Оглавление [Скрыть]
- 1 Радиоактивные отходы
- 1.1 Радиоактивные отходы
- 1.2 Переработка ядерного топлива
- 1.3 Хранение и захоронение
- 1.4 Природа и значение радиоактивных отходов
- 1.5 Источники радиоактивных отходов
- 1.6 Использование урана и плутония
- 1.7 Состав и переработка отработавшего ядерного топлива
- 1.8 Долгоживущие радиоактивные отходы
- 1.9 Проблемы распространения
- 1.10 Вывод ядерного оружия из эксплуатации
- 1.11 Устаревшие отходы
- 1.12 Радиоактивные медицинские отходы
- 1.13 Утилизация радиоактивных отходов
- 1.14 Промышленные отходы
- 1.15 Природные радиоактивные материалы
- 1.16 Уголь
- 1.17 Нефть и газ
- 1.18 Добыча редкоземельных элементов
- 1.19 Классификация радиоактивных отходов
- 1.20 Отходы измельчения
- 1.21 Низкоактивные отходы
- 1.22 Отходы средней степени очистки
- 1.23 Высокоактивные отходы
- 1.24 Глобальные масштабы
- 1.25 Проблемы захоронения высокорадиоактивных отходов
- 1.26 Планы по строительству хранилищ
- 1.27 Трансурановые отходы
- 1.28 Профилактика и управление отходами
- 1.29 Методы захоронения отходов
- 1.30 Первоначальное лечение и иммобилизация
- 1.31 Долгосрочное управление
- 1.32 Временные рамки и прогнозы
- 1.33 Рекультивация и биоаккумуляция
- 1.34 Наземное захоронение отходов
- 1.35 Геологическое захоронение отходов
- 1.36 Субдукционное удаление отходов
- 1.37 Remix & Return
- 1.38 Глубокое захоронение в скважинах
- 1.39 Горизонтальная утилизация буровых скважин
- 1.40 Утилизация отходов со дна океана
- 1.41 Трансмутация
- 1.42 Создание и развитие технологий трансмутации
- 1.43 Термоядерные реакторы и трансмутация
- 1.44 Повторное использование и утилизация
- 1.45 Космическая утилизация
- 1.46 Национальные планы управления
- 1.47 Монголия и ядерные отходы
- 1.48 Незаконный сброс отходов
- 1.49 Несчастные случаи
- 1.50 Утилизация радиоактивных материалов и радиационное облучение
- 1.51 Примеры аварий
- 1.52 Обнаружение ядерных веществ в Японии
- 1.53 Знаки предупреждения об опасности
- 1.54 Дополнительные ресурсы
- 1.55 Полный текст статьи:
- 2 Радиоактивные отходы – Arc.Ask3.Ru
Радиоактивные отходы
-
Радиоактивные отходы
- Радиоактивные отходы содержат радиоактивный материал и подразделяются на низкоактивные, среднеактивные и высокоактивные.
- Хранение и захоронение регулируются государственными органами для защиты здоровья и окружающей среды.
-
Переработка ядерного топлива
- Около 96% отработавшего ядерного топлива перерабатывается обратно в топливо.
- Оставшиеся 4% включают второстепенные актиниды и продукты деления.
- Вторичные актиниды и продукты деления утилизируются как отходы.
-
Хранение и захоронение
- Краткосрочные подходы включают разделение и хранение на поверхности или в приповерхностных слоях Земли.
- Захоронение в глубоком геологическом хранилище предпочтительно для длительного хранения высокоактивных отходов.
- Повторное использование и трансмутация используются для сокращения запасов высокоактивных отходов.
-
Природа и значение радиоактивных отходов
- Радиоактивные отходы состоят из радионуклидов, испускающих ионизирующее излучение.
- Радиоактивность снижается со временем, и все радионуклиды имеют период полураспада.
- Воздействие радиоактивных отходов может негативно влиять на здоровье из-за ионизирующего излучения.
-
Источники радиоактивных отходов
- Основные источники включают ядерный топливный цикл, медицинские и промышленные отходы, природные радиоактивные материалы.
- Ядерный топливный цикл включает добычу урана, обогащение и переработку.
- Побочные продукты обогащения включают обедненный уран, который хранится в виде UF6 или U3O8.
-
Использование урана и плутония
- Уран и плутоний используются в противотанковых снарядах и килях парусных лодок.
- Плутоний используется для получения смешанного оксидного топлива и разбавления высокообогащенного урана.
-
Состав и переработка отработавшего ядерного топлива
- Отработавшее топливо содержит продукты деления и актиниды, такие как уран-234, нептуний-237, плутоний-238 и америций-241.
- В США топливо обычно хранится, в других странах перерабатывается.
- Продукты деления удаляются и могут быть использованы повторно.
-
Долгоживущие радиоактивные отходы
- Актиниды в ОЯТ оказывают значительное влияние на долгосрочную кривую активности.
- Использование тория в топливе приводит к образованию U-233, что влияет на активность ОЯТ.
-
Проблемы распространения
- Уран и плутоний могут быть использованы для создания ядерного оружия.
- Плутоний реакторного качества содержит нежелательные примеси, которые трудно разделить.
- Высокоактивные отходы могут со временем стать “плутониевыми шахтами”.
-
Вывод ядерного оружия из эксплуатации
- Отходы при выводе ядерного оружия содержат альфа-излучающие актиниды, такие как Pu-239.
- Pu-239 распадается до U-235, который может быть использован для создания оружия.
-
Устаревшие отходы
- Многие объекты содержат радиоактивность из-за исторической деятельности.
- В США насчитывается 108 загрязненных участков, некоторые из которых могут быть очищены к 2025 году.
-
Радиоактивные медицинские отходы
- Медицинские отходы содержат бета- и гамма-излучатели.
- В диагностической ядерной медицине используются короткоживущие гамма-излучатели, такие как технеций-99м.
-
Утилизация радиоактивных отходов
- Многие радиоактивные отходы можно утилизировать, оставив их разлагаться на короткое время.
- Другие изотопы, используемые в медицине, имеют различные периоды полураспада.
-
Промышленные отходы
- Промышленные отходы могут содержать альфа-, бета-, нейтронные или гамма-излучатели.
- Гамма-излучатели используются в рентгенографии, а источники излучения нейтронов — в каротаже нефтяных скважин.
-
Природные радиоактивные материалы
- Вещества с естественной радиоактивностью известны как NORM.
- После обработки человеком они превращаются в TENORM.
- Основной источник радиации в организме человека — калий-40.
-
Уголь
- Уголь содержит небольшое количество радиоактивного урана, бария, тория и калия.
- Летучая зола угля вызывает больше опасений из-за попадания в атмосферу.
-
Нефть и газ
- Отходы нефтяной и газовой промышленности содержат радий и продукты его распада.
- Радон распадается с образованием твердых радиоизотопов.
-
Добыча редкоземельных элементов
- Добыча редкоземельных элементов приводит к образованию слаборадиоактивных отходов.
-
Классификация радиоактивных отходов
- Классификация варьируется в зависимости от страны и МАГАТЭ.
- В Великобритании 94% отходов — низкоактивные, 6% — отходы средней степени очистки, <1% — высокоактивные.
-
Отходы измельчения
- Урановые хвосты не обладают значительной радиоактивностью, но имеют длительный период полураспада.
-
Низкоактивные отходы
- Образуются в больницах, промышленности и ядерном топливном цикле.
- Включают бумагу, тряпки, инструменты и другие материалы с небольшим количеством радиоактивности.
-
Отходы средней степени очистки
- Содержат более высокие уровни радиоактивности, требуют защиты, но не охлаждения.
- Включают смолы, химический шлам и металлическую оболочку ядерного топлива.
-
Высокоактивные отходы
- Образуются в результате работы ядерных реакторов и переработки ядерного топлива.
- Включают отработавшие топливные стержни, содержащие уран и трансурановые элементы.
-
Глобальные масштабы
- Количество ВАО увеличивается примерно на 12 000 тонн в год.
- В 2010 году в мире хранилось около 250 000 тонн ядерных ВАО.
-
Проблемы захоронения высокорадиоактивных отходов
- Глубокое геологическое захоронение является основным долгосрочным решением.
- Ни один специальный гражданский полигон для хранения ВАО не функционирует.
-
Планы по строительству хранилищ
- Финляндия, Франция, Швеция, Канада и Республика Корея планируют строительство хранилищ.
- Швеция пользуется поддержкой местных жителей на 80%.
-
Трансурановые отходы
- Трансурановые отходы (TRUW) требуют особого обращения из-за длительного периода полураспада.
- В США утилизируются на экспериментальном заводе WIPP в Нью-Мексико.
-
Профилактика и управление отходами
- Поэтапный отказ от существующих реакторов в пользу реакторов четвертого поколения.
- Реакторы на быстрых нейтронах могут потреблять МОКС-топливо.
- Особую озабоченность вызывают долгоживущие продукты деления.
-
Методы захоронения отходов
- Глубокое геологическое хранилище, сухое хранение в бочках, утилизация в океане и другие методы.
- В США политика в области обращения с отходами нарушена.
-
Первоначальное лечение и иммобилизация
- Остекловывание и фосфатная керамика используются для придания отходам формы, устойчивой к разложению.
- Ионный обмен и Synroc также применяются для иммобилизации отходов.
-
Долгосрочное управление
- В США и других странах разрабатываются долгосрочные стратегии управления отходами.
- В Австралии началось строительство установки по переработке отходов Synroc.
-
Временные рамки и прогнозы
- Временные рамки обращения с радиоактивными отходами варьируются от 10 000 до 1 000 000 лет.
- Прогнозы ущерба для здоровья на такие периоды следует рассматривать критически.
- Практические исследования охватывают период до 100 лет.
-
Рекультивация и биоаккумуляция
- Водоросли показали селективность по отношению к стронцию.
- Исследования показали, что водоросли Scenedesmus spinosus могут быть полезны для биоремедиации.
- Изменение соотношения бария и стронция улучшает селективность по стронцию.
-
Наземное захоронение отходов
- Хранение в сухих контейнерах включает герметизацию отходов в стальном цилиндре.
- Метод относительно недорогой и может быть осуществлен на центральном объекте.
- Отходы могут быть легко извлечены для переработки.
-
Геологическое захоронение отходов
- В нескольких странах ведется процесс выбора глубоких хранилищ для высокоактивных отходов.
- Основная концепция заключается в поиске стабильной геологической формации и использовании горнодобывающей технологии.
- Цель — навсегда изолировать отходы от окружающей среды.
-
Субдукционное удаление отходов
- Метод предусматривает захоронение отходов в зоне субдукции.
- Метод описан как наиболее жизнеспособный и современный.
-
Remix & Return
- Метод заключается в смешивании отходов с хвостами обогащения урана.
- Преимущества включают рабочие места и облегчение цикла переработки.
- Не подходит для отработавшего реакторного топлива из-за присутствия высокотоксичных элементов.
-
Глубокое захоронение в скважинах
- Концепция захоронения отходов на глубину до 5 километров.
- Земная кора содержит природные радиоизотопы, которые уменьшают радиоактивность отходов.
- Метод требует значительных геологических исследований.
-
Горизонтальная утилизация буровых скважин
- Метод включает бурение скважин глубиной более 1 километра по вертикали и 2 километров по горизонтали.
- Испытания технологии проведены в 2018 и 2019 годах.
-
Утилизация отходов со дна океана
- С 1946 по 1993 год тринадцать стран использовали захоронение в океане.
- Подходы включают захоронение под стабильной абиссальной равниной и в зоне субдукции.
- Требуют внесения поправок в морское право.
-
Трансмутация
- Предлагались реакторы, потребляющие ядерные отходы и преобразующие их в менее вредные.
- Интегральный реактор на быстрых нейтронах был предложен, но отменен.
- Подкритические реакторы требуют дополнительной проработки.
- Трансмутация была запрещена в США в 1977 году, но возобновлена в ЕС.
-
Создание и развитие технологий трансмутации
- Создан ядерный исследовательский реактор Myrrha для трансмутации.
- В ЕС запущена программа ACTINET для промышленной трансмутации.
- США активно продвигают исследования в области трансмутации.
-
Термоядерные реакторы и трансмутация
- Термоядерные реакторы могут использоваться для трансмутации актинидов.
- Исследование показало, что 2-3 термоядерных реактора могут обеспечить производство минорного актинида.
- Лауреат Нобелевской премии Жерар Муру предложил методы для трансмутации ядерных отходов.
-
Повторное использование и утилизация
- Отработавшее ядерное топливо может быть использовано для производства активного ядерного топлива.
- Изотопы в ядерных отходах могут быть повторно использованы.
- Способ добычи углеводородов с использованием ядерных технологий.
-
Космическая утилизация
- Космическая утилизация удаляет ядерные отходы с планеты, но имеет существенные недостатки.
- Необходимы международные соглашения и надежные системы запуска.
-
Национальные планы управления
- Швеция и Финляндия продвинулись в захоронении ядерных отходов.
- Европейские ограничения на радиацию более жесткие, чем в США.
- В США предложен стандарт на срок более 10 000 лет, в 250 раз более разрешительный, чем европейский.
-
Монголия и ядерные отходы
- Монголия прекратила переговоры о переработке ядерных отходов после протестов граждан.
- Президент Монголии издал указ, запрещающий любые переговоры о хранении ядерных отходов.
-
Незаконный сброс отходов
- Власти Италии расследуют мафиозный клан Ндрангета за незаконное захоронение ядерных отходов.
- В 2008 году афганские власти обвинили Пакистан в незаконном захоронении ядерных отходов.
-
Несчастные случаи
- Произошли инциденты с ненадлежащей утилизацией и утечкой радиоактивных материалов.
- В Советском Союзе отходы в озере Карачай были разнесены пыльной бурей.
- В Италии материалы попадают в речную воду.
- Во Франции произошли многочисленные инциденты, включая утечку радиоактивного материала на заводе Areva.
-
Утилизация радиоактивных материалов и радиационное облучение
- Утилизация радиоактивных материалов в развивающихся странах часто приводит к радиационному облучению.
- Мусорщики и покупатели не знают о радиоактивности материала, выбирая его из-за эстетичности или ценности.
- Безответственность владельцев радиоактивных материалов и отсутствие нормативных актов способствуют радиационному облучению.
-
Примеры аварий
- В Гоянии произошла авария с радиоактивным мусором из больницы.
- Аварии при транспортировке отработавшего ядерного топлива с электростанций не имеют серьезных последствий из-за прочности контейнеров.
-
Обнаружение ядерных веществ в Японии
- В 2011 году Япония признала наличие ядерных веществ в отходах ядерных объектов.
- Япония начала переговоры с МАГАТЭ по поводу обогащенного урана и плутония в отходах.
- Фудзимура заявил, что большинство ядерных веществ были утилизированы, но вопрос все еще находится в стадии расследования.
-
Знаки предупреждения об опасности
- Символ трилистника для ионизирующего излучения.
- Символ радиоактивной опасности ISO 2007 для источников МАГАТЭ категорий 1, 2 и 3.
- Классификационный знак перевозки опасных грузов для радиоактивных материалов.
-
Дополнительные ресурсы
- Электронная библиотека Alsos – Радиоактивные отходы.
- Европейская группа по интересам Euridice.
- Ondraf/Niras, управление по обращению с отходами в Бельгии.
- Критический час: Остров Три-Майл, Ядерное Наследие И Национальная Безопасность.
- Агентство по охране окружающей среды – гора Юкка.
- Grist.org – Как рассказать будущим поколениям о ядерных отходах.
- Международное агентство по атомной энергии – Интернет-каталог ядерных ресурсов.
- Ядерный Files.org – Гора Юкка.
- Комиссия по ядерному регулированию – Радиоактивные отходы.
- Комиссия по ядерному регулированию – Расчет выработки тепла отработавшим топливом.
- Решения для удаления радиоактивных отходов.
- UNEP Earthwatch – Архив радиоактивных отходов.
- Всемирная ядерная ассоциация – Архив радиоактивных отходов.
- Беспокойство не может быть похоронено, когда накапливаются ядерные отходы.