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 -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