Приложение к Словарю отходов   

Автор — составитель: Обухов Евгений Николаевич

Радиоактивные отходы — Радиоэкология

 

Радиоактивные отходы газы, р-ры, разл. материалы и изделия, биол. объекты и т. п., в к-рых содержание радионуклидов превышает значения, установленные действующими нормами и правилами, и к-рые не подлежат дальнейшему использованию. Р. о. представляют опасность для человечества, поэтому нормы и правила по обращению с Р.O. устанавливаются Международной комиссией по ра-диологич. защите (МКРЗ), Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) и Национальными нормами и правилами. Существуют основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП — 72/87) и Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-85), регламентирующие порядок сбора, удаления, хранения и захоронения P.O.

Безопасность обращения с Р.O. регламентирована Нормами радиационной безопасности (НРБ-76/87). В соответствии с этими нормами и правилами жидкие отходы (р-ры, пульпы, орг. жидкости) считаются радиоактивными, если содержание в них отдельных радионуклидов или их смесей превышает допустимые концентрации для воды ДК Б. Индекс Б означает категорию облучаемых лиц, к-рые не работают непосредственно с Р. о., но по ряду причин могут подвергаться воздействию излучения: лица, работающие во вспомогат. или административно-хо-зяйств. учреждениях, проживающие в пределах санитарно-защитной зоны, а также проживающие в прилегающей к месту захоронения зоне наблюдения (см. Радиационная защита). Для 90Sr, 137Cs, 226Ra, 239Pu значения ДК Б составляют соотв. 14,8; 555; 2,0; 81,4 Бк/л. Для жидких отходов любого состава должно выполняться условие:

где i и (ДК Б)i -радиоактивность i-го радионуклида в смеси и его допустимая концентрация в воде. Жидкие Р. о. подразделяют на слабоактивные (до 370 кБк/л), среднеактивные (от 370 кБк/л до 37 ГБк/л) и высокоактивные (выше 37 ГБк/л).

Твердые отходы (отработанное ядерное горючее, источники излучения, оборудование, ионообменные смолы, фильтры, остатки выпаривания р-ров-соляные кеки, горючие материалы, биол. объекты) считаются радиоактивными, если их уд. активность превышает: для b-излучателей 74 кБк/кг, для a-излучателей 7,4 кБк/кг, для трансурановых элементов 0,37 кБк/кг. Для отходов с преимуществ. содержанием у-излучателей нормируется величина ( А/т)Г си с размерностью Гр

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988. 

 

Радиоактивные отходы — жидкие, твёрдые и газообразные отходы, содержащие радиоактивные изотопы (РИ) в концентрациях, превышающих нормы, утвержденные в масштабе данной страны.

Жидкие радиоактивные отходы образуются в процессе эксплуатации атомных электростанций (АЭС), регенерации ядерного горючего из отработанных тепловыделяющих элементов, использования различных источников радиоактивных излучений в науке, технике и медицине. В СССР закон запрещает сброс радиоактивных отходов в открытую гидросеть во всех случаях, когда концентрация РИ в них превышает среднегодовую допустимую концентрацию (СДК). СДК установлены с таким расчётом, чтобы контакт с веществами, содержащими РИ, не оказывал вредного воздействия на человеческий организм и окружающую среду. Поэтому все радиоактивные отходы в СССР подвергаются очистке с доведением содержания радиоизотопов до СДК или надёжному вечному захоронению.

Жидкие радиоактивные отходы по своей активности делятся на 3 категории: низкого уровня активности, удельная активность которых не превышает 10-5 кюри/л, среднего уровня — от 10-5 до 1 кюри/л и высокоактивные отходы — выше 1 кюри/л. Свыше 99,9% всей возникающей в процессе эксплуатации АЭС активности при регенерации ядерного горючего переходят в жидкие высокоактивные отходы, которые после концентрирования до небольших объёмов захораниваются в герметичных, как правило, подземных ёмкостях из нержавеющей стали, что исключает проникновение радиоактивных отходов в окружающую среду.

Кроме того, во всех странах, обладающих атомной промышленностью, ведутся исследования по дальнейшему повышению безопасности захоронения высокоактивных отходов путём перевода их в твёрдые нерастворимые в воде формы. Жидкие отходы низкого уровня активности, т. н. нетехнологические отходы, образующиеся за счёт обмывки помещений и при стирке спецодежды, после тщательной очистки от РИ методами коагуляции и ионного обмена либо дистилляцией направляются в производство для повторного использования или могут сбрасываться в канализацию. Извлечённые из этих отходов РИ, сконцентрированные в шламах или кубовых остатках (Радиоактивные отходы 0,5% от исходного объёма), представляют собой отходы среднего уровня активности и поэтому хранятся в стальных ёмкостях. Разрабатываются методы перевода этих концентратов в твёрдые формы путём включения их в битум или др. материалы, обладающие высокими гидроизолирующими свойствами.

К твёрдым радиоактивным отходам относятся не поддающиеся отмывке загрязнённые материалы, использованная спецодежда и др. Всё это переносится для вечного захоронения в бетонные траншеи и, как правило, заливается цементом.

На объектах атомной промышленности и АЭС, кроме жидких и твёрдых отходов, возможны выбросы, содержащие летучие соединения РИ или сами РИ, такие как 131I, 129I, 85Kr, а также образование радиоактивных аэрозолей. Все эти выбросы проходят специальную очистную систему и затем удаляются в атмосферу через вентиляционную трубу. Общее количество РИ после очистной системы не должна превышать величину предельно допустимых выбросов, установленную для данного объекта с учётом преобладающих ветров, рельефа местности, характера растительности. Высота вентиляционной трубы (обычно 100—150 м) определяется из такого расчёта, чтобы к моменту, когда РИ из газовых выбросов попадут в приземные слои атмосферы, они были бы разбавлены до пределов, исключающих даже следовое воздействие на человеческий организм (как непосредственно, так и косвенно — через растительность и почву).

См. лит. при статьях Радиоактивных веществ токсичность, Радиационная безопасность, Радиохимическая лаборатория, Атомная электростанция и др.

Б. С. Колычев.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978, Сайт http://dic.academic.ru, Словари и энциклопедии на Академике

 

Радиоактивные отходы (РАО) образуются на всех стадиях ядерного топливного цикла.

Некоторые виды РАО:

Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ)

ОЯТ — относится к высокоактивным отходам, которое необходимо хранить сотни тысяч лет (!), пока оно станет более-менее безопасным для окружающей среды. До сих пор не найдено решение, как безопасно захоронить или утилизировать этот вид наиболее опасных радиоактивных отходов.

Космоснимок площадки, на которой хранятся контейнеры с гексафторидом урана. Сибирский химический комбинат, город Северск, Томская область.

Отходы складируются во временных хранилищах. Часть ОЯТ, которое формально не рассматривается как РАО, направляется на так называемую «переработку», в результате которой образуются новые отходы, по объему превышающие изначальное количество ОЯТ в тысячи раз.

Отходы от переработки ОЯТ

В результате переработки ОЯТ образуются твёрдые и жидкие радиоактивные отходы. Из 1 тонны ОЯТ  получается до 2 000м³ низкоактивных жидких отходов, 140м³ среднеактивных и до 50м³ высокоактивных отходов, и их также необходимо утилизировать.

Один из заводов по переработке ОЯТ на территории России — ПО «Маяк» — ежегодно перерабатывает свыше 100 тонн ОЯТ. Низкоактивные и среднеактивные жидкие отходы сбрасываются в окружающую среду. На других предприятиях, например на Сибирском химическом комбинате или в Димитровградском ядерном центре, жидкие радиоактивные отходы закачиваются под землю.

Обеднённый уран

Отходы урановой обогатительной промышленности — так называемый обеднённый уран — с формальной точки зрения не рассматривается как радиоактивные отходы: Росатом планирует использовать его для работы реакторов нового типа. Однако объемы, способ хранения и низкая стоимость, по которой Росатом закупает обеднённый уран за рубежом, показывает, что обеднённый уран — это все-таки не сырье, а радиоактивные отходы.

Что такое обеднённый уран?

Обеднённый уран – это смесь изотопов урана с пониженным (т.е. ниже природного уровня) содержанием нестабильного изотопа урана-235. Энергия распада именно этого изотопа используется в урановом топливе и боезарядах. Обедненный уран образуется в результате переработки (обогащения) природного урана или в результате переработки облученного ядерного топлива. Практически весь обедненный уран хранится в виде гексафторида.

Для сравнения: Природный (добываемый) уран содержит, как правило, 0,7% урана-235. Практически все остальное – это изотоп урана-238. Чтобы использовать урановое топливо на атомных станциях, необходимо обогатить уран-235 до 5%. А чтобы сделать урановую начинку для ядерных боезарядов — до 20%.

Гексафторид урана – это соль шестивалентного урана и плавиковой кислоты. При нормальном давлении и температуре +56,4С˚ переходит из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу. Это активное вещество, легко вступающее в реакцию с водой, в том числе с атмосферной влагой. При взаимодействии с водой образуется плавиковая кислота.

Отвальный гексафторид урана (ОГФУ) ядовит. Уран при попадании в организм оказывает сильное радиационное воздействие как альфа-излучатель. Плавиковая кислота не менее опасна, и обладает раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз, вызывает болезненные ожоги. При вдыхании паров кислоты поражаются легкие и с течением времени — почки. Возможны острые и хронические отравления с изменением крови и кроветворных органов, органов пищеварительной системы, отёк легких.

Обращение с отвальным гексафторидом урана. В мире накоплены огромные запасы отвального гексафторида урана. Из-за невозможности широкого коммерческого применения страны вынуждены хранить или перерабатывать опасные отходы. Например, в США складировано 740 тысяч тонн ОГФУ [1]. В России общее количество ОГФУ исчисляется сотнями тысяч тонн [7]. Запасы отвального гексафторида урана постоянно растут.

До сих пор в мире не разработана промышленная схема полной утилизации ОГФУ. С точки зрения безопасности, принято переводить отвальный гексафторид урана в обедненный оксид урана, который является твердым веществом. При этом выделяется фтор, который используется для получения плавиковой кислоты, применяемой в промышленности. Оксид урана либо подлежит захоронению, как вид радиоактивных отходов, либо может быть использован в реакторах на быстрых нейтронах для наработки плутония. Существуют и другие коммерческие способы использования обедненного оксида урана, но они не имеют широкого применения.

Решение о способе утилизации оксида урана зависит от того, как та или иная страна рассматривает обедненный уран: как радиоактивные отходы, подлежащие захоронению, или как материал, пригодный для дальнейшего использования.

Например, в США обедненный уран до недавнего времени рассматривался как сырье для дальнейшего использования. Но с 2005 года такая точка зрения начала меняться и сейчас в США возможно захоронение обедненного оксида урана [1].

В России руководство Федерального агентства по атомной энергии рассматривает отвальный гексафторид урана как ценное энергетическое сырье, не подлежащее захоронению. В соответствии с [3] начаты работы по созданию промышленной установки по переводу отвального гексафторида урана в оксид урана. Получаемые оксиды урана предполагается хранить длительное время для дальнейшего их использования в реакторах на быстрых нейтронах [4]. При этом в России нет внедренных промышленных технологий по конверсии ОГФУ в оксид урана [4,5].

[1] “Costs and Risks of Depleted Uranium from Proposed Enrichment Facility” Science for Democratic Action, volume 13, #2, June 2005.

[2] Копия письма Министра РФ по атомной энергии №01-5328 от 29.09.2003

[3] Копия письма Федерального агентства по атомной энергии №03-05/х-318 от 17.03.2005

[4] Копия письма Федерального надзора России по ядерной и радиационной безопасности №7-38/164 от 10.02.2004

[5] «От жестких переговоров до дружбы», Атом-пресса, № 20, май, 2005 г

[6] “Depleted Uranium A By-product of the Nuclear Chain”, Peter Diehl, Depleted Uranium — A Post-War Disaster for Environment and Health, Laka Foundation, May 1999

[7] Копия письма Министра Российской Федерации по атомной энергии №01-4114 от 25.07.2003.

Будущее ОГФУ в России

Космоснимок площадки, на которой хранятся контейнеры с гексафторидом урана. Сибирский химический комбинат, город Северск, Томская область

В России руководство Федерального агентства по атомной энергии рассматривает отвальный гексафторид урана исключительно как ценное энергетическое сырье, не подлежащее захоронению.

Представители Росатома рассматривают ОГФУ также и как источник получения плавиковой кислоты. Однако такой способ получения плавиковой кислоты является более дорогим по сравнению с другими способами получения этого вещества и не оправдывает потраченных сил и средств. Среди способов коммерческого использования обедненного урана концерн Росатом признает наиболее перспективным использование ОГФУ в реакторах на быстрых нейтронах. Но как показывает мировой и отечественный опыт, реакторы на быстрых нейтронах использовать с коммерческой точки зрения бесперспективно.

Во-первых, массовое внедрение в России реакторов на быстрых нейтронах находится под большим вопросом. Единственный действующий российский промышленный энергетический реактор на быстрых нейтронах БН-600 был запущен в 1980 году. И уже почти 30 лет потрачено на то, чтобы спроектировать и построить следующий реактор на быстрых нейтронах — БН-800. «Стратегия развития атомной энергетики России в первой половине XXI века» предусматривает массовое строительство быстрых реакторов только после 2030 года. Тем временем во Франции программы строительства реакторов на быстрых нейтронах уже свернуты из-за отсутствия экономических и технологических перспектив.

Помимо стоимости и сроков, существует нерешенная проблема выбора правильной и нужной технологии быстрых реакторов. Так, в России рассматривается вариант внедрения типового реактора со свинцовым теплоносителем типа БРЕСТ, а строящийся БН-800 будет иметь натриевое охлаждение. Получается, что о конкретной программе массового строительства в России реакторов на быстрых нейтронах с указанием количества и типа реакторов, точных сроков их строительства и ввода в эксплуатацию говорить нельзя.

Во-вторых, даже если представить, что реакторы на быстрых нейтронах будут широко распространены после 2030 года, — в них все равно не удастся оперативно использовать все имеющееся запасы ОГФУ. А значит, потребуется его дальнейшее хранение. В 2000 году объем наработанного в России ОГФУ оценивался примерно в 700 тыс. тонн. Еще порядка 125 тыс. тонн добавили западноевропейские компании.

Темпы наработки новых отвалов ОГФУ составляют свыше 4 тыс. тонн в год за счет обогащения природного урана, добываемого в России. Кроме того, предполагается наработка ОГФУ на базе Ангарского ЭХК из зарубежного природного урана (в первую очередь из Казахстана) в объеме порядка 7 800 тонн ОГФУ в год.

С учетом этих факторов к 2030 году в России будет дополнительно наработано как минимум 200 тыс. тонн ОГФУ. Всего запасы ОГФУ к 2030 году составят свыше 1 млн. тонн, содержащего свыше 680 тыс. тонн эквивалента металлического урана.

Предполагается, что потребление обедненного урана в реакторах на быстрых нейтронах составит порядка 100 тонн металлического эквивалента обедненного урана в год. Чтобы таким образом использовать 680 тыс. тонн обедненного урана потребуется свыше 6 800 реакторо-лет. Это означает, что для того, чтобы утилизировать все запасы обедненного урана необходимо построить более 220 реакторов на быстрых нейтронах (при сроке службы 30 лет).

Для сравнения: Советский Союз смог построить только около 30 более простых по дизайну атомных энергоблоков, современная Россия ввела в эксплуатацию только 3 атомных энергоблока, и все это было достройкой энергоблоков, строительство которых началось еще в СССР.

Продолжительность утилизации 680 тыс. тонн металлического урана в реакторах БН-800

Количество реакторов БН-800
60 >220
Продолжительность утилизации >110 лет 30 лет
Капитальные вложения в строительство реакторов (порядок), без учета строительства заводов по переработке ОЯТ $120 млрд. без учета замещения выбывающих реакторов

$360 млрд. с учетом замещения выбывающих реакторов

$440 млрд.

По временным, техническим и экономических условиям такой путь утилизации большого количества (680 тыс. тонн) обедненного урана выглядит нереальным. Даже без учета экологических аспектов, вопросов безопасности и нераспространения ядерных материалов. Таким образом, подавляющая часть ОГФУ, скорее всего, рано или поздно должна быть захоронена.

Тезис о том, что накопленный ОГФУ ближе к отходам, чем к сырью звучит в высказываниях представителей атомной науки. Так, Г. Григорьев, заместитель института молекулярной физики российского научного центра Курчатовский институт считает, что на АЭХК, который занимается обогащением урана, «не может быть никаких отходов кроме тех, которые там всегда были от обогащения», а результатом обогащения как раз и является обедненный уран.

Форма долговременного хранения обедненного урана пока не выбрана. С одной стороны представители атомной отрасли заявляют, что в типовых контейнерах под открытым небом гексафторид урана может храниться безопасно до 100 лет. Но это противоречит позиции Ростехнадзора, который утверждает, что «хранение емкостей с отвальным гексафторидом урана на промплощадках не отвечает современным требованиям безопасности».

Как же быть?

Одно из четырех российских предприятий, занимающееся обогащением урана, ФГУП «ПО «Электрохимический завод» приобрело французскую технологию перевода гексафторида урана в форму оксида.

Кроме того, на базе Ангарского электрохимического комбината ведутся исследовательские работы по изучению технологии перевода ОГФУ в форму тетрафторида урана (т.н. установка «Кедр»). Кстати, во Франции эта форма хранения обедненного урана не была признана перспективной.

В любом случае, безопасное длительное (первые десятилетия) хранение требует обесфторивания гексафторида урана и его складирования. Решением этой проблемы и озабочена в настоящее время государственная корпорация Росатом. На встрече с общественностью Томской области в г.Северск 12 апреля 2006 года руководитель Росатома С. Кириенко, отвечая на вопрос о судьбе гексафторида урана ответил примерно следующее: «Сейчас мы рассматриваем три варианта обращения с отвальным гексафторидом урана, среди них технология французской фирмы «Кожема» и российская технология. Если мы не сможем решить вопрос по утилизации «хвостов» обедненного гексафторида урана, то я готов принять решение о прекращении ввоза зарубежного обедненного гексафторида урана».

Сайт http://www.greenpeace.org/russia/ru/campaigns/nuclear/nuclear-waste/

 

Радиоактивные отходы — газы, растворы, различные материалы и изделия, биологические объекты и т. п., в которых содержание радионуклидов превышает значения, установленные действующими нормами и правилами, и которые не подлежат дальнейшему использованию. Радиоактивные отходы представляют опасность для человечества, поэтому нормы и правила по обращению с радиоактивными отходами устанавливаются Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ), Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) и Национальными нормами и правилами. Существуют основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП — 72/87) и Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-85), регламентирующие порядок сбора, удаления, хранения и захоронения радиоактивных отходов.

Безопасность обращения с радиоактивными отходами регламентирована Нормами радиационной безопасности (НРБ-76/87). В соответствии с этими нормами и правилами жидкие отходы (растворы, пульпы, орг. жидкости) считаются радиоактивными, если содержание в них отдельных радионуклидов или их смесей превышает допустимые концентрации для воды ДК Б. Индекс Б означает категорию облучаемых лиц, которые не работают непосредственно с радиоактивными отходами, но по ряду причин могут подвергаться воздействию излучения: лица, работающие во вспомогательных или административно-хозяйственных учреждениях, проживающие в пределах санитарно-защитной зоны, а также проживающие в прилегающей к месту захоронения зоне наблюдения. Для 90Sr, 137Cs, 226Ra, 239Pu значения ДК Б составляют соотв. 14,8; 555; 2,0; 81,4 Бк/л. Для жидких отходов любого состава должно выполняться условие:

где i и (ДК Б)i -радиоактивность i-го радионуклида в смеси и его допустимая концентрация в воде. Жидкие Р. о. подразделяют на слабоактивные (до 370 кБк/л), среднеактивные (от 370 кБк/л до 37 ГБк/л) и высокоактивные (выше 37 ГБк/л).

Твердые отходы (отработанное ядерное горючее, источники излучения, оборудование, ионообменные смолы, фильтры, остатки выпаривания растворов-соляные кеки, горючие материалы, биологические объекты) считаются радиоактивными, если их удельная активность превышает: для b-излучателей 74 кБк/кг, для a-излучателей 7,4 кБк/кг, для трансурановых элементов 0,37 кБк/кг. Для отходов с преимуществ. содержанием у-излучателей нормируется величина (А/т)Гси с размерностью Гр·м2·с-1·кг-1, где А — активность излучателя в Бк, m-его масса в кг, Гси-g-постоянная (Гр·м2x x с-1·Бк-1).

Твердые отходы считаются радиоактивными, если (А/т)ГСИ > 0,2·10-12 Гр·м2·с-1·кг-1. К твердым радиоактивным отходам относят также материалы и изделия, уровни загрязнения поверхности которых превышают 5 a-частиц/(см2·мин) или 50 b-частиц/(см2·мин) при площади загрязнения больше 100 см2. При транспортировке и переработке твердых радиоактивных отходов для рационального построения защиты от внеш. g-излучения их делят на три группы, в зависимости от мощности дозы излучения на расстоянии 10 см от любой точки поверхности: первая-с мощностью дозы до 0,3 мГр/ч; вторая-с мощностью дозы от 0,3 до 10 мГр/ч; третья-с мощностью дозы выше 10 мГр/ч (см. Доза).

Основное количество радиоактивных отходов образуется в ядерном топливном цикле (ЯТЦ). Суммарное поступление радионуклидов в окружающую среду составляет: в атмосферу 1,3·1016 Бк/ГВт (эл) год (электрической мощности в год), в гидросферу 3,3·1014 Бк/ГВт (эл) год. В состав газовых выбросов входят в основном радиоактивные благородные газы 85Кr, 85mКr, 88Кr, 133Хе, 135Хе и небольшие кол-ва (несколько процентов от уровней, допустимых НРБ-76/87) др. радионуклидов (3Н, 14С, 131I, 129I, 90Sr, 89Sr). Оценочные сведения об объемах и общей радиоактивности радиоактивных отходов, накопившихся во всем мире к 1990, приведены в таблице.

Методы обращения с радиоактивными отходами и их последовательность указаны на схеме. Выделяют 4 основных подхода к обращению с радиоактивными отходами: 1) очистка от высокоактивных примесей пылегазовых и жидких отходов с последующим сбросом низкоактивных радиоактивных отходов в атмосферу или водоемы, где происходит их разбавление до разрешенных уровней.

2) Сброс жидких радиоактивных отходов низкой и средней активности в фильтрующие колодцы и искусств. подземные полости в глинистых толщах. Таким способом в Хэнфорде (США) до 1959 удалено 1,5·107 м3 жидких радиоактивных отходов общей активностью 1·1017 Бк.

3) Выдержка с целью уменьшения уд. активности во временных хранилищах (от нескольких  суток до десятков лет) перед переработкой и сбросом в окружающую среду. При временном хранении высокоактивных жидких и твердых радиоактивных отходов предусматривается их принудит. охлаждение. Нарушение режима хранения может иметь катастрофические последствия. Напр., 29 сентября 1957 близ г. Кыштым (Южный Урал) произошел взрыв емкости с высокоактивными радиоактивными отходами. В результате в атмосферу была выброшена смесь радионуклидов 144Се и 144Pr, 95Zr и 95Nb, 106Ru и 106Rh, 90Sr и 90Y, 137Cs общей активности около 7,4·1016 Бк. Общая площадь загрязнения составила (15-23)·103 км2, плотность загрязнения — от 3,7·109 до 1,5·1014 Бк/км2.

4) Переработка радиоактивных отходов с целью уменьшения их объема и проведение работ по изолированию радиоактивных отходов от биосферы. Для жидких радиоактивных отходов используют осаждение, экстракцию, ионный обмен (хим. способы переработки), а также дистилляцию, отверждение (физ. способы). Твердые радиоактивные отходы перерабатывают прессованием, сжиганием, кальцинацией (обжигом при 773-973 К), остатки улавливают и захоранивают. Надежных, абсолютно безопасных способов захоронения твердых радиоактивных отходов нет. Газообразные радиоактивные отходы перерабатывают посредством хим. поглощения (радионуклиды I, Вr, Те), адсорбции, фильтрации, их хранят в баллонах при повышенном давлении.

Конечным продуктом переработки различных радиоактивных отходов являются иммобилизованные твердые радиоактивные отходы в виде компактных блоков. Для иммобилизации и изолирования твердых радиоактивных отходов применяют следующие способы: цементирование и битумирование радиоактивных отходов с низкой и средней уд. активностью; высокотемпературный обжиг (кальцинация и суперкальцинация) для получения спеченных частиц; остекловывание с применением боросиликатных (при 1273 К) или фосфатных (при 773 К) стекол, упаковка в контейнеры из нержавеющей стали и свинца.

Длительное хранение переработанных радиоактивных отходов (десятки лет) ведется в траншеях, наземных или неглубоких подземных инженерных сооружениях, снабженных системами контроля за миграцией радионуклидов. Захоронение (на сотни лет) проводят в материковых геол. структурах (подземных выработках, соляных пластах, естественных полостях) и на дне океана в сейсмически неопасных районах. Как теоретически возможное захоронение радиоактивных отходов рассматривается превращение (трансмутация) долгоживущих радионуклидов в короткоживущие путем облучения в реакторе или на ускорителе (протонное и  g-выжигание).

Выбор вида захоронения зависит от уд. активности и радионуклидного состава радиоактивных отходов, степени герметизации упаковок и вероятной продолжительности захоронения. Механизмы миграции радионуклидов из мест хранения (или захоронения) в окружающую среду м. б. разными, основная причина — выщелачивание радионуклидов из упаковок и разрушение контейнеров водой. Скорость выщелачивания считается приемлемой на уровне 10-5 -10-8 г/см2 в сутки, что обеспечивает хранение в течение нескольких тысяч лет без загрязнения окружающей среды выше допустимых уровней.

Согласно Лондонской конвенции по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (1972), запрещен сброс в океан отработавшего ядерного топлива, а также некоторых других видов радиоактивных отходов с уд. активностью, превышающей 5·107 Бк/кг (a-излучатели), 2·1010 Бк/кг (b-и g-излучатели с периодом полураспада Т1/2 более 1 года, кроме трития), 3·1012 Бк/кг (для трития и b-и g-излучателей с Т1/2 менее 1 года). В настоящее время большая часть высокоактивных радиоактивных отходов, образующихся при переработке ядерного топлива в различных странах, хранится либо в виде жидкостей (кислых или щелочных), либо в виде солевых концентратов в резервуарах из нержавеющей стали (кислые растворы) или из низкоуглеродистой стали (щелочные растворы).

Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в специально оборудованных емкостях из нержавеющей стали, помещенных в поверхностные слои земли выше уровня грунтовых вод. Транспортирование, переработка и захоронение радиоактивных отходов производится специальными пунктами или специализированными комбинатами. Участок для захоронения должен быть расположен вне территории перспективного развития населенных пунктов и пригородных зон на расстоянии не менее 500 м от водоемов и водозаборов на незатопляемой и незаболоченной местности. Вокруг пункта или комбината устанавливается санитарно-защитная зона радиусом не менее 1000 м.

Служба пункта захоронения проводит систематический радиационный контроль, включающий контроль нуклидного состава радиоактивных веществ в аэрозолях, воде, открытых водоемах, подземных водах, выпадениях из атмосферы, в почве, донных отложениях, растительности и кормах местного производства, гидробионтах, продуктах питания местного производства. Зона наблюдения в 3-4 раза превышает санитарно-защит-ную зону.

Радиоактивные отходы являются одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Основная задача — переработка и захоронение уже накопленных радиоактивных отходов — в настоящее время не может считаться окончательно решенной. В Нидерландах, Финляндии, Швейцарии, Швеции в настоящее время не перерабатывают и не захоранивают радиоактивные отходы, но разрабатывают национальные программы по обращению с радиоактивными отходами.

Лит.: Охрана окружающей среды па предприятиях атомной промышленности, под ред. Б. Н. Ласкорина, М., 1982; Соболев И.А., ХомчикЛ.М., Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах, М., 1983; Ядерная энергетика, человек и окружающая среда, под ред. А. П. Александрова, 2 изд., М., 1984; Кыштымская авария крупным планом, «Природа», 1990, № 5, с. 47-75. В.К.Власов.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988, Сайт http://dic.academic.ru, Словари и энциклопедии на Академике

 

Радиоэкология, изучает воздействие ионизирующего излучения окружающей среды (космической радиации, прир. и техногенных радионуклидов) на живые организмы, их сообщества и связь этого воздействия с распределением радионуклидов по поверхности Земли (в атмосфере, Мировом океане, земной коре). Зарождение радиоэкологии связано с работами В. И. Вернадского, который в 1910-20 г.г. впервые обратил внимание на возможное воздействие радиоактивности окружающей среды на биосферу.

Все живые организмы на Земле, в т. ч. человек, находятся под постоянным воздействием космического излучения и излучения радионуклидов, содержащихся в атмосфере, воде, почвах, горных породах, строительных и других материалах. Наибольшее воздействие на живые организмы оказывают природные радионуклиды 40К, 235U, 238U, 232Th и продукты их распада, а также космогенные радионуклиды, образующиеся главным образом  в верхих слоях атмосферы под действием космич. излучения (14С, 3Н и др.).

Развитие атомной промышленности и проведение испытаний ядерного оружия (начиная с 40-50-х гг. 20 в.) привело к тому, что в окружающую среду во все возрастающих количествах стали попадать искусственные (техногенные) радионуклиды 85Кr, изотопы ксенона, 131I, 90Sr, 144Ce, l37Cs и другие, многие из которых имеют сравнительно большие периоды полураспада (до нескольких десятков лет). Особенно много техногенных радионуклидов попало в окружающую среду до подписания Московского договора о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере и на поверхности Земли и океана (1972). В результате крупных аварий на ядерных реакторах (Уиндскейл, 1957; Чернобыль, 1986) в атмосферу выброшены большие количества продуктов ядерного деления урана, плутония и нептуния, которые в виде аэрозолей и газов распространились на большие расстояния.

Пути распространения радионуклидов от мест выброса, хранения и захоронения радиоактивных отходов, а также за счет выщелачивания из радиоактивных пород зависят от химических форм, в которых находятся радионуклиды, способности этих форм к комплексообразованию, гидролизу, окислению и восстановлению, других факторов. В конечном счете рассеянные в среде радионуклиды усваиваются живыми организмами (растениями и животными), причем в организм человека они могут попадать не только непосредственно (при дыхании, с питьевой водой и т. п.), но и по сложным пищевым цепям (напр., 90Sr в значит. мере попадает по цепочке растительность-травоядные животные-молоко). Важная задача радиоэкологии — вскрытие путей попадания радионуклидов в организм человека и защита его от такого попадания.

Современная радиоэкология развивается на стыке многих наук. Так, ядерная физика и ядерная геофизика позволяют изучать радиационные поля, т. е. распределение источников ионизирующего излучения в атмосфере, водоемах, почвах, горных породах; радиохимия — исследовать состояние радионуклидов в водных растворах, аэрозолях (определять химические формы, степени окисления элементов и т.д.), формы, в которых происходит миграция радионуклидов в среде (истинные растворы, ультрадисперсные твердые частицы и т.д.), изменение этих форм либо при прохождении геохимических барьеров типа река — море или океан — атмосфера, либо при изменении температуры, кислотности, влажности, других факторов. Сведения о концентрировании радионуклидов различными организмами и их отдельными органами (напр., 90Sr накапливается в костях человека, а 131I-в щитовидной железе), данные о генетических и других последствиях воздействия ионизирующего излучения дает радиобиология. Методы расчета дозы и мощности дозы ионизирующего излучения разработаны в дозиметрии.

Для радиоэкологии представляет интерес прежде всего изучение воздействия на организмы малых доз ионизирующего излучения. Таким воздействием обладают, например, радон и продукты его распада (сам радон образуется при распаде имеющегося повсеместно в исключительно низких концентрациях радия), в заметных количествах присутствующие в воздухе в совр. зданиях, построенных с использованием новых строит материалов (шлаков, зольных остатков от сгорания ископаемых топлив). Систематические исследования радиоэкологии направлены, в частности, на то, чтобы правильным выбором материалов и целесообразной планировкой помещений исключить опасное повышение концентрации радона в школьных зданиях, жилых помещениях, производств, предприятиях.

В реальных условиях степень воздействия ионизирующего излучения может быть усилена наличием в среде вредных примесей (например, в атмосфере — оксидов азота, серы, СО; в почвах и в водах — ионов тяжелых металлов, пестицидов и т.д.); это-так называемый радиоэкологический синергизм.

Важная проблема радиоэкологии — изучение пространственно — временной изменчивости естественного фона ионизирующего излучения (например, на поверхности Земли в 50-100 раз). Повышенным фоном характеризуются, в частности, так называемые радиоактивные провинции — районы с высоким естественным содержанием урана и тория в почве и горных породах, расположенных на поверхности. Во многих странах ведутся работы по непрерывному контролю (мониторингу) радиоактивного загрязнения воздуха, почв, растительных и животных организмов, позволяющие выявлять зоны повыш. загрязнения, их источники, а также радиологически чистые зоны. Мониторинг позволяет надежно устанавливать даже незначит. изменения в радиационной обстановке на местности, связанные с изменениями в режимах работы ядерных реакторов, предприятий атомной промышленности и т.д., не говоря уже об аварийных ситуациях.

Сведения, получаемые в радиоэкологии, играют важную роль при выработке международных соглашений, направленных на полное прекращение испытаний ядерного оружия, сокращение его производства; на них основаны нормативные документы, в т.ч. определяющие порядок захоронения радиоактивных отходов, безопасную работу ядерных реакторов, условия работы персонала; возможность использования сельскохозяйственной и иной продукции населением и т.д.

Лит.: Перцов Л. А., Ионизирующее излучение биосферы, М., 1973; Химия окружающей среды, пер. с англ., М., 1982, с. 414-47; Громов В. В., Москвин А. И., Сапожников Ю. А., Техногенная радиоактивность Мирового океана, М., 1985; Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества, Л., 1990. См. также лит. при ст. Радиохимия.

Ю. А. Сапожников, С. С. Бердоносов.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988, Сайт http://dic.academic.ru, Словари и энциклопедии на Академике

konsulmirКниги и СловариПриложение к Словарю отходовПриложение к Словарю отходов    Автор - составитель: Обухов Евгений Николаевич Радиоактивные отходы - Радиоэкология   Радиоактивные отходы - газы, р-ры, разл. материалы и изделия, биол. объекты и т. п., в к-рых содержание радионуклидов превышает значения, установленные действующими нормами и правилами, и к-рые не подлежат дальнейшему использованию. Р. о. представляют опасность для человечества, поэтому нормы...Организации и консульства. Справочная информация