ryska staden Orenburg) användes för att utveckla industriell teknik. Med hjälp av kärnvapenexplosioner skapades här hålrum i bergsaltlagren och vid upprepade explosioner producerades radioaktiva isotoper i dem. Totalt utfördes 17 explosioner med en effekt på upp till 100 kt.

Utanför soptipparna 1965-1988 100 underjordiska kärnvapenexplosioner utfördes för industriella ändamål, inklusive 80 i Ryssland, 15 i Kazakstan, 2 vardera i Uzbekistan och Ukraina och 1 i Turkmenistan. Deras syfte var djupa seismiska sonderingar för att söka efter mineraler, skapandet av underjordiska hålrum för lagring av naturgas och industriavfall, intensifiering av olje- och gasproduktion, förflyttning av stora jordområden för att bygga kanaler och dammar och släckning av gasfontäner.

Andra länder. Kina utförde 23 underjordiska kärnvapenexplosioner vid Lop Nor-testplatsen 1969-1996, Indien - 6 explosioner 1974 och 1998, Pakistan - 6 explosioner 1998, Nordkorea - 5 explosioner 2006-2016.

USA, Storbritannien och Frankrike har genomfört alla sina tester utanför Eurasien.

Litteratur

Många uppgifter om kärnvapenexplosioner i Sovjetunionen är öppna.

Officiell information om kraften, syftet och geografin för varje explosion publicerades år 2000 i boken från teamet av författare från Rysslands atomenergiministerium "Sovjetunionens kärnvapenprov". Den innehåller också historien och beskrivningen av testplatserna i Semipalatinsk och Novaya Zemlya, de första testerna av kärn- och termonukleära bomber, Tsar Bomba-testet, en kärnvapenexplosion vid testplatsen i Totsk och andra data.

En detaljerad beskrivning av testplatsen på Novaya Zemlya och testprogrammet på den finns i artikeln "Review av sovjetiska kärnvapenprov på Novaya Zemlya 1955-1990", och deras miljökonsekvenser - i boken "

Lista över atomiska föremål sammanställd 1998 av tidningen Itogi, på sajten Kulichki.com.

Beräknad plats för olika objekt på interaktiva kartor

radioaktivt avfall är kärnmaterial Och radioaktiva ämnen, som inte kommer att användas vidare. Avfall är den huvudsakliga långlivade källan till allmänhetens exponering i samband med kärnkraft. Internationella atomenergiorganet (IAEA) har beräknat att mer än 200 000 ton använt kärnbränsle nu har ackumulerats i världen. Varje år läggs ytterligare 10-2 tusen ton till dem.

Radioaktivt avfall kan vara flytande, fast och gasformigt, som i sin tur delas in i tre kategorier efter specifik aktivitet - lågaktivt, medelaktivt och högaktivt. Det mesta av avfallet är lågaktivt radioaktivt avfall. Men det kan också vara extremt farligt.

Källor till radioaktivt avfall, förutom kärnkraftverk, inkluderar medicinska institutioner, industriföretag, forskningscentra. För närvarande är ett av de mest akuta problemen bortskaffande och slutförvaring av radioaktivt avfall och framför allt högaktivt avfall från kärnkraftverk och andra företag.

Insamling, bearbetning och slutförvaring av radioaktivt avfall sker separat från andra typer av avfall. Före kassering separeras isotoper efter aktivitetsgrad, halveringstid etc. För att minska mängden avfall förångas de, bränns, pressas etc. För att förhindra migration av radioaktiva isotoper med grundvatten fixeras lågaktivt avfall med bitumen eller cement i block för vidare slutförvaring. Högaktivt avfall förglasas.

Nedgrävning av fast eller stelnat radioaktivt avfall utförs i särskilda anläggningar som kallas radioaktivt avfallsgravfält.

Strålningskontroll under bortskaffande av radioaktivt avfall, såväl som utbudet av kontrollerade parametrar måste utföras i strikt enlighet med kraven i GOST-standarderna. Nedgrävning bör utföras i särskilt anvisade områden (polygoner), i översvämningsfria områden med låg nivå grundvatten, obligatorisk i överenskommelse med Statens sanitetsinspektion, med hänsyn till kraven på miljöskydd och reglerna strålsäkerhet. Flytande giftigt avfall ska dehydreras på företagen innan det transporteras till deponi.

Gravplatsen bör inte placeras närmare än 20 km från städer i ett område som inte är föremål för bebyggelse, med en sanitär skyddszon på minst 1 km från avräkningar och boskapsplatser för permanent uppehållstillstånd.

Utsläpp av radioaktiva ämnen som en del av avloppsvatten är förbjudet.

Deponier måste ha sanitära skyddszoner: en anläggning för bortskaffande av giftigt avfall med en kapacitet på 100 tusen ton eller mer avfall per år - 1000 m; mindre än 100 tusen ton - 500 m; deponi för giftigt avfall - minst 300 m.

Trots att mänskligheten har verkat inom kärnkraftsområdet i mer än sex decennier har man ännu inte hittat någon lösning för att helt slutförvara kärnavfallet. Problemet är att radioaktivt skräp förblir farligt i hundratals och tusentals år. Till exempel är halveringstiden för radioaktivt strontium-90 26 år, americium-241 - 430 år, plutonium-239 - 24 tusen år. Därför kan eventuella skador på lagerlokaler leda till allvarliga konsekvenser.

I Ryssland har man hittat ett stort antal platser med extremt höga nivåer av strålning storstäder, såsom Moskva, St. Petersburg, Nizhny Novgorod, Kaliningrad, Vladivostok, etc. Enligt handboken "Bakom kärnkraftsridån: hantering av radioaktivt avfall i det forna Sovjetunionen", cirka 1,5 tusen sådana tomter. I dagis inte långt från Kurchatov-institutet (Moskva) upptäcktes en sandlåda där strålningsnivån var 612 tusen milliroentgens per timme. En person som skulle tillbringa en dag i denna sandlåda skulle få en sådan dos av strålning som skulle döda honom inom en månad.

I Moskva under de senaste 60 åren, enligt chefen för energiavdelningen för Greenpeace Ryssland Vladimir Chuprov, har en stor mängd radioaktivt avfall samlats.

Radioaktivt och giftigt avfall under sovjettiden, särskilt på 40- och 50-talen av 1900-talet, föll i de närmaste Moskvaravinerna och sedan, med stadens tillväxt, uppstod bostads- och industrikvarter på dessa platser. När de hittade begravningarna öppnades visste ingen var deponin kom ifrån", sa experten. Som ett exempel nämnde han situationen i samband med återvinningen av en av tomterna som ligger på marskalk Rokossovsky Boulevard i östra administrativa distriktet. huvudstaden, där en radioaktiv begravningsplats upptäcktes. Som ett resultat av mätningar av exponeringskraften på jordens yta fann experter områden nära utgången från byggarbetsplatsen, med en strålningseffekt på ytan på upp till 43 mikroroentgen per timme (normen för kraften hos extern gammastrålning bör vara 10-15 mikroroentgen per timme).

2. Radioaktivt avfall Ursprung och klassificering. 4

2.1 Ursprung för radioaktivt avfall. 4

2.2 Klassificering av radioaktivt avfall. 5

3. Omhändertagande av radioaktivt avfall. 7

3.1. RW omhändertagande i stenarÅh. 8

3.1.1 Huvudtyper och fysikalisk-kemiska egenskaper hos bergarter för bortskaffande kärnavfall. 15

3.1.2 Val av plats för deponering av radioaktivt avfall. 18

3.2 Djupt geologisk slutförvaring av radioaktivt avfall. 19

3.3 Avfallshantering nära ytan. 20

3.4Smältande sten21

3.5Direkt injektion22

3.6Andra metoder för bortskaffande av radioaktivt avfall23

3.6.1 Deponering till sjöss23

3.6.2 Borttagning under havsbotten.. 23

3.6.3 Borttagning till rörelsezoner. 24

3.6.4 Avfallshantering i inlandsisar .. 25

3.6.5 Förflyttning till yttre rymden .. 25

4. Radioaktivt avfall och använt kärnbränsle i den ryska kärnkraftsindustrin. 25

5. Problem med RW-ledningssystemet i Ryssland och möjliga sätt att lösa det.. 26

5.1 Strukturen för RW-ledningssystemet i Ryska federationen.. 26

5.2 Förslag till ändring av doktrinen om hantering av radioaktivt avfall.. 28

6. Slutsats.. 29

7. Lista över använd litteratur: 30

1. Introduktion

Andra hälften av 1900-talet präglades av en kraftig förvärring av miljöproblemen. Omfattningen av mänsklig teknogen aktivitet är nu jämförbar med geologiska processer. Till de tidigare typerna av miljöföroreningar, som har fått en omfattande utveckling, har en ny fara för radioaktiv förorening lagts. Strålningssituationen på jorden under de senaste 60-70 åren har genomgått betydande förändringar: i början av andra världskriget i alla länder i världen fanns det cirka 10-12 g av det naturliga radioaktiva ämnet som erhållits i sin rena form - radium . Numera producerar en kärnreaktor med medelkraft 10 ton konstgjorda radioaktiva ämnen, varav de flesta dock tillhör kortlivade isotoper.Radioaktiva ämnen och källor för joniserande strålning används i nästan alla industrier, inom hälso- och sjukvården och för att bedriva en mångfald av vetenskaplig forskning.

Under det senaste halvseklet har tiotals miljarder curies av radioaktivt avfall genererats på jorden, och dessa siffror ökar varje år. Problemet med bortskaffande och bortskaffande av radioaktivt avfall från kärnkraftverk blir särskilt akut för närvarande, när det är dags för nedmontering av de flesta kärnkraftverk i världen (enligt IAEA är dessa mer än 65 kärnkraftverk anläggningsreaktorer och 260 reaktorer som används i vetenskapliga syften). Utan tvekan genererades den mest betydande mängden radioaktivt avfall på vårt lands territorium som ett resultat av genomförandet av militära program i mer än 50 år. Under skapandet och förbättringen av kärnvapen var en av huvuduppgifterna den snabba produktionen av kärnklyvbart material som ger en kedjereaktion. Sådana material är höganrikat uran och plutonium av vapenkvalitet. De största mark- och underjordiska RW-lagringsanläggningarna har bildats på jorden, vilket representerar en enorm potentiell fara för biosfären i många hundra år.

http://zab.chita.ru/admin/pictures/424.jpg Frågan om hantering av radioaktivt avfall involverar en bedömning av olika kategorier och metoder för deras lagring, såväl som olika krav på miljöskydd. Målet med elimineringen är att isolera avfall från biosfären under extremt långa tidsperioder, för att säkerställa att kvarvarande radioaktiva ämnen som når biosfären är i försumbara koncentrationer jämfört med till exempel naturlig bakgrundsradioaktivitet, och att säkerställa att risken för vårdslöst ingripande en person kommer att vara väldigt liten. Nedgrävning i den geologiska miljön är allmänt föreslagen för att uppnå dessa mål.

Det finns dock många och varierande förslag på sätt att omhänderta radioaktivt avfall, till exempel:

långtidsförvaring på marken,

Djupa brunnar (på ett djup av flera km),

Bergsmältning (föreslagen för avfall som genererar värme)

Direktinsprutning (endast lämplig för flytande avfall),

Avfallshantering till sjöss

Borttagning under havsbotten,

· Borttagning till rörelsezoner,

Borttagning till inlandsisar,

Flytta ut i rymden

Vissa förslag utvecklas fortfarande av forskare från olika länder i världen, andra har redan förbjudits genom internationella överenskommelser.De flesta forskare som studerar detta problem inser den mest rationella möjligheten att begrava radioaktivt avfall i den geologiska miljön.

Problemet med radioaktivt avfall är en integrerad del av "Agenda för XXI-talet" som antogs vid världstoppmötet om jorden i Rio de Janeiro (1992) och "Handlingsprogrammet för det fortsatta genomförandet av "Agenda för XXI-talet ””, antagen av FN:s generalförsamlings extra session (juni 1997). Det sistnämnda dokumentet, i synnerhet, skisserar ett system av åtgärder för att förbättra metoderna för hantering av radioaktivt avfall, för att expandera internationellt samarbete inom detta område (utbyte av information och erfarenhet, hjälp och överföring av relevant teknik etc.), att skärpa staternas ansvar för att säkerställa säker lagring och bortskaffande av radioaktivt avfall.

I mitt arbete kommer jag att försöka analysera och utvärdera slutförvaringen av radioaktivt avfall i den geologiska miljön, samt eventuella konsekvenser av ett sådant slutförvaring.

2. Radioaktivt avfall Ursprung och klassificering.

2.1 Ursprung för radioaktivt avfall.

Radioaktivt avfall omfattar material, lösningar, gasformiga medier, produkter, utrustning, biologiska föremål, jord, etc., som inte är föremål för vidare användning, där innehållet av radionuklider överstiger de nivåer som fastställts i lagar. Använt kärnbränsle (SNF) kan också ingå i RW-kategorin, om det inte är föremål för efterföljande bearbetning för att utvinna komponenter från det och, efter lämplig exponering, skickas till slutförvaring. RW delas in i högaktivt avfall (HLW), medelaktivt (ILW) och lågaktivt (LLW). Indelningen av avfall i kategorier fastställs genom förordningar.

Radioaktivt avfall är en blandning av stabil kemiska grundämnen och radioaktiv fragmentering och transuranradionuklider. Fragmentelement med nummer 35-47; 55-65 är klyvningsprodukter av kärnbränsle. För 1 års drift av en stor kraftreaktor (vid laddning av 100 ton kärnbränsle med 5% uran-235), produceras 10% (0,5 ton) klyvbart material och cirka 0,5 ton fragmenteringselement produceras. I nationell skala produceras årligen endast 100 ton fragmenteringselement vid kraftreaktorer i kärnkraftverk.

Grundläggande och den farligaste för biosfären är inslagen av radioaktivt avfall Rb, Sr, Y, Zr, Mo, Ru, Rh, Pd, I, Cs, Ba, La....Dy och transuraniska element: Np, Pu, Am och Cm. Lösningar av radioaktivt avfall med hög specifik aktivitet i sammansättning är blandningar av nitratsalter med en koncentration av salpetersyra upp till 2,8 mol/liter, de innehåller tillsatser HF(upp till 0,06 mol/liter) och H2SO4(upp till 0,1 mol/liter). Den totala halten av salter av strukturella element och radionuklider i lösningar är cirka 10 viktprocent Transuranelement bildas som ett resultat av neutroninfångningsreaktionen. I kärnreaktorer bränsle (berikat naturligt uran) i tablettform UO 2 placeras i zirkoniumstålrör (bränsleelement - TVEL). Dessa rör är placerade i reaktorkärnan, mellan dem placeras block av moderatorn (grafit), styrstavar (kadmium) och kylrör genom vilka kylvätskan cirkulerar - oftast vatten. En laddning bränslestavar fungerar i ca 1-2 år.

Radioaktivt avfall genereras:

Under drift och avveckling av kärnbränslecykelföretag (utvinning och bearbetning av radioaktiva malmer, tillverkning av bränsleelement, generering av elektricitet vid kärnkraftverk, bearbetning av använt kärnbränsle);

I processen med att genomföra militära program för att skapa kärnvapen, bevarande och avveckling av försvarsanläggningar och rehabilitering av territorier som är förorenade som ett resultat av företagens verksamhet för produktion av kärnmaterial;

Under drift och avveckling av fartyg från sjö- och civila flottor med kärnkraftverk och baser för deras underhåll;

Vid användning av isotopprodukter i den nationella ekonomin och medicinska institutioner;

Som ett resultat av kärnkraftsexplosioner i den nationella ekonomins intresse, vid utvinning av mineraler, vid genomförandet av rymdprogram, såväl som vid olyckor vid kärntekniska anläggningar.

Vid användning av radioaktiva material i medicinska och andra forskningsinstitutioner genereras en betydligt mindre mängd radioaktivt avfall än i kärnkraftsindustrin och det militärindustriella komplexet - det handlar om flera tiotals kubikmeter avfall per år. Användningen av radioaktiva material ökar dock och därmed ökar mängden avfall.

2.2 Klassificering av radioaktivt avfall

RW klassificeras enligt olika kriterier (fig. 1): enligt aggregationstillstånd, enligt sammansättning (typ) av strålning, enligt livslängd (halveringstid) T 1/2), efter specifik aktivitet (strålningsintensitet). Den specifika (volumetriska) aktivitetsklassificeringen av radioaktivt avfall som används i Ryssland har dock sina nackdelar och positiva aspekter. Nackdelarna inkluderar det faktum att det inte tar hänsyn till avfallets halveringstid, radionuklid och fysikalisk-kemiska sammansättning, liksom närvaron av plutonium och transuranelement i dem, vars lagring kräver särskilda strikta åtgärder. Den positiva sidan är att i alla stadier av RW-hanteringen, inklusive lagring och bortskaffande, är huvuduppgiften att förhindra miljöföroreningar och överexponering av befolkningen, och separationen av RW beroende på nivån av specifik (volym)aktivitet bestäms av graden av deras påverkan på miljön och människor. Måttet på strålningsrisk påverkas av typen och energin av strålning (alfa-, beta-, gammastrålare) samt förekomsten av kemiskt giftiga föreningar i avfallet. Varaktigheten av isolering från miljön för medelaktivt avfall är 100-300 år, högnivå - 1000 eller fler år, för plutonium - tiotusentals år. Det är viktigt att notera att radioaktivt avfall delas upp beroende på halveringstiden för radioaktiva grundämnen: i kortlivad halveringstid mindre än ett år; medellivad från ett år till hundra år och långlivad mer än hundra år.

Förekomsten av levande organismer på jorden (människor, fåglar, djur, växter) beror till stor del på hur miljön de lever i skyddas från föroreningar. Varje år samlar mänskligheten en enorm mängd sopor, och detta leder till att radioaktivt avfall blir ett hot mot hela världen, om inte förstört.

Nu finns det redan många länder där problemet med miljöföroreningar, vars källor är hushåll, industriavfallägna särskild uppmärksamhet åt:

• separera hushållsavfall och tillämpa sedan metoder för säker hantering;
• bygga avfallsanläggningar;
• bilda särskilt utrustade platser för bortskaffande av farliga ämnen;
• skapa ny teknik för bearbetning av sekundära råvaror.

Länder som Japan, Sverige, Holland och några andra stater tar frågorna om bortskaffande av radioaktivt avfall och omhändertagande av hushållsavfall på allvar.

Resultatet av en oansvarig attityd är bildandet av gigantiska deponier, där avfallsprodukter sönderdelas och förvandlas till berg av giftigt sopor.

När var avfallet

Med människans tillkomst dök avfall upp på jorden. Men om de gamla invånarna inte visste vad glödlampor, glas, polyeten och andra moderna prestationer, sedan över problemet med förstörelse kemiskt avfall det finns vetenskapliga laboratorier där duktiga vetenskapsmän är involverade. Hittills är det inte helt klart vad som väntar världen om hundratals, tusentals år, om avfall ansamlas.

De första hushållsuppfinningarna dök upp med utvecklingen av glasproduktionen. Till en början producerades det lite, och ingen tänkte på problemet med avfallsgenerering. Industri, hålla jämna steg med vetenskapliga landvinningar, började aktivt utvecklas till tidiga XIXårhundrade. Fabriker som använde maskiner växte snabbt. Tonvis av bearbetat kol kastades ut i atmosfären, vilket förorenade atmosfären på grund av bildandet av skarp rök. Nu "matar" industrijättar floder, hav och sjöar med en enorm mängd giftiga utsläpp, naturliga källor blir ofrivilligt platser för deras begravning.

Klassificering

I Ryssland är den federala lagen nr 190 av den 11 juli 2011 i kraft, som återspeglar de viktigaste bestämmelserna för insamling och hantering av radioaktivt avfall. De viktigaste utvärderingskriterierna för att klassificera radioaktivt avfall är:

• Engångsmaterial - radioaktivt avfall som inte överstiger riskerna för strålningsexponering och kostnaderna för bortförsel från lager med efterföljande nedgrävning eller hantering.
• special - radioaktivt avfall som överstiger riskerna för strålningsexponering och kostnaderna för efterföljande bortskaffande eller återtag.

Strålningskällor är farliga på grund av deras skadliga effekt på människokroppen, och därför är behovet av att lokalisera aktiv gruvdrift extremt viktigt. Kärnkraftverk producerar nästan ingenting, men de har ett annat svårt problem. Tankar är fyllda med använt bränsle, de förblir radioaktiva under lång tid och mängden växer ständigt. Redan på 1950-talet gjordes de första försöken med forskning för att lösa problemet med radioaktivt avfall. Det har funnits förslag om att skicka dem ut i rymden, att förvara dem på havets botten och andra svåråtkomliga platser.

Det finns olika planer för avfallshantering, men beslut om användningen av territorierna är omtvistade av offentliga organisationer och miljöpartister. Statliga vetenskapliga laboratorier har arbetat med problemet med att förstöra det farligaste avfallet nästan sedan kärnfysikens tillkomst.

Om det lyckas kommer detta att minska uppkomsten av radioaktivt avfall från kärnkraftverk med upp till 90 procent.

På kärnkraftverk vad som händer är att bränslestaven av uranoxid är i en cylinder av rostfritt stål. Det placeras i en reaktor, uran sönderfaller, frigörs värmeenergi, den driver en turbin och producerar elektricitet. Men efter att bara 5 procent av uranet har genomgått radioaktivt sönderfall blir hela staven förorenad med andra grundämnen och måste kasseras.

Det visar sig det så kallade använt radioaktiva bränslet. Det lämpar sig inte längre för att generera el och blir ett slöseri. Ämnet innehåller föroreningar av plutonium, americium, cerium och andra biprodukter från nukleärt sönderfall - detta är en farlig radioaktiv "cocktail". Amerikanska forskare genomför experiment med speciella apparater för att på konstgjord väg slutföra cykeln av kärnkraftsförfall.

Avfallshantering

Anläggningarna där radioaktivt avfall förvaras är inte markerade på kartor, det finns inga identifieringsmärken på vägarna, omkretsen är noggrant bevakad. Samtidigt är det förbjudet att visa säkerhetssystemet för någon. Dussintals sådana föremål är utspridda över Rysslands territorium. Här bygger man förvaringsutrymmen för radioaktivt avfall. En av dessa föreningar bearbetar kärnbränsle. Användbara ämnen separeras från aktivt avfall. De kasseras, värdefulla komponenter säljs igen.

Kraven för den utländska köparen är enkla: han tar bränslet, använder det och lämnar tillbaka det radioaktiva avfallet. De förs till anläggningen på järnväg, robotar är engagerade i lastning, och det är livsfarligt för en person att närma sig dessa containrar. Förseglade, hållbara containrar installeras i specialvagnar. En stor vagn vänds, containrar med bränsle staplas med specialmaskiner, sedan återförs den till rälsen och skickas från kärnkraftverket till företagets punkt med specialtåg med larmade järnvägstjänster, inrikesministeriet.

2002 ägde demonstrationer av de "gröna" rum, de protesterade mot importen av kärnavfall till landet. Ryska kärnkraftsforskare tror att de blir provocerade av utländska konkurrenter.

Specialiserade fabriker behandlar avfall med medelhög och låg aktivitet. Källor är allt som omger människor i vardagen: bestrålade delar av medicintekniska produkter, delar av elektronisk utrustning och andra enheter. De förs i containrar på specialfordon som levererar radioaktivt avfall på vanliga vägar, åtföljda av polis. Utåt skiljer de sig från den vanliga sopbilen endast i färg. Vid entrén finns en sanitetskontroll. Här måste alla byta kläder, byta skor.

Först efter det kan du ta dig till arbetsplatsen, där det är förbjudet att äta, dricka alkohol, röka, använda kosmetika och vara utan overall.

För anställda i sådana specifika företag är detta ett vanligt jobb. Det finns bara en skillnad: om en röd lampa plötsligt tänds på kontrollpanelen måste du genast springa iväg: strålkällor kan inte ses eller kännas. Styranordningar är installerade i alla rum. När allt är i sin ordning lyser den gröna lampan. Arbetsområdena är indelade i 3 klasser.

1 klass

Här behandlas avfall. I ugnen förvandlas radioaktivt avfall till glas. Det är förbjudet för människor att gå in i sådana lokaler - det är dödligt. Alla processer är automatiserade. Du kan endast gå in i händelse av en olycka i speciell skyddsutrustning:

• isolerande gasmask (särskilt blyskydd, absorberande, sköldar för att skydda ögonen);
• speciell outfit;
• avlägsna medel: sonder, gripare, speciella manipulatorer;

Genom att arbeta i sådana företag och följa oklanderliga försiktighetsåtgärder utsätts människor inte för faran av exponering för strålning.

Årskurs 2

Härifrån styr operatören ugnarna, på monitorn ser han allt som händer i dem. Till den andra klassen hör även lokaler där de arbetar med containrar. De innehåller avfall från olika aktiviteter. Det finns tre grundläggande regler här: "håll dig längre", "arbeta snabbare", "glöm inte skyddet"!

avfallsbehållare med bara händer du tar inte. Det finns risk för allvarlig exponering. Andningsskydd och arbetshandskar används bara en gång, när de tas bort blir de också till radioaktivt avfall. De bränns, askan saneras. Varje arbetare bär alltid en individuell dosimeter, som visar hur mycket strålning som har samlats in under Arbetsskift och den totala dosen, om den överstiger normen, överförs personen till säkert arbete.

årskurs 3

Det inkluderar korridorer och ventilationsschakt. Det finns ett kraftfullt luftkonditioneringssystem. Var 5:e minut byts luften ut helt. En anläggning för bearbetning av radioaktivt avfall är renare än en bra hemmafrus kök. Efter varje transport vattnas bilarna speciallösning. Ett fåtal personer arbetar i gummistövlar med en slang i händerna, men processerna automatiseras för att göra dem mindre arbetsintensiva.

2 gånger om dagen tvättas verkstadsområdet med vatten och vanligt tvättmedel, golvet är täckt med plastmassa, hörnen är rundade, sömmarna är väl tätade, det finns inga golvlister och svåråtkomliga ställen som inte går att nå. tvättade väl. Efter rengöring blir vattnet radioaktivt, det rinner in i speciella hål och samlas upp genom rör till en enorm behållare under jorden. Flytande avfall filtreras noggrant. Vattnet renas så att det kan drickas.

Radioaktivt avfall gömmer sig "under sju lås". Bunkrarnas djup är vanligtvis 7-8 meter, väggarna är armerad betong, medan förrådet fylls, installeras en metallhangar ovanför den. Behållare med hög skyddsgrad används för att lagra mycket farligt avfall. Inuti en sådan behållare finns bly, den har bara 12 små hål storleken på pistolpatron. Mindre farligt avfall läggs i stora behållare av armerad betong. Allt detta sänks ner i gruvorna och stängs med en lucka.

Dessa behållare kan senare tas bort och skickas för vidare bearbetning för att slutligen slutligt slutförvara radioaktivt avfall.

De fyllda valven är täckta med en speciell sorts lera, i händelse av en jordbävning kommer den att limma ihop sprickorna. Förrådet är täckt med armerade betongplattor, cementerade, asfalterade och täckta med jord. Därefter utgör radioaktivt avfall ingen fara. En del av dem förfaller till ofarliga grundämnen först efter 100–200 år. På de hemliga kartorna, där valven är markerade, finns en stämpel "behåll för alltid"!

Deponierna där radioaktivt avfall grävs ner ligger på avsevärt avstånd från städer, tätorter och vattendrag. Kärnenergi och militära program är problem som berör hela världssamfundet. De består inte bara i att skydda en person från påverkan från källor för generering av radioaktivt avfall, utan också att noggrant skydda dem från terrorister. Det är möjligt att deponierna där radioaktivt avfall lagras kan bli mål för militära konflikter.

radioaktivt avfall (RAO) - avfall som innehåller radioaktiva isotoper av kemiska grundämnen och som saknar praktiskt värde.

Enligt den ryska "lagen om användning av atomenergi" (21 november 1995 nr 170-FZ) är radioaktivt avfall (RW) kärnmaterial och radioaktiva ämnen, vars vidare användning inte tillhandahålls. Enligt rysk lag är import av radioaktivt avfall till landet förbjudet.

Ofta förvirrad och betraktad som synonymt med radioaktivt avfall och använt kärnbränsle. Dessa begrepp bör särskiljas. Radioaktivt avfall är material som inte är avsedda att användas. Använt kärnbränsle är ett bränsleelement som innehåller kärnbränslerester och många klyvningsprodukter, främst 137 Cs och 90 Sr, som ofta används inom industrin, lantbruk, medicin och vetenskaplig verksamhet. Därför är det en värdefull resurs, som ett resultat av bearbetningen av vilket färskt kärnbränsle och isotopkällor erhålls.

Källor till avfall

Radioaktivt avfall genereras i olika former med väldigt olika fysiska och kemiska egenskaper, såsom koncentrationer och halveringstider för deras beståndsdelar radionuklider. Dessa avfall kan genereras:

• i gasform, t.ex. avluftningsutsläpp från anläggningar där radioaktivt material bearbetas;
• i flytande form, allt från scintillationsräknare från forskningsanläggningar till högaktivt flytande avfall från upparbetning av använt bränsle;
• i fast form (förorenade förbrukningsvaror, glasvaror från sjukhus, medicinska forskningsanläggningar och radiofarmaceutiska laboratorier, förglasat avfall från bränslebearbetning eller använt bränsle från kärnkraftverk när det betraktas som avfall).

Exempel på källor till radioaktivt avfall i mänsklig verksamhet:

Arbete med sådana ämnen regleras av sanitära föreskrifter utfärdade av Sanepidnadzor.

• Kol . Kol innehåller ett litet antal radionuklider, såsom uran eller torium, men innehållet av dessa grundämnen i kol är mindre än deras genomsnittliga koncentration i jordskorpan.

Deras koncentration ökar i flygaska, eftersom de praktiskt taget inte brinner.

Radioaktiviteten hos aska är dock också mycket låg, den är ungefär lika med radioaktiviteten hos svart skiffer och mindre än den hos fosfatstenar, men den utgör en känd fara, eftersom en del flygaska finns kvar i atmosfären och andas in av människor. Samtidigt är den totala utsläppsvolymen ganska stor och uppgår till motsvarande 1 000 ton uran i Ryssland och 40 000 ton i världen.

Klassificering

Villkorligt radioaktivt avfall delas in i:

• lågnivå (uppdelad i fyra klasser: A, B, C och GTCC (den farligaste);
• medelaktivt (amerikansk lagstiftning särskiljer inte denna typ av radioaktivt avfall i separat klass, termen används huvudsakligen i europeiska länder);
• mycket aktiv.

Den amerikanska lagstiftningen allokerar också transuraniskt radioaktivt avfall. Denna klass omfattar avfall som är förorenat med alfa-emitterande transuranradionuklider med halveringstider på mer än 20 år och koncentrationer på mer än 100 nCi/g, oavsett form eller ursprung, exklusive högaktivt radioaktivt avfall. På grund av den långa sönderfallsperioden för transuranavfall är deras bortskaffande mer grundligt än bortskaffandet av lågaktivt och medelaktivt avfall. Dessutom ägnas särskild uppmärksamhet åt denna klass av avfall eftersom alla transuranelement är konstgjorda och beteendet i miljön och i människokroppen för vissa av dem är unikt.

Nedan följer klassificeringen av flytande och fast radioaktivt avfall i enlighet med "Basic Sanitary Rules for Ensuring Radiation Safety" (OSPORB 99/2010).

Ett av kriterierna för en sådan klassificering är värmeavledning. I lågaktivt radioaktivt avfall är värmeavgivningen extremt låg. I medelaktiva är det betydande, men aktiv värmeavlägsning krävs inte. Högaktivt radioaktivt avfall avger värme så mycket att det kräver aktiv kylning.

Hantering av radioaktivt avfall

Inledningsvis ansågs det att en tillräcklig åtgärd var spridningen av radioaktiva isotoper i miljön, analogt med produktionsavfall i andra industrier. Vid Mayak-anläggningen dumpades allt radioaktivt avfall under de första verksamhetsåren i närliggande vattendrag. Som ett resultat förorenades Techa-kaskaden av reservoarer och själva Techa-floden.

Senare visade det sig att radioaktiva isotoper på grund av naturliga och biologiska processer är koncentrerade i olika delsystem av biosfären (främst hos djur, i deras organ och vävnader), vilket ökar riskerna för allmänhetens exponering (på grund av förflyttning av stora koncentrationer av radioaktiva ämnen och deras eventuella intrång med mat i människokroppen). Därför ändrades inställningen till radioaktivt avfall.

1) Skydd av människors hälsa. Radioaktivt avfall hanteras på ett sådant sätt att det ger en acceptabel skyddsnivå för människors hälsa.

2) Miljöskydd. Radioaktivt avfall hanteras på ett sådant sätt att en acceptabel nivå av miljöskydd säkerställs.

3) Skydd utanför nationella gränser. Hanteringen av radioaktivt avfall sker på ett sådant sätt att hänsyn tas möjliga konsekvenser för människors hälsa och miljön bortom nationella gränser.

4) Skydd av framtida generationer. Radioaktivt avfall hanteras på ett sådant sätt att de förutsedda hälsokonsekvenserna för kommande generationer inte överstiger lämpliga nivåer av konsekvenser som är acceptabla idag.

5) Belastning för kommande generationer. Radioaktivt avfall hanteras på ett sådant sätt att det inte lägger en onödig börda på framtida generationer.

6) Nationell rättsstruktur. Hantering av radioaktivt avfall utförs inom ramen för en lämplig nationell rättslig ram som ger en tydlig ansvarsfördelning och tillhandahållande av oberoende tillsynsfunktioner.

7) Kontroll över uppkomsten av radioaktivt avfall. Genereringen av radioaktivt avfall hålls på den lägsta möjliga nivån.

8) Det ömsesidiga beroendet mellan generering och hantering av radioaktivt avfall. Vederbörlig hänsyn ska tas till det ömsesidiga beroendet mellan alla stadier av generering och hantering av radioaktivt avfall.

9) Installationssäkerhet. Säkerheten för anläggningar för hantering av radioaktivt avfall är tillräckligt säkerställd under hela deras livstid.

Huvudstadier i hanteringen av radioaktivt avfall

• På lagring radioaktivt avfall bör förvaras på ett sådant sätt att:
  • säkerställde deras isolering, skydd och övervakning av miljön;
  • om möjligt underlättades åtgärder i efterföljande skeden (om de tillhandahålls).

I vissa fall kan lagring i första hand ske av tekniska skäl, såsom lagring av radioaktivt avfall innehållande främst kortlivade radionuklider för sönderfall och efterföljande slutförvaring inom tillåtna gränser eller lagring av radioaktivt avfall. hög nivå aktivitet innan de deponeras i geologiska formationer för att minska värmeutvecklingen.

• Preliminär bearbetning avfall är det inledande skedet av avfallshanteringen. Detta inkluderar insamling, kemikontroll och dekontaminering och kan inkludera en mellanlagringsperiod. Detta steg är mycket viktigt eftersom förbehandlingen i många fall ger den bästa möjligheten att separera avfallsströmmarna.

• Behandling hantering av radioaktivt avfall omfattar verksamhet vars syfte är att förbättra säkerheten eller ekonomin genom att förändra det radioaktiva avfallets egenskaper. Grundläggande bearbetningskoncept: volymreduktion, avlägsnande av radionuklider och förändring av sammansättningen. Exempel:
  • förbränning av brännbart avfall eller packning av torrt fast avfall;
  • indunstning, filtrering eller jonbyte av flytande avfallsströmmar;
  • utfällning eller flockning av kemikalier.

Kapsel för radioaktivt avfall

• Konditionering Hantering av radioaktivt avfall består av de verksamheter där radioaktivt avfall formas till en form som lämpar sig för förflyttning, transport, lagring och slutförvaring. Dessa operationer kan innefatta immobilisering av radioaktivt avfall, placering av avfall i behållare och tillhandahållande av ytterligare förpackningar. Vanliga metoder för immobilisering inkluderar stelning av flytande radioaktivt avfall av låga och mellanliggande nivåer genom att införliva det i cement (cementering) eller bitumen (bituminisering), såväl som förglasning av flytande radioaktivt avfall. Immobiliserat avfall kan i sin tur, beroende på art och koncentration, packas i olika behållare, allt från konventionella 200-liters stålfat till behållare med en komplex design med tjocka väggar. I många fall sker bearbetning och konditionering i nära anslutning till varandra.

• begravning främst att radioaktivt avfall placeras i en slutförvaringsanläggning med lämplig säkerhet, utan avsikt att avlägsna det och utan att tillhandahålla långtidslagringsövervakning och underhåll. Säkerheten uppnås främst genom koncentration och inneslutning, vilket innebär att lämpligt koncentrerat radioaktivt avfall lagras i en slutförvaringsanläggning.

Teknologier

Mellanliggande radioaktivt avfallshantering

Vanligtvis inom kärnkraftsindustrin utsätts medelaktivt radioaktivt avfall för jonbyte eller andra metoder, vars syfte är att koncentrera radioaktiviteten i en liten volym. Efter bearbetning neutraliseras en mycket mindre radioaktiv kropp helt. Det är möjligt att använda järnhydroxid som flockningsmedel för att avlägsna radioaktiva metaller från vattenlösningar. Efter absorption av radioisotoperna av järnhydroxid, placeras den resulterande fällningen i en metalltrumma där den blandas med cement för att bilda en fast blandning. För större stabilitet och hållbarhet tillverkas betong av flygaska eller ugnsslagg och portlandcement (till skillnad från konventionell betong, som består av portlandcement, grus och sand).

Hantering av högaktivt radioaktivt avfall

Ta bort lågaktivt radioaktivt avfall

Transport av kolvar med högaktivt radioaktivt avfall med tåg, Storbritannien

Lagring

För tillfällig lagring av högaktivt radioaktivt avfall är lagringstankar för använt kärnbränsle och lagringsanläggningar med torrpackade tunnor utformade så att kortlivade isotoper kan sönderfalla innan vidare bearbetning.

Förglasning

Långtidslagring av radioaktivt avfall kräver konservering av avfall i en form som inte reagerar och bryts ner under lång tid. Ett sätt att uppnå detta tillstånd är förglasning (eller förglasning). För närvarande i Sellafield (Storbritannien) blandas högaktiv PAO (renade produkter från det första steget av Purex-processen) med socker och kalcineras sedan. Kalcinering involverar passage av avfall genom ett uppvärmt roterande rör och syftar till att förånga vatten och denitrogenate fissionsprodukter för att förbättra stabiliteten hos den resulterande glaskroppen.

Krossat glas tillsätts ständigt till det resulterande ämnet i induktionsugnen. Som ett resultat erhålls ett nytt ämne, i vilket avfallet under härdning förknippas med en glasmatris. Detta ämne i smält tillstånd hälls i cylindrar av legerat stål. Kylning, vätskan stelnar och förvandlas till glas som är extremt resistent mot vatten. Enligt International Society of Technology kommer det att ta ungefär en miljon år för 10% av detta glas att lösas upp i vatten.

Efter fyllning bryggs cylindern och tvättas sedan. Efter att ha undersökts för extern kontaminering skickas stålcylindrarna till underjordiska lager. Detta avfallstillstånd förblir oförändrat i många tusen år.

Glaset inuti cylindern har en slät svart yta. I Storbritannien utförs allt arbete med högaktivitetskammare. Socker tillsätts för att förhindra bildningen av det flyktiga ämnet RuO 4 innehållande radioaktivt rutenium. I väst tillsätts borosilikatglas, identisk i sammansättning med pyrex, till avfallet; i länderna i fd Sovjetunionen används vanligtvis fosfatglas. Mängden fissionsprodukter i glas måste begränsas, eftersom vissa grundämnen (palladium, platinagruppmetaller och tellur) tenderar att bilda metalliska faser separat från glas. En av förglasningsanläggningarna ligger i Tyskland, där avfallet från verksamheten i en liten demonstrationsanläggning som har upphört behandlas.

1997, i 20 länder med större delen av världen kärnkraftsförmåga, uppgick lagren av använt bränsle i lagringsanläggningar inuti reaktorerna till 148 tusen ton, varav 59% kasserades. Det fanns 78 tusen ton avfall i externa lager, varav 44 % återvanns. Med hänsyn till avyttringshastigheten (cirka 12 tusen ton årligen) är den slutliga elimineringen av avfall fortfarande ganska långt borta.

geologisk begravning

Sökningar efter lämpliga djupa slutförvaringsplatser pågår för närvarande i flera länder; det förväntas att de första sådana lagringsanläggningarna kommer att tas i drift efter 2010. Det internationella forskningslaboratoriet i Grimsel, Schweiz, arbetar med frågor som rör deponering av radioaktivt avfall. Sverige talar om sina planer på direktdeponering av använt kärnbränsle med hjälp av KBS-3-teknik, efter att riksdagen bedömt det tillräckligt säkert. Diskussioner pågår just nu i Tyskland om att hitta en plats för permanent förvaring av radioaktivt avfall, invånare i byn Gorleben i Wendland-regionen protesterar kraftigt. Denna plats fram till 1990 verkade idealisk för bortskaffande av radioaktivt avfall på grund av dess närhet till gränserna till den tidigare Tyska demokratiska republiken. För närvarande är RW i ett tillfälligt lager i Gorleben, beslutet om platsen för deras slutliga omhändertagande har ännu inte fattats. Amerikanska myndigheter valde dock Yucca Mountain, Nevada som begravningsplats det här projektet mötte starkt motstånd och blev föremål för heta diskussioner. Det finns ett projekt för att skapa ett internationellt förvar för högaktivt radioaktivt avfall, som möjliga platser begravningar erbjuds av Australien och Ryssland. De australiska myndigheterna motsätter sig dock ett sådant förslag.

Det finns projekt för slutförvaring av radioaktivt avfall i haven, bland annat deponering under havsbottens avgrundszon, slutförvaring i subduktionszonen, vilket resulterar i att avfallet långsamt kommer att sjunka till jordens mantel, samt slutförvaring under naturliga eller konstgjord ö. Dessa projekt har uppenbara fördelar och kommer att göra det möjligt att lösa det obehagliga problemet med bortskaffande av radioaktivt avfall på internationell nivå, men trots detta är de för närvarande frysta på grund av förbudsbestämmelser. sjörätt. En annan anledning är att i Europa och Nordamerika de är allvarligt rädda för läckage från en sådan lagring, vilket kommer att leda till en miljökatastrof. Den verkliga möjligheten av en sådan fara har inte bevisats; dock skärptes förbuden efter dumpning av radioaktivt avfall från fartyg. Men i framtiden kan länder som inte kan hitta andra lösningar på detta problem på allvar tänka på skapandet av oceaniska lagringsanläggningar för radioaktivt avfall.

Under 1990-talet utvecklades och patenterades flera alternativ för transportörsdeponering av radioaktivt avfall i tarmarna. Tekniken antogs vara följande: en startbrunn med stor diameter på upp till 1 km djup borras, en kapsel laddad med radioaktivt avfallskoncentrat som väger upp till 10 ton sänks inuti, kapseln måste självuppvärmas och smälta jordstenen i form av ett "eldklot". Efter att den första "eldklotet" har fördjupats ska den andra kapseln sänkas ner i samma brunn, sedan den tredje etc., vilket skapar en slags transportör.

Återanvändning av radioaktivt avfall

En annan användning av isotoper i radioaktivt avfall är deras återanvändning. Redan används cesium-137, strontium-90, teknetium-99 och några andra isotoper för att bestråla livsmedelsprodukter och säkerställa driften av radioisotop-termoelektriska generatorer.

Avlägsnande av radioaktivt avfall i rymden

Att skicka ut radioaktivt avfall i rymden är en frestande idé, eftersom radioaktivt avfall permanent avlägsnas från miljön. Sådana projekt har dock betydande nackdelar, en av de viktigaste är möjligheten till ett misslyckande av bärraket. Dessutom gör det betydande antalet lanseringar och deras höga kostnad detta förslag opraktiskt. Saken kompliceras också av att det hittills inte har funnits internationella överenskommelser om detta problem.

Kärnbränslecykeln

Cykelstart

Avfall från den främre delen av kärnbränslecykeln – vanligtvis alfa-avgivande gråberg från utvinning av uran. Den innehåller vanligtvis radium och dess sönderfallsprodukter.

Main biprodukt anrikning - utarmat uran, huvudsakligen bestående av uran-238, med en halt av uran-235 mindre än 0,3%. Det lagras som UF 6 (avfallsuranhexafluorid) och kan även omvandlas till U 3 O 8 . I små kvantiteter finner utarmat uran användning i applikationer där dess extremt höga densitet värderas, såsom vid tillverkning av kölar på yachter och pansarskydd. Samtidigt har flera miljoner ton avfallsuranhexafluorid ackumulerats i Ryssland och utomlands, och det finns inga planer för ytterligare användning inom överskådlig framtid. Avfallsuranhexafluorid kan användas (tillsammans med återvunnet plutonium) för att skapa kärnbränsle av blandad oxid (vilket kan efterfrågas om landet bygger betydande mängder snabba neutronreaktorer) och för att späda ut höganrikat uran, som tidigare var en del av kärnvapen. Denna utspädning, även kallad utarmning, innebär att alla länder eller grupper som får tag på kärnbränsle måste upprepa en mycket dyr och komplex anrikningsprocess innan de kan skapa ett vapen.

Slut på cykeln

Ämnen där kärnbränslecykeln har tagit slut (främst använda bränslestavar) innehåller klyvningsprodukter som avger beta- och gammastrålar. De kan också innehålla aktinider som avger alfapartiklar, som inkluderar uran-234 (234 U), neptunium-237 (237 Np), plutonium-238 (238 Pu) och americium-241 (241 Am), och ibland till och med källor till neutroner som t.ex. som californium-252 (252 Jfr). Dessa isotoper produceras i kärnreaktorer.

Det är viktigt att skilja mellan bearbetning av uran för att producera bränsle och bearbetning av använt uran. Det använda bränslet innehåller högradioaktiva klyvningsprodukter. Många av dem är neutronabsorbenter och får därmed namnet "neutrongifter". I slutändan ökar deras antal i en sådan utsträckning att de, genom att fånga neutroner, stoppar kedjereaktionen även när neutronabsorbatorstavarna är helt borttagna.

Bränslet som har nått detta tillstånd måste ersättas med färskt, trots den fortfarande tillräckliga mängden uran-235 och plutonium. För närvarande, i USA, skickas använt bränsle till lagring. I andra länder (särskilt i Ryssland, Storbritannien, Frankrike och Japan) upparbetas detta bränsle för att avlägsna fissionsprodukter, och sedan, efter återanrikning, kan det återanvändas. I Ryssland kallas sådant bränsle regenererat. Upparbetningsprocessen innebär att man arbetar med högradioaktiva ämnen och de klyvningsprodukter som tas bort från bränslet är en koncentrerad form av högradioaktivt avfall, precis som de kemikalier som används vid upparbetning.

För att stänga kärnbränslecykeln är det tänkt att man använder snabba neutronreaktorer, vilket möjliggör bearbetning av bränsle, som är en avfallsprodukt från termiska neutronreaktorer.

På frågan om kärnvapenspridning

När man arbetar med uran och plutonium övervägs ofta möjligheten att de kan användas för att skapa kärnvapen. Aktiva kärnreaktorer och lager av kärnvapen bevakas noggrant. Högradioaktivt avfall från kärnreaktorer kan dock innehålla plutonium. Det är identiskt med det plutonium som används i reaktorer och består av 239 Pu (idealiskt för att bygga kärnvapen) och 240 Pu (oönskad komponent, mycket radioaktiv); dessa två isotoper är mycket svåra att separera. Dessutom är högradioaktivt avfall från reaktorer fullt av högradioaktiva klyvningsprodukter; dock är de flesta av dem kortlivade isotoper. Det gör att avfallshantering är möjlig och efter många år kommer klyvningsprodukterna att sönderfalla, vilket minskar avfallets radioaktivitet och underlättar arbetet med plutonium. Dessutom sönderfaller den oönskade isotopen 240 Pu snabbare än 239 Pu, så kvaliteten på vapenråmaterial ökar med tiden (trots minskningen i kvantitet). Detta skapar kontroverser om att avfallslagringsanläggningar med tiden kan förvandlas till ett slags "plutoniumgruvor", från vilka det kommer att vara relativt enkelt att utvinna råmaterial till vapen. Mot dessa antaganden står det faktum att halveringstiden för 240 Pu är 6560 år och halveringstiden för 239 Pu är 24110 år; Pu i ett multiisotopmaterial kommer att halveras av sig självt - en typisk omvandling av reaktorkvalitet plutonium till plutonium av vapenkvalitet). Därför kommer "plutoniumgruvor av vapenkvalitet" att bli ett problem, om alls, bara inom en mycket avlägsen framtid.

En lösning på detta problem är att återanvända upparbetat plutonium som bränsle, till exempel i snabba kärnreaktorer. Men själva existensen av kärnbränsleupparbetningsanläggningar, nödvändiga för att separera plutonium från andra grundämnen, skapar en möjlighet för spridning av kärnvapen. I pyrometallurgiska snabba reaktorer har det resulterande avfallet en aktinoidstruktur, vilket inte tillåter att det används för att skapa vapen.

Återvinning av kärnvapen

Avfall från bearbetning av kärnvapen (till skillnad från deras tillverkning, som kräver råmaterial från reaktorbränsle), innehåller inga källor till beta- och gammastrålar, med undantag för tritium och americium. De innehåller ett mycket större antal aktinider som avger alfastrålar, som plutonium-239, som genomgår en kärnreaktion i bomber, samt vissa ämnen med hög specifik radioaktivitet, som plutonium-238 eller polonium.

I det förflutna som kärnladdning bomberna erbjöd beryllium och högaktiva alfasändare som polonium. Nu är ett alternativ till polonium plutonium-238. För anledningar statens säkerhet, detaljerade mönster moderna bomber täcks inte av den litteratur som är tillgänglig för ett brett spektrum av läsare.