Понятие о дезактивации, переработке и захоронении радиоактивных отходов

Министерство  образования и  науки Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего  профессионального  образования

Санкт-Петербургский  государственный  университет экономики  и финансов

Кафедра БЗ в ЧС

Доклад

на  тему:

«Понятие  о дезактивации, переработке и захоронении радиоактивных отходов». 

Выполнили:

студенты II курса

237 группы

Ювженко А. И.

Воевода И.И.

Принял:

преподаватель

Плещиц  С.Г.

Санкт-Петербург

2010 г.

 

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………....2
2. Дезактивация радиоактивных отходов…………………………………...3
3. Переработка радиоактивных отходов ……………………………………6
4. Захоронение радиоактивных отходов ……………………………………7
5. Заключение…………………………………………………………………9
6. Список используемой литературы……………………………………....10

 

Введение

     Радиоактивные отходы (РАО) — отходы, содержащие радиоактивные изотопы химических элементов и не имеющие практической ценности.

     Согласно  российскому «Закону об использовании  атомной энергии» (от 21 ноября 1995 года № 170-ФЗ) радиоактивные отходы (РАО) — это ядерные материалы и радиоактивные вещества, дальнейшее использование которых не предусматривается. По российскому законодательству, ввоз радиоактивных отходов в страну запрещен.

     Радиоактивные отходы образуются в различных формах с весьма разными физическими  и химическими характеристиками, такими, как концентрации и периоды полураспада составляющих их радионуклидов. Эти отходы могут образовываться:

• в газообразной форме, как, например, вентиляционные выбросы установок, где обрабатываются радиоактивные материалы;
• в жидкой форме, начиная от растворов сцинтилляционных счётчиков из исследовательских установок до жидких высокоактивных отходов, образующихся при переработке отработавшего топлива;
• в твёрдой форме (загрязнённые расходные материалы, стеклянная посуда из больниц, медицинских исследовательских установок и радиофармацевтических лабораторий, остеклованные отходы от переработки топлива или отработавшего топлива от АЭС, когда оно считается отходами).

  

     Дезактивация  радиоактивных отходов

     В связи с продолжающимся загрязнением среды обитания человека и животного мира радиоактивными отходами, работы по поиску оптимальных методов дезактивации почв, водных водоемов, рек и стоков радиохимических производств остаются актуальными.

     Известны  способы дезактивации отходов радиохимических  производств выщелачиванием радионуклидов из твердой фазы водой, щелочами, минеральными кислотами с последующим осаждением радиоактивных солей химическими реагентами.

     Недостатки  способа дезактивации:

• значительный расход реагентов на дезактивацию;

• большие объемы радиоактивных осадков, предназначенных для захоронения;

• не обеспечивают удаления из фильтратов радионуклидов щелочной группы металлов, например, цезия-137;
• имеют определенные ограничения в способности удалять радиоактивные загрязнители, связанные химической связью с твердой фазой, в случае использования в качестве выщелачивателей воды и щелочей.

     Известен  способ дезактивации твердых радиоактивных  материалов и, в частности, почвы  выщелачиванием радионуклидов карбонатом натрия с последующим извлечением радионуклидов из щелочного раствора ионообменными частицами, содержащими магнитный материал. Хелатные комплексы удаляются из раствора магнитом.

     Недостатки  способа: ограниченная химическая способность выщелачивателя (Na₂CO₃) в извлечении всей гаммы радиоактивных соединений из твердой фазы и перевода их в растворимое состояние, а также в дороговизне уникального хемосорбционного материала.

     Известны  способы переработки радиоактивных  пульп и осадков растворением их в азотной кислоте или в смеси азотной кислоты с гидразином или гидроксиламином с последующей упаркой растворов и остеклованием. Недостатки этих способов: значительные экономические затраты, связанные  с упаркой растворов и утилизацией оксидов азота.

     Существует  способ очистки радиоактивных отходов  с отделением ценных  компонентов растворением твердой фазы в азотной кислоте, с последующим извлечением радионуклидов многоступенчатой экстракцией трибутилфосфатом. Недостаток способа: в сложности технологической цепочки переработки радиоактивных отходов и в ограниченной элюирующей способности элюента.

     Широко  известны способы дезактивации почв и грунтов щадящими методами: элюированием их водой, водными растворами аммониевых солей и солей двухвалентного железа, растворами аммиака и солями аммония, водными растворами карбонатов с комплексообразователями, изотопным обменом и другими химическими, биохимическими и физическими методами. Общий недостаток перечисленных методов: малая эффективность извлечения радионуклидов, связанных химической связью с почвогрунтами.

     Более эффективный способ, когда грунт обрабатывается соляной или азотной кислотой и фторидами или кремнефторидами аммония. Степень извлечения стронция-137 и других радионуклидов выше, чем в упомянутых способах дезактивации почв и грунтов. Это объясняется разрушением комплексов радионуклидов под действием минеральных кислот и переводом их в растворимые формы. Этот способ дезактивации грунтов эффективен, но экономически невыгодный без рециклизации реагентов выщелачивания.

     Дезактивация  жидких высококонцентрированных отходов радиохимических производств представлена тремя основными методами очистки растворов от радионуклидов.

     Первый: физические методы – выпаривание или вымораживание растворов, с последующей герметизацией и захоронением шламов, например.

     Второй : физико-химический:

• экстракция радионуклидов из растворов селективными экстрагентами, с дальнейшей доочисткой растворов, например;
• сорбция радиоактивных ионов природными и синтетическими сорбентами, например, сорбентами на основе ферроцианидов меди или никеля, с последующим обессоливанием и концентрированием электромембранным способом или обратным осмосом и дальнейшей доочисткой цеолитами или шабазитом;
• очистка жидких радиоактивных отходов сорбентом-соосадителем.

     Третий: химический, осаждение радионуклидов из растворов реагентами разной природы. Недостатки способов: неудовлетворительная степень дезактивации от дочерних радионуклидов и щелочных и щелочно-земельных металлов; значительный расход невозобновляемых реагентов; значительные  объемы шламов, подлежащих захоронению.

     Анализ  общедоступной и патентной литературы дает основание сформулировать общие  недостатки описанных методов дезактивации жидких отходов:

• физические методы дезактивации – связаны с высокими затратами на выпарку и вымораживание растворов;
• физико-химические и химические методы – большими объемами радиоактивных шламов, подлежащих захоронению и повышенное солесодержание растворов.

 

Переработка радиоактивных  отходов 

     Переработка радиоактивных отходов – технологические  операции, направленные на изменение  агрегатного состояния и (или) физико-химических свойств радиоактивных отходов  и осуществляемые для перевода их в формы, приемлемые для транспортирования, хранения и (или) захоронения.

     Для жидких радиоактивных отходов используют осаждение, экстракцию, ионный обмен (хим. способы переработки), а также  дистилляцию, отверждение (физ. способы). Твердые радиоактивные отходы перерабатывают прессованием, сжиганием, кальцинацией, остатки улавливают и захоранивают. Газообразные радиоактивные отходы перерабатывают посредством химического поглощения, адсорбции, фильтрации, их хранят в баллонах при повышенном давлении.

     Конечным  продуктом переработки различных радиоактивных отходов являются иммобилизованные твердые радиоактивные отходы в виде компактных блоков. Для иммобилизации и изолирования твердых радиоактивных отходов применяют следующие способы: цементирование и битумирование радиоактивных отходов с низкой и средней удельной активностью; высокотемпературный обжиг для получения спеченных частиц; остекловывание с применением боросиликатных или фосфатных стекол, упаковка в контейнеры из нержавеющей стали и свинца. 

     Захоронение радиоактивных отходов

     Длительное хранение переработанных радиоактивных отходов (десятки лет) ведется в траншеях, наземных или неглубоких подземных инженерных сооружениях, снабженных системами контроля за миграцией радионуклидов. Захоронение (на сотни лет) проводят в материковых геол. структурах (подземных выработках, соляных пластах, естеств. полостях) и на дне океана в сейсмически неопасных районах. Как теоретически возможное захоронение радиоактивных отходов рассматривается превращение (трансмутация) долгоживущих радионуклидов в короткоживущие путем облучения в реакторе или на ускорителе (протонное и g-выжигание). Выбор вида захоронения зависит от удельной активности и радионуклидного состава радиоактивных отходов, степени герметизации упаковок и вероятной продолжительности захоронения. Механизмы миграции радионуклидов из мест хранения (или захоронения) в окружающую среду м. б. разными, осн. причина - выщелачивание радионуклидов из упаковок и разрушение контейнеров водой. Скорость выщелачивания считается приемлемой на уровне 10-5 -10-8 г/см2 в сутки, что обеспечивает хранение в течение неск. тысяч лет без загрязнения окружающей среды выше допустимых уровней. Согласно Лондонской конвенции по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (1972), запрещен сброс в океан отработавшего ядерного топлива. В настоящее время большая часть высокоактивных радиоактивных отходов, образующихся при переработке ядерного топлива в разл. странах, хранится либо в виде жидкостей (кислых или щелочных), либо в виде солевых концентратов в резервуарах из нержавеющей стали (кислые р-ры) или из низкоуглеродистой стали (щелочные р-ры).

     Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в специально оборудованных емкостях из нержавеющей стали, помещенных в поверхностные слои земли выше уровня грунтовых вод. Транспортирование, переработка и захоронение радиоактивных отходов производится спец. пунктами или специализир. комбинатами. Участок для захоронения должен быть расположен вне территории перспективного развития населенных пунктов и пригородных зон на расстоянии не менее 500 м от водоемов и водозаборов на незатопляемой и нсзаболочен-ной местности. Вокруг пункта или комбината устанавливается санитарно-защитная зона радиусом не менее 1000 м.

 

     Заключение

     Радиоактивные отходы являются одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Основная задача – переработка и захоронение уже накопленных радиоактивных отходов – в настоящее время не может считаться окончательно решенной. В Нидерландах, Финляндии, Швейцарии, Швеции в настоящее время не перерабатывают и не захоранивают радиоактивные отходы, но разрабатывают национальные программы по обращению с радиоактивными отходами.

 

     Список  используемой литературы

1. Резвая Г.Л., Радиация вокруг нас. Опасно ли это
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Радиоактивные_отходы
3. http://ecology.ostu.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=172&Itemid=51
4. http://www.medical-enc.ru/5/dezaktivacia.shtml
5. http://www.new-garbage.com/?id=676&page=1&part=30
6. http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:vnWqO-lhhIIJ:www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3793.html