Содержание
Введение……………………………………………………………………..2
Ядерные отходы и их классификация………………………………4
Проблемы, связанные с ядерными отходами……………………….6
Обращение с ядерными отходами……………………………………8
Заключение…………………………………………………………………..18
Список литературы…………………………………………………………..20
Введение
Радиационная обстановка на Земле за последние 60-70 лет подверглась существенным изменениям. В наши дни один ядерный реактор средней мощности производит 10 т искусственных радиоактивных веществ, большая часть которых, правда, относится к короткоживущим изотопам. Радиоактивные вещества и источники ионизирующего излучения используются практически во всех отраслях промышленности, в здравоохранении, при проведении самых разнообразных научных исследований.
За последние полвека на Земле образовались десятки миллиардов кюри радиоактивных отходов, и эти цифры увеличиваются с каждым годом. Особенно острой проблема утилизации и захоронения РАО атомных электростанций становится в настоящее время, когда наступает время демонтажа большинства АЭС в мире (по данным МАГАТЭ, это более 65 реакторов АЭС и 260 реакторов, использующихся в научных целях). Несомненно, что самый значительный объем РАО образовался на территории нашей страны в результате реализации военных программ на протяжении более 50 лет. Во время создания и совершенствования ядерного оружия одной из главных задач была быстрая наработка ядерных делящихся материалов, дающих цепную реакцию. Такими материалами являются высокообогащенный уран и оружейный плутоний. На Земле образовались самые большие наземные и подземные хранилища РАО, представляющие огромную потенциальную опасность для биосферы на многие сотни лет.
Вопрос обращения с радиоактивными отходами предполагает оценку различных категорий и методов их хранения, а также разные требования в отношении защиты окружающей среды. Целью ликвидации является изоляция отходов от биосферы на чрезвычайно длительные периоды времени, обеспечение того, что остаточные радиоактивные вещества, достигающие биосферы, будут в незначительных концентрациях в сравнении, например, с естественным фоном радиоактивности, а также обеспечение уверенности в том, что риск при небрежном вмешательстве человека будет очень мал. Захоронение в геологическую среду, широко предлагается для достижения этих целей.
Однако, существует множество разнообразных предложений относительно способов захоронения радиоактивных отходов, например:
Долговременное наземное хранилище,
Глубокие скважины (на глубине в несколько км),
Плавление горной породы (предлагалось для отходов, выделяющих тепло)
Прямое закачивание (подходит только для жидких отходов),
Удаление в море,
Удаление под дно океана,
Удаление в зоны подвижек,
Удаление в ледниковые щиты,
Удаление в космос
Некоторые предложения еще только разрабатываются учеными разных стран мира, другие уже были запрещены международными соглашениями. Большинство ученых, исследующих данную проблему, признают наиболее рациональную возможность захоронения радиоактивных отходов в геологическую среду.
Актуальность: в связи с развитием ядерной энергетики и ядерного оружия, происходит скопление радиоактивных отходов, это ядовитое наследство для 12 будущих поколений.
Цель: изучение проблем, связанных с накоплением ядерных отходов в мире.
Задачи:
1. Собрать информацию по данной теме.
2. Рассмотреть способы утилизации ядерных отходов.
Ядерные отходы и их классификация
В научно-техническом энциклопедическом словаре дается следующее определение ядерных отходов:
Ядерные отходы – это отработанные радиоактивные материалы из ядерных реакторов и иных производств, использующих радиоактивные вещества.
Ядерные отходы, отходы работы ядерных реакторов, содержащие радиоактивные вещества. После использования урана, плутония и других полезных продуктов деления атомных ядер остаются некоторые долговечные радиоактивные элементы, такие как цезий-137 и стронций-90.
Рис.1
Бочки для хранения ядерных отходов
Существуют три основных вида ядерных загрязнителей, и для каждого из них есть свой способ переработки:
1. Твёрдые ядерные отходы. Сюда входят одежда персонала и средства технического обслуживания (ветошь, тряпки, транспортная резина и тому подобное). Этот вид отходов ядерной промышленности сжигают в специальных печах, а пепел смешивают со специальным цементом. Полученные блоки запаивают в 200 литровые бочки и хранят.
2. Жидкие ядерные отходы. Это вода, используемая для мытья персонала и одежды, а также технологические растворы из системы теплоносителя или замедлителей. Данный вид отходов выпаривают, поступая в дальнейшем так же, как в пункте 1.
3. Отходы в виде составных элементов конструкций реактора, транспортные средства и технические средства контроля над ядерными процессами. Переработка этого вида отходов является самой дорогостоящей. Существуют два способа. Первый подразумевает консервацию всех конструкций реактора с помощью саркофага. Второй предполагает демонтаж оборудования с его частичной дезактивацией и последующей утилизацией по схеме пункта 1.
Также ядерные отходы можно разделить на высокоактивные, среднеактивные и низкоактивные отходы. Активность жидких отходов оценивают в Ки/л (1 Ки=3,7 млрд.Бк). При 10-5 Ки/л отходы считают низкоактивными, до 1Ки/л – среднеактивными, свыше 1Ки/л – высокоактивными. Твердые отходы относят к соответствующей категории по мощности экспозиционной дозы на поверхности, а также удельной активности альфа- и бета- излучений. Нижним пределом для них являются 2*10-7 Ки/кг для источников альфа-излучения (для бета-излучения); 1*10-8Ки/кг для источников гамма-излучения.
Низкоактивные отходы опасны только при попадании внутрь организма человека, среднеактивные и высокоактивные – и как источник внешнего облучения. Эти отходы образуются в основном на начальных стадиях ядерного топливного цикла. Сюда можно отнести различные ионообменные смолы от системы очистки воды, использованные дезактивирующие растворы, металлоконструкции, снятые с производства, инструмент, спецодежду, ветошь, бумагу и т. п.
К высокоактивным отходам относятся отработанное ядерное топливо (ОЯТ) и продукты его переработки.
2. Проблемы, связанные с ядерными отходами
Сотни миллионов тонн радиоактивных отходов, образующихся в результате деятельности атомных электростанций (жидкие и твердые отходы и материалы, содержащие следы урана) накопились в мире за 50 лет использования атомной энергии. При нынешнем уровне производства количество отходов в ближайшие несколько лет может удвоиться. При этом ни одна из 34 стран с атомной энергетикой не знает сегодня решения проблемы отходов. Дело в том, что большая часть отходов сохраняет свою радиоактивность до 240 000 лет и должна быть изолирована от биосферы на это время. Сегодня отходы содержатся во "временных" хранилищах, или захораниваются неглубоко под землей. Во многих местах отходы безответственно сбрасываются на землю, в озера и океаны. Что касается глубокого подземного захоронения – официально признанного в настоящее время способа изоляции отходов, то со временем изменения русла водных потоков, землетрясения и другие геологические факторы нарушат изоляцию захоронения и приведут к заражению воды, почвы и воздуха.
Многие ядерные державы пытаются сплавить низко- и высокоактивные отходы в более бедные страны, которые крайне нуждаются в иностранной валюте. Так, низкоактивные отходы обычно продаются из Европы в Африку. Переброска ядовитых отходов в менее развитые страны тем более безответственна, учитывая то, что в этих странах нет подходящих условий для хранения ОЯТ, не будут соблюдаться необходимые меры по обеспечению безопасности при хранении, не будет качественного контроля за ядерными отходами.
Ядерные отходы должны содержаться в местах (странах) их производства в накопителях длительного срока хранения, - считают специалисты, - они должны быть изолированы от окружающей среды и контролироваться высококвалифицированным персоналом.
Рис.2 Оценка объемов радиоактивных отходов в мире
Реактор, проработавший в среднем от 30 до 50 лет даёт такое количество заряженного радиацией вещества, что если рассчитывать себестоимость электроэнергии с учётом затрат на утилизацию, то цифры оказываются достаточно большими. Экологический вред при этом мы просто не в состоянии просчитать.