Радиация используется в многообразных отраслях промышленности, в том числе в качестве топлива для атомных электростанций и при создании ядерного оружия для национальной обороны. При таком использовании образуются ядерные отходы, которые желательно утилизировать безопасными и рациональными способами.
Понятие ядерных отходов и их классификация
Ядерные отходы — это радиоактивные отходы, образующиеся в результате ядерных реакторов или оставшиеся после исследовательских проектов, медицинских применений и создания ядерного оружия.
Выделяют три типа ядерных отходов:
- высокоактивные;
- трансурановые;
- низкоактивные.
Каждый вид утилизируется в соответствии с риском для здоровья человека и окружающей среды. Например, ядерные отходы высокого уровня остаются высокоактивными в течение десятков тысяч лет и поэтому утилизируются таким образом, чтобы их можно было надежно изолировать на долговременный срок. Атомные станции становятся причиной низкоактивных отходов, которые безопасно утилизируются и регулярно удаляются на специальных объектах.
Методы утилизации ядерных отходов
Отработанное ядерное топливо хранится либо во влажных, либо в сухих хранилищах, прежде чем быть переработанным или утилизированным. Когда топливо извлекается из реактора, оно одновременно горячее и радиоактивное и требует хранения в воде для остывания. Хранение использованного топлива во временном хранилище, которое помогает уменьшить как тепло, так и радиоактивность, облегчает переработку и утилизацию.
Геологическое захоронение
Захоронение включает закапывание ядерных отходов в землю до такой степени, чтобы материалы оказались вне досягаемости человека. Выделяют ряд проблем, которые возникают при использовании метода. Во-первых, возможная утечка отходов, которая приведет к загрязнению грунтовых вод, почвы. Поэтому материалы полагается защищать надежным способом. Во-вторых, вероятность сейсмоактивности, что неминуемо приведет к быстро распространению отходов, если не закрепить их соответствующим образом. Кроме того, возникают опасения в отношении терроризма.
Переработка
Переработка ядерных отходов также стала жизнеспособным долгосрочным методом обращения с отходами. Процесс включает в себя сбор отходов и отделение полезных компонентов от тех, которые не так полезны. В частности, извлечение расщепляющегося материала из облученного ядерного топлива.
Трансмутация
Трансмутация — это преобразование химического элемента в другой, менее вредный. Распространенные преобразования включают переход от хлора или калия к аргону. Движущая сила трансмутации — химические реакции, вызванные внешним стимулом, таким как попадание протона в реакционные материалы. Выделяют и естественную трансмутацию, которая происходит в течение длительного периода времени.
Прямая утилизация
Прямая утилизация — это стратегия управления, при которой использованное ядерное топливо классифицируется как отходы и утилизируется в подземном хранилище без переработки. Использованное топливо помещается в канистры, которые, в свою очередь, помещаются в туннели и впоследствии запечатываются камнями и глиной. Оставшееся сырье от переработки ядерного топлива и радиоактивных отходов также будет помещено в хранилище.
Сжигание
Сжигание радиоактивных отходов происходит в мусоросжигательных установках, разработанных для этой цели. Метод применяют для низкоактивных отходов, так как этот материал обычно состоит из одежды или других предметов, которые просто были загрязнены.
Риск, создаваемый ядерными отходами
Часть вреда, причиняемого ненадлежащим образом утилизированным материалом, включает:
Воздействие на человека: радиация зловредно влияет на людей и приводит к ряду болезней и отклонений в развитии. Синдром Дауна, рак щитовидной железы и ряд других проблем обнаружены у людей, пострадавших от радиации.
Воздействие на природу: радиоактивность, воздействовавшая на животных, проявляется в уменьшении размеров мозга, физических деформациях и других проблемах, влияющих на выживание этих существ. Растительная жизнь также подвержена повреждению от ядерных радиоактивных отходов. Радиоактивные почвы и растения отпугивают пчел и других существ от внесения удобрений и содействия росту флоры.
Воздействие на работников атомно промышленности: ненадлежащее хранение отходов на ядерном объекте также может привести к уровням воздействия, превышающим допустимые для человека.
Ситуация по переработке ядерных отходов в России
По оценкам ученых, нынешний объем накопленных ядерных отходов в России оценивается в 500 млн. тонн и эти показатели продолжают расти. Причина — продолжающийся вывод из эксплуатации старых промышленных объектов и атомных электростанций советской эпохи.
Что касается захоронения ядерных отходов, то программа по обеспечению ядерной безопасности предусматривает создание не менее 10 объектов окончательной изоляции радиоактивных отходов в России к 2025 году.
Национальная программа также предусматривает полное прекращение сброса радиоактивных сточных вод и закрытие по меньшей мере шести действующих площадок для их хранения.
Согласно государственным планам, разрабатываются новые методы обращения с ядерными отходами и их захоронения. К ним относятся геологические сооружения для захоронения в горных породах на глубине.
Таким образом, выделяют многообразные методы утилизации ядерных отходов, их переработки и захоронения. При оценке конкретного метода стоит учитывать ряд факторов. В конечном счете, ядерные отходы стали реальностью в энергетической отрасли. Поэтому проблему стоит решать соответствующим образом, чтобы оценить долгосрочную жизнеспособность этого источника энергии.
