Классификация радиоактивных отходов

Технологическая система АЭС сконструирована и эксплуатируется таким образом, чтобы свести к минимуму утечку в окружающую среду радиоактивных веществ, так как ясно, что рано или поздно они окажут воздействие на человека. Однако обеспечить полную изоляцию образующихся на АЭС радионуклидов от биосферы не удается: любая атомная электростанция является источником поступления радиоактивных веществ в окружающую среду.

На каждой стадии ядерного топливного цикла имеются некоторые безвозвратные потери в виде жидких, газообразных или твердых радиоактивных отходов производства, которые по тем или иным причинам не могут быть возвращены в цикл. Специфика таких отходов в том, что их нельзя обезвредить, например, сжиганием или переводом в другие химические соединения, так как радиоактивные вещества в любом состоянии сохраняют свои радиоактивные свойства [3, c.345].

К числу радиоактивных относят все отходы, загрязненные радиоактивными веществами в количестве, превышающем установленные нормы и правила. Твердые отходы считают радиоактивными, если удельная МЭД на расстоянии 1 см от отходов составляет более 0,84 мР/(чкг) или удельная активность превышает, иКи/кг соответственно дляb-, a-активных и трансурановых веществ. Жидкие отходы считают радиоактивными, если содержание в них отдельных нуклидов или их смесей превышает допустимые концепции ДК_Б для воды.

В зависимости от удельной активности твердые, жидкие и газообразные радиоактивные отходы принято разделять на три категории. Твердые отходы относят к соответствующей категории исходя из мощности экспозиционной дозы на поверхности, а также удельной активности a- и b-излучения. Жидкие отходя классифицируются так: низкоактивные - менее Бк/л, среднеактивные - отдо Бк/л и высокоактивные - больше Бк/л. [2, с. 196]. Низкоактивные отходы опасны только при попадании внутрь организма человека, среднеактивные - и как источник внешнего облучения. Отходы третьей категории настолько радиоактивны, что требуют не только мощной защиты, но и охлаждения в течении длительного времени. Отходы низкой и средней удельной активности образуются в основном на начальных стадиях ядерного топливного цикла. Отходы высокой удельной активности появляются в процессе радиохимической переработки отработавшего топлива. Чаще всего термином “отходы высокой удельной активности” обозначают раствор продуктов деления в азотной кислоте, полученный во время первого цикла экстракции урана и плутония. В таком растворе содержится более 99% продуктов деления, примерно 0,5% плутония, накопившегося в твэлах, и почти целиком другие трансурановые элементы. В настоящее время практически во всех странах призвана оптимальной следующая схема переработки высокоактивных отходов [2, с. 197]:

1. хранение в жидкой форме для снижения остаточного тепловыделения;

2. отверждение выдержанных жидких отходов и временное хранение в контролируемых условиях;

3. окончательное захоронение отвержденных отходов в стабильных геологических формациях.

Таблица 1. Количество и активность радиоактивных отходов ядерного топливного цикла [2, c.198].

Отходы	Объем, м3	Активность, Бк
Рудный отвал после выщелачивания	42000	1,9
Отходы, содержащие трансурановые элементы:
высокоактивные отходы (отвержденные)	3,1	6,4
оболочки твэлов (прессованные)	2,7	7,4
среднеактивные твердые отходы (непрессованные)	140	4,5
низкоактивные твердые отходы (непрессованные)	480	1,8
Отходы, не содержащие трансурановых элементов:
радиоактивные благородные газы	0,01	9
йод	0,05	3,7
14С		7,4
тритий (отвержденный)	0,35	7
низкоактивные твердые отходы (непрессованные)	2400	7,4

В таблице 1. приведено годовое количество различных отходов ядерного топливного цикла в расчете на работу одного водо-водяного реактора электрической мощностью 1000 Мвт. Обращает на себя внимание чрезвычайно высокий уровень радиации высокоактивных отходов регенерации при их относительно малом объеме. Ожидается, что к 2000 году суммарная активность отходов высокой удельной активности достигнет 10²² Бк. Во многих странах мира в настоящее время проводятся исследования, направленные на разработку безопасного обращения с радиоактивными отходами, однако без преувеличения можно сказать, что эта стадия - одна из самых важных и пока малоизученных в ядерном топливном цикле [2, с.181].

По мере внедрения в различные отрасли промышленности, сельского хозяйства, медицины и науки радиоактивных нуклидов и приборов, использующих ионизирующие излучения, увеличивается количество радиоактивных жидких и твердых отходов. Их удаление и захоронение становится проблемой. Развитие всех отраслей атомной промышленности, особенно радиохимической, делает особенно важным надежное и экономическое решение проблемы переработки и захоронения радиоактивных отходов [3, с.345].

Отходы высокой активности, как правило, - это отходы радиохимических заводов переработки высокоактивных облученных твэлов ядерных реакторов ( от промышленных, производящих плутоний, до энергетических, вырабатывающих электрическую энергию).

При эксплуатации АЭС образуется сравнительно мало высокоактивных твердых и жидких отходов. Однако намечаемый рост производственных мощностей АЭС требует решения проблемы длительного и надежного захоронения высокоактивных отходов и собственно АЭС. Жидкие радиоактивные отходы АЭС подразделяют на две группы. Первая - вода первого контура, направляемая на очистку и вновь возвращаемая в контур. К очистке этой воды предъявляются такие же требования, как и к очистке исходной воды первого контура. Вторая - это вода выдержки твэлов, биологической защиты, транспортных каналов; обмывочные воды, образующиеся при дезактивации помещений и оборудования; вода специальных прачечных, предназначенных для дезактивации одежды, обуви; вода санитарных пропускников. Газообразные радиоактивные отходы, образующиеся на АЭС и попадающие в сбросной воздух, подвергают выдержки в газгольдерах и специальной очистке на фильтровальных установках [3, c.346].

Радиоактивные жидкие отходы радиохимических заводов, регенерационных заводов и специальных установок ( перерабатывающих твэлы энергетических реакторов ) содержат практически все радиоактивные нуклиды, образующиеся в ядерном топливном цикле. После отбора, выделения необходимых радиоактивных нуклидов на радиохимических заводах образуется значительное количество радиоактивных сбросных растворов. Так, общий объем жидких высокоактивных отходов радиохимических заводов в Ханфорде, Саванна-Ривер и Айдахо-Фолс (США) по состоянию на 1 июля 1967 г. составлял около 265 000 м³. Причем такое количество образовалось в результате химической переработке твэлов только промышленных ядерных реакторов. Все это свидетельствуют об остроте вопроса по захоронению радиоактивных отходов, особенно высокоактивных [3, c.349].