книги из ГПНТБ / Перцов Л.А. Ионизирующие излучения биосферы

Рудные отвалы в виде так называемых «хвостов» (грохоче­ ния и сортировки), а также отвальные породы от подготови­ тельных работ по химическому составу представляют исходную руду с пониженным содержанием урана. В этих отвалах урана

личество их с каждым годом увеличивается, и поэтому они ста­ новятся источником непрерывного загрязнения внешней среды, так как вследствие воздействия атмосферных условий из них вымываются радиоактивные элементы: уран, радий, полоний и др. [20].

Отходы гидрометаллургических заводов. На этих заводах осуществляются извлечение урана из руды и его концентриро­ вание.

Основными отходами гидрометаллургических заводов яв­ ляются рудные пульпы, состоящие из песковой и шламовой фракций. Твердая часть этой пульпы по химическому составу близка к исходной руде, из которой выщелочено основное ко­ личество урана и некоторое количество минеральных солей. Другие радиоактивные элементы, сопутствующие урану, почти полностью остаются в твердой части пульпы [15].

Представление о методах и стадиях обработки урановой руды, на которых происходит наибольшее образование радио­ активных отходов, можно получить из характеристик, приве­

рушаются, однако некоторые долгоживущие изотопы остаются и создают потенциальную опасность радиоактивного загрязне­

дов). Обычно песковая и шламовая фракции после нейтрализа­ ции объединяются и откачиваются в хранилище в виде общей пульпы.

Количество сбрасываемой пульпы для каждого уранового

в канализационную сеть в составе сбросных вод прачечных и ду­ шевых после их соответствующей очистки и доведения концент­ рации радионуклидов в сбрасываемой воде до уровня ПДК- В течение суток от прачечных и душевых образуется около 100— 300 т загрязненной воды, содержащей 0,5—15,0 мг/л урана и 0,1—0,14 нкюри/л радия.

Значительный удельный вес в жидких сбросах уранового за­ вода занимают так называемые чистые воды, т. е. воды, полу­ чаемые от охлаждения машин, холодильников, вакуум-насосов и другого оборудования. Примерная концентрация урана в та­ ких водах одного из заводов СССР определена в пределах 0,2— 1,0 мг/л, а радия 0,1 —1,0 пкюри/л [10].

С газовыми выбросами гидрометаллургических заводов по­ падают в воздушное пространство радиоактивная рудная пыль, радон, пыль урановых концентратов. Так, например, при измель­

воздуха. Значительное количество радиоактивных аэрозолей выбрасывается в атмосферу с выхлопными газами вакуум-насо­ сов, воздушных компрессоров.

Разбавляющая способность воздушного пространства неиз­ меримо велика, однако это не всегда предохраняет окружаю­ щую среду от вредного влияния газовых выбросов, так как рас­ пространение факела выбросов в атмосферу зависит от свойств самого факела, метеорологических условий, температуры возду­

оставшиеся примеси. Из полученных урановых соединений диф­ фузионным методом отделяют 2 3 5 U от 2 3 8 U , восстанавливают до металлического урана и подготавливают для прямого исполь­ зования в реакторе в качестве топливного материала. Операция очистки включает механические манипуляции с сухими порош­ ками соединений урана, поэтому возникает некоторая вероят­ ность попадания урановой пыли в окружающую среду.

Значительная концентрация радионуклидов содержится и в жидких отходах. На некоторых заводах приблизительный объем жидких отходов от переработки одной тонны уранового концент­ рата достигает нескольких сот кубических метров с макси­ мальной радиоактивностью порядка 25 мкюри/л [1].

Отходы газодиффузионных заводов. Обогащение урана изо­ топом 2 3 5 U завершается на специальных газодиффузионных за­ водах, где четыреххлористый уран, полученный на заводах по рафинированию, превращается в шестифтористый уран.

Схематично диффузионные установки такого завода пред­ ставляют собой камеру, разделенную пористыми перегородками

на соответствующие части. В одну часть подается под невысо­ ким давлением шестифтористый уран, который проникает че­ рез пористую перегородку в другую камеру с пониженным дав-

Промывные воды 0,1 т

Продукт

Урановый концентрат 2,0 кг

с 757,-ным содержанием урана

Рис. 35. Ориентировочная количественная харак­ теристика отходов урановых предприятий.

лением. Содержащиеся в газе (шестифтористом уране) моле­ кулы имеют различные массы (349 и 352), но характеризуются одинаковыми значениями средней энергии; поэтому более лег­ кие молекулы, содержащие 2 3 5 U , обладают большей скоростью, что приводит к большему проникновению их через пористую пе­ регородку.

В зоне пониженного давления камеры собирается обогащен­ ный легким изотопом продукт. Такая камера-сепаратор назы­ вается разделительной ступенью. Несколько разделительных ступеней, соединенных последовательно, образуют каскад. Обыч­ ный газодиффузионный завод содержит серию каскадов из не­ скольких тысяч разделительных ступеней.

На газодиффузионном заводе в Ок-Ридже количество сбра­ сываемого с газообразными отходами шестифтористого урана

скую обработку и очистку металла кислотами.

Урансодержащие отходы, образующиеся при этих операци­ ях, состоят из скрапа, сплавов, жидкостей, загрязненного ме­

нельзя выгодно переработать, разбавляют и сбрасывают в по­

ной и фтористоводородной кислот, содержащих некоторое коли­

ное загрязнение окружающей среды этими заводами, возмож­ ность случайного загрязнения все-таки полностью не исключена. Стружки и опилки урана, а также некоторые урановые сплавы являются пирофорами, т. е. самовоспламеняющимися вещества­ ми. В случае возникновения на этих заводах пожара в окружающую среду может попасть большое количество ак­ тивности.

Эксплуатационные отходы реакторов. Несмотря на то что

внутри реакторов концентрируется очень много продуктов деле­ ния, большинство реакторов выбрасывает во внешнюю среду лишь умеренные количества радионуклидов. Это обусловлено тем, что охлаждающая среда (теплоноситель) циркулирует по замкнутой системе и не покидает контуров, в которых она со­ держится. Однако иногда теплоноситель после прохождения через реактор возвращается во внешнюю среду.

При эксплуатации реакторов с воздушным охлаждением в атмосферу постоянно удаляется 4 1 Аг, который образуется в ре-

сотой 120 м метеорологическое перемешивание воздуха обеспе­ чивает безопасные уровни по всей площади периметра пред­ приятия.

Для предотвращения выброса радиоактивных аэрозолей из реакторов, охлаждаемых воздухом, последний перед поступле­ нием в реактор подвергают фильтрации. При этом удаляются

В реакторах с водяным охлаждением, для того чтобы пре­ дупредить накопление в воде продуктов нейтронной активации, ее подвергают очистке от твердых взвешенных частиц и раст­ воренных в ней минералов—деминерализации. Но тем не ме­ нее следы примесей в ней сохраняются, и после облучения в ак­ тивной зоне вода приобретает соответствующую активность. Поэтому в большинстве замкнутых охладительных систем для поддержания чистоты охладителя на требуемом уровне его под­ вергают непрерывной деминерализации. В некоторых системах часть охладителя сбрасывают в отходы, а для восполнения по­ терь производится подпитка контура свежей деминерализован­ ной водой.

На атомных кораблях основную долю эксплуатационных от­

борт производят несколько раз в месяц. Объем сброса в месяц

Отходы предприятий по регенерации ядерного топлива. На­ личие больших количеств продуктов деления в облученном топ­ ливе сильно усложняет процесс химической переработки и тре­ бует специальных мер по защите персонала и предотвращению загрязнения окружающей среды.

Поэтому перед отправкой отработанных твэлов на химиче­ ские заводы для регенерации топлива они выдерживаются в спе­ циальных бассейнах в течение времени, необходимого для рас­ пада короткоживущих радионуклидов. Вода бассейнов может за­ грязниться продуктами деления при нарушении целостности обо­ лочек твэлов, примесями, имеющимися на оболочках, пылью и другими материалами, попадающими в воду бассейна при раз­ грузке реактора.

В Чок-Ривере из бассейна выдержки еженедельно откачива­ ют 1900—3000 м3 воды, направляемой в небольшой пруд для фильтрации в землю [19]. Подсчитано, что с этой водой в пруд уже сброшено 2000 кюри 9 0 Sr и 100 г плутония. В бассейновых водах Р>рукхейвенской лаборатории основная активность принад­

ния окружающей местности. Эта опасность обусловлена высо­

При рассмотрении радиоизотопного состава отходов, образую­ щихся после регенерации ядерного топлива, необходимо иметь в виду и то, что в этой сложной смеси наряду с осколочными радионуклидами может содержаться некоторое количество тя­ желых изотопов: 2 3 7 Np, 2 3 8 Pu, 2 4 1 Am и 2 4 2 Cm. Присутствие этих «-излучателей в определенной мере увеличивает степень биоло­ гической опасности отходов.

.любой технологической операции, при которой были использо­

ной энергии сопровождается увеличением радиоактивных отхо­ дов, проблема их безопасного удаления из сферы биогенеза при­ обрела в настоящее время международное значение. В итоге напряженной исследовательской деятельности сформулированы следующие основные принципы захоронения радиоактивных от­ ходов:

потерь газообразных теплоносителей, таких, как С 0 2 или Не, радиоактивность летучего выброса может резко увеличиться, особенно за счет продуктов деления, поступивших из разгерме­ тизировавшихся твэлов [23].

При нормальной работе реактора на долю аэрозолей прихо­ дится примерно 0,1 % общей суммы радиоактивного выброса, осуществляющегося через специальную вытяжную трубу, обес­ печивающую должное рассеивание газа. Высота такой трубы на Первой атомной электростанции 100 м [28]. Экспериментальная проверка эффективности метода удаления радиоактивных отхо­ дов путем их рассеивания в атмосфере показала, что, как пра­ вило, такие вещества, как аргон или криптон, удерживаются в воздухе, не вызывая загрязнения ландшафта. В то же время другие аэрозоли, и в их числе иод, способны выпадать на почву. Последнему обстоятельству в значительной мере способствуют различные гидрометеорные осадки, интенсивные выбросы и не­ которые топографические условия местности. Из многолетнего

от 1 до 30 км вокруг заводов по химическому разделению изо­ топов, через вытяжные трубы которых в атмосферу вместе с другими летучими радионуклидами попадал и 1 3 Ч, показало, что радиоактивный иод содержится во многих животных и расте­ ниях. При этом наиболее высокий уровень накопления иода был обнаружен в тканях и особенно в щитовидной железе зайцев. Уровень накопления этого радионуклида у плотоядных живот­ ных, так же как и пресмыкающихся, оказался наименьшим. Всех обследованных животных по возрастающей степени накоп­ ления в тканях 1 3 Ч можно расположить в следующей последо­

Эти исследования, проведенные в районе Ханфорда, свиде­ тельствуют о том, что рассеивание радионуклидов в воздушном океане не всегда гарантирует защиту от радиоактивного загряз­ нения биогеоценозов, прилегающих к пункту выброса радиоак­ тивных газов. В тех случаях, когда технология выброса радио­ активных газообразных отходов недостаточно совершенна, в при­ земном слое воздуха будет находиться и 4 1 Аг. Так, при обычном режиме работы брукхейвенского уран-графитового реактора, в котором в качестве охладителя используется атмосферный воз­