ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ, ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В РОССИИ

В условиях современного мира природная среда подвергается непрерывному загрязнению, иногда эти процессы носят глобальный характер. Одним из источников загрязнения являются радиоактивные отходы.

Радиоактивные отходы (далее РАО) содержат радиоактивные изотопы химических элементов и не несут никакой практической ценности, также нередко в литературе их называют ядерными отходами. В их число входят объекты, в которых содержание радионуклидов превышает критерии описанные в нормативных актах, это могут быть растворы, газообразные среды, аппаратура, изделия, грунт и многое другое. Процесс образования радиоактивных отходов и обращения с ними (промежуточное хранение, транспортировка и т.д.) представлен на схеме 1.

Cхема 1. Процесс обращения с радиоактивными отходами.

РАО образуются при использовании установок ядерного топливного цикла, атомных электростанций, исследовательских реакторов, критических стендов, сильных источников ионизирующего излучения, судов с ядерными энергетическими установками и другими радиационными источниками, также при использовании изотопной продукции в научно-исследовательских организациях, народном хозяйстве, а также в медицине.

Основными радиоактивными загрязняющими веществами являются Йод-131, Стронций-90, Цезий-137, Кобальт-60 и Америт-241, период полураспада этих веществ Йод-131 около 8 суток, Стронций-90 - 28,8 года. Америций-241- 433 года.

Каждый из этих элементов является результатом конкретной реакции и определенного технологического процесса, то есть имеют свой источник происхождения.

Большее количество таких отходов накапливается в процессе создания ядерного оружия. На основе оборонных объектов был создан ядерный топливный цикл, в результате этого Российская Федерация является страной, которая обладает всеми элементами ядерного топливного цикла. В такие элементы входят добыча, обогащение урановых руд, изготовление ядерного топлива, изготовление изотопной продукции, переработку отработавшего ядерного топлива и обращение с РАО. Большая часть от основного количества РАО в России сформировалось при развитии атомной промышленности, при этом ведущая численность РАО (97% от общего по ядерному топливному циклу) накоплено на производственном объекте "Маяк", а также на Горно-химическом комбинате и Сибирском химическом комбинате[3]. Общий объем накопленных в России РАО составляет 6,5×10⁶ м³ с суммарной активностью 1,5×10⁹ Ки.  Как видно из диаграммы 1, лидирующую позицию по объему хранилищ заминают Соединённые Штаты Америки.

Диаграмма 1.Отношение объемов хранилищ РАО

В настоящее время основная численность РАО появляется в результате переработки отработавшего ядерного топлива.

Из этого можно заключить, что в Российской Федерации действует комплекс объектов использования атомной энергии, которые к данному времени накапливают РАО различного вида. Важнейшим условием развития атомной промышленности служит решение проблем безопасной эксплуатации РАО.

Взаимодействие с радиоактивными отходами проявляется разносторонней и довольно крупной проблемой. При ее решении необходимо принимать во внимание некоторые факторы, в том числе и возможное повышение себестоимости продукции или услуг предоставляемыми предприятиями вследствие представления лучших правил хранения и обращения с РАО, использованию специальных технологий по обращению с РАО, многообразностью методов обращения с РАО, с учетом их удельной активности, физико-химического состава, радионуклидного состояния, объема, токсичности, и условий по надежному хранению, захоронению и утилизации.

Ядерные отходы, о которых пойдет речь в этой статье, это отработанное ядерное топливо АЭС. Более опасным видом радиоактивных отходов является атомная бомба. РАО во многих странах мира хранятся в специализированных хранилищах, способ их захоронения точно не установлен, этот процесс чрезвычайно сложен, так как отработанное ядерное топливо сохраняет смертельный уровень излучения в течении многих сотен лет. В США, например, ни один штат не желает, чтобы государственное захоронение размещали на территории штата [4]. Это приводит к политическим играм, вследствие которых подходящие площади для захоронения отходов были вычеркнуты из списков. Возможно предположить, что неприятным примером стало произошедший инцидент в 1979 год. Соединённые Штаты были завалены невероятным количеством РАО, которые образовались за десятилетия военной ядерной программы. Все это происходит, потому что у страны нет таких мест, где такие РАО могли бы безопасно храниться на постоянной основе.

После этого Правительство Соединенных Штатов обратилось за помощью к штату Нью-Мексико. И в 1979 году конгресс выдал разрешение на строительство комплекса WIPP (Waste Isolation Pilot Plant) в соляных пластах рядом с Карлсбадом (приступил к работе в 1999 году).

Через 35 лет и 2 млрд долларов после решения конгресса, комплекс WIPP остаётся единственным американским геологическим хранилищем [1].

Проблема радиоактивных отходов заключается в:

• большие скопления радиоактивных отходов,
• нехватка технических средств для предоставления безопасного обращения с этими отходами,
• отсутствие безопасных хранилищ для их длительного хранения или захоронения увеличивают риск зарождения вспышек радиационных утечек.
• угроза радиационного загрязнения окружающей среды, облучения населения и персонала объектов экономики.

Россия экспортирует ядерное топливо в большое количество разных стран мира. Каждый шестой атомный реактор мира работает на российском топливе, соответственно и использованное ядерное топливо с этих АЭС возвращается в РФ. В мире используется около 440 ядерных энергоблоков. АЭС производят более 17% всей электроэнергии. Общая сумма скопившегося в мире использованного ядерного топлива составляет около 200 тыс. т. Энергетически ценные двуокиси изотопов урана (U– 238 и U–235) и плутония превышают более 97,5 % отработанного ядерного топлива [5]. Но даже после продолжительного хранения они могут эксплуатироваться в атомной энергетике. Бесполезные в энергетическом использовании радиоактивные отходы превышают 2,5 % отработанного ядерного топлива. Использованное ядерное топливо выражает большую опасность, так как его радиоактивность очень высока.

Теоретические способы решения проблемы радиоактивных отходов:

–разбрасывать короткоживущие изотопы в атмосфере, а для устранения долгоживущих изотопов предоставляются способы разбавления и разбрасывания в воде океанов и морей;

–рассеивать радиоактивные отходы в космосе;

–захоронить на дне морей;

–захоронить в могильниках, снабженных в скальных породах и изолированных от окружающей среды;

–содержать радиоактивные отходы в стеклянных матрицах, закрывая их в стабильных блоках земной коры;

–«ликвидировать физически долгоживущие изотопы, переводя их в стабильные изотопы в мощных ускорителях и реакторах», то есть провести трансмутацию изотопов, что, непосредственно, станет одним из открытий науки и приведет к техническому прогрессу атомной энергетики.

Нерешенной на сегодняшний день, проблемой остается создание в стране региональной и федеральной систем экологического мониторинга [2]. Данная система, включающая и радиоэкологическую составляющую, позволит выделить в каждом регионе самый опасный источник загрязнения и сконцентрировать силы и средства на его минимизации. В подавляющем большинстве случаев эти источники загрязнений не будут связаны с радиоактивными отходами и ядерными технологиями.

В сочетании с необходимой мобилизацией информационно-пропагандистской работы создание таких систем помогло бы в короткие сроки создать адекватное отношение населения к деятельности структур атомной промышленности и энергетики, уменьшив последствия действий недобросовестных и зачастую мало компетентных критиков отрасли.

Ни одной стране в мире пока неизвестно где и как хранить радиоактивные отходы, хотя работы в данном направлении ведутся. На данном этапе речь идет о перспективах, а совсем не о промышленных технологиях заключения радиоактивных отходов в тугоплавкое стекло или керамические соединения.

Известные на сегодняшний день технологии могут решить проблему захоронения радиоактивных отходов, но лишь до определенного уровня. Но при данных условиях нужно чтобы сами люди осознавали степень возникающей угрозы и способствовали решению данной проблемы радиоактивных отходов. Но на сегодняшний день, проблема будет сохраняться и только расти приближая все население к ядерной катастрофе.

Список литературы:

1. Артюгина И.М. Экономика ядерной энергетики: учеб. пособ. СПб.: Знание, 2006. – 326 с.
2. Асмолов В. Г. Атомная энергетика: реалии настоящего и взгляд в будущее // Ядерное общество России. 2004. -102 с.
3. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и устойчивое развитие: учеб. пособ. М.: Прогресс-Традиция, 2000. - 416 с.
4. Тихонов М. Н., Петров Э. Л., Муратов О. Э. Системный взгляд на атомную энергетику и радиацию сквозь призму общественного мнения: учеб. пособие. Мн.: Экология, 2005. -263 с.
5. Усманов С.М. Радиация: Справочные материалы.— М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС,2001.—176 с.