Métodos y procedimientos para la eliminación de residuos radiactivos. Residuos radiactivos. Eliminación de residuos radiactivos Tipos de conceptos de residuos radiactivos

Cualquier producción deja residuos. Y las esferas que aprovechan las propiedades de la radiactividad no son una excepción. La libre circulación de residuos nucleares es, por regla general, inaceptable incluso a nivel legislativo. En consecuencia, deben aislarse y conservarse teniendo en cuenta las características de los elementos individuales.

Una señal que advierte sobre el peligro de las radiaciones ionizantes procedentes de RW (residuos radiactivos)

Los residuos radiactivos (RAW) son sustancias que contienen elementos que son radiactivos. Estos residuos no tienen importancia práctica, es decir, no son aptos para el reciclaje.

¡Prestar atención! Muy a menudo se utiliza el concepto sinónimo -.

Del término "desechos radiactivos" vale la pena distinguir el concepto "combustible nuclear gastado - SNF". La diferencia entre el combustible nuclear gastado y los desechos radiactivos es que el combustible nuclear gastado, después de un reprocesamiento adecuado, puede reutilizarse como material nuevo para los reactores nucleares.

Información adicional: SNF es un conjunto de elementos combustibles, que consiste principalmente en residuos de combustible de instalaciones nucleares y una gran cantidad de productos de vida media, por regla general, estos son los isótopos 137 Cs y 90 Sr. Se utilizan activamente en instituciones científicas y médicas, así como en empresas industriales y agrícolas.

En nuestro país existe una sola organización que tiene derecho a realizar actividades para la disposición final de residuos radiactivos. Se trata del Operador Nacional de Gestión de Residuos Radiactivos (FSUE NO RAO).

Las acciones de esta organización están reguladas por la legislación de la Federación de Rusia (Ley Federal No. 190 del 11 de julio de 2011). La ley prescribe la eliminación obligatoria de los residuos radiactivos producidos en Rusia y también prohíbe su importación desde el extranjero.

Clasificación

La clasificación del tipo de residuo considerado incluye varias clases de residuos radiactivos y consta de:

• de bajo nivel (se pueden dividir en clases: A, B, C y GTCC (las más peligrosas));
• nivel intermedio (en Estados Unidos este tipo de residuos radiactivos no se clasifica como una clase separada, por lo que el concepto se suele utilizar en los países europeos);
• Residuos radiactivos altamente activos.

A veces se distingue otra clase de residuos radiactivos: el transuránico. Esta clase incluye desechos caracterizados por el contenido de radionucleidos transuránicos emisores α con largos períodos de desintegración y concentraciones extremadamente altas. Debido a la larga vida media de estos residuos, el entierro se produce de forma mucho más exhaustiva que el aislamiento de los residuos radiactivos de baja y media actividad. Es extremadamente problemático predecir qué tan peligrosas serán estas sustancias para el medio ambiente y el cuerpo humano.

El problema de la gestión de residuos radiactivos

Durante el funcionamiento de las primeras empresas que utilizaban compuestos radiactivos, se aceptó generalmente que la dispersión de una cierta cantidad de desechos radiactivos en áreas ambiente aceptable, a diferencia de los residuos generados en otros sectores industriales.

Así, en la famosa empresa Mayak, en la etapa inicial de sus actividades, todos los desechos radiactivos se vertieron en las fuentes de agua más cercanas. Así se produjo una grave contaminación del río Techa y de varios embalses situados en él.

Posteriormente, resultó que en varias áreas de la biosfera hay acumulación y concentración de desechos radiactivos peligrosos y, por lo tanto, simplemente arrojarlos al medio ambiente es inaceptable. Junto con alimentos contaminados elementos radiactivos ingresan al cuerpo humano, lo que conduce a un aumento significativo del riesgo de exposición a la radiación. Por lo tanto en últimos años Se están desarrollando activamente diversos métodos para recoger, transportar y almacenar residuos radiactivos.

Eliminación y reciclaje

La eliminación de residuos radiactivos puede realizarse de diferentes formas. Esto depende de la clase de residuos radiactivos a la que pertenecen. El más primitivo es el reciclaje de residuos radiactivos de baja y media actividad. También observamos que, según su estructura, los residuos radiactivos se dividen en sustancias de vida media corta y residuos con vida media larga. Estos últimos pertenecen a la clase longeva.

Para los residuos de vida corta, el método más sencillo de eliminación es su almacenamiento a corto plazo en áreas especialmente designadas en contenedores sellados. Durante un cierto período de tiempo, los desechos radiactivos se neutralizan, después del cual los desechos radiactivamente inofensivos se pueden procesar de la misma manera que se procesan los desechos domésticos. Dichos residuos pueden incluir, por ejemplo, materiales de instituciones médicas (HCI). Un barril estándar de metal de doscientos litros puede servir como contenedor para almacenamiento a corto plazo. Para evitar la penetración de elementos radiactivos del contenedor al medio ambiente, los residuos suelen rellenarse con una mezcla de betún o cemento.

La foto muestra tecnologías de gestión de residuos radiactivos en una de las empresas modernas de Rusia.

La eliminación de los residuos generados constantemente en las centrales nucleares es mucho más difícil de implementar y requiere el uso de métodos especiales, como, por ejemplo, el procesamiento de plasma, implementado recientemente en la central nuclear de Novovoronezh. En este caso, los residuos radiactivos se convierten en sustancias similares al vidrio, que posteriormente se colocan en contenedores para su eliminación permanente.

Este procesamiento es absolutamente seguro y permite reducir varias veces la cantidad de residuos radiactivos. Esto se ve facilitado por la purificación en varias etapas de los productos de combustión. El proceso puede funcionar de forma autónoma durante 720 horas, con una productividad de hasta 250 kg de residuos por hora. La temperatura en la instalación del horno alcanza los 1800 0 C. Se cree que un nuevo complejo de este tipo funcionará durante otros 30 años.

Las ventajas del proceso de reciclaje de plasma RW sobre otros, como suele decirse, son obvias. Por lo tanto, no es necesario clasificar cuidadosamente los residuos. Además, numerosos métodos de limpieza pueden reducir la liberación de impurezas gaseosas a la atmósfera.

Contaminación radiactiva, depósitos de residuos radiactivos en Rusia

Durante muchos años, Mayak, situada en el noreste de Rusia, fue una central nuclear, pero en 1957 sufrió uno de los accidentes nucleares más catastróficos del mundo. Como resultado del incidente, se liberaron al medio ambiente natural hasta 100 toneladas de desechos radiactivos peligrosos, afectando a vastas áreas. Al mismo tiempo, el desastre se ocultó cuidadosamente hasta los años 1980. Durante muchos años, los desechos de la estación y de los alrededores contaminados se arrojaron al río Karachay. Esto provocó la contaminación fuente de agua, tan necesario para miles de personas.

"Mayak" está lejos de ser el único lugar de nuestro país susceptible a la contaminación radiactiva. Una de las principales instalaciones ambientalmente peligrosas en la región de Nizhny Novgorod es el vertedero de desechos radiactivos, ubicado a 17 kilómetros de la ciudad de Semenov, también conocido como el cementerio de Semenovsky.

En Siberia hay una instalación de almacenamiento que almacena residuos nucleares desde hace más de 40 años. Para almacenar materiales radiactivos utilizan piscinas y contenedores abiertos, que ya contienen aproximadamente 125 mil toneladas de residuos.

En Rusia se ha descubierto una gran cantidad de territorios con niveles de radiación que superan los estándares permitidos. Estos incluyen incluso ciudades tan grandes como San Petersburgo, Moscú, Kaliningrado, etc. Por ejemplo, en un jardín de infancia cerca del instituto. En Kurchatov, en nuestra capital, se descubrió un arenero para niños con un nivel de radiación de 612 mil mR/hora. Si una persona estuviera en este centro infantil “seguro” durante 1 día, sería irradiada dosis letal radiación.

Durante la existencia de la URSS, especialmente a mediados del siglo pasado, los desechos radiactivos más peligrosos podían arrojarse a los barrancos cercanos, de modo que se formó todo un vertedero. Y con la expansión de las ciudades, se construyeron nuevos barrios industriales y para dormir en estos lugares contaminados.

Evaluar el destino de los residuos radiactivos en la biosfera es bastante problemático. La lluvia y los vientos propagan activamente la contaminación por todas las zonas circundantes. Así, en los últimos años ha aumentado significativamente el ritmo de contaminación del Mar Blanco como consecuencia de la eliminación de residuos radiactivos.

Problemas de eliminación

Hoy en día, existen dos enfoques para la implementación de procesos de almacenamiento y eliminación de residuos nucleares: local y regional. La eliminación de residuos radiactivos en el lugar de su producción es muy conveniente desde varios puntos de vista; sin embargo, este enfoque puede conducir a un aumento en el número de sitios de eliminación peligrosos durante la construcción de nuevas estructuras. Por otro lado, si el número de estos lugares es estrictamente limitado, surgirá el problema del coste y de garantizar el transporte seguro de residuos. De hecho, independientemente de si el transporte de residuos radiactivos es un proceso de producción, vale la pena excluir criterios de peligrosidad inexistentes. Es bastante difícil, si no imposible, tomar una decisión intransigente en este asunto. Los diferentes estados resuelven este problema de manera diferente y aún no hay consenso.

Uno de los principales problemas puede considerarse la identificación de formaciones geológicas adecuadas para la organización de un cementerio de residuos radiactivos. Para este fin son los más adecuados los túneles profundos y las minas utilizadas para la extracción de sal gema. Los pozos también se suelen utilizar en zonas ricas en arcilla y roca. La alta resistencia al agua, de una forma u otra, es una de las características más importantes a la hora de elegir un lugar para el entierro. En los lugares de explosiones nucleares subterráneas aparece una especie de depósito de residuos radiactivos. Así, en el estado de Nevada (EE.UU.), en un lugar que sirvió como campo de pruebas para aproximadamente 450 explosiones, casi cada una de estas explosiones formó un depósito de desechos nucleares de alta actividad enterrados en roca sin ningún “obstáculo” técnico.

Por tanto, el problema de la formación de residuos radiactivos es extremadamente complejo y controvertido. Los avances en energía nuclear, por supuesto, aportan enormes beneficios a la humanidad, pero al mismo tiempo crean muchos problemas. Y uno de los problemas principales y no resueltos en la actualidad es el problema de la eliminación de desechos radiactivos.

Más detalles sobre la historia del problema, así como sobre la visión moderna del problema de los residuos nucleares, se pueden ver en la edición especial del programa "Patrimonio Nuclear" del canal de televisión "Ciencia 2.0".

Eliminación, procesamiento y eliminación de residuos de las clases de peligro 1 a 5

Trabajamos con todas las regiones de Rusia. Licencia válida. Un juego completo de documentos de cierre. Trato individualizado al cliente y política de precios flexible.

Mediante este formulario puede dejar una solicitud de servicios, solicitar oferta comercial u obtenga una consulta gratuita de nuestros especialistas.

Enviar

La recogida, modificación y eliminación de residuos radiactivos debe realizarse por separado de otros tipos de materiales de desecho. Está prohibido arrojarlos a cuerpos de agua, de lo contrario las consecuencias serán muy tristes. Los residuos radiactivos son residuos que no representan mayor producción valor práctico. Incluyen una colección de elementos químicos radiactivos. Según la legislación rusa, el uso posterior de dichos compuestos está prohibido.

Antes de iniciar el proceso de eliminación, los residuos radiactivos deben clasificarse según el grado de radiactividad, la forma y el período de descomposición.

El procesamiento posterior consiste en la fijación de residuos líquidos con cemento o betún con fines de solidificación o vitrificación de residuos radiactivos altamente activos.

Los isótopos fijos se colocan en contenedores especiales, de diseño complejo y con paredes gruesas, para su posterior transporte hasta el lugar de almacenamiento. Para aumentar la seguridad, se suministran con embalaje adicional.

Características generales

Los desechos radiactivos pueden generarse a partir de diversas fuentes y tener una variedad de diferentes formas y propiedades.

Las características importantes de los desechos radiactivos incluyen:

• Concentración. Un parámetro que muestra el valor de una actividad específica. Es decir, esta es la actividad que representa una unidad de masa. La unidad de medida más popular es Ci/T. En consecuencia, cuanto mayor sea esta característica, más peligrosas serán las consecuencias que puede traer dicha basura.
• Media vida. La duración de la desintegración de la mitad de los átomos de un elemento radiactivo. Vale la pena señalar que cuanto más rápido es este período, más energía libera la basura, causando más daño, pero en este caso la sustancia pierde sus propiedades más rápidamente.

Las sustancias nocivas pueden tener diferentes formas; existen tres estados físicos principales:

• Gaseoso. Como regla general, esto incluye las emisiones de las unidades de ventilación de organizaciones involucradas en el procesamiento directo de materiales radiactivos.
• En formas líquidas. Estos pueden ser residuos líquidos que se generaron durante el procesamiento de combustible ya usado. Estos residuos son muy activos y, por tanto, pueden causar graves daños al medio ambiente.
• Forma sólida. Se trata de vidrio y cristalería procedente de hospitales y laboratorios de investigación.

Almacenamiento de residuos radiactivos

El propietario de una instalación de almacenamiento de residuos radiactivos en Rusia puede ser una entidad jurídica o una agencia del gobierno federal. Para el almacenamiento temporal, los residuos radiactivos deben colocarse en un contenedor especial que garantice la conservación del combustible gastado. Además, el material del que está hecho el recipiente no debe entrar en ningún reacción química con sustancia.

Los locales de almacenamiento deben estar equipados con bidones secos, que permitan que los residuos radiactivos de vida corta se descompongan antes de su posterior procesamiento. Una sala de este tipo es una instalación de almacenamiento de residuos radiactivos. El objetivo de su funcionamiento es la colocación temporal de residuos radiactivos para su posterior transporte a sus lugares de eliminación.

Contenedor para residuos sólidos radiactivos

La eliminación de residuos radiactivos no se puede realizar sin un contenedor especial llamado contenedor para residuos radiactivos. Un contenedor para residuos radiactivos es un recipiente que se utiliza como instalación de almacenamiento de residuos radiactivos. En Rusia, la ley establece una gran cantidad de requisitos para tal invención.

Los principales:

1. El contenedor no retornable no está destinado al almacenamiento de desechos radiactivos líquidos. Su estructura le permite contener únicamente sustancias sólidas o endurecidas.
2. El cuerpo que tiene el contenedor debe estar sellado y no dejar pasar ni una pequeña parte de los residuos almacenados.
3. Después de retirar la cubierta y descontaminar, la contaminación no debe exceder más de 5 partículas por m2. Es imposible permitir más contaminación, ya que consecuencias desagradables También puede afectar el ambiente externo.
4. El contenedor debe soportar las condiciones más duras. condiciones de temperatura de - 50 a + 70 grados centígrados.
5. Al drenar una sustancia radiactiva de temperatura alta en un recipiente, el recipiente debe soportar temperaturas de hasta + 130 grados Celsius.
6. El contenedor debe resistir influencias físicas externas, en particular terremotos.

El proceso de almacenamiento de isótopos en Rusia debe garantizar:

• Su aislamiento, cumplimiento de medidas de protección, así como seguimiento del estado del medio ambiente. Las consecuencias de violar tal regla pueden ser desastrosas, ya que las sustancias pueden contaminar casi instantáneamente las áreas cercanas.
• Posibilidad de facilitar trámites posteriores en etapas posteriores.

Las principales direcciones del proceso de almacenamiento de residuos tóxicos son:

• Almacenamiento de residuos radiactivos de corta vida útil. Posteriormente se descargan en volúmenes estrictamente regulados.
• Almacenamiento de residuos de alta actividad radiactiva hasta su eliminación. Esto permite reducir la cantidad de calor que generan y reducir las consecuencias de los efectos nocivos sobre el medio ambiente.

Eliminación de residuos radiactivos

En Rusia todavía existen problemas con la eliminación de residuos radiactivos. No sólo debe garantizarse la protección del medio ambiente de las personas, sino también del medio ambiente. Este tipo de actividad presupone la disponibilidad de una licencia para el uso del subsuelo y el derecho a realizar trabajos de desarrollo de la energía nuclear.

Existen tres tipos de eliminación, su clasificación depende de la duración del almacenamiento de sustancias radiactivas:

1. Eliminación a largo plazo de residuos radiactivos: diez años. Los elementos nocivos están enterrados en trincheras, pequeñas estructuras de ingeniería realizadas sobre o bajo tierra.
2. Durante cientos de años. En este caso, el entierro de residuos radiactivos se realiza en las estructuras geológicas del continente, que incluyen obras subterráneas y cavidades naturales. En Rusia y otros países, practican activamente la creación de cementerios en el fondo del océano.
3. Transmutación. Teóricamente manera posible eliminación de sustancias radiactivas, que implica irradiar radionucleidos de vida larga y convertirlos en radionucleidos de vida corta.

El tipo de entierro se selecciona en función de tres parámetros:

• Actividad específica de una sustancia.
• Nivel de sellado del embalaje
• Vida útil estimada

Las instalaciones de almacenamiento de residuos radiactivos en Rusia deben cumplir los siguientes requisitos:

1. La instalación de almacenamiento de desechos radiactivos debe ubicarse lejos de la ciudad. La distancia entre ellos debe ser de al menos 20 kilómetros. Las consecuencias de violar esta regla son envenenamiento y posible muerte de la población.
2. No debe haber zonas urbanizadas cerca del lugar de entierro, de lo contrario existe riesgo de daños a los contenedores.
3. Debe existir una zona adyacente al vertedero donde se enterrarán los residuos.
4. El nivel de las fuentes terrestres debe estar lo más lejos posible. Si los desechos caen al agua, las consecuencias serán tristes: la muerte de animales y humanos.
5. Los lugares de enterramiento radiactivo de desechos sólidos y otros desechos deben tener una zona de protección sanitaria. Su longitud no podrá ser inferior a 1 kilómetro desde zonas de pastoreo de ganado y zonas pobladas.
6. En el vertedero debería haber una planta que se dedique a la desintoxicación de residuos radiactivos.

Reciclaje de residuos

El reprocesamiento de desechos radiactivos es un procedimiento que tiene como objetivo transformar directamente el estado de agregación o las propiedades de una sustancia radiactiva para facilitar el transporte y almacenamiento de desechos.

Cada tipo de residuo tiene sus propios métodos para realizar dicho trámite:

• Para líquidos: precipitación, intercambio mediante iones y destilación.
• Para sólidos: combustión, prensado y calcinación. Los residuos sólidos restantes se envían a sitios de disposición final.
• Para gases: absorción y filtración química. Luego las sustancias se almacenarán en cilindros de alta presión.

Independientemente de en qué unidad se procese el producto, el resultado final serán bloques compactos inmovilizados de tipo sólido. Para la inmovilización y mayor aislamiento de sólidos, se utilizan los siguientes métodos:

• Cementación. Se utiliza para residuos con actividad baja y media de la sustancia. Por regla general, se trata de residuos sólidos.
• Ardor a altas temperaturas.
• Vitrificación.
• Envasado en contenedores especiales. Normalmente estos contenedores están hechos de acero o plomo.

Desactivación

Debido a la contaminación ambiental activa, en Rusia y otros países del mundo están tratando de encontrar un método moderno para descontaminar los desechos radiactivos. Sí, el entierro y eliminación de desechos radiactivos sólidos produce resultados, pero lamentablemente estos procedimientos no garantizan la seguridad ambiental y, por lo tanto, no son perfectos. Actualmente, en Rusia se practican varios métodos de descontaminación de residuos radiactivos.

Usando carbonato de sodio

Este método se utiliza exclusivamente para residuos sólidos que han entrado en el suelo: el carbonato de sodio lixivia radionucleidos, que se extraen de la solución alcalina mediante partículas de iones que incluyen material magnético. A continuación, los complejos quelatos se eliminan mediante un imán. Este método de procesamiento de sólidos es bastante eficaz, pero existen desventajas.

Problema de método:

• El lixiviante (fórmula Na2Co3) tiene una capacidad química bastante limitada. Simplemente no puede extraer toda la gama de compuestos radiactivos del estado sólido y convertirlos en materiales líquidos.
• El alto coste del método se debe principalmente al material de quimisorción, que tiene una estructura única.

Disolución en ácido nítrico.

Apliquemos el método a pulpas y sedimentos radiactivos en los que se encuentran disueltas estas sustancias; ácido nítrico con una mezcla de hidracina. Después de esto, la solución se envasa y se vitrifica.

El principal problema es el alto coste del procedimiento, ya que la evaporación de la solución y la posterior eliminación de residuos radiactivos son bastante caras.

elución del suelo

Utilizado para la descontaminación de suelos y terrenos. Este método es el más ecológico. La conclusión es la siguiente: el suelo o suelo contaminado se trata eluyendo con agua, soluciones acuosas con adiciones de sales de amonio y soluciones de amoníaco.

El principal problema es la eficiencia relativamente baja en la extracción de radionucleidos que están unidos al suelo a nivel químico.

Descontaminación de residuos líquidos.

Residuos radiactivos de tipo líquido – tipo especial Basura difícil de almacenar y eliminar. Por eso la descontaminación es el mejor remedio deshacerse de tales sustancias.

Hay tres formas de limpiar material nocivo de los radionucleidos:

1. Método físico. Se refiere al proceso de evaporación o congelación de sustancias. A continuación, los elementos peligrosos se sellan y se colocan en depósitos de residuos.
2. Físico-químico. La extracción se lleva a cabo utilizando una solución con extractantes selectivos, es decir. eliminación de radionucleidos.
3. Químico. Purificación de radionucleidos mediante diversos reactivos naturales. El principal problema de este método es grandes cantidades el resto de lodos, que se envían a vertederos.

Problema común con cada método:

• Métodos físicos: costos extremadamente altos para la evaporación y congelación de soluciones.
• Físicoquímico y químico: enormes volúmenes de lodos radiactivos enviados a los lugares de enterramiento. El procedimiento de entierro es bastante caro y requiere mucho dinero y tiempo.

Los residuos radiactivos son un problema no sólo en Rusia sino también en otros países. La principal tarea de la humanidad en este momento es la eliminación de residuos radiactivos y su eliminación. Cada estado decide de forma independiente cómo hacerlo.

Suiza no reprocesa ni elimina residuos radiactivos de forma independiente, pero está desarrollando activamente programas para la gestión de dichos residuos. Si no se toma ninguna medida, las consecuencias pueden ser las más trágicas, incluida la muerte de humanos y animales.

Los conocedores aprecian el champán de Fourier. Se obtiene de uvas que crecen en las pintorescas colinas de Champaña. Cuesta creer que a menos de 10 km de los famosos viñedos se encuentre la mayor instalación de almacenamiento de residuos radiactivos. Son traídos de toda Francia, traídos del extranjero y enterrados durante los siguientes cientos de años. La Casa Fourier sigue elaborando un champán excelente, los prados florecen en los alrededores, la situación está controlada, la limpieza total y la seguridad están garantizadas en el vertedero y sus alrededores. Un césped tan verde. objetivo principal construcción de vertederos de residuos radiactivos.

Gyojin romano

No importa lo que digan algunos exaltados, podemos decir con confianza que Rusia no está en peligro de convertirse en un vertedero radiactivo global en el futuro previsible. Adoptado en 2011 ley federal prohíbe expresamente el transporte transfronterizo de dichos residuos. La prohibición se aplica en ambas direcciones, con la única excepción de la devolución de fuentes de radiación producidas en el país y enviadas al extranjero.

Pero incluso teniendo en cuenta la ley, la energía nuclear produce pocos residuos realmente aterradores. Los radionucleidos más activos y peligrosos están contenidos en el combustible nuclear gastado (SNF): los elementos combustibles y los conjuntos en los que se colocan emiten incluso más que el combustible nuclear nuevo y continúan generando calor. Esto no es un desperdicio, sino un recurso valioso; contiene una gran cantidad de uranio 235 y 238, plutonio y otros isótopos útiles para la medicina y la ciencia. Todo esto representa más del 95% del SNF y se recupera con éxito en empresas especializadas: en Rusia, se trata principalmente de la famosa Asociación de Producción Mayak en la región de Chelyabinsk, donde ahora se está introduciendo la tercera generación de tecnologías de reprocesamiento, que permiten que el 97% de SNF volverá a funcionar. Pronto la producción, operación y reprocesamiento del combustible nuclear se cerrarán en un ciclo único que no liberará prácticamente ninguna sustancia peligrosa.

Sin embargo, incluso sin combustible nuclear gastado, el volumen de residuos radiactivos ascenderá a miles de toneladas al año. Después de todo, las normas sanitarias exigen que todo lo que emita por encima de un cierto nivel o contenga más de la cantidad requerida de radionucleidos se incluya aquí. Casi cualquier objeto que haya estado en contacto durante mucho tiempo con radiaciones ionizantes entra en este grupo. Partes de grúas y máquinas que trabajaron con mineral y combustible, filtros de aire y agua, cables y equipos, contenedores vacíos y simplemente ropa de trabajo que cumplió su función y ya no tiene valor. La OIEA (Agencia Internacional de Energía Atómica) divide los residuos radiactivos (RAW) en líquidos y sólidos, en varias categorías, que van desde niveles muy bajos hasta niveles altos. Y cada uno tiene sus propios requisitos de tratamiento.

clasificación RW

Clase 1	Clase 2	Clase 3	Clase 4	Clase 5	Clase 6
Sólido				Líquido
Materiales Equipo Productos Residuos radiactivos líquidos solidificados HLW con alta liberación de calor	Materiales Equipo Productos Residuos radiactivos líquidos solidificados HLW de baja temperatura SAO son longevos	Materiales Equipo Productos Residuos radiactivos líquidos solidificados SAO de corta duración Las NAO son longevas	Materiales Equipo Productos Objetos biológicos Residuos radiactivos líquidos solidificados La NAE es de corta duración VLLW es de larga duración	Líquidos orgánicos e inorgánicos. SAO de corta duración Las NAO son longevas	RW generados durante la extracción y procesamiento de minerales de uranio, materias primas minerales y orgánicas con un alto contenido de radionucleidos naturales.
	Aislamiento final en cementerios profundos con curado preliminar	Aislamiento final en cementerios profundos a profundidades de hasta 100 m	Aislamiento final en sitios de disposición final cercanos a la superficie a nivel del suelo	Aislamiento final en sitios de disposición profunda existentes	Aislamiento final en sitios de disposición cercanos a la superficie

Frío: reciclaje

Los mayores errores ambientales asociados con la industria nuclear se cometieron en los primeros años de la industria. Sin darse cuenta aún de todas las consecuencias, las superpotencias de mediados del siglo XX tenían prisa por adelantarse a sus competidores, por dominar más plenamente el poder del átomo y no prestaron mucha atención a la gestión de residuos. Sin embargo, los resultados de esta política se hicieron evidentes con bastante rapidez, y ya en 1957 la URSS adoptó un decreto "Sobre medidas para garantizar la seguridad al trabajar con sustancias radiactivas", y un año después se abrieron las primeras empresas para su procesamiento y almacenamiento.

Algunas de las empresas todavía funcionan hoy en día, ya en las instalaciones de Rosatom, y una conserva su antiguo nombre "de serie": "Radon". Una docena y media de empresas fueron transferidas a la dirección de la empresa especializada RosRAO. Junto con PA Mayak, Mining and Chemical Combine y otras empresas de Rosatom, tienen licencia para procesar desechos radiactivos de diversas categorías. Sin embargo, no sólo los científicos nucleares recurren a sus servicios: las sustancias radiactivas se utilizan para diversas tareas, desde el tratamiento del cáncer y la investigación bioquímica hasta la producción de generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG). Y todos ellos, habiendo cumplido su propósito, se convierten en residuos.

La mayoría de ellos son de bajo nivel y, por supuesto, con el tiempo, a medida que los isótopos de vida corta se desintegran, se vuelven más seguros. Estos residuos suelen enviarse a vertederos preparados para su almacenamiento durante decenas o cientos de años. Están preprocesados: lo que puede arder se quema en hornos, depurando el humo con un complejo sistema de filtros. Las cenizas, polvos y otros componentes sueltos se cementan o se rellenan con vidrio de borosilicato fundido. Los residuos líquidos de volúmenes moderados se filtran y concentran por evaporación, extrayendo de ellos radionucleidos con sorbentes. Los duros se trituran en prensas. Todo se mete en barricas de 100 o 200 litros y se vuelve a prensar, se mete en contenedores y se vuelve a cementar. “Aquí todo es muy estricto”, nos dijo el diputado. director general RusRAO Sergey Nikolaevich Brykin. “En el manejo de residuos radiactivos está prohibido todo lo que no esté permitido por las licencias”.

Para el transporte y almacenamiento de residuos radiactivos se utilizan contenedores especiales: según la actividad y el tipo de radiación, pueden ser de hormigón armado, acero, plomo o incluso polietileno enriquecido con boro. Para reducir las dificultades y los riesgos del transporte, intentan realizar el procesamiento y el embalaje in situ mediante complejos móviles, en parte con ayuda de tecnología robótica. Las rutas de transporte están pensadas y acordadas de antemano. Cada contenedor tiene su propio identificador y su destino se rastrea hasta el final.

En el lugar de la antigua base técnica de la Flota del Norte funciona el centro de acondicionamiento y almacenamiento de RW en la bahía de Andreeva, a orillas del mar de Barents.

Calentador: almacenamiento

Los RTG que mencionamos anteriormente casi nunca se utilizan en la Tierra hoy en día. Alguna vez proporcionaron energía a puntos automáticos de monitoreo y navegación en lugares remotos y de difícil acceso. Sin embargo, numerosos incidentes con fugas de isótopos radiactivos al medio ambiente y el robo banal de metales no ferrosos los obligaron a abandonar su uso en otros lugares que no sean naves espaciales. La URSS logró producir y montar más de mil RTG, que fueron desmantelados y siguen siendo eliminados.

Más gran problema representa el legado de la Guerra Fría: a lo largo de décadas se construyeron casi 270 submarinos nucleares, y hoy menos de cincuenta permanecen en servicio; el resto ha sido eliminado o está a la espera de este complejo y costoso procedimiento. En este caso, se descarga el combustible gastado y se cortan el compartimento del reactor y dos adyacentes. Se les retira el equipo, se sella adicionalmente y se deja almacenar a flote. Esto se hizo durante años y, a principios de la década de 2000, alrededor de 180 “flotadores” radiactivos se estaban oxidando en el Ártico ruso y el Lejano Oriente. El problema era tan grave que se discutió en una reunión de líderes de los países " Ocho grandes", quien estuvo de acuerdo cooperación internacional en la limpieza de la costa.

Pontón de muelle para la realización de operaciones con bloques de compartimentos del reactor (85 x 31,2 x 29 m). Capacidad de carga: 3500 t; calado al remolcar: 7,7 m; velocidad de remolque: hasta 6 nudos (11 km/h); vida útil: al menos 50 años. Constructor: Fincantieri. Operador: Rosatom. Ubicación: Saida Guba en la bahía de Kola, diseñado para almacenar 120 compartimentos de reactor.

Hoy en día, los bloques se sacan del agua y se limpian, se cortan los compartimentos del reactor y se les aplica una capa anticorrosión. Los paquetes tratados se instalan para un almacenamiento seguro a largo plazo en sitios de concreto preparados. En el complejo recién inaugurado en Saida Guba en Región de Múrmansk Para ello incluso derribaron una colina, cuya base rocosa servía de soporte fiable para un almacén con capacidad para 120 compartimentos. Alineados en fila, los reactores densamente pintados parecen una fábrica o un almacén ordenado. equipos industriales, atendido por un atento dueño.

Este resultado de la eliminación de objetos radiactivos peligrosos se denomina "césped marrón" en el lenguaje de los científicos nucleares y se considera completamente seguro, aunque no muy agradable desde el punto de vista estético. El objetivo ideal de sus manipulaciones es un “césped verde”, como el que se extiende sobre la ya conocida instalación de almacenamiento francesa del CSA (Centre de stockage de l’Aube). Una capa impermeable y una gruesa capa de césped especialmente seleccionado convierten el techo de un búnker enterrado en un claro en el que simplemente apetece tumbarse, sobre todo porque está permitido. Sólo los residuos radiactivos más peligrosos no están destinados al "césped", sino a la lúgubre oscuridad del entierro final.

Caliente: entierro

Los residuos radiactivos de alta actividad, incluidos los residuos del reprocesamiento de combustible gastado, requieren un aislamiento fiable durante decenas y cientos de miles de años. Enviar desechos al espacio es demasiado caro, peligroso debido a los accidentes durante el lanzamiento y el enterramiento en el océano o en fallas de la corteza terrestre tiene consecuencias impredecibles. Durante los primeros años o décadas todavía se pueden conservar en piscinas de instalaciones de almacenamiento “húmedas” sobre el suelo, pero luego habrá que hacer algo con ellos. Por ejemplo, transfiéralo a un lugar más seguro y seco durante más tiempo y garantice su fiabilidad durante cientos y miles de años.

"El principal problema del almacenamiento en seco es la transferencia de calor", explica Serguéi Brykin. "Si no hay un entorno acuoso, los residuos de alta actividad se calientan, lo que requiere soluciones de ingeniería especiales". En Rusia, en la planta minera y química cerca de Krasnoyarsk funciona una instalación de almacenamiento terrestre centralizada con un sofisticado sistema pasivo de enfriamiento de aire. Pero esto es sólo una medida a medias: un cementerio verdaderamente fiable debe ser subterráneo. Entonces estará protegido no sólo por sistemas de ingeniería, sino también por condiciones geológicas, cientos de metros de roca o arcilla fija y preferiblemente impermeable.

Esta instalación subterránea de almacenamiento en seco está en funcionamiento desde 2015 y se sigue construyendo en paralelo en Finlandia. En Onkalo, los desechos radiactivos altamente activos y el combustible nuclear gastado se guardarán en roca de granito a una profundidad de aproximadamente 440 m, en recipientes de cobre, además aislados con arcilla de bentonita, y durante un período de al menos 100 mil años. En 2017, los ingenieros energéticos suecos de SKB anunciaron que adoptarían este método y construirían su propia instalación de almacenamiento "eterna" cerca de Forsmark. En Estados Unidos, continúa el debate sobre la construcción del depósito Yucca Mountain en el desierto de Nevada, que se adentrará cientos de metros en la cordillera volcánica. La fascinación generalizada por los depósitos subterráneos se puede ver desde otro ángulo: un entierro tan seguro y protegido puede convertirse en un buen negocio.

Taryn Simon, 2015-3015. Vidrio, residuos radiactivos. La vitrificación de residuos radiactivos los sella dentro de una sustancia sólida e inerte durante milenios. La artista estadounidense Taryn Simon utilizó esta tecnología en su obra dedicada al centenario del Cuadrado Negro de Malevich. El cubo de vidrio negro con desechos radiactivos vitrificados fue creado en 2015 para el Museo del Garaje de Moscú y desde entonces se almacena en el territorio de la planta de radón en Sergiev Posad. Acabará en un museo dentro de unos mil años, cuando finalmente sea seguro para el público.

De Siberia a Australia

En primer lugar, en el futuro las tecnologías pueden requerir nuevos isótopos raros, de los cuales hay muchos en el combustible nuclear gastado. También pueden surgir métodos para su extracción segura y barata. En segundo lugar, muchos países están dispuestos a pagar ahora por la eliminación de residuos de alta actividad. Rusia no tiene adónde ir: la industria nuclear altamente desarrollada necesita un depósito "eterno" moderno para desechos radiactivos tan peligrosos. Por lo tanto, a mediados de la década de 2020, se debería abrir un laboratorio de investigación subterráneo cerca del Combinado de Minería y Química.

Se introducirán tres pozos verticales en la roca gneis, poco permeable a los radionucleidos, y a una profundidad de 500 m se equipará un laboratorio donde se colocarán contenedores con simuladores de bultos de desechos radiactivos calentados eléctricamente. En el futuro, los residuos comprimidos de actividad media y alta, colocados en envases especiales y contenedores de acero, se colocarán en contenedores y se cementarán con una mezcla a base de bentonita. Mientras tanto, aquí se planean alrededor de cien experimentos y solo después de 15 a 20 años de pruebas y justificación de seguridad, el laboratorio se convertirá en una instalación de almacenamiento seco a largo plazo para desechos radiactivos de primera y segunda clase. - en una zona escasamente poblada de Siberia.

Población del país - aspecto importante todos estos proyectos. La gente rara vez acoge con agrado la creación de vertederos de residuos radiactivos a pocos kilómetros de propia casa, y en Europa o Asia densamente pobladas no es fácil encontrar un lugar para la construcción. Por lo tanto, están intentando activamente interesar a países tan escasamente poblados como Rusia o Finlandia. Recientemente se les ha sumado Australia con sus ricas minas de uranio. Según Serguéi Brykin, el país ha presentado una propuesta para construir en su territorio un cementerio internacional bajo los auspicios de la OIEA. Las autoridades esperan que esto aporte dinero adicional y nuevas tecnologías. Pero Rusia definitivamente no corre peligro de convertirse en un vertedero radiactivo global.

El artículo “Césped verde sobre el cementerio nuclear” se publicó en la revista “Popular Mechanics” (n° 3, marzo de 2018).

Eliminación, procesamiento y eliminación de residuos de las clases de peligro 1 a 5

Trabajamos con todas las regiones de Rusia. Licencia válida. Un juego completo de documentos de cierre. Trato individualizado al cliente y política de precios flexible.

Mediante este formulario, puede enviar una solicitud de servicios, solicitar una oferta comercial o recibir una consulta gratuita de nuestros especialistas.

Enviar

En el siglo XX, la búsqueda incesante de una fuente de energía ideal parecía haber terminado. Esta fuente fueron los núcleos de los átomos y las reacciones que ocurren en ellos: el desarrollo activo de armas nucleares y la construcción de plantas de energía nuclear comenzaron en todo el mundo.

Pero el planeta se enfrentó rápidamente al problema del procesamiento y destrucción de los desechos nucleares. La energía de los reactores nucleares conlleva muchos peligros, al igual que los residuos de esta industria. Hasta ahora no existe una tecnología de procesamiento completamente desarrollada, mientras que el campo en sí se está desarrollando activamente. Por lo tanto, la seguridad depende principalmente de una eliminación adecuada.

Definición

Los desechos nucleares contienen isótopos radiactivos de ciertos elementos químicos. En Rusia, según la definición dada en la Ley Federal No. 170 "Sobre el Uso de la Energía Atómica" (del 21 de noviembre de 1995), no está previsto el uso posterior de dichos desechos.

El principal peligro de los materiales es la emisión de dosis gigantescas de radiación, que tiene un efecto perjudicial sobre un organismo vivo. Las consecuencias de la exposición radiactiva incluyen trastornos genéticos, enfermedades por radiación y la muerte.

Mapa de clasificación

La principal fuente de materiales nucleares en Rusia es la esfera. energía nuclear y desarrollos militares. Todos los desechos nucleares tienen tres grados de radiación, que muchos conocen de los cursos de física:

• Alfa - irradiando.
• Beta - emisor.
• Gamma - radiante.

Los primeros se consideran los más inofensivos, ya que producen un nivel de radiación no peligroso, a diferencia de los otros dos. Es cierto que esto no impide que se incluyan en la clase de residuos más peligrosos.


En general, el mapa de clasificaciones de residuos nucleares en Rusia los divide en tres tipos:

1. Desechos nucleares sólidos. Esto incluye una gran cantidad de materiales de mantenimiento en el sector energético, ropa del personal y basura que se acumula durante el trabajo. Dichos desechos se queman en hornos, después de lo cual las cenizas se mezclan con una mezcla de cemento especial. Se vierte en barriles, se sella y se envía a almacenamiento. El entierro se describe en detalle a continuación.
2. Líquido. El funcionamiento de los reactores nucleares es imposible sin el uso de soluciones tecnológicas. Además, esto incluye el agua que se utiliza para tratar trajes especiales y lavar a los trabajadores. Los líquidos se evaporan completamente y luego se produce el entierro. Los residuos líquidos suelen reciclarse y utilizarse como combustible para reactores nucleares.
3. Elementos estructurales de reactores, transporte e instalaciones. control técnico en la empresa constituyen un grupo separado. Su eliminación es la más cara. Hoy en día, hay dos opciones: instalar el sarcófago o desmantelarlo con su descontaminación parcial y enviarlo a un almacén para su entierro.

El mapa de residuos nucleares en Rusia también identifica los niveles bajo y alto:

• Residuos de baja actividad: surgen durante las actividades de instituciones médicas, institutos y centros de investigación. Aquí se utilizan sustancias radiactivas para realizar pruebas químicas. El nivel de radiación que emiten estos materiales es muy bajo. La eliminación adecuada puede convertir los residuos peligrosos en residuos normales en unas pocas semanas, después de lo cual se pueden eliminar como residuos normales.
• Los desechos de alta actividad son el combustible gastado de los reactores y los materiales utilizados en la industria militar para desarrollar armas nucleares. El combustible de las estaciones se compone de barras especiales que contienen una sustancia radiactiva. El reactor funciona durante aproximadamente 12 a 18 meses, después de lo cual se debe cambiar el combustible. El volumen de residuos es sencillamente colosal. Y esta cifra está creciendo en todos los países que desarrollan el sector de la energía nuclear. La eliminación de residuos de alta actividad debe tener en cuenta todos los matices para evitar desastres para el medio ambiente y las personas.

Reciclaje y eliminación

Actualmente, existen varios métodos para eliminar los residuos nucleares. Todos ellos tienen sus ventajas y desventajas, pero no importa cómo se mire, no permiten deshacerse por completo del peligro de exposición radiactiva.

Entierro

La eliminación de residuos es el método de eliminación más prometedor y se utiliza de forma especialmente activa en Rusia. En primer lugar se produce el proceso de vitrificación o “vitrificación” de los residuos. La sustancia gastada se calcina, después de lo cual se añade cuarzo a la mezcla, y así “ vidrio liquido» se vierte en moldes cilíndricos especiales de acero. El material de vidrio resultante es resistente al agua, lo que reduce la posibilidad de que elementos radiactivos entren al medio ambiente.

Los cilindros terminados se elaboran y se lavan a fondo, eliminando la más mínima contaminación. Luego se almacenan durante mucho tiempo. mucho tiempo. La instalación de almacenamiento está ubicada en zonas geológicamente estables para que no sufra daños.

La eliminación geológica se realiza a una profundidad de más de 300 metros, de modo que los residuos no requieran mantenimiento adicional durante mucho tiempo.

Incendio

Algunos materiales nucleares, como se mencionó anteriormente, son resultados directos de la producción y una especie de subproducto de desecho en el sector energético. Se trata de materiales que estuvieron expuestos a la irradiación durante la producción: papel usado, madera, ropa, residuos domésticos.

Todo esto se quema en hornos especialmente diseñados que minimizan el nivel de sustancias tóxicas a la atmósfera. La ceniza, entre otros residuos, se cementa.

Cementación

La eliminación (uno de los métodos) de residuos nucleares en Rusia mediante cementación es una de las prácticas más habituales. La idea es colocar los materiales irradiados y los elementos radiactivos en contenedores especiales, que luego se llenan con una solución especial. La composición de dicha solución incluye todo un cóctel de elementos químicos.

Como resultado, prácticamente no está expuesto al entorno externo, lo que le permite alcanzar una vida útil casi ilimitada. Pero vale la pena hacer una reserva de que tal entierro sólo es posible para la eliminación de residuos de nivel medio de peligro.

Sello

Una práctica de larga data y bastante confiable destinada a la eliminación y reducción del volumen de residuos. No se utiliza para procesar materiales combustibles básicos, pero puede procesar otros desechos de bajo riesgo. Esta tecnología utiliza prensas hidráulicas y neumáticas con baja fuerza de presión.

Reutilizar

El uso de material radiactivo en el campo de la energía no se produce en toda su extensión debido a la actividad específica de estas sustancias. Una vez transcurrido su tiempo, los residuos siguen siendo una fuente potencial de energía para los reactores.

En el mundo moderno, y especialmente en Rusia, la situación con los recursos energéticos es bastante grave y, por lo tanto, el uso secundario de materiales nucleares como combustible para reactores ya no parece increíble.

Hoy en día existen métodos que permiten utilizar materias primas gastadas para aplicaciones energéticas. Los radioisótopos contenidos en los desechos se utilizan para procesar alimentos y como “batería” para operar reactores termoeléctricos.

Pero la tecnología aún está en desarrollo y no se ha encontrado un método de procesamiento ideal. Sin embargo, el procesamiento y destrucción de residuos nucleares puede resolver parcialmente el problema de dichos residuos utilizándolos como combustible para reactores.

Desafortunadamente, en Rusia prácticamente no se está desarrollando un método de este tipo para deshacerse de los desechos nucleares.

Volúmenes

En Rusia, en todo el mundo, el volumen de residuos nucleares enviados para su eliminación asciende a decenas de miles de metros cúbicos al año. Cada año, las instalaciones de almacenamiento europeas aceptan alrededor de 45.000 metros cúbicos de residuos, mientras que en Estados Unidos sólo un vertedero en el estado de Nevada absorbe este volumen.

Los residuos nucleares y el trabajo relacionado con ellos en el extranjero y en Rusia son actividades de empresas especializadas equipadas con tecnología y equipos de alta calidad. En las empresas, los residuos se someten a varios métodos de procesamiento descritos anteriormente. Como resultado, es posible reducir el volumen, reducir el nivel de peligrosidad e incluso utilizar algunos residuos del sector energético como combustible para reactores nucleares.

El átomo pacífico ha demostrado durante mucho tiempo que no todo es tan simple. El sector energético se está desarrollando y seguirá desarrollándose. Lo mismo puede decirse del ámbito militar. Pero si a veces hacemos la vista gorda ante la emisión de otros desechos, los desechos nucleares eliminados incorrectamente pueden causar una catástrofe total para toda la humanidad. Por lo tanto, este problema requiere una solución temprana antes de que sea demasiado tarde.

Después de la prohibición de los ensayos de armas nucleares en tres áreas, el problema de la destrucción de los desechos radiactivos generados durante el uso de la energía atómica con fines pacíficos ocupa uno de los primeros lugares entre todos los problemas de la ecología de las radiaciones.

Según su estado físico, los residuos radiactivos (RAW) se dividen en sólidos, líquidos y gaseosos.

Según OSPORB-99 (Normas sanitarias básicas para garantizar seguridad radiológica) Los desechos radiactivos sólidos incluyen fuentes, materiales, productos, equipos, objetos biológicos, suelos no destinados a un uso posterior de radionucleidos gastados, así como desechos radiactivos líquidos solidificados en los que la actividad específica de los radionucleidos es mayor que los valores indicados en Apéndice P-4 de la NRB -99 (normas de seguridad radiológica). Si se desconoce la composición del radionúclido, se considerarán materiales con una actividad específica superior a:

100 kBq/kg – para fuentes de radiación beta;

10 kBq/kg – para fuentes de radiación alfa;

1 kBq/kg – para radionucleidos transuránicos (elementos químicos radiactivos ubicados en la tabla periódica de elementos después del uranio, es decir, con un número atómico superior a 92. Todos ellos se obtienen artificialmente, y sólo Np y Pu se encuentran en la naturaleza en cantidades extremadamente pequeñas cantidades).

Los residuos radiactivos líquidos incluyen líquidos, pulpas y lodos orgánicos e inorgánicos que no están sujetos a uso posterior, en los que la actividad específica de los radionucleidos es más de 10 veces mayor que los niveles de intervención cuando ingresan con agua, que figuran en el Apéndice P-2 NRB- 99.

Los desechos radiactivos gaseosos incluyen gases radiactivos y aerosoles que no se pueden utilizar y se generan durante los procesos de producción con una actividad volumétrica que excede la actividad volumétrica anual promedio (ARV) permitida que figura en el Apéndice P-2 de NRB-99.

Los desechos radiactivos líquidos y sólidos se dividen según la actividad específica en 3 categorías: nivel bajo, nivel intermedio y nivel alto (Tabla 26).

Mesa26 – Clasificación de residuos radiactivos líquidos y sólidos (OSPORB-99)

	Actividad específica, kBq/kg
	emisor beta	emisor alfa	transuránico
Baja actividad
Moderadamente activo	de 10 3 a 10 7	de 10 2 a 10 6	de 10 1 a 10 5
Altamente activo

Se generan residuos radiactivos:

− en el proceso de extracción y procesamiento de minerales radiactivos.
nuevas materias primas;

− durante el funcionamiento de las centrales nucleares;

− durante la operación y desmantelamiento de buques con capacidad nuclear
instalaciones;

− durante el reprocesamiento del combustible nuclear gastado;

− en la producción de armas nucleares;

− al realizar trabajos científicos usando la investigación
Tel reactores nucleares y material fisionable;

− cuando se utilizan radioisótopos en la industria, el cobre
medicina, ciencia;

− durante explosiones nucleares subterráneas.

El sistema de gestión de residuos radiactivos sólidos y líquidos en los lugares de su generación está determinado por el proyecto de cada organización que planea trabajar con fuentes abiertas de radiación, e incluye su recolección, clasificación, embalaje, almacenamiento temporal, acondicionamiento (concentración, solidificación, prensado, incineración), transporte, almacenamiento a largo plazo y entierro.

Para recoger residuos radiactivos, las organizaciones deben disponer de colecciones especiales. Los lugares de las colecciones deben contar con dispositivos de protección para reducir la radiación fuera de sus límites a un nivel aceptable.

Para el almacenamiento temporal de desechos radiactivos que generan una dosis de radiación gamma de más de 2 mGy/h en la superficie, se deben utilizar pozos o nichos de protección especiales.

Los desechos radiactivos líquidos se recogen en contenedores especiales y luego se envían para su eliminación. Está prohibido descargar residuos radiactivos líquidos en alcantarillas domésticas y pluviales, embalses, pozos, perforaciones, campos de riego, campos de filtración y en la superficie de la Tierra.

Durante las reacciones nucleares que tienen lugar en el núcleo del reactor, se liberan gases radiactivos: xenón-133 (T físico = 5 días), criptón-85 (T físico = 10 años), radón-222 (T físico = 3,8 días) y otros. Estos gases ingresan al filtro adsorbente, donde pierden su actividad y solo entonces se liberan a la atmósfera. También se libera al medio ambiente algo de carbono-14 y tritio.

Otra fuente de nucleidos de rodio que ingresan al medio ambiente desde las centrales nucleares en funcionamiento es el agua desequilibrada y de proceso. Las barras de combustible situadas en el núcleo del reactor suelen deformarse y los productos de fisión entran en el refrigerante. Una fuente adicional de radiación en el refrigerante son los radionucleidos que se forman como resultado de la irradiación de neutrones de los materiales del reactor. Por lo tanto, el agua del circuito primario se renueva periódicamente y se limpia de radionucleidos.

Para evitar la contaminación ambiental, el agua de todos los circuitos tecnológicos de la central nuclear se incluye en el sistema de suministro de agua circulante (Fig. 8).

Sin embargo, parte de los residuos líquidos se vierten en un estanque de refrigeración disponible en cada central nuclear. Este depósito es una cuenca de bajo caudal (la mayoría de las veces es un depósito artificial), por lo que la descarga de líquidos que contienen incluso pequeñas cantidades de radionucleidos en él puede provocar concentraciones peligrosas. Las Normas sanitarias prohíben estrictamente la descarga de residuos radiactivos líquidos en estanques de refrigeración. Sólo se pueden enviar a ellos líquidos en los que la concentración de radioisótopos no exceda los límites permitidos. Además, la cantidad de líquidos vertidos en un depósito está limitada por la norma de descarga permitida. Esta norma se establece de forma que el impacto de los radionucleidos en los usuarios del agua no supere una dosis de 5´10 -5 Sv/año. Según Yu.A., la actividad volumétrica de los principales radionucleidos en el agua vertida de las centrales nucleares en la parte europea de Rusia. Egorova (2000), es (Bq):

Arroz. 8. Diagrama de bloques del reciclaje del suministro de agua de la central nuclear.

En curso autolimpieza agua, estos radionucleidos se hunden hasta el fondo y quedan enterrados gradualmente en los sedimentos del fondo, donde su concentración puede alcanzar los 60 Bq/kg. La distribución relativa de los radionucleidos en los ecosistemas de los estanques de refrigeración de las centrales nucleares, según Yu.A. Egorov se muestra en la Tabla 27. Según este autor, estos embalses pueden usarse para cualquier propósito económico y recreativo nacional.

Mesa 27 – Distribución relativa de radionucleidos en estanques de refrigeración, %

Componentes del ecosistema
Hidrobiontes: mariscos
algas filamentosas
plantas superiores
Sedimentos del fondo

¿Las centrales nucleares dañan el medio ambiente? La experiencia operativa de las centrales nucleares nacionales ha demostrado que, con la adecuada mantenimiento y un control medioambiental bien establecido, son prácticamente seguros. El impacto radiactivo de estas empresas en la biosfera no supera el 2% del fondo de radiación local. Los estudios geoquímicos del paisaje en la zona de diez kilómetros de la central nuclear de Beloyarsk muestran que la densidad de contaminación por plutonio en los suelos de las biocenosis de bosques y praderas no supera los 160 Bq/m2 y se encuentra dentro del nivel global (Pavletskaya, 1967). Los cálculos muestran que las centrales térmicas son mucho más peligrosas en términos de radiación, ya que el carbón, la turba y el gas que se queman en ellas contienen radionucleidos naturales de las familias del uranio y el torio. Las dosis de radiación individuales promedio en la zona donde se encuentran las centrales térmicas con una capacidad de 1 GW/año oscilan entre 6 y 60 μSv/año, y en el caso de las emisiones de las centrales nucleares, entre 0,004 y 0,13 μSv/año. Por tanto, las centrales nucleares durante su funcionamiento normal son más respetuosas con el medio ambiente que las centrales térmicas.

El peligro de las centrales nucleares radica únicamente en las emisiones de emergencia de radionucleidos y su posterior propagación por todo el mundo. ambiente externo rutas atmosféricas, hídricas, biológicas y mecánicas. En este caso, se causa daño a la biosfera, inhabilitando vastas áreas que no pueden utilizarse para la actividad económica durante muchos años.

Así, en 1986, en la central nuclear de Chernobyl, como resultado de una explosión térmica, se liberó al medio ambiente hasta un 10% de material nuclear,
ubicado en el núcleo del reactor.

Durante todo el funcionamiento de las centrales nucleares en el mundo, se han registrado oficialmente alrededor de 150 casos de emergencia de liberación de radionúclidos a la biosfera. Se trata de una cifra impresionante que demuestra que las reservas para mejorar la seguridad de los reactores nucleares siguen siendo muy grandes. Por tanto, es muy importante la vigilancia ambiental en las zonas de las centrales nucleares, que juega un papel decisivo en el desarrollo de métodos para localizar la contaminación radiactiva y su eliminación. Un papel especial aquí pertenece investigación científica en el campo del estudio de barreras geoquímicas en las que los elementos radiactivos pierden su movilidad y comienzan a concentrarse.

Los desechos radiactivos que contienen radionucleidos con una vida media inferior a 15 días se recolectan por separado y se guardan en áreas de almacenamiento temporal para reducir la actividad a niveles seguros, después de lo cual se eliminan como desechos industriales normales.

El traslado de residuos radiactivos desde la organización para su procesamiento o eliminación debe realizarse en contenedores especiales.

El procesamiento, el almacenamiento a largo plazo y la eliminación de residuos radiactivos están a cargo de organizaciones especializadas. En algunos casos, es posible llevar a cabo todas las etapas de la gestión de residuos radiactivos en una sola organización, si así lo prevé el proyecto o si las autoridades de supervisión estatales han emitido un permiso especial.

La dosis de radiación efectiva para la población causada por desechos radiactivos, incluidas las etapas de almacenamiento y eliminación, no debe exceder los 10 μSv/año.

El mayor volumen de residuos radiactivos procede de las centrales nucleares. Los residuos radiactivos líquidos de las centrales nucleares son los fondos de los evaporadores, el lodo de los filtros mecánicos y de intercambio iónico para purificar el agua del circuito. En las centrales nucleares se almacenan en depósitos de hormigón revestidos de acero inoxidable. Luego son curados y enterrados utilizando tecnología especial. A residuos solidos Las centrales nucleares incluyen equipos averiados y sus piezas, así como materiales consumidos. Por regla general, tienen poca actividad y se eliminan en centrales nucleares. Los residuos de actividad media y alta se envían para su eliminación a instalaciones especiales de almacenamiento subterráneo.

Las instalaciones de almacenamiento de desechos radiactivos están ubicadas a gran profundidad (al menos 300 m) y están constantemente monitoreadas, ya que los radionucleidos emiten una gran cantidad de calor. Las instalaciones de almacenamiento subterráneo de residuos radiactivos deben ser a largo plazo y estar diseñadas para cientos y miles de años. Se ubican en zonas sísmicamente tranquilas, en macizos rocosos homogéneos y sin fisuras. Los más adecuados para ello son los complejos geológicos graníticos de las cadenas montañosas adyacentes a la costa del océano. Lo más conveniente es construir túneles subterráneos para desechos radiactivos (Kedrovsky, Chesnokov, 2000). En el permafrost se pueden ubicar instalaciones fiables para el almacenamiento de residuos radiactivos. Está previsto crear uno de ellos en Novaya Zemlya.

Para facilitar la eliminación y garantizar la fiabilidad de estos últimos, los residuos radiactivos líquidos altamente activos se convierten en sustancias sólidas inertes. Actualmente, los principales métodos para procesar residuos radiactivos líquidos son la cementación y la vitrificación, seguidas del encerramiento en contenedores de acero que se almacenan bajo tierra a varios cientos de metros de profundidad.

Investigadores de la Asociación de Radón de Moscú propusieron un método para convertir residuos radiactivos líquidos en cerámicas de aluminosilicato estables a una temperatura de 900°C utilizando carbamida (urea), sales de flúor y aluminosilicatos naturales (Lashchenova, Lifanov, Solovyov, 1999).

Sin embargo, a pesar de su progresividad, los métodos enumerados tienen un inconveniente importante: no se reduce el volumen de residuos radiactivos. Por lo tanto, los científicos buscan constantemente otros métodos para eliminar los desechos radiactivos líquidos. Uno de estos métodos es la sorción selectiva de radionucleidos. Como sorbentes Los investigadores proponen utilizar zeolitas naturales, con cuya ayuda se pueden purificar líquidos a partir de radioisótopos de cesio, cobalto y manganeso hasta concentraciones seguras. Al mismo tiempo, el volumen del producto radiactivo se reduce decenas de veces (Savkin, Dmitriev, Lifanov et al., 1999). yu.v. Ostrovsky, G.M. Zubarev, A.A. Shpak y otros científicos de Novosibirsk (1999) propusieron galvanoquímicos
procesamiento de residuos radiactivos líquidos.

Un método prometedor para eliminar los desechos de alta actividad es transportarlos al espacio. El método fue propuesto por el académico A.P. Kapitsa en 1959. Actualmente se están realizando intensas investigaciones en esta área.

Los residuos radiactivos se producen en grandes cantidades en las centrales nucleares, los reactores de investigación y el ámbito militar (reactores nucleares de barcos y submarinos).

Según la OIEA, a finales de 2000 se descargaron de los reactores nucleares 200.000 toneladas de combustible irradiado.

Se supone que la mayor parte se eliminará sin procesar (Canadá, Finlandia, España, Suecia, EE. UU.), la otra parte se procesará (Argentina, Bélgica, China, Francia, Italia, Rusia, Suiza, Inglaterra, Alemania). ).

Bélgica, Francia, Japón, Suiza e Inglaterra entierran bloques de desechos radiactivos encerrados en vidrio de borosilicato.

Entierro en el fondo de mares y océanos. Muchos países han practicado la eliminación de desechos radiactivos en mares y océanos. Estados Unidos fue el primero en hacerlo en 1946, luego Gran Bretaña en 1949, Japón en 1955 y los Países Bajos en 1965. El primer depósito marino de desechos radiactivos líquidos apareció en la URSS a más tardar en 1964.

En los vertederos marinos del Atlántico Norte, donde, según la OIEA, de 1946 a 1982, 12 países del mundo inundaron desechos radiactivos con una actividad total de más de MCi (un megaCurie). Las regiones del mundo según la cantidad de actividad total ahora se distribuyen de la siguiente manera:

a) Atlántico Norte: aproximadamente 430 kCi;

b) los mares del Lejano Oriente: unos 529 kCi;

c) Ártico - no supera los 700 kCi.

Han pasado entre 25 y 30 años desde la primera inundación de residuos de alta actividad en el mar de Kara. A lo largo de los años, la actividad de los reactores y del combustible gastado, naturalmente, ha disminuido muchas veces. Hoy en día en los mares del norte la actividad total de residuos radiactivos es de 115 kCi.

Al mismo tiempo, debemos suponer que la eliminación marítima de residuos radiactivos fue realizada por personas competentes, profesionales en su campo. RW se inundó en las depresiones de las bahías, donde las corrientes y las aguas submarinas no afectan estas capas profundas. Por lo tanto, los residuos radiactivos “se quedan” allí y no se propagan a ninguna parte, sino que sólo son absorbidos por una precipitación especial.

También hay que tener en cuenta que los residuos radiactivos de mayor actividad se conservan con mezclas endurecedoras. Pero incluso si los radionucleidos llegan al agua de mar, son absorbidos por estos sedimentos en las inmediaciones del lugar de la inundación. Esto fue confirmado por mediciones directas de la situación de la radiación.

La opción más frecuentemente discutida para la eliminación de desechos radiactivos es la eliminación en una cuenca profunda, donde la profundidad promedio es de al menos 5 km. El profundo fondo rocoso del océano está cubierto por una capa de sedimento, y se puede obtener un entierro poco profundo bajo decenas de metros de sedimento simplemente arrojando el contenedor por la borda. El enterramiento profundo bajo cientos de metros de sedimento requerirá perforación y relleno. Los sedimentos están saturados. agua de mar, que después de decenas o cientos de años puede corroer (debido a la corrosión) los recipientes con pilas de combustible de combustible usado. Sin embargo, se supone que los propios sedimentos adsorben los productos de fisión lixiviados, impidiendo que lleguen al océano. Los cálculos de las consecuencias del caso extremo de destrucción del casco del contenedor inmediatamente después de entrar en una capa de sedimentos mostraron que la dispersión de un elemento combustible que contiene productos de fisión bajo una capa de sedimentos no se producirá antes de 100 a 200 años. Para entonces, el nivel de radiactividad habrá disminuido en varios órdenes de magnitud.

Entierro definitivo en depósitos de sal.. Los depósitos de sal son sitios atractivos para la eliminación a largo plazo de desechos radiactivos. El hecho de que la sal se encuentre en forma sólida en una capa geológica indica que no ha habido circulación de agua subterránea desde su formación hace varios cientos de millones de años. Por lo tanto, el combustible colocado en dicho depósito no estará sujeto a lixiviación por el suelo.
aguas. Este tipo de depósitos de sal es muy común.

Entierro geológico. La eliminación geológica implica colocar contenedores que contienen elementos combustibles gastados en una formación estable, normalmente a una profundidad de 1 km. Se puede suponer que tales rocas contienen agua, ya que su profundidad es significativamente menor que el nivel freático. Sin embargo, no se espera que el agua desempeñe un papel importante en la transferencia de calor desde los contenedores, por lo que el almacenamiento debe diseñarse para mantener la temperatura de la superficie de los contenedores a no más de 100 °C aproximadamente. Sin embargo, la presencia de agua subterránea significa que el material lixiviado de los bloques almacenados puede penetrar el depósito de agua. Esta es una cuestión importante a la hora de diseñar este tipo de sistemas. La circulación del agua a través de las rocas como resultado de diferencias de densidad causadas por gradientes de temperatura durante largos períodos de tiempo es importante para determinar la migración de productos de fisión. Este proceso es muy lento y por lo tanto no se espera que cause mayores problemas. Sin embargo, para los sistemas de eliminación a largo plazo se debe tener en cuenta.

La elección entre diferentes métodos de eliminación estará determinada por la disponibilidad de sitios adecuados, y se necesitarán muchos más datos biológicos y oceanográficos. Sin embargo, las investigaciones realizadas en muchos países muestran que el combustible usado se puede tratar y eliminar sin riesgos indebidos para los seres humanos y el medio ambiente.

Recientemente, se ha discutido seriamente la posibilidad de lanzar contenedores con isótopos de larga vida mediante cohetes a una zona invisible. reverso Lunas. Pero, ¿cómo podemos garantizar al 100% que todos los lanzamientos tendrán éxito y que ninguno de los vehículos de lanzamiento explotará en la atmósfera terrestre y la cubrirá con cenizas mortales? No importa lo que digan los científicos espaciales, el riesgo es muy alto. Y, en general, no sabemos por qué nuestros descendientes necesitarán la cara oculta de la Luna. Sería extremadamente frívolo convertirlo en un vertedero de radiación mortal.

Eliminación de plutonio. En el otoño de 1996 se celebró en Moscú el Seminario Científico Internacional sobre Plutonio. Esta sustancia extremadamente tóxica proviene de un reactor nuclear y anteriormente se utilizaba para producir armas nucleares. Pero a lo largo de los años de uso de la energía nuclear, ya se han acumulado en la Tierra miles de toneladas de plutonio; ningún país necesita tanto para producir armas. Entonces surgió la pregunta: ¿qué hacer con él a continuación?

Dejarlo almacenado en algún lugar es una propuesta muy costosa.

Como se sabe, el plutonio no se encuentra en la naturaleza; se obtiene artificialmente a partir del uranio-238 irradiando este último con neutrones en un reactor nuclear:

92 U 238 + 0 norte 1 -> -1 mi 0 + 93 Pu 239 .

El plutonio tiene 14 isótopos con números de masa de 232 a 246; El isótopo más común es el 239 Pu.

El plutonio liberado del combustible gastado de las centrales nucleares contiene una mezcla de isótopos muy activos. Bajo la influencia de los neutrones térmicos, solo el Pu-239 y el Pu-241 se fisionan, y los neutrones rápidos provocan la fisión de todos los isótopos.

La vida media del 239 Pu es de 24.000 años, la del 241 Pu es de 75 años y el isótopo 241 Am se forma con una fuerte radiación gamma. La toxicidad es tal que una milésima de gramo es mortal.

El académico Yu Trutnev propuso almacenar el plutonio en depósitos subterráneos construidos mediante explosiones nucleares. Los residuos radiactivos junto con rocas vitrificados y no se propagan al medio ambiente.

Se considera prometedora la posición de que el combustible nuclear gastado (SNF) es el medio más valioso para la industria nuclear, sujeto a procesamiento y uso en un ciclo cerrado: uranio - reactor - plutonio - reprocesamiento - reactor (Inglaterra, Rusia, Francia).

En el año 2000, las centrales nucleares rusas acumularon unos 74.000 m 3 de residuos radiactivos líquidos con una actividad total de 0,22´10 5 Ci, unos 93.500 m 3 de residuos radiactivos sólidos con una actividad de 0,77´10 3 Ci y unas 9.000 toneladas de residuos radiactivos gastados. Combustible nuclear con una actividad superior a 4´10 9 Ki. En muchas centrales nucleares, las instalaciones de almacenamiento de residuos radiactivos están llenas al 75% y el volumen restante sólo durará entre 5 y 7 años.

Ninguna central nuclear está equipada con equipos para acondicionar los residuos radiactivos generados. Según los expertos del Ministerio de Energía Atómica de Rusia, en realidad, en los próximos 30 a 50 años, los desechos radiactivos se almacenarán en el territorio de las centrales nucleares, por lo que es necesario crear allí instalaciones especiales de almacenamiento a largo plazo. , adaptados para la posterior extracción de los residuos radiactivos de los mismos para su transporte al sitio de disposición final.

Residuos radiactivos líquidos Marina de guerra almacenados en tanques costeros y flotantes en regiones donde tienen su base barcos de propulsión nuclear. El suministro anual de estos residuos radiactivos es de unos 1.300 m3. Son procesados ​​por dos buques de transporte técnico (uno en la Flota del Norte y el otro en la Flota del Pacífico).

Además, debido a la intensificación del uso de radiaciones ionizantes en la actividad económica humana, el volumen de fuentes radiactivas gastadas provenientes de empresas e instituciones que utilizan radioisótopos en su trabajo aumenta cada año. La mayoría de estas empresas están ubicadas en Moscú (alrededor de 1000), centros regionales y republicanos.

Esta categoría de residuos radiactivos se elimina a través del sistema centralizado de plantas territoriales especiales "Radón". Federación Rusa, que reciben, transportan, procesan y eliminan fuentes gastadas de radiaciones ionizantes. El Departamento de Vivienda y Servicios Comunales del Ministerio de Construcción de la Federación de Rusia es responsable de 16 plantas especiales de "Radón": Leningrado, Nizhny Novgorod, Samara, Saratov, Volgogrado, Rostov, Kazán, Bashkir, Chelyabinsk, Ekaterimburgo, Novosibirsk, Irkutsk. , Jabárovsk, Primorsky, Murmansk, Krasnoyarsk. La decimoséptima planta especial, Moskovsky (situada cerca de Sergiev Posad), está subordinada al Gobierno de Moscú.

Cada empresa de radón está especialmente equipada. sitios de eliminación de desechos radiactivos(PZRO).

Para enterrar las fuentes gastadas de radiación ionizante, se utilizan instalaciones de almacenamiento diseñadas cerca de la superficie, tipo pozo. Cada empresa de radón tiene un normal
operación de instalaciones de almacenamiento, contabilidad de residuos enterrados, control radiológico constante y seguimiento del estado radioecológico del medio ambiente. Sobre la base de los resultados del seguimiento de la situación radioecológica en la zona donde se encuentra la RWDF, periódicamente se elabora un pasaporte radioecológico de la empresa, que es aprobado por las autoridades de control y supervisión.

Las plantas especiales de radón se diseñaron en los años 70 del siglo XX de acuerdo con los requisitos de las normas de seguridad radiológica, ahora obsoletas.

Anterior