Радиоактивные отходы

В результате работы любого ядерного реактора накапливаются радиоактивные отходы. Определенное количество таких отходов можно без проблем переработать и использовать повторно. Однако, остается еще некоторое количество отходов, которые нужно хранить в особых хранилищах, для предотвращения нанесения вреда человеку и окружающей среде. Примечательно, что при этом ядерная энергия является одной из самых экологически чистых, поскольку АЭС не дают ядовитым газам попасть в атмосферу, они расходуют небольшое количество топлива, размещаются на компактных территориях и при условии грамотного использования совершенно безопасны.

Виды радиоактивных отходов

Существует несколько классификаций радиоактивных отходов по различным параметрам. Так по состоянию выделяют:

• твердые радиоактивные отходы. К твердым отходам относят стеклянную посуду, используемую в больницах и специальных исследовательских лабораториях
• газообразные отходы. К этой категории причисляют вещества, которые выделяются из вентиляционных систем предприятий, осуществляющих обработку радиоактивного сырья
• жидкие радиоактивные отходы формируются в результате переработки ранее использованного топлива. Эти соединения являются наиболее вредными, поскольку имеют высокую активность.

По удельной активности отходы бывают:

• высокоактивные
• средней активности
• низко активные
• очень низкой активности.

По периоду полураспада радионуклидов:

• долгоживущие
• короткоживущие.

Также отходы могут содержать или не содержать в своем составе элементы ядерного типа.
Есть и такие типы радиоактивных отходов, которые имеют в своем составе совсем низкую концентрацию радионуклидов. Они мало опасны для человечества. Подобные соединения относят к освобожденной категории. Ежегодный уровень облучения от них не превышает показателей 10 мк3в.

Общая характеристика

Радиоактивные отходы формируются из различных источников, отличаются разнообразной формой и свойствами. Из самых важных характеристик радиоактивного мусора можно назвать концентрацию. Этот показатель демонстрирует размер удельной активности, то есть ту активность, которая приходится на одну единицу массы. Самой распространенной единицей измерения является Ки/Т. Таким образом, с увеличением данной характеристики, становятся более опасными последствия от таких отходов.
Еще одной важной характеристикой является период полураспада. Она показывает длительность распада половины атомов в радиоактивном элементе. Отметим, что чем меньше этот период, тем больше энергии выделяют отходы, соответственно нанося больший вред. Однако, само вещество быстрее теряет свои свойства.
Все радиоактивные вещества делят на классы не только с целью определения уровня опасности, но и с целью разработки правил поведения с ними:

• нужно гарантировать защиту специалиста, работающего с такими отходами
• нужно повышать уровень защиты окружающей среды от опасных соединений
• необходим контроль процесса обезвреживания отходов
• нужно прописывать уровень облучения на каждом могильнике, основываясь на документах
• необходим контроль накопления и использования радиоактивных элементов
• при возникновении опасности необходимо предотвращать аварии
• при возникновении чрезвычайной ситуации нужно ликвидировать все последствия.

Опасность радиоактивных отходов

Мусор, который в своем составе содержит радиоактивные элементы, опасен как для окружающей среды, так и для здоровья человека. Он увеличивает радиоактивный фон среды. Вместе с водой и продуктами питания радиоактивные отходы попадают в организм, что становится причиной мутаций, отравлений и летального исхода.
Чтобы не допустить такого поворота событий, все предприятия, пользующиеся радиоактивными элементами, обязаны использовать системы фильтрации, осуществлять контроль деятельности производства, проводить обеззараживание и утилизацию отходов. Такие действия помогут предотвратить экологическую катастрофу.
Уровень опасности отходов зависит от ряда факторов:

• число отходов в атмосфере
• мощность радиации
• площадь зараженной местности
• количество людей, которые проживают на данной территории.

Так как данные соединения имеют смертельную опасность, то при возникновении аварии необходимо в кратчайшие сроки ликвидировать катастрофу и эвакуировать население с территории. Немаловажным является и предотвращение перемещения отходов на другие территории.

Хранение радиоактивных отходов

Обезвреживание радиоактивных отходов подразумевает сбор вредных элементов и их дальнейшую передачу в места переработки или захоронения. Это является временной мерой, позволяющей сконцентрировать отходы в одном месте, доставив их потом в другое. Захоронение радиоактивных отходов подразумевает постоянное их размещение в особых могильниках, где они не будут вредить природе и людям.
В ряде случаев компании, которые работают с подобными веществами, осуществляют их хранение на своей территории, пока не произойдет полная дезактивация. Этот вариант возможен только в том случае, если период полураспада веществ составляет не более нескольких десятилетий. Во всех остальных вариантах стоит использовать могильники.
На такие могильники привозят соединения, представляющие угрозу для окружающей среды не более пятисот лет. Этот факт можно объяснить тем, что сохраняемые вещества должны превратиться в безопасные раньше, чем разрушится место их хранения. Резервуары, в которых будет происходить хранение материала, должны соответствовать определенным требованиям. А именно:

• этот способ хранения подходит для твердых веществ или материалов, отвердевших вследствие переработки
• необходимо соблюдать герметичность резервуара. Нужно минимизировать вероятность выхода даже незначительного количества материала из резервуара
• емкость не должна терять первоначальных характеристик в широком диапазоне характеристик от -50 до +70 градусов. В процессе слива веществ, которые обладают высокой температурой, резервуар должен переносить нагрев до ста тридцати градусов
• обязательное условие – это высокий уровень прочности. Емкость должна оставаться невредимой при действии на него разного рода физических сил, например, землетрясения.

Во время хранения отходов необходимо убедиться в обеспечении их изоляции и облегчении последующих мероприятий, проводимых на дальнейших этапах захоронения или переработки. Ответственные за хранение лица, должны пристально следить за контейнерами и за состоянием окружающей среды.

Утилизация радиоактивных отходов

На сегодняшний день используется несколько методов утилизации радиоактивных отходов. Выбор метода зависит от утилизируемого химического соединения и его активности. В зависимости от ряда параметров, может быть использован один из следующих методов:

• остекловывание. Утилизация радиоактивного мусора осуществляется при помощи боросиликатного стекла. Оно характеризуется стабильной формой, вследствие чего радиоактивные элементы в этом соединении будут без вреда для природы и людей храниться на протяжении нескольких тысяч лет
• сжигание. Такой вариант утилизации применим для незначительного снижения объема излучающих материалов. Так как, в процессе сжигания происходит загрязнение воздуха, то применять данный метод разрешено только для ликвидации зараженной макулатуры, дерева, одежды или резины. Особые печи предотвращают чрезмерный выброс опасных материалов в атмосферу
• уплотнение. Этот метод применим для утилизации больших предметов. При помощи прессования можно уплотнить материал, сделав меньшими его габариты
• цементирование. Реализация этого метода происходит путем помещения отходов в особый контейнер, который заливают большим количеством цемента. Раствор для заливки создается с подбором специальных химических соединений.

Невзирая на активное применение перечисленных методов, они не могут решить проблему полной ликвидации радиоактивного мусора. Опасные материалы все равно влияют на окружающую среду. Поэтому работы по поиску альтернативных способов утилизации не прекращаются.
Переработка радиоактивных отходов по писанным выше методам подходит для большинства видов радиоактивных соединений. При выборе определенного метода стоит принимать во внимание уровень активности радиоактивного мусора. Следовательно:

• низкоактивные отходы утилизировать проще всего. Их опасность пропадает спустя несколько лет. Хранить их можно в специальных герметичных контейнерах. По окончанию опасного периода, они перерабатываются обычным способом
• среднеактивные отходы утилизируются в несколько раз дольше. Их хранят в особых бочках, которые созданы из нескольких сплавов. Заполненные бочки заливают несколькими слоями цемента и битума
• высокоактивные отходы – самые опасные. В них угроза сохраняется столетиями. По этой причине до начала утилизации подобного мусора (чаще всего это топливо с АЭС) на заводах осуществляется их рециклинг. Благодаря такой процедуре появляется возможность второй раз использовать почти весь объем топлива. Небольшой остаток заливают стеклом и оставляют на хранение в глубокие колодцы, расположенные в скальных породах.

Последняя группа отходов в ряде случаев способна сохранять свою опасность на протяжении тысячелетий. И несмотря на то, что число емкостей с ними сравнительно невелико, в дальнейшем он грозят серьезной опасностью для всего человечества. Так как все действующие сегодня методы не дают возможности на 100% избавиться от опасных материалов, поиски новых методов утилизации радиоактивного мусора не прекращаются.