Джерела утворення радіоактивних відходів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

З предмету Екологія

На тему: Джерела утворення РАВ

Учениці

Клочкової Інги

До радіоактивних відходів відносяться матеріальні об'єкти та субстанції, що не підлягають подальшому використанню, рівень радіонуклідів в яких або радіоактивне забруднення яких перевищує значення встановлені діючими нормами і правилами

Основними виробниками радіоактивних відходів в Україні є атомні електростанції, підприємства з видобування та переробки уранової руди, наукові центри, підприємства та організації, що використовують радіоактивні речовини або джерела іонізуючого випромінювання. Частка радіоактивних відходів, що утворилися внаслідок аварії на Чорнобильській АС сягає 95% всіх радіоактивних відходів в Україні.

Найбільше радіоактивних відходів утворюється в результаті діяльності атомних електростанцій (АЕС). Україна входить в 10-ку країн, за кількістю діючих енергоблоків. Джерелами утворення радіоактивних відходів на атомних електростанціях є:

відходи, що утворюються після проведення ремонтів або заміни обладнання, проведення різних випробовувань;

продукти нейтронної активації, що утворюються поза тепловиділяючими елементами;

продукти поділу, що попадають з тепловиділяючих елементів в теплоносії, певна частина яких періодично або безперервно виводиться з реактора;

протікання теплоносія основного контуру реакторної установки внаслідок виникнення дефектів у трубопроводах;

газоподібні та радіоактивні аерозольні викиди, пов'язані з випаровуванням теплоносія внаслідок порушення цілісності оболонок, газоподібні продукти поділу через мікро тріщини просочуються в теплоносій, воду першого контуру, кладку реактора (особливо в випадках руйнування тепловиділяючих елементів);

відходи після очистки води в різних технологічних системах реакторів;

обладнання, матеріали, використані фільтри, радіоактивно забруднене сміття, спец одяг та ін.

Усі ядерні установки в Україні після закінчення терміну їх експлуатації необхідно зняти з експлуатації з метою демонтажу та повернення території для необмеженого використання.

Згідно з Меморандумом про взаємодопомогу між Урядами країн «Великої сімки» Європейським Банком Реконструкцій і Розвитку та Урядом України Чорнобильська АЕС припинила свою діяльність 15.12. 2000 року.

Діючі енергоблоки інших АЕС України, у випадку не проведення модернізації будуть зупинятися після закінчення терміну їх проектного ресурсу з 2010 по 2025 роки. Термін експлуатації енергоблоків АЕС може бути продовжений за узгодженням із регулюючим органом після проведення певних технічних заходів, що дозволятимуть збільшити термін ресурсу обладнання, і в першу чергу, реакторної установки.

Іншим джерелом радіоактивних відходів є підприємства з видобутку та переробки уранової руди. Діяльність виробництв з видобування і переробки уранових та торієвих руд призводить до утворення великих кількостей низько-активних шахтних вод і твердих залишків (збалансовані руди). Схожі тверді відходи активність яких в 10 разів перевищує природний радіаційний фон, зберігаються в спеціальних відкритих «хвостоховищах».

В Україні добування і переробку уранових руд здійснює Східний гірсько-збагачувальний комбінат в м. Жовті Води, ПО «Придніпровський хімзавод» в м. Дніпродзержинськ та в Житомирі. Розробка проводиться підземним способом.

Одним із шляхів вирішення екологічних проблем пов'язаних із накопиченням радіоактивних відходів підприємствами з видобування і переробки уранових руд, є застосування використаних гірських шахт для розміщення в них відходів і збалансованих руд.

Діяльність науково-дослідних організацій може також призводити до утворення значної кількості радіоактивних відходів при застосуванні досліджуваних реакторів, критичних та підкритичних стендів, прискорювачів і т. п. До найкрупніших наукових центрів України можна віднести:

Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» тут міститься ряд прискорювачів;

Київський інститут ядерних досліджень, в якому експлуатується досліджуваний реактор ВВР-М та кілька прискорювачів;

Севастопольський інститут атомної енергетики та промисловості з досліджуваним реактором ІР-100 та критичним стендом для проведення підкритичних дослідів з тепловиділяючими елементами різного збагачення

Застосування в промисловості, медицині, наукових дослідженнях та багатьох інших областях радіонуклідних джерел іонізуючого випромінювання обов'язково призводить до утворення радіоактивних відходів.

Збір, зберігання і захоронення радіоактивних відходів, що утворюються на будь-яких підприємствах та організаціях, крім тих що знаходяться у відомстві Міністерства енергетики, здійснюють підприємства - міжобласні спецкомбінати Українського державного об'єднання «Радон».

Основні вимоги зі забезпечення безпеки сховищ радіоактивних відходів регулюються нормативними документами, вони встановлюють процедури, умови і критерії ліцензування, вибору і отвердження площадки для будівництва, проектування, будівництва, експлуатації, закриття і зняття з експлуатації, забезпечення якості, проведенні радіаційного контролю і моніторингу навколишнього середовища.

Для кожного сховища повинні розроблятися й узгоджуватися з наглядовими і регулювальними органами критерії прийому радіоактивних відходів на зберігання або захоронення, до яких можна віднести:

перелік і максимальна активність радіонуклідів;

вимоги до форми відходів;

перелік і гранично допустимий вміст токсичних й інших небезпечних нерадіоактивних речовин;

вимоги до упаковок, контейнерів і їхнього маркування і т. п.

Перелік критеріїв може уточнюватися і розширюватися як ліцензіатом, так і регулювальним органом.

На кожну упаковку з відходами, виробниками відходів повинний бути складений паспорт, у якому подаються основні характеристики відходів.

Крім того для кожного сховища встановлюють:

межі загальної активності, у тому числі для кожної ємності чи модуля;

час і умови зберігання;

спосіб розміщення і витягання упаковок з відходами і їх транспортування чи переміщення в сховищах;

технології й устаткування для дезактивації транспортних засобів, устаткування;

системи дренажу, вентиляції, радіаційного контролю;

системи моніторингу навколишнього середовища;

вимоги фізичного захисту, і т. п.

До характеристик площадки для розміщення сховищ встановлюються вимоги, які можуть впливати на безпеку зберігання чи захоронення радіоактивних відходів, до яких відносяться:

геологічна будова площадки;

геологічна стабільність;

щільність населення і перспективи розвитку територій;

наявність і використання мінеральних водяних ресурсів;

геохімічні і гідрологічні умови і характеристики;

рельєф;

вплив на навколишнє природне середовище;

транспортні комунікації та ін.

Пропозиції щодо створення сховищ радіоактивних відходів розглядаються за наявності не менше трьох варіантів площадок. При цьому матеріали обов'язково повинні містити:

характеристики навколишнього природного середовища в районі можливого розміщення сховища;

оцінку впливу робіт з будівництва, введення в експлуатацію, експлуатації і зняття з експлуатації на людину і навколишнє природне середовище;

міри передбачені проектом, спрямовані на запобігання і зменшення шкідливого впливу на навколишнє природне середовище.

Пункти збереження РАВ на території України. Сховищем називаються споруди що розміщують радіоактивні відходи, у яких забезпечується їхня ізоляція від навколишнього природного середовища, фізичний захист і радіаційний моніторинг, з можливістю подальшого їхнього витягання для переробки, перевезення і захоронення.

Кількість сховищ і могильників радіоактивних відходів в Україні досить велика. На даний час радіоактивні відходи зберігаються в сховищах і спорудах:

на кожній атомній електростанції;

пунктах захоронення радіоактивних відходів міжобласних спецкомбінатах об'єднання "Радон";

пунктах захоронення і тимчасової локалізації радіоактивних відходів зони відчуження Чорнобильської АЕС;

науково-дослідних центрах Київського інституту ядерних досліджень, Севастопольському інституті ядерної енергетики і промисловості, Національному науковому центрі "Харківський фізико-технічний інститут" і ін.;

ВАТ "Ізотоп";

у виробників відходів, у випадку зберігання відходів до передачі їх для захоронення;

а також в об'єкті "Укриття".

У березні 2001 року в представництві Європейської комісії в Києві був підписаний контракт на суму 3,3 млн. Є, який дає початок спорудженню комплексу з переробки РАВ. Даний комплекс довершить систему переробки та утилізації РАВ у зоні відчуження та на ЧАЕС. «Промисловий комплекс утилізації РАВ» повинен розпочати роботу через 25 місяці після укладання контракту. Це буде споруда з вилучення твердих РАВ, завод знезараження, сортування та переробки, а також приповерхнева споруда для захоронення РАВ.

Середня потужність комплексу становить 20 м3 за добу. Загальний обсяг комплексу складатиме ~533,6 м3, він міститиме два типи приповерхневих сховищ: залізобетонні контейнери обсягом до 9800м3 та захоронення відходів навалом, обсягом 9420м3. Також проектом передбачається побудова спеціальної печі для спалювання низькоактивних РАВ.

На стадії завершення робіт перебуває завод з переробки рідких радіоактивних відходів, будуються сховища РАВ на об'єкті «Вектор». Термін вводу в експлуатацію 2003 рік. Комплекс розрахований лише на утилізацію та переробку низько- та середньоактивних відходів. На комплексі «Вектор» передбачається захоронити 55 тис. м3 твердих РАВ із ЧАЕС та зони відчуження. Керує будівництвом на цих об'єктах німецька фірма Nukem nuclear (NUKEM).

Державне агентство України з управління зоною відчуження (ДАЗВ України) -- центральний орган виконавчої влади, діяльність якого спрямовується і координується Кабінетом Міністрів України через Міністра екології та природних ресурсів України.

За обсягами радіоактивних відходів (РАВ) Україна знаходиться на ІІ місці у Європі та на IV в світі (3,5 млн м3). raw2

На ДАЗВ держава покладає важливу функцію довгострокового зберігання радіоактивних відходів та їх захоронення.

Відповідно до цієї функції, діяльність ДАЗВ у цій сфері здійснюється за напрямками:

- поводження з відпрацьованими джерелами іонізуючого випромінювання та радіоактивними відходами, що надходять від медичних, наукових, освітніх та промислових закладів;

- поводження з радіоактивними відходами, що утворились внаслідок Чорнобильської катастрофи;

- ліквідація радіаційних аварій з радіоактивними матеріалами, що знаходяться в незаконному обігу.

Україна підписала Об'єднану конвенцію про безпеку поводження з відпрацьованим ядерним паливом та про безпеку поводження з радіоактивними відходами 29 вересня 1997 року та однією з перших ратифікувала її Законом України від 20 квітня 2000 року.

Відповідно до зазначеної конвенції, в Україні діє Стратегія поводження з РАВ (далі - Стратегія), яка прийнята 2009 року та розрахована на 50 років.

Згідно зі Стратегією, РАВ, які утворилися під час використання атомної енергії, мають бути перевезені у зону відчуження на комплекс виробництв «Вектор» для подальшого довготривалого зберігання або захоронення. радіоактивний атомний електростанція паливо

Для реалізації завдань, визначених Стратегією, створено та функціонує Державна корпорація «Українське державне об`єднання «Радон» (ДК «УкрДО «Радон»), до якої входять спецкомбінати, проектна організація Державне підприємство «Науково-технічний центр дезактивації та комплексного поводження з радіоактивними відходами, речовинами, джерелами іонізуючого випромінювання» (ДП "НТЦ КПРВ"), навчальний заклад з підготовки персоналу у сфері поводження з РАВ та Державне спеціалізоване підприємство «Центральне підприємство з поводження з радіоактивними відходами» (ДСП "ЦППРВ"), яке є єдиним підприємством в Україні, що має право захоронювати РАВ.

Проблема поводження з радіоактивними відходами є однією з найважливіших у промисловому використанні ядерної енергії. Головною відмінною особливістю атомної енергетики від інших джерел отримання енергії є накопичення значних обсягів радіоактивних відходів (далі - РАВ), які утворюються практично на всіх стадіях ядерно-паливного циклу.

До РАВ відносяться матеріальні об'єкти та субстанції, активність радіонуклідів або радіоактивне забруднення яких перевищують рівні, встановлені діючими нормативами, за умови, що використання цих об'єктів або субстанцій надалі не передбачається. Їх небезпечність обумовлюється насамперед тим, що радіонукліди, які містяться в них, можуть розсіюватися в біосфері та призводити до негативного радіаційного впливу на людину і навколишнє середовище.

РАВ - особливий вид радіоактивних матеріалів різного агрегатного стану (гази, розчини, матеріали та вироби, біологічні об'єкти). Вони класифікуються за різними ознаками: агрегатним станом, періодом напіврозпаду, питомою активністю, складом випромінювання і т.д. За агрегатним станом найбільше поширення мають рідкі РАВ, які утворюються у виробничих процесах АЕС, радіохімічних заводів, дослідних центрів.

На всіх етапах ЯПЦ також накопичуються значні кількості твердих РАВ, зокрема в реакторах АЕС загальною електричною потужністю 1 ГВт за рік утворюються 300-500 м3 твердих відходів, а від переробки опроміненого палива ще 10 м3 високоактивних РАВ, 40 м3 відходів середньої активності, 130 м3 відходів низької активності.

Для поводження з РАВ розробляються відповідні національні норми, правила і стандарти, засновані на рекомендаціях Міжнародної комісії з радіологічного захисту (МКРЗ) та Міжнародного агентства з атомної енергії (МАГАТЕ). У табл. 3.9-3.12 наведені класифікації РАВ, прийняті в Україні.

Для розділення РАВ на типи використовується критерій, що враховує допустимість їх поховання в поверхневих (приповерхневих) сховищах, альтернативою якому є захоронення РАВ у стабільних геологічних формаціях. За цим критерієм РАВ підрозділяють на два типи: короткоживучі та довгоживучі

Довгоживучі РАВ - відходи, рівень звільнення яких від контролю з боку органу державного регулювання досягається через триста років і вище після їх поховання.

Короткоживучі РАВ - відходи, рівень звільнення яких від контролю з боку органу державного регулювання досягається раніше, ніж через триста років після їх поховання.

За показником «рівень вилучення», встановленим для різних груп радіонуклідів, всі РАВ підрозділяються на чотири групи (див. табл. 3.10).

У категорії гамма-випромінюючих РАВ з невідомою питомою активністю застосовується класифікація, яка підрозділяє їх на низько-, середньоі високоактивні за критерієм потужності поглиненої в повітрі дози на відстані 0,1 м від поверхні, на якій знаходяться РАВ (див. табл. 3.12).

У більшості країн, що мають АЕС та уранові об'єкти, накопичилися значні кількості РАВ. Багато відходів утворюється при переробці відпрацьованого ядерного палива (наприклад в Росії таких підприємств 16). Його переробка породжує безліч складних проблем, в першу чергу пов'язаних з радіаційною та екологічною небезпекою високоактивних відходів переробки.

Високоактивні РАВ від переробки палива так само, як і високоактивні відходи, що виникають при експлуатації АЕС, містять радіонукліди, отримані в процесі ядерних реакцій: продукти поділу і трансуранові елементи (ТУЕ), які утворюються з атомів 238U в активній зоні ядерного реактора при поглинанні ними нейтронів з подальшим в-розпадом. Ці високоактивні відходи складають за обсягом близько 3% всіх радіоактивних відходів, що утворюються в світі, але вони містять до 95% всієї активності. За рахунок високої активності РАВ характеризуються великим тепловиділенням, що вимагає додаткових заходів при їх зберіганні й захороненні.

Таблиця 1. Класифікація РАВ, що базується на критерії допустимості (недопустимості) їх поховання в сховищах різних типів

Таблиця 3.12 Класифікація РАВ з невідомим радіонуклідним складом (НРС) і невідомою питомою активністю за критерієм потужності поглиненої в повітрі дози на відстані 0,1 м від поверхні об'єкта (контейнера)

Радіонуклідний склад продуктів поділу дуже складний і залежить від часу опромінення та динамічної рівноваги їх утворення, вигоряння та б-розпаду. Поряд з продуктами поділу, відходи АЕС і відходи від переробки палива містять активовані продукти корозії оболонок палива та обладнання, реагенти, передбачені хіміко-технологічними процесами, а також трансуранові елементи - ізотопи урану, плутонію, нептунію, америцію тощо.

Наявність ТУЕ у відходах сильно ускладнює проблему їх безпечного захоронення. Радіаційна небезпека таких відходів обумовлена великими періодами напіврозпаду ТУЕ і високою радіоактивністю, що вимагає їх ізоляції на терміни понад 104 роки. Потенційну небезпеку таких відходів можна знизити шляхом перетворення ТУЕ у відносно короткоживучі продукти поділу. Для цього планується здійснювати їх нейтронне опромінення в реакторах на швидких нейтронах або на лінійних прискорювачах заряджених часток. Проте на сьогодні такі операції, які отримали назву «трансмутації», дуже дорогі й не використовуються в промислових масштабах.

Країни з розвиненою ядерною енергетикою дотримуються різних концепцій поводження з відпрацьованим ядерним паливом (ВЯП) та РАВ:

* Стабілізація - спеціальна переробка ВЯП з подальшою фіксацією радіонуклідів у нерозчинних матрицях, пристосованих для тривалого зберігання. Такі принципи поводження з РАВ прийняті у Великобританії, Франції та Японії.

* Захоронення - якщо ВЯП не піддається обробці й відповідно всі високорадіоактивні ізотопи залишаються в ньому. У цьому випадку поводження з ВЯП аналогічне технології поводження з високоактивними відходами (щодо ВЯП таке остаточне видалення називається «прямим» остаточним захороненням). При цьому передбачена певна витримка ВЯП і його подальше поховання в глибоких геологічних формаціях. Такий шлях розглядають США, Фінляндія, Швеція.

* Відкладене рішення - довгострокове зберігання ВЯП, що дозволяє прийняти рішення про їх подальше використання через певний час у разі позитивних передумов (наявність ефективних технологій, економічні фактори). Такий шлях обрали Аргентина, Данія, Іспанія, Канада, Литва, Німеччина, Норвегія, Південна Корея, Польща, Словаччина, Угорщина, Чехія, Хорватія. Україна також прийняла рішення про такий шлях поводження з ВЯП.

* Переробка ОВЯП для видобутку з нього компонентів і речовин, використання яких економічно доцільне. Однак для цього необхідна відповідна інфраструктура виробничих потужностей і відповідні кошти. Цей шлях реалізується в Росії. Виходячи з викладеного, видно, що проблема стратегії поводження з відпрацьованим ядерним паливом АЕС і високоактивними відходами залишається дискусійною. Багато фахівців вважають, що ВЯП не можна розглядати в якості радіоактивних відходів, а слід використовувати в майбутньому як енергетичну сировину для реакторів інших типів, які поки не знаходять комерційного застосування.

У даний час досить гостро стоїть проблема вибору місць поховання РАВ. Всесвітня організація з питань ядерної енергії (Global Nuclear Energy Partnership) проаналізувала ряд можливостей: захоронення РАВ на дні океану; їх переміщення в космос; вивіз РАВ на віддалені безлюдні острови; будівництво могильників у крижаних товщах Антарктиди або Гренландії; будівництво підземних сховищ в стабільних геологічних формаціях. Останньому варіанту в даний час віддається найбільша перевага. Пропонуються альтернативні підходи, в яких відходи АЕС захоронюються в уранових шахтах, тобто повертаються туди, звідки раніше видобували уран. Досвід Норвегії та Швеції вказує на доцільність захоронення РАВ в могильниках геологічного типу (в корінних скельних породах або «стабільних геологічних формаціях»).

а) б)

Мал. 3.21. Контейнери для сухого зберігання ВЯП: а - сухі сховища ВЯП Запорізької АЕС; б - доставка контейнерів з ВЯП у зону зберігання

Як видно з наведеної вище інформації, проблеми РАВ та ВЯП поки що до кінця не вирішені. В Україні відпрацьоване ядерне паливо і високоактивні відходи довгий час вивозилися для переробки на заводи в Росію. Сьогодні є позитивний досвід створення сухих сховищ високоактивних відходів безпосередньо на проммайданчику АЕС (мал. 3.21) або в окремо розташованих сховищах, де «паливо» витримується, значно знижуючи свою радіоактивність. Подібний досвід уже реалізований для зберігання ВЯП в Україні (Запорізька АЕС). Надалі пропонується створення централізованого сховища ВЯП для інших діючих АЕС.

Стратегічно такий шлях розглядається і щодо подальшого розвитку атомної енергетики. Максимальний планований строк експлуатації централізованого сховища ВЯП - до 100 років. При цьому обов'язковою умовою є створення системи радіоекологічного моніторингу і контролю зони впливу сховища.

В Україні діяльність щодо поводження з РАВ підпадає під дію низки законодавчих актів, а саме законів України «Про використання ядерної енергії та радіаційну безпеку», «Про захист людини від впливу іонізуючого випромінювання», «Про видобування і переробку уранових руд», «Про поводження з радіоактивними відходами», «Про Загальнодержавну цільову екологічну програму поводження з радіоактивними відходами».

Мал. 3.22. Оціночні дані щодо накопичених обсягів РАВ в Україні з урахуванням джерел їх утворення

Підводячи підсумок, необхідно підкреслити, що актуальність проблеми РАВ з кожним роком буде наростати. Обґрунтовується це прогнозними оцінками МАГАТЕ, згідно з якими в найближчі роки потрібно буде знімати з експлуатації більше 65 ядерних реакторів АЕС і 260 ядерних пристроїв, що використовуються в наукових сферах, термін експлуатації яких (30 років) прямує до завершення.

Література

1. В. М. Шестопалов, П. В. Замостян «Обращение с радиоактивными отходами в Украине: проблемы, опыт, перспективы» - Киев 1998. - 120с.

2. В. І. Холоша «Про виконання Комплексної програми робіт з ліквідації наслідків аварії на Чорнобильській АЕС у зоні відчуження і зоні безумовного (обов'язкового) відселення у 1999 р. «// Бюлетень екологічного стану зони відчуження та зони безумовного (обов'язкового) відселення. - К.: Чорнобильінтерінформ. -№15.

3. С. Ю. Саверський, В. І. Холоша, С. Ю. Саверський, М. І. Проскура, С. Г. Танський М. І. Проскура, С. Г. Танський «Про комплексне вирішення проблем поводження з радіоактивними відходами у зоні відчуження у зв'язку з підготовкою до зняття з експлуатації Чорнобильської АЕС» // Бюлетень екологічного стану зони відчуження та зони безумовного (обов'язкового) відселення. - К.: Чорнобильінтерінформ. -№16.

4. Доповідь Мінекобезпеки України «Про стан ядерної та радіаційної безпеки в Україні за 1996 р. «/ Мінекобезпеки України. - Київ, 1997 р. - 53с.

Размещено на Allbest.ru