Размещение и хранение отходов
Независимо от того, остеклованы ли высокоактивные отходы после переработки, или они находятся в отработанных топливных сборках, ими необходимо распорядиться самым безопасным образом. Это означает, что после захоронения отходы не должны подвергаться каким-либо внешним воздействиям. Комитет по управлению радиоактивными отходами при Агентстве по ядерной энергии Организации экономического сотрудничества и развития (OECD) указал принципы геологического размещения радиоактивных отходов исходя из экологических и этических перспектив. При этом особенно подчеркивались интересы следующих поколений.
В 1995 году Комитет установил, что геологические хранилища для долгоживущих радиоактивных отходов должны изолировать их от биосферы в течение более нескольких сот лет, не исключая при этом возможности применения иных технологий, которые могли бы появиться на более поздних стадиях.
При этом учтено, что:
Выделенные радиоактивные отходы (или отработанное ядерное топливо) находятся в устойчивой и нерастворимой форме.
Эти отходы помещены в массивные сосуды из нержавеющей стали, или коррозионно-стойкие резервуары (стальные или медные).
Они геологически изолируются.
Конечное размещение высокоактивных отходов должно осуществляться с очень высокими гарантиями безопасности. Возникает вопрос, насколько мы можем быть уверены в долговременной безопасности? Чтобы это понять, вернемся к рис. 30 и 31. Из них можно сделать два важных вывода.
За время хранения от 10 до 1000 лет степень радиационной опасности уменьшается в тысячу раз и в последующем изменяется мало (рис.30). Это обусловлено тем, что почти все короткоживущие продукты деления распадаются за это время до незначительных концентраций. Малое количество очень долгоживущих изотопов вроде америция и нептуния не изменяют этот вывод. Поэтому 1000–летний срок хранения можно признать приемлемым с точки зрения безопасности биосферы. Это достаточно много с точки зрения длительности человеческой жизни, но очень мало в масштабах геологического времени, т.е. времени, в течение которого происходят значимые изменения в геологических структурах Земли. Поэтому опасные радиоактивные отходы размещаются в устойчивых геологических формированиях, где гарантировано безопасное хранение более 1000 лет. Даже время, необходимое для распада плутония, мало по сравнению с геологическими масштабами времени.
Из рисунка 31 следует, что по прошествии 1000 лет относительная радиоактивность отходов становится почти такой же, как и у урановой руды. При этом следует учесть, что связанные отходы, хранимые в устойчивых геологических образованиях глубоко под землей (до километра ниже уровня моря), не имеют никакого мыслимого шанса попасть в организм человека. С этой точки зрения даже обычная урановая руда имеет больше шансов выйти на поверхность земли и попасть в человеческий организм через пищевые цепочки. И это при том, что поверхностные залежи урана не считаются опасными, поскольку количества вредных веществ, которые могут попасть в наш организм, очень мало.
Большинство стран, имеющих собственные ядерные программы, активно ищут соответствующие места для размещения отходов. Цель такой работы в том, чтобы найти места размещения, обладающие множеством барьеров между местом захоронения и средой обитания человека. Некоторые из барьеров, как естественные, так и рукотворные, таковы:
Нерастворимая форма отходов.
Герметичное хранение в коррозионно-стойких емкостях.
Бетонирование отходов для исключения воздействия на них грунтовых вод и возможных разрушений при подвижках земной коры.
Размещение глубоко под землей (на глубине более 500 метров) в стабильных геологических структурах.
Обычно для размещения отходов выбирают два типа геологических пород: твердые кристаллические скальные породы, или залежи каменной соли. Такие места есть в нескольких странах. Подземные шахты под захоронение строят с помощью обычной горнодобывающей техники. Хранилища для резервуаров с радиоактивными отходами отделяют друг от друга или располагают на различных уровнях. Задачи инженерного проектирования, контроля температурных режимов и напряжений грунта осуществляют хорошо отработанными и проверенными в обычной геологии методами. Это обеспечивает выполнение подобных работ с очень высоким качеством и требуемым уровнем безопасности. Задачи обеспечения эффективной изоляции опасных материалов также не являются новыми; методы их решения хорошо отработаны.
Вопрос геологической стабильности земных пород очень важен для обеспечения долгосрочной целостности хранилища отходов. На земном шаре имеется множество геологических структур, которые устойчивы уже на протяжении более 4,5 миллиардов лет, и вероятность существенных смещений пород в течение периода хранения (более тысячи лет) для таких местах близка к нулю.
Хотя и предполагается, что глубокое геологическое размещение отходов атомной промышленности будет постоянным, будущие поколения их смогут использовать, если такая необходимость возникнет.
Чтобы окончательно оценить вредность и опасность радиоактивных отходов, сравним токсичность отходов атомной промышленности и ядовитых отходов, возникающих на современных индустриальных предприятиях каждый день. Например, мышьяк обычно находится в окружающей среде, входя в состав гербицидов. Ртуть есть в самом разном оборудовании, в том числе в люминесцентных лампах, которые так легко сломать, не обращая внимания на совершенно реальную опасность отравления. В отличие от отходов атомной промышленности мышьяк и ртуть имеют неограниченный срок токсичности. Даже достаточно широко используемые барий и хлор представляют гораздо большую опасность, чем отходы атомной промышленности (если учесть их реально используемые количества).
Можно утверждать, что придет время, когда хранение высокоактивных отходов будет совершенно безопасным. В момент извлечения из реактора радиоактивные отходы очень токсичны, но при этом: 1) их количество мало, 2) они не более опасны, чем другие, более знакомые нам, материалы. Несмотря на это, факт существования радиоактивных отходов породил синдром "где угодно, но только не у меня во дворе". При этом не учитывается, что методы безопасного их хранения разработаны как никакие другие. Мы с легкостью принимаем экономическую выгоду и пользу от современных технологий, но при этом предпочитаем чтобы кто-то другой имел дело с их отходами.