11.2. Основные методы обращения с рао.

Регламентирующей основой при выборе способов обращения с РАО служат рекомендации Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ) и документы специальных органов в каждой стране, устанавливающие предельно допустимые уровни загрязнения природных объектов по каждому радионуклиду. В нашей стране это, прежде всего, Правила и нормы по ядерной и радиационной безопасности. В настоящее время обращение с РАО регулируют «Правила безопасности при обращении с радиоактивными отходами атомных станций НП-002-97» (ПНАЭ Г-14-41-97), утвержденные в 1997 г.

Радиохимические заводы по переработке ОЯТ должны удовлетворять следующим требованиям.

Газовые выбросы в атмосферу не должны содержать радионуклиды в количестве, превышающем предельно допустимое их содержание в приземном слое атмосферы при самых неблагоприятных метеорологических условиях.
Жидкие ВАО и САО должны быть переведены в форму, пригодную для их окончательного удаления в геологические формации и надежной изоляции от биосферы до полного обезвреживания в результате естественного распада радионуклидов.
Жидкие НАО перед их сбросом в гидросферу следует подвергать очистке от радионуклидов до уровней, исключающих превышение установленных ПДК для каждого радионуклида.

В настоящее время рассматривают четыре основных способы изоляции отходов, обеспечивающих предотвращение загрязнения биосферы радионуклидами:

хранение РАО на поверхности Земли;
захоронение РАО в глубинные геологические формации Земли;
удаление РАО в космос за пределы Земли;
трансмутация долгоживущих нуклидов в короткоживущие сжиганием в ядерных реакторах;

На практике в настоящее время применяется только первый способ и идет подготовка к надежному захоронению отвержденных РАО в геологических формациях после длительного, 40-50 лет хранения их на поверхности Земли в специальных хранилищах.

Удаление ВАО в космическое пространство обеспечивает их наиболее полную изоляцию от биосферы и человека, но связано с решением проблемы надежных запусков космических аппаратов с капсулами РАО. Любая авария при таких запусках и высокая стоимость выводимой в космос капсулы с РАО не позволяют пока использовать этот привлекательный способ.

Значительное развитие получает в настоящее время метод трансмутации высокоактивных минорных актиноидов, что отражено в многочисленных публикациях в отечественной и зарубежной литературе. Для эффективной трансмутации долгоживущих актиноидов необходимы потоки нейтронов с плотностью 10¹⁶ – 10¹⁷ нейтр./(см^2.с), которые пока недостижимы в реакторах.

Еще одним вариантом обращения с РАО является захоронение ОЯТ без его переработки на радиохимическом заводе. В этом случае объем РАО, подлежащих захоронению, возрастает и исключается возможность использования ПД и трансплутониевых элементов, а также возможность рецикла урана и плутония. Этот метод обращения с РАО интенсивно разрабатывают в США, Канаде, Германии и Швеции. В этих странах предусмотрено хранение ОЯТ в сухих контейнерах в течение продолжительного времени ~ 50 лет, затем упаковка ОЯТ в защитные чехлы и захоронение в геологических формациях на глубине 500 – 1000 метров под уровнем земли. Один из таких проектов осуществляется в настоящее время в Швеции. В 1985 году было сдано в эксплуатацию хранилище для топлива на полуострове Симпеварп в скальных породах на глубине 50 м для хранения ОЯТ в течение 40 лет. Далее в 2020 году предусмотрена сдача в эксплуатацию глубокого подземного хранилища для окончательного захоронения остывшего ОЯТ.

В соответствии с основными методами обработки РАО на рис.1. представлена принципиальная схема обращения с радиоактивными отходами, которой придерживаются основные страны, использующие ядерную энергетику.