6.2.2. Класифікація і оцінка відходів при добуванні і переробці радіоактивних руд.

Твердими відходами уранових копалень і кар'єрів є порожні породи (з фоновою або близькою до неї радіоактивністю), забалансові уранові руди, невживані попутні корисні копалини. По міжнародній класифікації, прийнятій МАГАТЕ, тверді відходи підрозділяють на 4 категорії і диференціюють по ступеню активності і виду випромінювання. Тверді відходи вважаються за радіоактивні, якщо:

• питома їх активність більша за 210⁶ Kі/кг для -активних речовин; більша за 210⁷ г-екв. радію/кг для -активних речовин;

• потужність експозиційної дози - випромінювання на відстані 0,1 м від поверхні більша за 1 мР/ч;

• рівні забруднення поверхонь перевищують 5  част ./(см²хв.) або 50 -част./(см²хв.), які визначаються на площі 100 см².

Основну масу твердих радіоактивних відходів складають хвости гідрометалургійних заводів. По хімічному складу тверда частка хвостів близька до початкової руди, з якої видалена основна кількість урану. Оскільки з урановим продуктом витягується не більше 15% загальної радіоактивності руди, яка переробляється, то активність хвостів не сильно знижується порівняно з початковою рудою. Із-за накопичення величезних мас хвостів і присутнього в них торію (²³⁰Th, період напіврозпаду 810⁴ лет), радію (²²⁶Ra, період напіврозпаду 0,1610⁴) і залишкового урану (період напіврозпаду сотні мільйонів років) ця радіоактивність залишається на практично нескінченний період часу.

Рідкі відходи уранових копалень є в основній масі дренованими підземними водами (до 2000 м³/доб.), а також слабоактивними стічними водами спецпралень і душових. Склад вод приведений в табл. 6.3. Істотну небезпеку представляють ізотопи урану, радію, торію, полонію і свинцю, накопичувані на ґрунті, в мулах, донних відкладеннях місцевої мережі гідрографії в результаті скидання неочищених шахтних вод. Загальна їх активність досягає 10-50 Бк/л, тоді як ГДК для водоймищ складає лише 0,111 Бк/л. Хвости гідрометалургійних заводів містять кількість води, рівну по масі твердій частці. Переробка кожної тонни руди дає більше 4 т рідких відходів. Як закриті, так і діючі хвостосховища, забруднюють навколишнє середовище шляхом витоку рідких відходів через греблю, підставу, системи утримання або ґрунт. Витоки рідких відходів з хвостосховищ уранових заводів в районі оз. Еліот в Канаді складають приблизно 0,25 м³/с. (табл. 6.4)

Рідкі відходи вважаються за радіоактивні, якщо вміст в них радіоактивних речовин перевищує допустимі концентрації, встановлені для питної води. По класифікації МАГАТЕ [10], рідкі радіоактивні відходи діляться на 5 категорій (табл. 6.5), але на практиці розрізняють 3 групи даних відходів: низькоактивні ^- (10^-9Ku/л), середньоактивні (10^-9 – 10 ^–5 Kі/л), високоактивні (10 ^–4 Kі/л і вище).

Загальною особливістю розробки уранових копалень є поступове збільшення радію в копальневих водах у міру відробітку родовища. Якщо природна концентрація радію в шахтних водах до початку розробки всього декілька сотих Бк/л, то при повному розвитку гірничих робіт зміст радію може досягати 5,5 Бк/л при ГДК = 0,185 Бк/л в копальневих водах при скиданні їх у водоймище і ГДК = 0,1 Бк/л у водоймищах.

Газоподібні відходи по ступеню радіоактивності ділять на 3 категорії:

1. 10^-10 Kі/м³; ці відходи зазвичай не обробляють;

2. 10^-1010^-6 Kі/м³; ці відходи фільтрують;

3. 10^-6 Kі/м³ ; обробляють різними методами.

В цілому забруднення повітря радоном і продуктами його розпаду поблизу заводів не перевищують допустимих норм. Підвищений вміст спостерігається біля складів і в цехах рудопідготовки.

Таблиця 6.3 - Хімічний склад рідких відходів уранових копалень [17]

Компонент	Концентрація, мг/л	Компонент	Концентрація, мг/л
Шахтні води (рН=6,8-7,5)
Уран природний	0,3-10,0	Залізо	0,5-1
226Ra	(5,0-10,0)10-11	Хлориди	2,0-300
222Rn	(5,0-100,0)10-11	Гідрокарбонати	20-400
Na і K	40-150	Сухий залишок	500-1000
Са	100-300
Mg	10-40
Стічні води спецпралень і душових (рН=8)
U	0,5-15,0	Нітрати	100-250
226Ra	(1,0-1,4) )10-10	Сухий залишок	3000
Сульфати	250-400

Таблиця 6.4 - Концентрації і швидкості витоку рідких відходів з басейну для хвостів уранових заводів на оз. Еліот (Канада) [17]

Радіонуклід	Концентрація, 3,710-2 Бк/л	Швидкість витоку 3,71010 Бк/год
238U	10-20	0,08-0,2
234U	10-20	0,08-0,2
230Th	1-20	0,008-0,2
226Ra	1-7	0,008-0,2
210Pb	4	0,03
210Po	5-30	0,04-0,2
232Th	1-5	0,008-0,04
228Th	1-3	0,008-0,02
228Ra	2	0,02

Таблиця 6.5 - Класифікація рідких радіоактивних відходів [17]

Категорія	Питома активність, А, Kі/л	Потреба в обробці	Умовне позначення
1	А10-9	Не переробляються	Голубий
2	10-9А10-6	Переробляються звичайними методами, без захисту	Чорний
3	10-6А10-4	Захист можливий	«
4	10-4А10-1	Захист необхідний	Червоний
5	101А	Необхідне охолоджування	«

Основна частка радіоактивної забрудненості навколо гідрометалургійних заводів належить аерозолям. Аерозолі випадають як на проммайданчиках (на окремих ділянках - до 40 Бк/(м²/доб.), так і на прилеглих територіях, забруднюючи їх довгоживучими ізотопами.

Найбільш небезпечним є забруднення навколишнього середовища хвостосховищами уранових підприємств. У таблиці. 6.6 наведені результати порівняльних розрахунків виходу радіоактивних аерозолів і радону по процесах переробки уранової руди і видалення відходів на моделі уранового заводу продуктивністю 1800 т руді в добу із змістом U₃O₈, який дорівнює 0,16%. [21]. Як видно з результатів розрахунків, вихід радіоактивних аерозолів при технологічних процесах зберігання, помелу, подрібнення руди і упаковки уранового концентрату (у останньому процесі, за виключенням ²³⁸U і ²³⁴U) набагато нижчий, ніж з хвостосховищ, особливо по радоновиділенню.

Вплив хвостосховищ на радіоактивне забруднення в рамках усього ядерного паливного циклу разом з дією АЕС і в сотні разів перевищує вплив гірничих робіт.

Таблиця 6.6 - Розрахунковий вихід радіоактивних аерозолів по різних процесах переробки і видалення відходів [21]

Радіонуклід	Вихід, 3,71010 Бк/рік
	З бункера для зберігання руди	При помелі і подрібненні руди	При сушці і упаковці уранового продукту	З хвостосховища
238U	0,001	0,0003	0,072	0,014
234U	0,001	0,0003	0,072	0,014
230Th	0,001	0,0003	0,004	0,19
226Ra	0,001	0,0003	0,0001	0,20
210Po	0,001	0,0003	0,0001	0,20
210Pb	0,001	0,0003	0,0001	0,20
222Rn	-	-	-	7000

Віддалені наслідки радіаційного впливу накопичуваних для тривалого зберігання відходів вивчені поки недостатньо. Проте відомо, що існує ризик як для персоналу підприємств, так і для населення, що проживає поблизу підприємств. Ризик росте при зменшенні відстані від житла до джерела впливу (ріс.6.4).

N

3

2

2 1

1

0

0,5 1 1,5 2 2,5, км

Рисунок 6.4. Залежність захворюваності (N - число випадків за рік з розрахунку на 10 тис осіб) раком легенів людей, що проживають поблизу хвостосховищ уранових гідрометалургійних заводів (США) від відстані: 1 - з різних причин; 2 - при впливі радону і його дочірніх продуктів з хвостосховища [17]