Нейтрализация радиоактивных отходов

По степени активности все жидкие радиоактивные отходы делятся на три класса: первый класс ─ слабоактивные отходы, удельная активность которых не превышает 3,7 • 10⁴ Бк/л; второй класс ─ отходы средней степени активности, удельная b-активность которых находится в пределах 3,7 •10⁴ ─ 3,7 • 10¹⁰ Бк/л; третий класс ─ высокорадиоактивные отходы, удельная активность которых превышает 3,7. 10¹⁰ Бк/л.

Типичными жидкими отходами с низким содержанием радионуклидов являются сточные воды из прачечных, лабораторий, дезактивационных пунктов, санпропускников, из резервуаров, служащих экранирующими устройствами. Однако радиоактивные отходы не всегда имеют жидкую консистенцию. В этом случае их обычно рассеивают в окружающей среде, но таким образом и в таких количествах, чтобы общий фон радиоактивности не повышался и они не включались бы в пищевые цепи.

Высокоактивные отходы, содержащие преимущественно искусственные радионуклиды, образуются на предприятиях, составляющих конечные звенья производственного цикла, В зависимости от изотопного состава и условий возникновения их разделяют на три вида:

1) отходы, содержащие природные радионуклиды;

2) отходы, содержащие радиоактивные продукты деления ядерного горючего;

3) отходы, содержащие преимущественно нуклиды, индуцированные нейтронами.

Высокоактивные отходы представляют собой концентрированные водные растворы солей, имеющие кислую или щелочную реакцию. Они опасны для всех живых организмов не только своей высокой радиоактивностью, но и тем, что способны к самопроизвольному продолжительному кипению вследствие поглощения собственной энергии излучения. Кроме того, эти отходы содержат такие особенно токсичные вещества, как цианид, мышьяк, свинец, ртуть.

Главную опасность в экологическом отношении (в связи с большим количеством) представляют отходы заводов, на которых осуществляется переработка облученных ТВЭЛов, сущность которой заключается в извлечении из них сохранившегося ядерного горючего или вновь образовавшегося радиоактивного плутония (²³⁹Рu).

Проблема удаления радиоактивных отходов из сферы биогенеза в настоящее время приобрела международное значение. В 1969 г. в 200 подземных контейнерах на четырех полигонах Комиссии по атомной энергии США хранилось 300 • 10⁶ л таких отходов. Их количество увеличивается по мере расширения производства ядерной энергии. Выработаны следующие основные принципы захоронения радиоактивных отходов: а) для больших количеств высокоактивных отходов ─ концентрирование и хранение (путем остекловывания, бетонирования и т. п.); б) для небольших количеств слабоактивных отходов ─ разбавление и рассеивание; в) для отходов средней степени активности - хранение для обеспечения распада короткоживущих изотопов и последующее рассеивание; г) для небольших количеств высокоактивных отходов ─ извлечение долгоживущих изотопов с высокой токсичностью перед удалением остаточной активности.

Среди других способов избавления от отходов рассматриваются следующие: 1) превращение жидкостей в инертные твердые вещества (стекловидную массу и керамику) для захоронения в глубоких геологических горизонтах; 2) хранение жидких и твердых отходов в глубоких соляных шахтах или на дне океанов. Однако захоронение высокоактивных отходов в шахтах не всегда возможно, так как отходы выделяют большое количество тепла, которое может расплавить стены соляных шахт или вызвать небольшие землетрясения.

Захоронение радиоактивных отходов в морских глубинах имеет ряд преимуществ и, по-видимому, менее опасно, так как там существуют более благоприятные условия для быстрого рассеивания радионуклидов и меньше возможностей для заражения организмов, служащих объектами морского промысла. Так, в “ядерную свалку” на дне Атлантического океана в 700 км от Ирландских берегов уже сброшено свыше 40 тыс. т отходов. Только в 1975 г. корабли Англии, Бельгии, Голландии и Швейцарии сбросили там контейнеры с 4,5 тыс. т радиоактивных отходов (Правда, 1975, 27 ноября).

В 1976 г. на Третьей международной конференции по мирному использованию атомной энергии была подведена итоговая оценка апробированных способов захоронения радиоактивных отходов в море. Заслуживающими внимания как наиболее безопасные в экологическом и гигиеническом отношениях оказались только два метода.

1. Захоронение в изолированном виде. Для этого высокоактивные отходы подвергают предварительной обработке, после которой они теряют способность рассеиваться в воде. Обработка состоит в переводе радиоактивных веществ в стекловидное состояние, перемешивании с керамикой или цементом или в заключении в контейнеры, выдерживающие большое давление. После этого их транспортируют за пределы литоральной зоны и сбрасывают на большие глубины.

2. Захоронение в разбавленном виде. В этом случае в море сбрасывают жидкие слабоактивные отходы, а также высокоактивные отходы, предварительно разбавленные. Для того чтобы радиоактивность отходов, попавших в водную среду, быстро убывала, сброс их рекомендуют осуществлять во время движения судна и желательно под его винт.