ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ, газы, р-ры, разл. материалы и изделия, биол. объекты и т. п., в к-рых содержание радионуклидов превышает значения, установленные действующими нормами и правилами, и к-рые не подлежат дальнейшему использованию. Р. о. представляют опасность для человечества, поэтому нормы и правила по обращению с Р.O. устанавливаются Международной комиссией по ра-диологич. защите (МКРЗ), Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) и Национальными нормами и правилами. Существуют основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП - 72/87) и Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-85), регламентирующие порядок сбора, удаления, хранения и захоронения P.O. Безопасность обращения с Р.O. регламентирована Нормами радиационной безопасности (НРБ-76/87). В соответствии с этими нормами и правилами жидкие отходы (р-ры, пульпы, орг. жидкости) считаются радиоактивными, если содержание в них отдельных радионуклидов или их смесей превышает допустимые концентрации для воды ДКБ. Индекс Б означает категорию облучаемых лиц, к-рые не работают непосредственно с Р. о., но по ряду причин могут подвергаться воздействию излучения: лица, работающие во вспомогат. или административно-хо-зяйств. учреждениях, проживающие в пределах санитарно-защитной зоны, а также проживающие в прилегающей к месту захоронения зоне наблюдения (см. Радиационная защита). Для 90Sr, 137Cs, 226Ra, 239Pu значения ДКБ составляют соотв. 14,8; 555; 2,0; 81,4 Бк/л. Для жидких отходов любого состава должно выполняться условие:

4033-39.jpg

где Ai и (ДКБ)i-радиоактивность i-го радионуклида в смеси и его допустимая концентрация в воде. Жидкие Р. о. подразделяют на слабоактивные (до 370 кБк/л), среднеактивные (от 370 кБк/л до 37 ГБк/л) и высокоактивные (выше 37 ГБк/л).

Твердые отходы (отработанное ядерное горючее, источники излучения, оборудование, ионообменные смолы, фильтры, остатки выпаривания р-ров-соляные кеки, горючие материалы, биол. объекты) считаются радиоактивными, если их уд. активность превышает: для b-излучателей 74 кБк/кг, для a-излучателей 7,4 кБк/кг, для трансурановых элементов 0,37 кБк/кг. Для отходов с преимуществ. содержанием у-излучателей нормируется величина (А/т)Гси с размерностью Гр·м2·с-1·кг-1, где А - активность излучателя в Бк, m-его масса в кг, Гси-g-постоянная (Гр·м2x x с-1·Бк-1). Твердые отходы считаются радиоактивными, если (А/т)ГСИ > 0,2·10-12 Гр·м2·с-1·кг-1. К твердым Р. о. относят также материалы и изделия, уровни загрязнения пов-сти к-рых превышают 5 a-частиц/(см2·мин) или 50 b-частиц/(см2·мин) при площади загрязнения больше 100 см2. При транспортировке и переработке твердых Р.O. для рацион. построения защиты от внеш. g-излучения их делят на три группы, в зависимости от мощности дозы излучения на расстоянии 10 см от любой точки пов-сти: первая-с мощностью дозы до 0,3 мГр/ч; вторая-с мощностью дозы от 0,3 до 10 мГр/ч; третья-с мощностью дозы выше 10 мГр/ч (см. Доза).

Осн. кол-во Р.O. образуется в ядерном топливном цикле (ЯТЦ). Суммарное поступление радионуклидов в окружающую среду составляет: в атмосферу 1,3·1016 Бк/ГВт (эл) год (электрич. мощности в год), в гидросферу 3,3·1014 Бк/ГВт (эл) год. В состав газовых выбросов входят в осн. радиоактивные благородные газы 85Кr, 85mКr, 88Кr, 133Хе, 135Хе и небольшие кол-ва (неск. процентов от уровней, допустимых НРБ-76/87) др. радионуклидов (3Н, 14С, 131I, 129I, 90Sr, 89Sr). Оценочные сведения об объемах и общей радиоактивности Р.O., накопившихся во всем мире к 1990, приведены в таблице.

4033-40.jpg

Методы обращения с Р. о. и их последовательность указаны на схеме. Выделяют 4 осн. подхода к обращению с Р. о.: 1) очистка от высокоактивных примесей пылегазовых и жидких отходов с последующим сбросом низкоактивных Р. о. в атмосферу или водоемы, где происходит их разбавление до разрешенных уровней.

2) Сброс жидких P.O. низкой и средней активности в фильтрующие колодцы и искусств. подземные полости в глинистых толщах. Таким способом в Хэнфорде (США) до 1959 удалено 1,5·107 м3 жидких Р.O. общей активностью 1·1017 Бк.

4033-41.jpg

3) Выдержка с целью уменьшения уд. активности во временных хранилищах (от неск. суток до десятков лет) перед переработкой и сбросом в окружающую среду. При временном хранении высокоактивных жидких и твердых Р. о. предусматривается их принудит. охлаждение. Нарушение режима хранения может иметь катастрофич. последствия. Напр., 29 сентября 1957 близ г. Кыштым (Южный Урал) произошел взрыв емкости с высокоактивными Р.O. В результате в атмосферу была выброшена смесь радионуклидов 144Се и 144Pr, 95Zr и 95Nb, 106Ru и 106Rh, 90Sr и 90Y, 137Cs общей активности ок. 7,4·1016 Бк. Общая площадь загрязнения составила (15-23)·103 км2, плотн. загрязне-ния-от 3,7·109 до 1,5·1014 Бк/км2.

4) Переработка Р.O. с целью уменьшения их объема и проведение работ по изолированию Р. о. от биосферы. Для жидких Р.O. используют осаждение, экстракцию, ионный обмен (хим. способы переработки), а также дистилляцию, отверждение (физ. способы). Твердые Р. о. перерабатывают прессованием, сжиганием, кальцинацией (обжигом при 773-973 К), остатки улавливают и захоранивают. Надежных, абсолютно безопасных способов захоронения твердых Р.O. нет. Газообразные Р.O. перерабатывают посредством хим. поглощения (радионуклиды I, Вr, Те), адсорбции, фильтрации, их хранят в баллонах при повыш. давлении.

Конечным продуктом переработки различных Р.O. являются иммобилизованные твердые Р. о. в виде компактных блоков. Для иммобилизации и изолирования твердых Р.O. применяют след. способы: цементирование и битумирование Р.O. с низкой и средней уд. активностью; высокотемпературный обжиг (кальцинация и суперкальцинация) для получения спеченных частиц; остекловывание с применением боросиликатных (при 1273 К) или фосфатных (при 773 К) стекол, упаковка в контейнеры из нержавеющей стали и свинца.

Длит. хранение переработанных Р. о. (десятки лет) ведется в траншеях, наземных или неглубоких подземных инженерных сооружениях, снабженных системами контроля за миграцией радионуклидов. Захоронение (на сотни лет) проводят в материковых геол. структурах (подземных выработках, соляных пластах, естеств. полостях) и на дне океана в сейсмически неопасных районах. Как теоретически возможное захоронение Р. о. рассматривается превращение (трансмутация) долгоживущих радионуклидов в короткоживущие путем облучения в реакторе или на ускорителе (протонное и g-выжигание). Выбор вида захоронения зависит от уд. активности и радионуклидного состава Р. о., степени герметизации упаковок и вероятной продолжительности захоронения. Механизмы миграции радионуклидов из мест хранения (или захоронения) в окружающую среду м. б. разными, осн. причина - выщелачивание радионуклидов из упаковок и разрушение контейнеров водой. Скорость выщелачивания считается приемлемой на уровне 10-5 -10-8 г/см2 в сутки, что обеспечивает хранение в течение неск. тысяч лет без загрязнения окружающей среды выше допустимых уровней. Согласно Лондонской конвенции по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (1972), запрещен сброс в океан отработавшего ядерного топлива, а также нек-рых др. видов Р. о. с уд. активностью, превышающей 5·107 Бк/кг (a-излучатели), 2·1010 Бк/кг (bg-излучатели с периодом полураспада Т1/2 более 1 года, кроме трития), 3·1012 Бк/кг (для трития и b- и g-излучателей с Т1/2 менее 1 года). В настоящее время б. ч. высокоактивных Р.O., образующихся при переработке ядерного топлива в разл. странах, хранится либо в виде жидкостей (кислых или щелочных), либо в виде солевых концентратов в резервуарах из нержавеющей стали (кислые р-ры) или из низкоуглеродистой стали (щелочные р-ры).

Захоронение Р. о. осуществляют в специально оборудованных емкостях из нержавеющей стали, помещенных в поверхностные слои земли выше уровня грунтовых вод. Транспортирование, переработка и захоронение Р. о. производится спец. пунктами или специализир. комбинатами. Участок для захоронения должен быть расположен вне территории перспективного развития населенных пунктов и пригородных зон на расстоянии не менее 500 м от водоемов и водозаборов на незатопляемой и нсзаболочен-ной местности. Вокруг пункта или комбината устанавливается санитарно-защитная зона радиусом не менее 1000 м.

Служба пункта захоронения проводит систематич. радиац. контроль, включающий контроль нуклидного состава радиоактивных в-в в аэрозолях, воде, открытых водоемах, подземных водах, выпадениях из атмосферы, в почве, донных отложениях, растительности и кормах местного произ-ва, гидробионтах, продуктах питания местного произ-ва. Зона наблюдения в 3-4 раза превышает санитарно-защит-ную зону.

Р.о. являются одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Осн. задача - переработка и захоронение уже накопленных Р.о.-в настоящее время не может считаться окончательно решенной. В Нидерландах, Финляндии, Швейцарии, Швеции в настоящее время не перерабатывают и не захоранивают Р.O., но разрабатывают национальные программы по обращению с Р.O.


===
Исп. литература для статьи «РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ»:
Охрана окружающей среды па предприятиях атомной промышленности, под ред. Б. Н. Ласкорина, М., 1982; Соболев И.А., ХомчикЛ.М., Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах, М., 1983; Ядерная энергетика, человек и окружающая среда, под ред. А. П. Александрова, 2 изд., М., 1984; Кыштымская авария крупным планом, "Природа", 1990, № 5, с. 47-75. В.К.Власов.


Страница «РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков