Радиационные отходы способы утилизации

Способы переработки радиоактивных отходов — как утилизируют РАО

Радиоактивные (ядерные) отходы (РАО) – загрязнённые радиацией вещества и предметы, которые невозможно использовать в дальнейшем. В зависимости от происхождения, отходы могут быть в трёх формах: газ, жидкость или твердый материал. Источники ядерного мусора разнообразны: АЭС, научные лаборатории, природные объекты. Происхождение РАО, их агрегатное состояние, степень активности и многие другие факторы влияют на то, как утилизируют радиоактивные отходы.

Зачем обрабатывают радиоактивные отходы

Материалы, содержащие радиоактивные нуклиды, чрезвычайно опасны для окружающей среды, а значит для жизни и здоровья людей. Без специальной обработки ядерный мусор повышает общий уровень радиации в природе. РАО также могут скапливаться в большой концентрации в одном месте, например, в теле животного, которое потом попадает в пищу человека, отравляя его организм и вызывая генетические мутации.

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

Принципы МАГАТЭ по утилизации РАО

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

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

Утилизация РАО в зависимости от их активности

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

• низкоактивные;
• среднеактивные;
• высокоактивные.

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

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

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

Способы дезактивации радиоактивных отходов

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

Механический

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

Химический

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

Физико-химический

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

Методы переработки и утилизации РАО

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

Сжигание

В специально сконструированных печах можно уничтожать облученные ткани, древесину, резиновые изделия, бумагу и картон. Метод подходит только для низкоактивных отходов.

Прессование (уплотнение)

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

Цементирование

Контейнеры с ядерными отходами заливаются бетоном с особыми химикатами, которые защищают захоронение от проникновения воды.

Переплавка

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

Битумирование

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

Остекловывание (витрификация)

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

Соосаждение и коагуляция

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

Ионообмен

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

Выпаривание

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

Фильтрация

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

Адсорбция

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

Химическое поглощение

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

Захоронение

Радиоактивный мусор запечатывают в герметичные металлические ёмкости из нержавеющей стали и свинца и помещают на дно водоемов или под землю в так называемые могильники. В большинстве случаев захоронения устраивают вдали от городов и других населенных пунктов.

Разные методики дезактивации, переработки и утилизации РАО отличаются эффективностью. Пока ни одна технология не добилась идеальных результатов, поэтому учёные всего мира продолжают поиски лучших способов обезопасить планету от ядерных отходов.

Отходы 5 класса опасности — перечень и способы утилизации

Виды отходов производства и методы переработки промышленного мусора

Понятие обезвреживания отходов и методы нейтрализации их опасности

Классификация особо опасных отходов и правила обращения с ними

Классификация отходов 1-5 класса опасности — перечень и таблица

Транспортировка отходов 1-4 класса — что это, порядок вывоза

Источник

Радиоактивные отходы – принципы утилизации без вреда для здоровья и кармана

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

В данной статье Вы узнаете:

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

Радиоактивные отходы: разновидности отходов

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

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

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

Основным источником радиоактивного мусора в России

является сфера атомной энергетики и военные разработки.

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

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

• Cреднеактивные (бета — излучающие).
• Высокоактивные (гамма — излучающие).

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

Также существует деление ядерных отходов по следующим категориям:

• Твердый ядерный мусор – материалы, используемые в ходе производства и технического обслуживания, и подвергшиеся облучению: одежда, макулатура, дерево, бытовой мусор.

• Жидкое утильсырье. Процесс работы атомных реакторов невозможен без использования технологических растворов. Также сюда относится вода, применяющаяся для обработки специализированной защитной одежды и мытья работников.

• Части конструкции радиоактивных реакторов, транспорта и средств технического контроля — еще одна категория облученной утильпродукции.

Происхождение отходов, их агрегатное состояние, уровень активности составных элементов влияют

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

Радиоактивные отходы: способы утилизации отходов

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

Способы утилизации радиоактивных отходов:

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

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

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

1. Твердые радиоактивные отходы чаще сжигают в специально спроектированных печах, позволяющих минимизировать уровень токсичных веществ в атмосферу. Получившийся из отходов пепел смешивают со специальной смесью из цемента. Данный материал заливают в емкости, запаивают и направляют в хранилище на захоронение.

1. Утилизация жидких отходов путем выпаривания – довольно широко используемый метод. Далее происходит захоронение по такому же принципу и технологии, как и с твердыми. Уменьшению в размере подвергаются и твердые отходы. Данный способ обработки ядерных элементов не может быть использован для легковоспламеняющихся и взрывоопасных радиоактивных веществ.

1. Облученные радиоактивные загрязненные материалы и отходы размещают в емкости и заливают смесью из химических веществ. Метод цементирования зачастую используется в купе с одной из предыдущих технологий.

1. Еще один способ для жидких ядерных отходов – переработка и использование в качестве топлива для атомных реакторов.

Радиоактивные отходы из твердых материалов

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

1. Утилизация методом остекловывания — обезвреживание отходов из веществ различной степени загрязненности радиацией путем залива горячим стеклом, поскольку стекло способно поглощать инородные материалы и вещества в больших количествах. Ядерный мусор заливается в стальных емкостях раскаленным жидким стеклом в печах прямого электрического подогрева. Далее полученная стеклянная масса заливается в специальные емкости-бидоны, после чего направляется на специально оборудованные могильники.

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

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

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

Делитесь в комментариях,

используются ли в Вашем производстве вещества с радиоактивным излучением? Как Вы организовали сбор, хранение и обращение с радиоактивными отходами?

Оставляйте заявку на нашем сайте в любое удобное для Вас время, и мы окажем Вам бесплатную консультацию по любому вопросу, касающемуся правильного обращения с отходами. Мы знаем все о процедурах утилизации, демонтажа и рекультивации без штрафов и посредников.

С уважением, Донская Экологическая Компания

Источник