3. Хранение и обезвреживание радиоактивных отходов.

Количество и объемы средне- и низкоактивных РАО чрезвычайно велики. Предполагается., что к 2000 г, в России их накопится около 1,5млн м³, в США — около 3,6 млн м³.

Почти 98,5% ядерного топлива АЭС идет в отходы, представляю­щие собой радиоактивные продукты расщепления (плутоний, цезий, стронций и т.д.), которые нельзя уничтожить, а можно лишь вечно хранить на спецскладах.

Еше более опасные последствия имеют место в случаях катастроф и аварий на атомных объектах и предприятиях.

Крупная авария произошла в 1957 г. в Челябинской области на ра­диохимическом заводе по переработке ядерного топлива и извлечения плутония для ядерных бомб. Этот завод с 1949 г. сбрасывал РАО в от­крытые водоемы, в частности, в озеро Карагай поступило 120 млн кюри (1Ки=3,7-10^шБк), что в два раза больше, чем в результате катастрофы в Чернобыле.

В дальнейшем для жидких РАО были изготовлены бетонные емкости с покрытием из нержавеющей стали. Однако именно в них про­изошел взрыв с выбросом 2 млн кюри. Облако прошло на север, оставив радиоактивный след длиной 105 км и шириной до 8 км. Из зараженной зоны переселили 17 тыс. жителей. Ликвидация следа производится до сих пор.

В системе МО РФ очень острой стала проблема нейтрализации РАО, которые образуются в процессе эксплуатации и ремонта, а так­же вследствие вывода из боевого состава атомных подводных лодок (АПЛ) 1 и 2-го поколений. Уже сейчас на Северном флоте, напри­мер, скопилось около 90 АПЛ с выслужившими свой срок реактора­ми. Всего же в пяти ядерных флотах мира (США, Россия, Китай, Англия и Франция) в 1990—1995 гг. предполагалось списать 190 реак­торов. При плановом сроке отстоя активных зон реакторов до 5—6 лет некоторые установки находятся в этом режиме от 7 до 14 лет. При этом специалисты отмечают, что ВМФ не хватает хранилищ для РАО, а имеющиеся находятся далеко не в лучшем состоянии.

Захоронение и обеззараживание РАО:

Свалки РАО в морях, в том числе и российских, возникли вслед за появлением атомного флота у ряда стран. Сбросы РАО, начавшиеся уже в 1959 г., продолжались систематически вплоть до 1992 г. в некоторых районах Балтийского, Баренцева, Белого, Карского, Охотского и Японско­го морей, а также в прибрежных водах архипелага Новая Земля и полуострова Камчатка.

По сводным данным (В.В. Догуша, 1995 г.), в период с 1964 по 1991 г. в северных морях затоплено 4900 контейнеров с твердыми РАО низкой и средней степени активности. У восточных берегов России, в Японском и Охотском морях за 1986—2000 г. было захоронено 6868 контейнеров со средне- и низкоактивными твердыми РАО, а также 38 судов и более 100 крупногабаритных обьектов. Их суммарная активность оценивается спе­циалистами в 22,2 тыс. кюри. За 30 лет эксплуатации атомного флота в экосистемы северных морей поступило около 100 тыс. м³ жидких РАО с активностью более 24 тыс. кюри.

Общее количество РАО, сброшенных в море США только в 1946— 1970 гг. составило более 86 тыс. контейнеров с суммарной радиоак­тивностью около 95 тыс. кюри. В 1971 — 1983 г.г. РАО предприятий военной и мирной атомной промышленности регулярно сбрасывали в морс Бельгия, Англия, Нидерланды и Швейцария, эпизодически — Франция, Италия, ФРГ, Швеция, Япония, Южная Корея. Под­считано, что всего за 1967—1992 г. в Атлантическом океане оказалось 94603 т РАО, размещенных в 188188 контейнерах, обшей активностью более I млн кюри.

К настоящему времени выработаны (К.М. Сытник и др.) следу­ющие технологии захоронения РАО;

1) для больших количеств высо­коактивных РАО — концентрирование и последующее хранение (по-средством остекловьщания, бетонирования и складирования в глубо­ких шахтах); 2) для небольших количеств высокоактивных РАО — извлечение долгоживущих изотопов с высокой токсичностью (ядови­тостью) перед удалением остаточной активности;

3) для отходов сред­ней степени активности — хранение до достижения распада коротко-живущих изотопов и последующее рассеивание в той или иной среде:

4) для относительно небольших количеств слабоактивных отходов — разбавление (например, водой) и последующее рассеивание.

1. Захоронение в изолированном виде (в капсулах). Технология состоит в переводе РАО в стекловидное состояние (путем заливания жидким стеклом), смешении с цементом или в заключении остеклованной массы в коррозионностойкие контейнеры, которые способ­ны выдержать большое внешнее давление. После этого их сбрасыва­ют на большие глубины. Англичане замуровывают отходы в бочки и сбрасывают в море. В Рос­сии для захоронения, как правило, используют так называемые водные линзы. В них закачивают в жидком виде не только радиоактивный строн­ций и цезий, но и плутоний-239, период полураспада которого состав­ляет 24 тыс. лет. Если за эти тысячелетия герметичность линзы нарушит­ся, последствия будут катастрофическими.

2. Захоронение малоактивных РАО в предварительно разбавлен­ ном виде. Для тою, чтобы радиоактивность отходов, попавши в морскую среду, быстро убывала, сброс их рекомендовано осуществ­лять во время движения судна и желательно под винт. Ныне законо­дательство России запрещает подобное захоронение.

3. Длительное хранение высокоактивных РАО. Хранение высокоак­тивных жидких отходов (обычно это водные азотнокислые растворы) осуществляется в баках из нержавеющей стали с двойным дном, объ­емом от нескольких десятков до нескольких сотен кубометров. Уста­навливают их в бетонных камерах, а для того, чтобы предотвратить возможный взрыв скапливающегося водорода, резервуар непрерыв­но продувают воздухом. Отработанный воздух в дальнейшем очища­ют от радиоактивных аэрозолей в специальных фильтрах.

Содержимое некоторых баков постоянно перемешивают, так как выпадение твердых частиц, например плутония или урана, может привести к накоплению критической массы и, следовательно, ини­циировать ядерный взрыв. Выпадение же в осадок радиоактивных солей другой природы может способствовать резкому повышению тем­пературы и также породить взрыв, но уже тепловой, с выходом ра­диоактивности в окружающую среду.

Современное хранилище высокорадиоактивных отходов состоит из вертикальных шахт, горизонтальных штреков (коридоров) и соб­ственно помещений для захоронений, сооружаемых, например, в соляных породах на глубине порядка 600 м. В полу помещения бу­рятся шурфы для хранения канистр с растворами отходов высокой удельной активности (ОВУА). Между шурфами необходимо выдер­живать расстояние от 10 до 50 м. Причиной такого разнесения ка­нистр друг от друга является их сильное тепловыделение; нарушение режима последнего может привести к катастрофе.

4. На Западе (США, Франция) прорабатывалось несколько проек­тов долговременных хранилищ ОВУА, включая и довольно экзоти­ческие. Один из них связан с запуском тяжелых ракет, загруженных высокоактивными отходами, в сторону Солнца, с последующим их уничтожением. Однако следует помнить, что, согласно статистике, до 2% запусков ракет заканчиваются их авариями в пределах атмосфе­ры. Подобная катастрофа, естественно, обернется тяжелейшими последствиями, соизмеримыми с чернобыльской. В США ведутся длительная дискуссия и поиск мест для размещения двух грандиозных хранилищ для РАО на период до 10 тыс. лет. Они будут размешаться на глубине 300 — 1000 м в местах, не подверженных землетрясени­ям. Стоимость указанного проекта оценивается в 27 млрд дол.

На территории России суммарная активность незахороненных радио­активных отходов, по некоторым оценкам, превышает 4 млрд Ки. В Рос­сии есть 15 полигонов для захоронения, центры по утилизации отходов (Чслябинск-65, Красиоярск-26).

Аварии с выбросом радиоактивных веществ, которые имели место на ПО «Маяк» на севере Челябинской области, привели к образованию под озером Карагай «линзы» из радиоактивных рассолов, которая движется в направлении реки Теча со скоростью 80 м в год. Если эти соли попа­дут в водные объекты, то может быть загрязнена значительная террито­рия Западной Сибири и затем Ледовитый океан. Подобная ситуация сло­жилась и в бассейне Оби в Томской области в результате деятельности Сибирского химического комбината.

В Карском море были затоплены ра­диоактивные отходы с умеренной радиоактивностью почти 2,5 МКи, что позволило считать Карское море потенциально опасным районом Миро­вого океана. Опубликованные данные послужили толчком для более де­тальных исследований.

Согласно российскому законодательству, отходы, образующиеся в Процессе переработки иностранного отработанного ядерного топлива, Должны быть отправлены обратно — в ту страну, из которой они посту­пили. Эчхэ является мощным сдерживающим факторов для любой страны, желающей избавиться от этого вида высокоактивных отходов, а также для коммерческой деятельности.

РАДИАЦИОННАЯ СИТУАЦИЯ В РФ

Радиоактивное загрязнение приземного слоя атмосферы

За пределами загрязненных в результате Чернобыльской аварии территорий средние концентрации в воздухе таких радионуклидов, как цезий-137 и стронций-90, составляли соответственно 6,0410-7

Содержание радионуклидов в атмосферных выпадениях на загрязненных территориях Европейской части России также существенно превышало среднее по стране в 10 раз.

В районах, расположенных в зоне влияния ПО "Маяк" на Южном Урале, выпадения цезия-137 из атмосферы в течение 1994 г. были в 50-100 раз больше, чем в среднем по стране.

Радиоактивное загрязнение местности

1. В Европейской части России - это территории, загрязненные в результате аварии на Чернобыльской АЭС, где основным радионуклидом является цезий-137.

2. На Южном Урале - это районы, примыкающие к ПО "Маяк", и Восточно-Уральский радиоактивный след, образовавшийся в результате аварии на этом предприятии в 1957 г. и вследствие ветрового разноса радиоактивных аэрозолей пересохшего технологического водоема №9 ПО "Маяк" (оз. Карачай) в 1967 г.

3. На территории, попавшей под радиоактивные выпадения в результате аварии на Сибирском химическом комбинате (СХК).

Радиоактивное загрязнение водных систем

1. В водах рек, протекающих по загрязненным территориям Европейской части России, наблюдались повышенные концентрации цезия-137 и стронция – 90.

2. На Южном Урале в р.Теча, куда в 40-50-х гг. производились сбросы жидких радиоактивных стоков ПО "Маяк", концентрации стронция-90 в речной воде в 100-1000 раз превышали фоновые.

3. Уровни загрязнения морской воды стронцием-90 также не изменились по сравнению с 1993 г. В водах Каспийского, Охотского, Карского и Баренцева морей, а также в водах Тихого океана, омывающих берега Камчатки, концентрация стронция-90 колебалась в пределах (0,03-0,6)410-12 Ки/л.

Радиоактивные отходы

Предприятия Минатома России, на которых сосредоточены радиохимические производства (ПО "Маяк", Сибирский химический комбинат, Горно-химический комбинат), продолжают оставаться потенциальными источниками радиоактивного загрязнения прилегающих территорий. В ходе их эксплуатации накоплено большое количество жидких и твердых радиоактивных отходов, суммарная активность которых достигает 1,5 млрд. Ки. Особую озабоченность вызывает сосредоточение средне- и низкоактивных жидких отходов в открытых водоемах- хранилищах радиоактивных отходов на указанных предприятиях. В оз.Карачай. служившем до последнего времени приемником среднеактивных отходов, находится около 120 млн.Ки активности, преимущественно за счет стронция-90 и цезия-137. В каскаде промышленных водоемов, созданных в пойменной части верховьев р. Теча после прекращения сбросов в нее отходов радиохимического производства, накоплено 350 ,- млн. мЗ загрязненной воды, являющейся по сути своей низкоактивными отходами с суммарной активностью около 200 тыс. Ки. Наличие поверхностных водоемов-хранилищ жидких отходов приводит к проникновению радиоактивных веществ в грунтовые и подземные воды. Под оз. Карачай сформировалась линза загрязненных подземных вод объемом около 4 млн. мЗ и площадью до 10 км2. Скорость пространственного перемещения загрязненных подземных вод достигает 80 м/год. Существует возможность проникновения этих вод в другие водоносные структуры и выноса радионуклидов в гидрографическую сеть.

В настоящее время на 29 энергоблоках АЭС страны хранится 140 тыс. мЗ жидких отходов общей активностью 29 тыс. Ки, 8 тыс. мЗ отвержденных отходов активностью 2 тыс. Ки и 120 тыс. мЗ твердых отходов (оборудование,строительный мусор).

К настоящему времени в хранилищах пунктов накоплено около 200 тыс. мЗ отходов общей активностью около 2 млн. Ки.

К настоящему времени из эксплуатации выведено 121 АПЛ (СФ -70,ТОФ - 51), активные зоны выгружены на 42 ПЛА (СФ - 18, ТОФ - 24). В большинстве случаев отработавшее топливо находится в реакторах 15 и более лет.

В составе выведенных из эксплуатации АПЛ - 4 лодки с аварийными реакторами, способы утилизации которых до сих пор не разработаны.

Хранилища отработавшего ядерного топлива Мурманского морского пароходства (плавтехбазы "Лотта", "Лепсе" и "Имандра"), береговые и * плавучие хранилища ОЯТ ВМФ - 4 береговых технических базы (БТБ) и 9 плавучих (ПТБ) - полностью загружены.

Влияние малых доз радиации на здоровье детей.

Воздействие различных видов ионизирующего излучения в больших дозах вызывает соматические эффекты у облученного индивидуума и генетические эффекты у потомства. Соматические эффекты подразделяются на ранние — нестохастические и поздние — стохастические. К нестохастическим эффектам относят развитие острой и хронической лучевой болезни, местные радиационные поражения (лучевые катаракта, ожоги), функциональные и морфологические изменения органов и систем. Стохастические эффекты включают развитие лейкозов, новообразований различной локализации и врожденной патологии, обусловленной тератогенным влиянием радиации на плод.

Не стохастические эффекты. Облучение в малых дозах радиации не вызывает острой и хронической лучевой болезни, а также местных радиационных поражений. Влияние допороговых доз на функциональное состояние и морфологию органов во многом зависит от величины дозы. При дозах, близких к пороговым (50—100 бэр общего облучения), возможны следующие соматические эффекты.

1.В костно-мышечной системе происходит замедление роста, зависящее от возраста в момент облучения (чувствительность к облучению обратно пропорциональна возрасту ребенка.

2. Сердце: также является радиорезистентным органом в отличие от сосудистой системы, которая реагирует на радиационное воздействие развитием синдрома вегетососудистой дистонии, связанным с повышенной возбудимостью высших вегетативных отделов нервной системы, вызывающей изменения в нейрогуморальных механизмах регуляции гемодинамики.

3. Морфологических изменений ЦНС, как правило, не отмечается, но возможно замедление созревания высших отделов головного мозга, что отрицательно сказывается на психическом развитии ребенка.

4. Желудочно-кишечный тракт поражается одним из первых при облучении в дозе свыше 100 бэр, но практически не страдает при допороговом лучевом воздействии.

5. Наиболее радиочувствительными элементами организма являются кроветворные клетки. При одномоментном облучении в дозе 50—100 бэр могут происходить нерезко выраженные изменения гемограммы (снижение количества тромбоцитов, лейкоцитов, эритроцитов). При хроническом облучении в суммарной дозе 50—100 бэр возможно развитие нарастающей нейхтропении, лимфоцитопении, тромбоцитопении, реже анемии.

6. Общее облучение до 100 бэр не вызывает изменений деятельности эндокринных желез. Локальное воздействие на щитовидную железу дозы 30—200 бэр может вызвать функциональные изменения, а дозы свыше 200 бэр — такие заболевания, как узловой зоб, аутоиммунный тиреоидит, приобретенный гипотиреоз, рак щитовидной железы.

В то же время у детей встречаются различные отклонения в состоянии здоровья. В настоящее время не установлена их прямая связь с радиоактивным воздействием. У большинства детей выявляются различные заболевания: хронический тонзиллит, хронические воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта (хронический гастродуоденит, хронический холецистохолангит), множественный кариес, гиперплазия щитовидной железы I—II степени без нарушения ее функции, расстройства вегетативной нервной системы (вегетососудистая дистония, астеновегетативный синдром). Для детей раннего возраста характерно наличие рахита, паратрофии, аллергодерматозов.

Стохастические эффекты. Увеличение числа онкологических заболеваний (и соответственно их проявлений в клинической практике) возможно через 2—4 года после облучения. Лейкозы являются одним из наиболее характерных радиационных стохастических эффектов. Не отмечено четкой зависимости увеличения частоты лейкозов, связанных с радиационным воздействием, у детей, проживающих вблизи ядерных производств и полигонов, и у взрослых участников ядерных испытаний. Среди детей, облученных в период внутриутробного развития в Хиросиме и Нагасаки, также не обнаружено повышенной склонности к заболеванию раком. При этом существует риск увеличения случаев лейкозов у детей, отцы которых работают на ядерных производствах. Отсутствует в настоящее время рост лейкозов или сблидных опухолей у детей из радиационого загрязненных областей.