Утилизация радиоактивных отходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение отход радиоактивность электростанция атом

По всему земному шару атомные электростанции доказывает свою энергетическую эффективность.

Атомная энергетика не требует потребления кислорода в отличие традиционных источников энергии. При правильной и грамотной эксплуатации атомных электростанций имеет минимальное количество выбросов и отходов.

Но главной проблемой атомной АЭС, является образование различных по агрегатному состоянию и удельной активности радиоактивных отходов. Радиоактивное излучение, или радиация, от таких отходов представляет опасность для человека и окружающей природной среды. При контакте с живым организмом радиация способна накапливаться в нём, вызывая повреждении тканей и органов, а при длительном воздействии - смерть. Также продукты радиоактивного распада способны переноситься на огромные расстояния воздушными массами, увеличивая площадь радиоактивного загрязнения. Радиоактивные элементы аккумулируются в растительности, почве, проникают в грунтовые воды.

— Радиоактивные отходы - это не подлежащие дальнейшему использованию на АЭС вещества в любом агрегатном состоянии, материалы или изделия, в которых содержание радионуклидов превышает уровни, установленные федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии. На атомных станциях РАО образуются при эксплуатации энергоблоков и выводе их из эксплуатации.

— Как источники ионизирующего излучения образующиеся радиоактивные вещества потенциально опасны для человека и окружающей природной среды.

— В значительной мере твердые РАО определяют радиационную опасность при снятии энергоблоков с эксплуатации.

Классификация радиоактивных отходов:

С точки зрения возможной опасности радиоактивные отходы классифицируются по различным параметрам.

В зависимости от агрегатного состояния - жидкие радиоактивные отходы, твердые радиоактивные отходы, газообразные радиоактивные отходы.

В зависимости от содержания ядерных материалов - радиоактивные отходы, содержащие ядерные материалы, радиоактивные отходы, не содержащие ядерных материалов.

По удельной активности твёрдые радиоактивные отходы подразделяются на очень низкоактивные, низкоактивные, среднеактивные и высокоактивные.

Также по виду преобладающего излучения радиоактивные отходы подразделяются на альфа-излучатели, бета-излучатели и гамма-излучатели.

По удельной активности жидкие радиоактивные отходы разделяются на низкоактивные, среднеактивные и высокоактивные. Также жидкие радиоактивные отходы в зависимости от количества химических компонентов классифицируются на гомогенные и гетерогенные; по составу - органические (радиоактивные масла, растворы детергентов) и неорганические.

Основные принципы обращения с РАО

— Эти принципы направлены на обеспечение безопасности работы с РАО на всех этапах. Основной целью при этом является защита человека и окружающей природной среды от вредного воздействия ионизирующего излучения как в настоящее время, так и в будущем.

— А) Принципы государственного управления и регулирования

— Б) Принципы радиационной безопасности

— В) Принципы обращения с РАО

Принципы радиационной безопасности

— Принцип нормирования - непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего излучения;

— Принцип обоснования - запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующего излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному радиационному фону облучением;

— Принцип оптимизации - поддержание индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения на возможно низком достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов.

Принципы обращения с РАО

— Образование радиоактивных отходов и их активность должны удерживаться на практически приемлемом минимальном уровне;

— Воздействие РАО на здоровье человека и окружающую среду в будущем не должно превосходить того, которое считается приемлемым сегодня;

— При всех видах деятельности, связанных с обращением с радиоактивными отходами и их захоронением, бремя, возлагаемое на будущие поколения, не должно быть чрезмерным.

Схема

— Предварительная обработка отходов производится непосредственно на местах их образования. Этап включает сбор, сортировку и первичную дезактивацию этих продуктов с учетом их агрегатного состояния по активности и по физико-химическому составу. Цель этапа состоит в том, чтобы определиться с дальнейшей судьбой исходных продуктов: распределить их по степени активности, периодам полураспада нуклидов, физическим и химическим свойствам, дезактивировать то, что поддается дезактивации, и вернуть эти предметы, среды в технологический цикл или, если продукты окончательно относятся к РАО, выбрать метод их дальнейшей обработки

— Захоронением считается помещение отходов в соответствующее хранилище без намерения их последующего извлечения.

— Обработка отходов - технологические операции, которые изменяют характеристики отходов (объем, агрегатное состояние и/или физико-химических свойства).

— Переработка радиоактивных отходов включает операции, цель которых состоит в уменьшении объема, в удалении радионуклидов и/или в изменении состава отходов.

— Кондиционирование радиоактивных отходов состоит в превращении радиоактивных отходов в форму, пригодную для безопасного перемещения, хранения и захоронения.

— Хранение - временное содержание отходов в специально отведенных местах, емкостях, хранилищах, обеспечивающее защиту от радиации и изоляцию от внешней среды, с возможностью последующего извлечения.

— Упаковка отходов - упаковочный комплект (контейнер) с помещенными в него РАО, подготовленный для транспортирования, и/или хранения, и/или захоронения.

Твердые радиоактивные отходы

К твёрдым радиоактивным отходам относят загрязнённые радионуклидами инструменты, приборы, материалы, образующиеся в результате эксплуатации и ремонта ядерных установок и приборов; вышедшее из строя оборудование, изношенные детали и части оборудования, строительные загрязнённые материалы, мусор, кабели, средства индивидуальной защиты, спецодежда.

К высокоактивным твёрдым отходам относят нерастворимые вещества, которые отделены из радиоактивных растворов фильтрацией, а также оболочки и конструктивные материалы тепловыделяющих элементов и водяных контуров.

Можно выделить (при нормальных условиях работы атомной электростанции) три потока твёрдых радиоактивных отходов:

- изначально твёрдые радиоактивные отходы;

- отверждённые жидкие радиоактивные отходы;

- твёрдые радиоактивные отходы, которые являются результатом обработки газообразных радиоактивных отходов.

Твёрдые радиоактивные отходы подразделяются по способам обработки:

- прессуемые - пластмассы, ветошь, одежда, резина, бумага, изоляция;

- непрессуемые - фильтры, стекло, строительный материал (цементные и бетонные блоки), инструменты;

- металлические - трубы, арматура, металлические листы, детали реактора.

После образования твёрдых радиоактивных отходов производится их сбор в специальные сборники-контейнеры, которые устанавливаются в точках временного хранения, и одновременно с этим проводится их сортировка. Маршруты транспортировки должны иметь кратчайший путь.

На всех атомных станциях проектируются хранилища для твёрдых радиоактивных отходов, представляющие собой бетонные ёмкости, расположенные над или под землёй, изолированные от контакта с атмосферными осадками и грунтовыми водами. Хранилища оборудуют системами погрузки-разгрузки, вентиляцией и противопожарной системой и системой контроля радиоактивных веществ в почве и атмосферном воздухе.

На блоках реакторов типа ВВЭР-1000, средний поток твёрдых радиоактивных отходов составляет примерно 285 м³ в год, в том числе горючих до 170 м³ в год.

Жидкие радиоактивные отходы

В результате деятельности атомных электростанций всегда образуются жидкие радиоактивные отходы. Причинами попадания радионуклидов в теплоноситель являются: нейтронная активация теплоносителя (⁴²К и ²⁴Na), коррозия активированных частей теплоносителя и реактора (⁶⁰Со, ⁵⁴Mn, ⁵⁹Fe,⁵¹Cr, ⁵⁸Co, ¹²²Sb, ¹²⁴Sb). Основными продуктами деления в теплоносителе являются ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs. Теплоноситель в контурах станции постоянно подвергается специальной очистке для поддержания в нём необходимого химического режима, чистоты и снижения радиоактивности.

Очистка производится на байпасных фильтрационных установках, которые работают непрерывно. Контуры атомных электростанций обязательно выполняются замкнутыми из-за радиоактивной среды в них, а также из-за экономической целесообразности - сбрасывать отработанный теплоноситель и заменять его на чистый обессоленный крайне не выгодно.

Главные назначения спецводоочистки - это непрерывная дезактивация контуров и выведение примесей.

Главными источниками образования радиоактивных отходов на атомных электростанциях являются:

- протечки;

- регенерационные воды от ионообменных фильтров;

- неорганизованные протечки технической воды;

- контурный теплоноситель;

- конденсат турбин;

- растворы дезактивации;

- пульпа ионообменных смол;

- лабораторные сточные воды.

Переработка жидких радиоактивных отходов состоит из двух этапов. На первом этапе производится сокращение объёмов отходов с получением определённого объёма чистой воды, которую можно заново включить в цикл, и объёма концентрата отходов. На втором этапе производится переработка полученного концентрата для дальнейшего хранения или захоронения.

Выбор методов переработки и удаления жидких радиоактивных отходов зависит от активности отходов, радиохимического состава, количества отходов, требуемой степени очистки и способа хранения концентрата.

Для очистки и переработки ЖРО применяются такие методы, как мембранные, термические, сорбционные, ионный обмен, фильтрацию, обратный осмос, электродиализ и многие другие. В отдельности ни один из этих методов не обеспечивает эффективной очистки, поэтому эти методы применяются в комплексе в виде цепочек установок.

Жидкие радиоактивные отходы обязательно должны быть переведены в твёрдую форму для удобства их транспортировки, хранения, дальнейшей переработки, захоронения и обеспечения безопасности.

Процесс отверждения включает такие стадии, как упаривание, сушка, прокаливание, плавление, отжиг, заключение концентратов в металлическую матрицу и другие.

Хранение ТРО

— Сбор и временное хранение незначительных объемов ТРО осуществляется, как правило, в специальных помещениях основного корпуса АЭС.

— Длительное хранение больших объемов ТРО производится в специально оборудованных хранилищах твердых отходов (ХТО) или на специально созданных площадках с системой барьеров, предотвращающих поступление радионуклидов в окружающую среду.

— На территории вокруг хранилищ ТРО предусматриваются контрольно-наблюдательные скважины для отбора проб грунтовых вод.

Размещено на Allbest.ru