放射性の破片はより危険です。 放射性廃棄物

現代の世界では、放射性廃棄物の処分の問題は他の環境問題と同等です。 人口の増加と技術の進歩に伴い、そのような廃棄物の量は絶えず増加しています。 一方、それらの正しい収集、保管、およびその後の廃棄は、複雑で時間のかかるプロセスです。

放射性物質の危険性は何ですか?

そのような材料の危険性を過大評価することはできません。 各地域には独自の放射線バックグラウンドがあり、これは通常の地域と見なされます。 大気、陸地、または水に放出された場合、このタイプの廃棄物は局所的な放射線バックグラウンドを増加させます。 有害物質が動物や人の有機体に侵入し、突然変異や中毒の発生を引き起こし、人口の死亡率を高めます。

そのような物質の危険性を考慮して、今日、立法者は、放射性原料を使用する企業に、環境汚染を減らす特別なフィルターを設置することを義務付けています。 それにもかかわらず、有害な要素の量は絶えず増加しています。 放射線障害の程度は、以下の要因に直接依存します。

  • 危険地域に住む人口の大きさ。
  • 汚染された地域(地域、自然);
  • 線量率;
  • 生物圏に含まれる廃棄物の量。

人体に侵入した後、有害物質は、高い死亡率を特徴とする深刻な病気の発症につながる可能性があります。 食物連鎖に沿ったそのような物質の移動を防ぐことは重要な仕事です。 失敗した場合、それらは制御不能に広がります。

有害廃棄物の発生源

放射性廃棄物は環境に危険な物質であり、それ以上の生産には役に立たない。 放射性廃棄物の処分は、他の種類の使用済み物質とは別に、特別な規則に従って実施する必要があります。

このような廃棄物の分類にはいくつかの種類があります。 それらは、さまざまな物理的形態および化学的特性を持つことができます。 違いは、物質の濃度とそれらの主要元素の半減期にもあります。 今日、放射性廃棄物は次の理由で発生します。

  • 原子炉の運転を目的とした燃料の作成。
  • 原子炉の運転;
  • 放射線による燃料の処理;
  • シンチレーションカウンターのリサイクル。
  • 使用済み燃料の処理;
  • 換気システムの機能(企業が放射性物質を使用する場合、それらはガスの形で換気システムから放出されます)。

ソースは、医療機器、特別な実験室にあった皿、燃料が注がれたガラス容器にも使用できます。 また、周囲の領域を汚染する可能性のある自然の放射線源であるPIRの存在も忘れてはなりません。

分類

放射性物質が分離されるいくつかの兆候があります。 たとえば、核型元素が含まれる場合と含まれない場合があります。 また、ウラン鉱石の採掘の結果として形成された物質と、原子力によってまったく接続されていない物質を区別します。

状態に応じて、危険物には3つの形態があります。

  • 個体。 これには、病院や特別な研究所で使用されるガラス製品が含まれます。
  • 液体。 以前に使用された燃料の処理の結果として形成されます。 このような物質の活性は通常非常に高いため、環境に重大な害を及ぼす可能性があります。
  • ガス状。 このグループの物質には、放射性原料を処理する企業の換気システムによって放出される物質が含まれます。

廃棄物の放射能に応じて、それらは次のように分けられます。

  • 非常にアクティブ。
  • 適度にアクティブ。
  • 低活動。

最も危険なのは高レベル廃棄物のグループであり、最も危険性が低いのは低レベル廃棄物です。 半減期も重要です。 この指標は、放射性物質に含まれる原子の半分が崩壊する時間を反映しています。 数値が大きいほど、廃棄物の分解が速くなります。 これにより、物質がその負の特性を失うのにかかる時間が短縮されますが、その瞬間まで、より多くのエネルギーが放出されます。

RWストレージ

RW保管とは、危険な要素を収集し、その後処理施設または廃棄施設に移送することを意味します。 これは、放射性廃棄物をある場所に集中させてから別の場所に届けることができる一時的な手段です。 埋葬とは、放射性廃棄物を環境に害を及ぼさない特別な貯蔵所に恒久的に配置することを意味します。

場合によっては、そのような物質を生成する企業は、完全に除染されるまでそれらを自分たちの領土に保管することを好みます。 これは、元素の半減期が数十年を超えない場合にのみ可能です。 その他の場合、埋葬地が使用されます。

500年以内に環境に脅威を与える物質が埋葬地にやってくることに注意する必要があります。 この状況は、保管場所が崩壊する前に保管された材料が安全にならなければならないという事実によって説明されます。 材料が保管されるコンテナにも特定の要件が提示されます。 そう:

  • この方法で保管できるのは、処理の結果として硬化した固形物または材料のみです。
  • 容器は完全に密閉されている必要があります。 コンテナからの材料の流出が最も少ない可能性を排除する必要があります。
  • コンテナは、50(マイナス)から70(プラス)度の温度でその特性を維持する必要があります。 高温の物質を排出する間、容器は130度までの加熱に耐える必要があります。
  • 強さは不可欠です。 コンテナは通常、物理的な力の影響に耐える必要があります(たとえば、地震後も無傷のままです)。

廃棄物の保管中は、廃棄/処理の次の段階のプロセスで実行されるさらなる手順の分離と促進を確実にする必要があります。 ストレージを提供する州または法人は、コンテナを監視し、環境を監視する必要があります。

リサイクル

今日、放射性廃棄物の処理とさらなる利用にはさまざまな方法があります。 それらの使用は、特定の物質とその活性に依存します。 いくつかのパラメータに応じて、以下を適用できます。

  • ガラス化。 放射性廃棄物の処理は、ホウケイ酸ガラスを使用して行われます。 形状が安定しているため、このような物質に含まれる放射性元素は数千年間安全に保管されます。
  • 燃焼。 この方法は、放出物質の限られた体積削減に使用できます。 燃焼中に空気が汚染される可能性があるため、この方法を使用して、汚染された古紙、木材、衣類、ゴムを処分することができます。 炉の特別な設計により、危険物が空気中に過度に放出されるのを防ぎます。
  • 密閉。 大きなものを処分する必要がある場合に使用します。 プレスすることで、材料を圧縮し、最終的なサイズを小さくすることができます。
  • セメント。 廃棄物は特別な容器に入れられ、その後、特別な化学物質の選択で作成された大量のセメントが後者に充填されます。




そのような方法が今日非常に活発に使用されているという事実にもかかわらず、それらは完全な廃棄物除去の問題を解決しません。 危険物は依然として環境に影響を与える可能性があります。 これに関連して、今日、新しい処分方法が開発されています(たとえば、太陽への埋葬)。

アクティビティに応じたRW処理

上記の方法は、さまざまな放射性物質の処分に使用されます。 特定の方法を選択する上で重要な役割を果たすのは、放射性廃棄物の活動などの指標です。 そう:

  • 低レベルの廃棄物は処分するのが最も簡単です。 彼らはほんの数年以内に安全になります。 それらの保管には、特別な密閉容器を使用するだけで十分です。 危険がなくなった後は、通常の方法で処分できます。
  • 中間レベルの廃棄物は、はるかに長く(数回)除染されます。 それらの保管には、いくつかの合金で作られた特別なバレルが使用されます。 充填後、それらはいくつかの層でセメントとビチューメンで充填されます。
  • 高レベル廃棄物が最も危険です。 それらは何世紀にもわたって環境への脅威であり続けます。 したがって、そのような廃棄物(ほとんどの場合、これは原子力発電所で使用される燃料)を処分する前に、発電所はそれらをリサイクルします。 この手順により、ほとんどの燃料を再利用できます。 無駄な残留物はガラスで注がれ(ガラス化)、岩の中にある深い井戸に保管されます。

場合によっては、高レベル廃棄物は何千年もの間危険なままである可​​能性があります。 そして、それらを備えた貯水池の数は比較的少ないですが、将来、それらは人類にとって深刻な問題になる可能性があります。

したがって、放射性廃棄物は環境と人類の両方にとって危険です。 したがって、それらは特別な方法で廃棄する必要があります。 今日、放射性廃棄物はさまざまなパラメータに従って分類されています。 最も危険なのは高活性物質です。 それらの処分は、ガラス化とそれに続く深い岩の多い井戸への配置を提供します。 現在存在するすべての方法では有害物質を完全に取り除くことはできないため、現在、放射性廃棄物を処分するための新しい方法を見つけるための作業が進行中です。

どんな生産も無駄を残します。 そして、放射能の特性を利用する球体も例外ではありません。 原則として、核廃棄物の自由な循環は、立法レベルではすでに認められていません。 したがって、個々の要素の特性を考慮して、それらを分離して保存する必要があります。

放射性廃棄物(放射性廃棄物)の電離放射線の危険性についての警告である標識

放射性廃棄物(RW)は、放射性を持つ元素を含む物質です。 このような廃棄物は実用上重要ではありません。つまり、再利用には適していません。

ノート!かなり頻繁に、同義の概念が使用されます-。

「使用済み核燃料-SNF」という用語は、「放射性廃棄物」という用語と区別する必要があります。 使用済み核燃料と放射性廃棄物の違いは、使用済み核燃料は、適切に再処理された後、原子炉の新鮮な材料の形で再利用できることです。

追加情報:SNFは一連の燃料要素であり、主に原子力施設からの燃料残留物と多数の半減期生成物で構成され、原則として137Csと90Srの同位体です。 それらは、科学および医療機関の仕事だけでなく、産業および農業企業でも積極的に使用されています。

私たちの国では、放射性廃棄物の最終処分のための活動を行う権利を持っている組織は1つだけです。 これは、放射性廃棄物管理の全国オペレーター(FSUE NO RAO)です。

この組織の行動は、ロシア連邦の法律(2011年7月11日付けのNo. 190 FZ)によって規制されています。 法律は、ロシアの領土で発生した放射性廃棄物の強制処分を規定しており、海外からの輸入も禁止しています。

分類

考慮される種類の廃棄物の分類には、RWのいくつかのクラスが含まれ、次のもので構成されます。

  • 低レベル(クラスに分類できます:A、B、C、GTCC(最も危険));
  • 中レベル(米国では、このタイプの放射性廃棄物は別のクラスに分類されていないため、この概念は通常、ヨーロッパ諸国で使用されています)。
  • 高レベル放射性廃棄物。

時々、別のクラスの放射性廃棄物が分離されます:超ウラン。 このクラスには、減衰期間が長く、濃度の値が非常に高い超ウランα放射性核種の含有量を特徴とする廃棄物が含まれます。 この廃棄物の半減期が長いため、埋没は低レベルおよび中レベルの放射性廃棄物の分離よりもはるかに徹底的に行われます。 これらの物質が生態学的状況と人体にとってどれほど危険であるかを予測することは非常に問題があります。

放射性廃棄物管理の問題

放射性化合物を使用する最初の企業の運営中、他の産業部門で発生する廃棄物とは対照的に、環境の領域に一定量の放射性廃棄物を分散させることは許容できると想定されていました。

このように、悪名高いマヤック企業では、操業の初期段階で、すべての放射性廃棄物が最寄りの水源に排出されていました。 このように、テチャ川とその上にある多くの水域の深刻な汚染がありました。

その後、生物圏のさまざまな地域で有害な放射性廃棄物の蓄積と集中があり、したがってそれらの環境への単純な排出は受け入れられないことが判明しました。 汚染された食品と一緒に、放射性元素が人体に入り、曝露のリスクが大幅に増加します。 そのため、近年、放射性廃棄物の収集、輸送、保管のさまざまな方法が活発に開発されています。

廃棄とリサイクル

放射性廃棄物の処分はさまざまな方法で行うことができます。 所属するRWクラスによって異なります。 低レベルおよび中レベルの放射性廃棄物の処分は、最も原始的であると考えられています。 また、放射性廃棄物は、構造上、半減期の短い物質と半減期の長い廃棄物に分けられます。 後者は長寿命のクラスに属しています。

短命の廃棄物の場合、最も簡単な処分方法は、密閉容器内の特別に指定された場所での短期保管であると考えられています。 一定期間、放射性廃棄物は中和され、その後、放射性無害な廃棄物は家庭廃棄物と同じように処理することができます。 このような廃棄物には、たとえば、医療および予防機関(LPI)からの材料が含まれる場合があります。 短期間の保管用の容器は、金属製の標準的な200リットルのバレルにすることができます。 容器から環境への放射性元素の浸透を避けるために、廃棄物は通常、ビチューメンまたはセメント混合物で満たされています。

写真は、ロシアの近代企業の1つにおける放射性廃棄物管理の技術を示しています

原子力発電所で絶えず発生する廃棄物の処分は、実施がはるかに困難であり、たとえば、ノボヴォロネジNPPで最近実施されたプラズマ処理などの特別な方法を使用する必要があります。 この場合、RWはガラスのような物質に変換され、その後、取り返しのつかない廃棄を目的としてコンテナに入れられます。

このような処理は絶対に安全であり、放射性廃棄物の量を数分の1に減らすことができます。 これは、燃焼生成物の多段階精製によって促進されます。 このプロセスはオフラインで720時間実行でき、1時間あたり最大250kgの廃棄物の生産性があります。 同時に、窯設備の温度指数は1800℃に達します。このような新しい複合施設はさらに30年間機能すると考えられています。

彼らが言うように、放射性廃棄物を利用するためのプラズマプロセスの利点は他のものよりも明らかです。 したがって、廃棄物を徹底的に分別する必要はありません。 さらに、多くの洗浄方法により、ガス状不純物の大気への放出を減らすことができます。

ロシアの放射能汚染、放射性廃棄物貯蔵所

長年、ロシア北東部にあるマヤック企業は原子力発電所でしたが、1957年に最も壊滅的な原子力事故の1つがそこで起こりました。 事件の結果、最大100トンの危険な放射性廃棄物が自然環境に放出され、広大な地域に影響を及ぼしました。 同時に、災害は1980年代まで慎重に隠されていました。 何年にもわたって、廃棄物は駅と汚染された周辺地域からカラチェイ川に投棄されました。 これが、何千人もの人々にとって非常に必要な水源の汚染の理由になっています。

「マヤック」は、私たちの国で放射能汚染を受けている唯一の場所からはほど遠いです。 ニジニノヴゴロド地域の主要な環境有害施設の1つは、セメノフスキー墓地としても知られるセメノフ市から17kmに位置する放射性廃棄物処分場です。

シベリアには、放射性廃棄物が40年以上保管されている保管施設があります。 放射性物質の保管には、すでに約125,000トンの廃棄物が入っている覆いのないプールやコンテナを使用しています。

ロシアでは、一般に、許容基準を超える放射線レベルを持つ膨大な数の地域が発見されています。 サンクトペテルブルク、モスクワ、カリーニングラードなどの大都市も含まれます。たとえば、研究所近くの幼稚園にあります。 私たちの首都では、放射線レベルが612千mR /時間の子供向けの砂場であるクルチャトフが特定されました。 人がこの「安全な」子供の施設に1日間いた場合、彼は致死量の放射線を照射されます。

ソ連の存在中、特に前世紀の半ばに、最も危険な放射性廃棄物が最も近い峡谷に投棄される可能性があり、その結果、全体の投棄が形成されました。 そして都市の成長に伴い、これらの汚染された場所に新しい寝室と工業用地が建設されました。

生物圏における放射性廃棄物の運命を評価することはかなり問題があります。 雨や風が周囲のすべての地域に汚染を積極的に広げています。 そのため、近年、放射性廃棄物処理の結果として白海が汚染される割合が大幅に増加しています。

埋葬の問題

今日、核廃棄物の保管と処分のプロセスの実施には、地方と地域の2つのアプローチがあります。 放射性廃棄物の生産場所での処分は、さまざまな観点から非常に便利ですが、このアプローチは、新しい施設の建設中に危険な処分場の数を増やすことにつながる可能性があります。 一方、これらの場所の数が厳しく制限されている場合、コストと廃棄物の安全な輸送の確保の問題が発生します。 確かに、放射性廃棄物の輸送が生産プロセスであるかどうかに関係なく、存在しない危険基準を除外する価値があります。 この問題で妥協のない選択をすることは、不可能ではないにしても、困難です。 さまざまな州で、この問題はさまざまな方法で解決されており、まだコンセンサスはありません。

主な問題の1つは、放射性廃棄物墓地の組織化に適した地層の特定と見なすことができます。 岩塩を抽出するために使用される深いトンネルと鉱山は、この目的に最も適しています。 また、粘土や岩が豊富な地域でもよく適応します。 高い耐水性は、何らかの形で、埋葬地を選択する際の最も重要な特性の1つです。 地下核爆発の場所には、放射性廃棄物の一種の埋葬地があります。 たとえば、米国ネバダ州では、約450回の爆発の試験場として機能した場所で、これらの爆発のそれぞれが、技術的な「障害物」なしに岩に埋められた高レベル放射性廃棄物の保管場所を形成しました。

したがって、放射性廃棄物の発生の問題は非常に困難であり、物議を醸しています。 もちろん、原子力の進歩は人類に多大な利益をもたらしますが、それはまた多くの問題を引き起こします。 そして、今日の主な未解決の問題の1つは、放射性廃棄物の処分の問題です。

この問題の歴史と核廃棄物の問題の現代的な見方についての詳細は、Science 2.0TVチャンネルのNuclearLegacyプログラムの特集号で見ることができます。

放射性廃棄物

放射性廃棄物 ()-化学元素の放射性同位元素を含み、実用的な価値のない廃棄物。

ロシアの「原子力の使用に関する法律」(1995年11月21日付け、No。170-FZ)によると、放射性廃棄物(RW)は核物質および放射性物質であり、それ以上の使用は想定されていません。 ロシアの法律では、放射性廃棄物の国内への輸入は禁止されています。

放射性廃棄物と使用済み核燃料はしばしば混同され、同義語と見なされます。 これらの概念を区別する必要があります。 放射性廃棄物は、使用を意図していない物質です。 使用済み核燃料は、核燃料の残留物と多くの核分裂生成物、主に137Csと90Srを含む燃料要素であり、産業、農業、医学、科学活動で広く使用されています。 したがって、それは新鮮な核燃料と同位体源を得るために処理できる貴重な資源です。

廃棄物源

放射性廃棄物は、構成する放射性核種の濃度や半減期など、物理的および化学的特性が大きく異なるさまざまな形で生成されます。 この廃棄物は次のように発生する可能性があります。

  • 放射性物質が処理される施設からの換気放出などのガス状。
  • 研究施設からのシンチレーションカウンターのソリューションから、使用済み燃料の再処理中に生成される液体の高レベル廃棄物に至るまで、液体の形で。
  • 固形(汚染された消耗品、病院、医学研究施設、放射性医薬品研究所からのガラス製品、再処理燃料からのガラス化廃棄物、または廃棄物と見なされる場合の原子力発電所からの使用済み燃料)。

人間の活動における放射性廃棄物の発生源の例:

このような物質の取り扱いは、衛生疫学監督によって発行された衛生規則によって規制されています。

  • 石炭 。 石炭には、ウランやトリウムなどの放射性核種が少数含まれていますが、石炭中のこれらの元素の含有量は、地殻内の平均濃度よりも低くなっています。

それらは実際には燃えないので、それらの濃度はフライアッシュで増加します。

しかし、灰の放射能も非常に低く、黒色頁岩の放射能とほぼ同じで、リン酸塩岩の放射能よりも低いですが、フライアッシュの一部が大気中に残り、人間。 同時に、総排出量は非常に多く、ロシアでは1000トン、世界では40,000トンに相当します。

分類

放射性廃棄物は通常、次のように分類されます。

  • 低活動(A、B、C、GTCC(最も危険)の4つのクラスに分けられます);
  • 中級レベル(米国の法律では、このタイプのRWを別のクラスに区別していません。この用語は、主にヨーロッパ諸国で使用されています)。
  • 非常にアクティブです。

米国の法律では、超ウラン放射性廃棄物も割り当てられています。 このクラスには、高レベル放射性廃棄物を除き、その形態や起源に関係なく、半減期が20年以上、濃度が100 nCi / gを超えるアルファ線放出超ウラン放射性核種で汚染された廃棄物が含まれます。 超ウラン廃棄物の崩壊期間が長いため、それらの処分は、低レベルおよび中レベルの廃棄物の処分よりも徹底的です。 また、すべての超ウラン元素は人工的であり、環境や一部の人体での挙動は独特であるため、このクラスの廃棄物には特別な注意が払われています。

以下は、「放射線安全を確保するための基本的な衛生規則」(OSPORB 99/2010)に従った液体および固体放射性廃棄物の分類です。

発熱はこの分類の基準の1つです。 低レベル放射性廃棄物は、熱をほとんど発生させません。 適度に活動的な人々では、それは重要ですが、積極的な熱除去は必要ありません。 高レベル放射性廃棄物の熱放出は非常に大きいため、積極的な冷却が必要です。

放射性廃棄物管理

当初、十分な対策は、他の産業の生産廃棄物と同様に、環境中の放射性同位元素の散乱であると考えられていました。 操業初年度のマヤック企業では、すべての放射性廃棄物が近くの水域に排出されていました。 その結果、貯水池のテチャカスケードとテチャ川自体が汚染されていることが判明しました。

後に、自然の自然および生物学的プロセスのために、放射性同位元素は生物圏の特定のサブシステム(主に動物、その臓器および組織)に集中し、それが集団の曝露のリスクを高めることが判明しました(放射性元素の高濃度と人体への食物の侵入の可能性)。 そのため、放射性廃棄物に対する姿勢が変わりました。

1)人間の健康の保護..。 放射性廃棄物は、人間の健康を許容できるレベルで保護できるように取り扱われます。

2)環境保護..。 放射性廃棄物は、許容可能なレベルの環境保護を確保するような方法で処理されます。

3)国境を越えた保護..。 放射性廃棄物は、国境を越えて人間の健康と環境に起こりうる結果を考慮した方法で管理されています。

4)未来の世代を守る..。 放射性廃棄物は、将来の世代の予測可能な健康への影響が、今日許容できる適切なレベルの影響を超えないように管理されています。

5)将来の世代への負担..。 放射性廃棄物は、将来の世代に過度の負担をかけないように管理されています。

6)国内の法的枠組み..。 放射性廃棄物の管理は、責任の明確な分割と独立した規制機能の提供を提供する適切な国内法の枠組みの中で実施されます。

7)放射性廃棄物の形成の管理..。 放射性廃棄物の発生は、実行可能な最小限に抑えられています。

8)放射性廃棄物の発生と管理の相互依存性..。 放射性廃棄物の発生と管理のすべての段階の間の相互依存性が十分に考慮されています。

9)設置の安全性..。 放射性廃棄物管理施設の安全性は、耐用年数全体を通じて適切に確保されています。

放射性廃棄物管理の主な段階

  • ストレージ放射性廃棄物の場合、次のような方法で封じ込める必要があります。
    • 環境の隔離、保護、監視を提供しました。
    • 後続の段階でのアクションは、可能な限り促進されました(存在する場合)。

場合によっては、保管は主に技術的な理由で行われることがあります。たとえば、主に短命の放射性核種を含む放射性廃棄物を、許可された制限内で崩壊およびその後に放出するために保管したり、地質層に処分する前に高レベル放射性廃棄物を保管したりします。発熱を抑える目的。

  • 予備処理廃棄物は廃棄物管理の初期段階です。 これには、収集、化学的管理、および除染が含まれ、中間保管期間が含まれる場合があります。 多くの場合、前処理が廃棄物の流れを分離する最良の機会であるため、このステップは非常に重要です。
  • 処理放射性廃棄物には、放射性廃棄物の特性を変えることにより安全性や経済性を向上させることを目的とした事業が含まれます。 主な治療コンセプトは、体積の減少、放射性核種の除去、および組成の変更です。 例:
    • 可燃性廃棄物の焼却または乾燥固形廃棄物の圧縮;
    • 液体廃棄物ストリームの蒸発、ろ過、またはイオン交換。
    • 化学物質の沈降または凝集。

放射性廃棄物カプセル

  • コンディショニング放射性廃棄物は、放射性廃棄物を移動、輸送、保管、廃棄に適した形に成形する作業で構成されています。 これらの作業には、放射性廃棄物の固定化、廃棄物のコンテナへの配置、追加のパッケージの提供が含まれる場合があります。 固定化の一般的な方法には、セメント(セメント)またはビチューメン(ビチューメン化)への組み込みによる低および中レベルの液体放射性廃棄物の固化、および液体放射性廃棄物のガラス化が含まれます。 固定化された廃棄物は、その性質と濃度に応じて、従来の200リットルのスチールドラムから複雑な構造の複雑な壁の容器まで、さまざまな容器に詰めることができます。 多くの場合、処理と調整は互いに密接に関連して実行されます。
  • 埋葬主に、放射性廃棄物を適切な安全性を備えた処分施設に配置することで構成されており、除去の意図はなく、長期保管の監視と保守も行われません。 安全性は主に、処分施設に適切に濃縮された放射性廃棄物を封じ込めることを伴う濃縮と封じ込めによって達成されます。

テクノロジー

中レベル放射性廃棄物の管理

通常、原子力産業では、中レベルの放射性廃棄物はイオン交換または他の方法にかけられ、その目的は少量に放射能を集中させることです。 処理後、はるかに少ない放射性体は完全に無害になります。 水溶液から放射性金属を除去するための凝集剤として水酸化鉄を使用することが可能です。 水酸化鉄による放射性同位元素の吸収後、得られた沈殿物は金属ドラムに入れられ、そこでセメントと混合されて、固体混合物を形成する。 安定性と耐久性を高めるために、コンクリートはフライアッシュまたは炉スラグとポルトランドセメントから作られています(ポルトランドセメント、砂利、砂で構成される従来のコンクリートとは対照的です)。

高レベル放射性廃棄物の管理

低レベル放射性廃棄物の除去

英国の列車による高レベル放射性廃棄物を含むフラスコの輸送

ストレージ

高レベル放射性廃棄物の一時保管には、使用済み核燃料の貯蔵タンクと乾式バレルを備えた貯蔵施設が意図されており、さらに再処理する前に短寿命の同位体を崩壊させることができます。

ガラス化

放射性廃棄物の長期保管には、長期間にわたって反応して劣化しない形で廃棄物を保存する必要があります。 この状態を実現する方法の1つは、ガラス化(またはガラス化)です。 現在、セラフィールド(イギリス)では、高活性のRW(ピューレックスプロセスの第一段階の精製製品)を砂糖と混合してから煆焼しています。 煆焼は、加熱された回転管に廃棄物を通過させることを含み、結果として生じる硝子体塊の安定性を高めるために、水を蒸発させ、核分裂生成物を脱窒素することを目的とします。

粉砕されたガラスは、誘導炉にある得られた物質に絶えず加えられます。 その結果、新しい物質が生成され、固化すると廃棄物がガラスマトリックスに結合します。 この物質は、溶融状態で合金鋼のシリンダーに注がれます。 冷却すると、液体は固化してガラスになります。これは非常に耐水性があります。 国際技術学会によると、このようなガラスの10%が水に溶けるまでに約100万年かかります。

充填後、シリンダーを溶接し、洗浄します。 外部汚染の検査を受けた後、鋼製シリンダーは地下貯蔵施設に送られます。 この廃棄物の状態は、何千年もの間変化していません。

シリンダー内のガラスは滑らかな黒い表面を持っています。 英国では、すべての作業は、高活性物質を処理するためのチャンバーを使用して行われます。 放射性ルテニウムを含む揮発性物質RuO4の生成を防ぐために砂糖が加えられます。 西部では、パイレックスと同じ組成のホウケイ酸ガラスが廃棄物に追加されます。 旧ソ連の国々では、通常、リン酸塩ガラスが使用されます。 一部の元素(パラジウム、白金族金属、テルル)はガラスとは別に金属相を形成する傾向があるため、ガラス中の核分裂生成物の量を制限する必要があります。 ガラス化プラントの1つはドイツにあり、存在しなくなった小さな実証処理プラントからの廃棄物がリサイクルされています。

1997年、世界の原子力発電の可能性が最も高い20か国で、原子炉内に貯蔵されている使用済み燃料の備蓄は14万8千トンに達し、その59%が処分されました。 外部貯蔵施設には78,000トンの廃棄物が含まれており、そのうち44%が利用されていました。 利用率(年間約1万2000トン)を考慮すると、廃棄物の最終処分まではまだ長い道のりです。

地質埋葬

適切な深部最終処分場の探索は現在、いくつかの国で進行中です。 このような最初のリポジトリは、2010年以降に運用可能になる予定です。 スイスのグリムゼルにある国際研究所は、放射性廃棄物の処分に関連する問題を扱っています。 スウェーデンは、スウェーデン議会が十分に安全であると判断した後、KBS-3技術を使用して使用済み燃料を直接処分する計画について話し合っています。 ドイツでは現在、放射性廃棄物を恒久的に保管する場所を見つけることについて話し合いが行われており、ウェンドランド地域のゴルレーベン村の住民から活発な抗議が発表されています。 1990年まで、この場所は旧ドイツ民主共和国の国境に近いため、放射性廃棄物の処分に理想的であるように思われました。 放射性廃棄物は現在ゴルレーベンに一時保管されており、最終処分の場所はまだ決定されていません。 米国政府はネバダ州ユッカ山を埋葬地として選んだが、このプロジェクトは強い反対に直面し、白熱した議論の的となっている。 高レベル放射性廃棄物の国際貯蔵施設を建設するプロジェクトがあり、オーストラリアとロシアが可能な処分場として提案されています。 しかし、オーストラリア当局はそのような提案に反対しています。

海底の深海帯での埋没、沈み込み帯での埋没など、海洋での放射性廃棄物の処分プロジェクトがあり、その結果、廃棄物はゆっくりと地球のマントルに沈み込み、自然または人工の島。 これらのプロジェクトには明らかな利点があり、国際レベルでの放射性廃棄物処理の不快な問題を解決することができますが、それにもかかわらず、海事法の禁止条項のために現在凍結されています。 もう一つの理由は、ヨーロッパや北米では、そのような貯蔵施設からの漏出が深刻な恐れを持っており、それが環境災害につながることです。 そのような危険の本当の可能性は証明されていません。 しかし、船舶からの放射性廃棄物の処分後、禁止が強化されました。 しかし、将来的には、この問題に対する他の解決策を見つけることができない国々は、放射性廃棄物のための海洋貯蔵施設の創設について真剣に考えることができます。

1990年代に、放射性廃棄物のコンベヤー埋設のためのいくつかのオプションが開発され、特許を取得しました。 技術は次のように想定されていました。深さ1kmまでの大口径の開始井を掘削し、最大10トンの放射性廃棄物の濃縮物を積んだカプセルを内部に降ろし、カプセルを自己加熱して溶かします。 「火の玉」の形をした地球。 最初の「火の玉」を深めた後、2番目のカプセルを同じウェルに下げ、次に3番目のカプセルなどを下げて、一種のコンベヤーを作成します。

放射性廃棄物の再利用

放射性廃棄物に含まれる同位体の別の用途は、それらの再利用です。 すでに現在、セシウム137、ストロンチウム90、テクネチウム99、およびその他のいくつかの同位体は、食品を照射し、放射性同位元素熱電発電機の動作を提供するために使用されています。

宇宙への放射性廃棄物の除去

放射性廃棄物は環境から永久に除去されるため、放射性廃棄物を宇宙に送ることは魅力的なアイデアです。 しかし、そのようなプロジェクトには重大な欠点があり、最も重要なものの1つは、ロケット事故の可能性です。 さらに、打ち上げの数が多く、コストが高いため、この提案は実用的ではありません。 この問題に関する国際合意がまだ達成されていないという事実によっても、問題は複雑になっています。

核燃料サイクル

サイクルスタート

核燃料サイクルの初期段階からの廃棄物は、通常、ウランの抽出とアルファ粒子の放出から生成された廃石です。 通常、ラジウムとその崩壊生成物が含まれています。

濃縮の主な副産物は劣化ウランであり、主にウラン238で構成され、ウラン235の含有量は0.3%未満です。 UF 6(六フッ化ウラン廃棄物)として保管され、U 3 O8に変換することもできます。 劣化ウランは、ヨットのキールやアンチタンクシェルの製造など、密度が非常に高い地域で少量使用されています。 一方、ロシアおよび海外では、数百万トンの六フッ化ウラン廃棄物が蓄積されており、今後の利用計画はありません。 廃六フッ化ウランは(再利用可能なプルトニウムと一緒に)混合酸化物核燃料(国が大量の高速炉を建設する場合に需要があるかもしれない)を作成し、以前は核兵器の一部であった高濃縮ウランを希釈するために使用できます。 貧困とも呼ばれるこの希薄化は、核燃料を自由に使える国やグループは、兵器を作る前に非常に高価で複雑な濃縮プロセスを繰り返さなければならないことを意味します。

サイクルの終わり

核燃料サイクルが終了した物質(主に使用済み燃料棒)には、ベータ線とガンマ線を放出する核分裂生成物が含まれています。 また、ウラン234(234 U)、ネプツニウム237(237 Np)、プルトニウム238(238 Pu)、アメリシウム241(241 Am)などのアルファ放射アクチニドが含まれている場合もあります。カリフォルニウム-252(252Cf)。 これらの同位体は原子炉で生成されます。

燃料生産のためのウランの処理と使用済みウランの処理を区別することが重要です。 使用済み燃料には、放射性の高い核分裂生成物が含まれています。 それらの多くは中性子吸収剤であるため、「中性子毒」という名前が付けられています。 最終的には、中性子を捕獲することにより、中性子吸収棒が完全に取り外された場合でも連鎖反応を停止する程度までその数が増加します。

この状態に達した燃料は、まだ十分な量のウラン235とプルトニウムがあるにもかかわらず、新しい燃料と交換する必要があります。 使用済み燃料は現在、米国の貯蔵庫に送られています。 他の国(特にロシア、イギリス、フランス、日本)では、この燃料は核分裂生成物を除去するために処理され、再濃縮後に再利用できます。 ロシアでは、そのような燃料は再生燃料と呼ばれています。 再処理プロセスには高放射性物質の処理が含まれ、燃料から除去された核分裂生成物は、再処理で使用される化学物質と同様に、高レベル放射性廃棄物の濃縮形態です。

核燃料サイクルを閉じるために、熱中性子炉からの廃棄物である燃料を再処理することを可能にする高速炉を使用することが提案されています。

核兵器の拡散について

ウランとプルトニウムを扱うとき、核兵器の作成にそれらを使用する可能性がしばしば考慮されます。 活動中の原子炉と核兵器の備蓄は厳重に警戒されています。 ただし、原子炉からの高レベル放射性廃棄物にはプルトニウムが含まれている可能性があります。 これは、原子炉で使用されるプルトニウムと同じであり、239 Pu(核兵器の製造に理想的)と240 Pu(不要な成分、高放射性)で構成されています。 これらの2つの同位体を分離することは非常に困難です。 さらに、原子炉からの高レベル放射性廃棄物は、高放射性核分裂生成物でいっぱいです。 ただし、それらのほとんどは短命の同位体です。 これは、廃棄物処理が可能であり、何年も経つと核分裂生成物が崩壊し、廃棄物の放射能が低下し、プルトニウムの取り扱いが容易になることを意味します。 さらに、不要な同位体240Puは239Puよりも速く崩壊するため、武器の原材料​​の品質は時間の経過とともに向上します(量は減少しますが)。 これは、時間の経過とともに、廃棄物の貯蔵が一種の「プルトニウム鉱山」に変わる可能性があり、そこから武器の原材料​​を比較的簡単に抽出できるようになるという論争を引き起こします。 これらの仮定に反して、240 Puの半減期は6560年であり、239 Puの半減期は24110年であるという事実があります。したがって、一方の同位体の他方に対する比較濃縮は、9000年後にのみ発生します(これはこれは、この間に、いくつかの同位体からなる物質中の240 Puの割合が独立して半分になることを意味します。これは、原子炉プルトニウムから兵器級プルトニウムへの典型的な変換です。 その結果、「兵器級プルトニウム鉱山」が問題になった場合、それは非常に遠い将来に限られます。

この問題の解決策の1つは、再処理されたプルトニウムを燃料として、たとえば高速原子炉で再利用することです。 しかし、プルトニウムを他の元素から分離するために必要な核燃料再生工場の存在自体が、核兵器の拡散の機会を生み出しています。 乾式製錬の高速炉では、結果として生じる廃棄物はアクチノイド構造を持っているため、武器の作成に使用することはできません。

核兵器のリサイクル

核兵器の処理からの廃棄物(原子炉燃料からの一次原料を必要とする製造とは対照的に)には、トリチウムとアメリカを除いて、ベータ線とガンマ線の発生源は含まれていません。 それらは、爆弾の中で核反応を起こすプルトニウム-239のようなはるかに多くのアルファ放出アクチニドと、プルトニウム-238やポロニウムのような高い比放射能を持ついくつかの物質を含んでいます。

過去には、ベリリウムやポロニウムなどの高活性アルファエミッターが爆弾の核兵器として提案されてきました。 プルトニウム238は現在ポロニウムの代替品です。 国家安全保障上の理由から、現代​​の爆弾の詳細な設計は、一般に公開されている文献ではカバーされていません。

一部のモデルには、爆弾電子機器の耐久性のある電源としてプルトニウム238を使用する(RTG)も含まれています。

交換される古い爆弾の核分裂性物質には、プルトニウム同位体の崩壊生成物が含まれている可能性があります。 これらには、プルトニウム240介在物からのアルファ放射ネプツニウム236と、プルトニウム239からのウラン235が含まれます。 爆弾コアの放射性崩壊によるこの廃棄物の量は非常に少なく、いずれにせよ、プルトニウム239自体よりもはるかに危険性が低くなります(放射能自体の点でも)。

プルトニウム241のベータ崩壊の結果として、アメリシウム241が形成されます。アメリシウムはガンマエミッター(その外部労働者への影響が増加します)そして熱を発生させることができるアルファエミッター。 プルトニウムは、高温計や水/有機溶媒の回収など、さまざまな方法でアメリシウムから分離できます。 照射されたウランからプルトニウムを抽出するための改良された技術(PUREX)も、可能な分離方法の1つです。

大衆文化の中で

実際には、放射性廃棄物の影響は、物質に対する電離放射線の影響によって説明され、その組成(どの放射性元素が組成に含まれるか)に依存します。 放射性廃棄物は新しい性質を獲得することはなく、廃棄物であるため危険性が高くなることはありません。 それらのより大きな危険性は、それらの組成がしばしば非常に多様であり(定性的および定量的の両方)、時には未知であるという事実によってのみ説明され、それはそれらの危険性の程度、特に事故の結果として受けた線量の評価を複雑にします。

も参照してください

メモ(編集)

リンク

  • 放射性廃棄物の取り扱いにおける安全性。 一般規定。 NP-058-04
  • 主要な放射性核種と生成プロセス (利用できないリンク)
  • ベルギー原子力研究センター-活動 (利用できないリンク)
  • ベルギー原子力研究センター-ScientificReports (利用できないリンク)
  • 国際原子力機関-核燃料サイクルと廃棄物技術プログラム (利用できないリンク)
  • (利用できないリンク)
  • 原子力規制委員会-使用済み燃料の発熱量の計算 (利用できないリンク)

3つの分野で核兵器実験が禁止された後、平和目的で原子力を利用する過程で発生する放射性廃棄物の破壊の問題は、放射線生態学のすべての問題の中で最初の場所の1つを占めています。

放射性廃棄物(RW)は、その物理的状態に応じて、固体、液体、気体に分類されます。

OSPORB-99(放射線安全を確保するための基本的な衛生規則)によると、固体放射性廃棄物には、資源、材料、製品、機器、生物対象物、さらなる使用を目的としない土壌、および固化した液体を使い果たした放射性核種源が含まれます比放射性放射性核種が付録P-4NRB-99(放射線安全基準)に記載されている値よりも大きい放射性廃棄物。 未知の放射性核種組成で、比放射能が次の物質よりも大きい物質:

100 kBq / kg-ベータ線源の場合;

10 kBq / kg-アルファ線源の場合。

1 kBq / kg-超ウラン放射性核種(ウランの後の周期表にある化学放射性元素、つまり原子番号が92より大きい)の場合。これらはすべて人工的に得られますが、自然界では非常に小さいNpとPuしかありません。量)。

液体放射性廃棄物には、それ以上使用されない有機および無機の液体、スラリー、スラッジが含まれ、放射性核種の比放射能は、付録に記載されている、水が供給されたときの介入レベルの値の10倍以上です。 P-2NRB-99。

ガス状放射性廃棄物には、付録P-2 NRB-99に記載されている許容平均年間放射能(DOA)を超える放射能を伴う製造プロセス中に生成される、使用の対象とならない放射性ガスおよびエアロゾルが含まれます。

液体および固体放射性廃棄物は、特定の活動に応じて、低レベル、中レベル、および高レベルの3つのカテゴリに分類されます(表26)。

テーブル26 -液体および固体放射性廃棄物の分類(OSPORB-99)

比放射能、kBq / kg

ベータ放出

アルファ放射

超ウラン

低活動

適度にアクティブ

103から107

102から106

101から105まで

非常にアクティブ

放射性廃棄物が発生します:

-放射性鉱物の採掘と処理の過程で
新しい原材料;

-原子力発電所の運転中。

-原子力船の運航および処分中
インストール;

-使用済み核燃料を再処理する場合。

-核兵器の生産において;

-研究を利用して科学的研究を行う場合
tel原子炉と核分裂性物質;

-産業で放射性同位元素を使用する場合、銅
qine、科学;

-地下核爆発中。

発生場所での固体および液体放射性廃棄物の処理システムは、オープン放射線源での作業を計画している各組織のプロジェクトによって決定され、収集、選別、梱包、一時保管、調整(濃縮、固化、プレス)が含まれます、焼却)、輸送、長期保管および廃棄。

放射性廃棄物を収集するには、組織は特別な収集を行う必要があります。 コレクターの場所には、コレクターの外側の放射線を許容レベルまで減らすための保護装置を設ける必要があります。

放射性廃棄物を一時的に保管する場合は、表面に2 mGy / hを超えるガンマ線を照射するために、特別な保護ウェルまたはニッチを使用する必要があります。

液体放射性廃棄物は特別な容器に集められ、処分されます。 液体放射性廃棄物を家庭用および雨水管、貯水池、井戸、井戸、灌漑場、ろ過場、および地表に排出することは禁止されています。

原子炉炉心で発生する核反応中に、キセノン133(T物理= 5日)、クリプトン85(T物理= 10年)、ラドン222(T物理= 3。8日)などの放射性ガスが放出されます。 これらのガスはフィルター吸着装置に入り、そこで活動を失い、その後大気中に放出されます。 一部の炭素14とトリチウムも環境に入ります。

原子力発電所の運転から環境に侵入するロディオヌクリドのもう1つの発生源は、不均衡な工業用水です。 炉心にある燃料棒は変形することが多く、核分裂生成物が冷却材に入ります。 冷却材の追加の放射線源は、原子炉材料に中性子を照射した結果として形成される放射性核種です。 したがって、一次回路の水は定期的に更新され、放射性核種から精製されます。

環境汚染を防ぐために、NPPのすべての技術回路の水が循環給水システムに含まれています(図8)。

それにもかかわらず、廃液の一部は、各原子力発電所で利用可能な冷却池に排出されます。 この貯留層は流れの弱い盆地(ほとんどの場合、人工の貯留層)であるため、少量の放射性核種を含む液体がそこに放出されると、危険な濃度につながる可能性があります。 液体放射性廃棄物を冷却池に排出することは、衛生規則により厳しく禁止されています。 放射性同位元素の濃度が許容限度を超えない液体のみをそれらに向けることができます。 さらに、リザーバーに排出される液体の量は、許容排出量によって制限されます。 この基準は、放射性核種が水利用者に与える影響が5×10 -5 Sv /年の線量を超えないように確立されています。 Yu.A.によると、ロシアのヨーロッパ地域のNPPの排出水中の主要な放射性核種の体積活動。 Egorova(2000)、is(Bq):

米。 8.NPPリサイクル給水のブロック図

進行中 セルフクリーニングこれらの放射性核種は底に沈み、徐々に埋もれていきます 底質では、それらの濃度は60Bq / kgに達する可能性があります。 Yu.A.によると、原子力発電所の冷却池の生態系における放射性核種の相対的な分布。 エゴロフを表27に示します。この著者の意見では、このような貯水池は、あらゆる国の経済的および娯楽目的に使用できます。

テーブル 27 – 冷却池における放射性核種の相対分布、%

エコシステムコンポーネント

ハイドロビオント:

糸状藻類

高等植物

底質

原子力発電所は環境に有害ですか? 国内の原子力発電所の運転経験は、適切な保守と十分に確立された環境モニタリングにより、それらは実質的に安全であることを示しています。 これらの企業の生物圏への放射能の影響は、地域の放射線バックグラウンドの2%を超えません。 Beloyarsk NPPの10キロメートルゾーンでの景観地球化学的研究は、森林および牧草地の生物群集の土壌のプルトニウム汚染密度が160 Bq / m2を超えず、世界的な背景の範囲内にあることを示しています(Pavletskaya、1967)。 計算によると、火力発電所で燃やされる石炭、泥炭、ガスにはウランとトリウムの種類の天然放射性核種が含まれているため、火力発電所ははるかに危険です。 1GW /年の容量を持つ火力発電所の地域の平均的な個々の放射線量は6から60μSv/年であり、NPP排出量から-0.004から0.13μSv/年です。 したがって、原子力発電所は、通常の運転中、火力発電所よりも環境にやさしいです。

原子力発電所の危険性は、放射性核種の偶発的な放出と、それに続く大気、水、生物学的および機械的経路による外部環境への拡散にのみあります。 この場合、生物圏に被害を与え、長年の経済活動に利用できない広大な領土を無効にします。

したがって、1986年にチェルノブイリ原子力発電所で熱爆発の結果として、核物質の最大10%が環境に放出されました。
炉心にあります。

世界のNPP運用の全期間にわたって、生物圏への放射性核種放出の約150件の事故が公式に記録されています。 これは、原子炉の安全性を向上させるための準備金がまだかなり大きいことを示す印象的な数字です。 したがって、原子力発電所の地域の環境を監視することは非常に重要です。原子力発電所は、放射能汚染の特定とその除去のための方法の開発において決定的な役割を果たします。 ここでの特別な役割は、放射性元素が移動性を失い、集中し始める地球化学的障壁の研究分野における科学的研究に属します。

半減期が15日未満の放射性核種を含む放射性廃棄物は、個別に収集され、一時保管場所に保管されて安全なレベルにまで低減され、その後、通常の産業廃棄物として処分されます。

再処理または処分のための組織からの放射性廃棄物の移送は、特別な容器で実施されるべきである。

放射性廃棄物の処理、長期保管、処分は専門機関が行っています。 場合によっては、プロジェクトによって提供された場合、または州の監督当局から特別許可が発行された場合、1つの組織で放射性廃棄物管理のすべての段階を実行することが可能です。

放射性廃棄物による集団への放射線の実効線量は、保管と廃棄の段階を含めて、10μSv/年を超えてはなりません。

放射性廃棄物の最大量は原子力発電所から供給されています。 原子力発電所からの液体放射性廃棄物は、依然として蒸発器の底、循環水の浄化のための機械的およびイオン交換フィルターのパルプです。 原子力発電所では、ステンレス鋼で裏打ちされたコンクリート容器に保管されています。 その後、特殊な技術を使用して硬化および埋設されます。 NPP固形廃棄物には、故障した機器とその部品、および消費された材料が含まれます。 原則として、それらは活動が低く、原子力発電所で処分されます。 中・高活動の廃棄物は、特別な地下貯蔵施設に送られます。

放射性廃棄物貯蔵施設は地下深く(少なくとも300m)にあり、放射性核種は大量の熱を放出するため、常に監視されています。 地下のRW貯蔵施設は、何百年も何千年もの間設計された長期的なものでなければなりません。 それらは、亀裂のない均質な岩塊の、地震的に穏やかな地域にあります。 これに最も適しているのは、海岸に隣接する山脈の花崗岩の地質学的複合体です。 放射性廃棄物用の地下トンネルを建設するのが最も便利です(Kedrovsky、Chesnokov、2000)。 信頼性の高いRW貯蔵施設は、永久凍土岩に配置できます。 そのうちの1つは、ノバヤゼムリヤで作成される予定です。

後者の処分と信頼性を促進するために、液体の高レベル放射性廃棄物は固体の不活性物質に変換されます。 現在、液体放射性廃棄物を処理する主な方法は、セメントとガラス化であり、その後、数百メートルの深さで地下に保管されている鋼製の容器にカプセル化されています。

ラドンモスクワ協会の研究者は、カルバミド(尿素)、フッ素塩、および天然アルミノケイ酸塩を使用して、900°Cの温度で液体放射性廃棄物を安定したアルミノケイ酸塩セラミックに変換する方法を提案しました(Laschenova、Lifanov、Soloviev、1999)。

しかし、すべての進歩性のために、リストされた方法には重大な欠点があります-この場合、放射性廃棄物の量は減少しません。 したがって、科学者たちは液体放射性廃棄物を処分する他の方法を常に模索しています。 これらの方法の1つは、放射性核種の選択的収着です。 として 吸着剤研究者らは、セシウム、コバルト、マンガンの放射性同位元素から安全な濃度まで液体を精製できる天然ゼオライトの使用を提案しています。 この場合、放射性生成物の量は10分の1に減少します(Savkin、Dmitriev、Lifanov et al。、1999)。 Yu.V. オストロフスキー、G.M。 ズバレフ、A.A。 Shpakと他のノボシビルスクの科学者(1999)はガルバノケミカルを提案しました
液体放射性廃棄物の処理。

高レベル廃棄物を処分するための有望な方法は、宇宙への処分です。 この方法は、AcademicianA.P。によって提案されました。 1959年のカピツァ。 現在、この分野で集中的な研究が行われています。

原子力発電所、研究用原子炉、軍隊(船や潜水艦の原子炉)は大量の放射性廃棄物を生成します。

IAEAによると、2000年末までに、20万トンの照射燃料が原子炉から降ろされた。

その大部分は処理せずに削除され(カナダ、フィンランド、スペイン、スウェーデン、米国)、残りの部分は処理されると想定されています(アルゼンチン、ベルギー、中国、フランス、イタリア、ロシア、スイス、イングランド、ドイツ) 。

ベルギー、フランス、日本、スイス、イギリスは、ホウケイ酸ガラスで囲まれた放射性廃棄物でブロックを埋めます。

海と海の底に埋葬..。 海と海での放射性廃棄物の処分は多くの国で行われてきました。 これを最初に行ったのは米国で、1946年に英国、1955年に日本、1965年にオランダでした。 液体放射性廃棄物の最初の海洋貯蔵所は、1964年までにソ連に現れました。

北大西洋の海の埋葬では、IAEAによると、1946年から1982年にかけて、世界の12か国がMCi(1メガキュリー)を超える放射性廃棄物を投棄しました。 総活動の観点から見た世界の地域は、現在次のように分布しています。

a)北大西洋-約430 kCi;

b)極東の海-約529 kCi;

c)北極圏-700kCiを超えない。

カラ海での高レベル廃棄物の最初の洪水から25-30年が経過した。 何年にもわたって、原子炉と使用済み燃料の活動は自然に何度も減少しました。 今日、北海における放射性廃棄物の総放射能は115kCiです。

同時に、有能な人々(その分野の専門家)が放射性廃棄物の海洋処分に従事していたと想定されなければなりません。 RWは湾のくぼみに氾濫しました。そこでは、これらの深い層は海流や水中水に影響されません。 そのため、放射性廃棄物はそこに「座り」、どこにも拡散せず、特別な降水によってのみ吸収されます。

混合物を固化することにより、最も高い放射能を有する放射性廃棄物が保存されることも考慮に入れる必要があります。 しかし、放射性核種が海水に侵入したとしても、それらは浸水した物体のすぐ近くでこれらの降水によって吸収されます。 これは、放射線状況の直接測定によって確認されました。

放射性廃棄物処分の最も頻繁に議論されるオプションは、平均深度が少なくとも5kmである深い盆地での処分の使用です。 深海の岩石海底は堆積物の層で覆われており、コンテナを船外に落とすだけで数十メートルの堆積物の下に浅い埋没が得られます。 数百メートルの堆積物の下に深く埋設するには、掘削と廃棄物の配置が必要になります。 堆積物は海水で飽和しており、数十年または数百年後には、使用済み燃料で作られた燃料電池の缶が(腐食の結果として)腐食する可能性があります。 しかし、堆積物自体が浸出された核分裂生成物を吸着し、それらが海洋に浸透するのを妨げていると考えられています。 堆積物層に入った直後にコンテナシェルが破壊されたという極端なケースの結果の計算は、堆積物層の下に核分裂生成物を含む燃料電池の分散が100〜200年以内に発生することを示しています。 その時までに、放射能のレベルは数桁低下するでしょう。

最終的な塩の埋葬..。 塩の堆積物は、放射性廃棄物の長期処分にとって魅力的な場所です。 塩が地層に固体であるという事実は、数億年前に地下水が形成されて以来、地下水の循環がなかったことを示しています。 したがって、そのような堆積物に入れられた燃料は地下水によって浸出されません。
ウォーターズ。 このタイプの塩の堆積物は非常に一般的です。

地質学的埋葬。地層処分では、使用済み燃料電池を含むコンテナを安定した形で、通常は1kmの深さに配置します。 そのような岩石は、その発生の深さが地表水面よりもはるかに浅いため、水を含んでいると推測できます。 ただし、容器からの熱伝達に水が大きな影響を与えることは想定されていないため、缶の表面温度を100℃程度以下に保つように保管するように設計する必要があります。 ただし、地下水の存在は、貯蔵されたブロックから浸出した物質が水とともに貯水池に浸透する可能性があることを意味します。 これは、そのようなシステムの設計における重要な問題です。 温度勾配によって引き起こされる密度差の結果としての岩石を通る水の循環は、核分裂生成物の移動を決定する上で長い間重要です。 このプロセスは非常に遅いため、深刻な問題が発生することはないと思われます。 ただし、長期処分システムの場合は、それを考慮に入れる必要があります。

異なる処分方法の選択は、便利な場所の利用可能性に依存し、はるかに多くの生物学的および海洋学的データが必要になります。 しかし、多くの国での研究によると、使用済み燃料は人や環境に過度のリスクを与えることなく処理および処分できることが示されています。

最近、月の裏側にロケットが付いた長寿命の同位体を入れたコンテナを投げる可能性が真剣に議論されています。 しかし、すべての打ち上げが成功することを100%保証するにはどうすればよいでしょうか。どの打ち上げロケットも地球の大気中で爆発し、致命的な灰で覆われることはありません。 ロケット科学者が何と言おうと、リスクは非常に高いです。 そして、一般的に、私たちの子孫が月の裏側を必要とする理由はわかりません。 それを殺人的な放射線ダンプに変えることは非常に取るに足らないことでしょう。

プルトニウムの処分。 1996年秋、プルトニウムに関する国際科学セミナーがモスクワで開催されました。 この非常に有毒な物質は原子炉から来ており、以前は核兵器の製造に使用されていました。 しかし、プルトニウムの原子力エネルギーを何年にもわたって使用してきた地球上には数千トンが蓄積されており、兵器の生産にそれほど多くを必要とする国はありません。 それで、質問が起こりました、次にそれをどうするか?

そのように保管場所に置いておくのは非常に費用がかかります。

ご存知のように、プルトニウムは自然界では発生しません。原子炉でウラン238に中性子を照射することにより、ウラン238から人工的に得られます。

92 U 238 + 0 n 1-> -1 e 0 + 93 Pu239。

プルトニウムには、質量数が232から246の範囲の14の同位体があります。 最も一般的な同位体は239Puです。

使用済み核燃料から放出されるプルトニウムには、高放射性同位元素の混合物が含まれています。 熱中性子はPu-239とPu-241のみを核分裂させますが、高速中性子はすべての同位体を核分裂させます。

239 Puの半減期は2 4000年、241Pu-75年であり、強いガンマ線を伴う同位体241Amが形成されます。 毒性は1000分の1グラムが致命的であるようなものです。

学者のYu。Trutnevは、核爆発の助けを借りて建設された地下貯蔵施設にプルトニウムを貯蔵することを提案した。 放射性廃棄物は岩石と一緒にガラス化され、環境に拡散しません。

使用済み核燃料(SNF)は、再処理と閉鎖サイクルでの使用の対象となる、原子力産業にとって最も価値のあるツールであると考えられています。ウラン-原子炉-プルトニウム-再処理-原子炉(イングランド、ロシア、フランス)。

2000年、ロシアの原子力発電所は、総放射能0.22×10 5Ciの液体放射性廃棄物約74,000m 3、放射能0.77×10 3Ciの固体放射性廃棄物約93500m 3、使用済み核燃料約9000トンを蓄積しました。 4×109キー以上の放射能を持つ燃料。 多くの原子力発電所では、RW貯蔵施設は75%満杯であり、残りの量は5〜7年間しか持続しません。

発生した放射性廃棄物を調整するための設備を備えた原子力発電所はありません。 ロシア原子力省の専門家によると、今後30〜50年で放射性廃棄物は原子力発電所の領土に貯蔵されるため、そこに特別な長期貯蔵施設を建設する必要があります。最終処分場への輸送のためにそれらから放射性廃棄物をその後抽出するために適合。

海軍からの液体放射性廃棄物は、原子力船が拠点を置く地域の陸上および浮体式タンクに貯蔵されています。 このようなRWの年間流入量は約1300m3です。 それらは2隻の技術輸送船(1隻は北、もう1隻は太平洋艦隊)によって処理されます。

また、人間の経済活動における電離放射線の利用の激化により、放射性同位元素を使用する企業や機関からの使用済み放射線源の量は年々増加しています。 これらの企業のほとんどは、モスクワ(約1000)、地域および共和党の中心部にあります。

このカテゴリーのRWは、ロシア連邦の領土特殊プラント「ラドン」の集中システムを通じて処分されます。このプラントは、使用済みの電離放射線源を受け取り、輸送し、処理し、処分します。 ロシア連邦建設省の住宅・共同サービス局には、16の特別な植物「ラドン」があります。レニングラードスキー、ニジェゴロツキー、サマラ、サラトフ、ボルゴグラードスキー、ロストフ、カザンスキー、バシュキル、チェリャビンスク、エカテリンブルク、ノボシビルスク、イルクツク、ハバロフスク、 Primorsky、Murmansk、Krasnoyarsk。 17番目の特別工場であるモスコフスキー(セルギエフポサド市の近くにあります)は、モスクワ政府に従属しています。

各企業「ラドン」は特別装備 放射性廃棄物の処分場(PZRO)。

使用済みの電離放射線源の処分には、ウェルタイプのエンジニアリング地表近くの貯蔵施設が使用されます。 各企業「ラドン」は通常を確立しています
貯蔵施設の運営、埋設廃棄物の会計処理、継続的な放射線管理および環境の放射線生態学的状態の監視。 RWDFが所在する地域の放射線生態学的状況を監視した結果に基づいて、企業の放射線生態学的パスポートが定期的に作成され、管理当局および監督当局によって承認されます。

特別な植物「ラドン」は、今では時代遅れの放射線安全基準の要件に従って、20世紀の70年代に設計されました。

放射性廃棄物は、陸上の原子力施設や船の原子炉の運転から発生します。 放射性廃棄物が人間の活動からの他の廃棄物のように川、海、海に捨てられると、すべてが悲しいことに終わる可能性があります。 自然レベルを超える放射線被ばくは、陸上および水域のすべての生命に有害です。 蓄積する放射線は、生物に不可逆的な変化をもたらし、次の世代の奇形さえも引き起こします。

現在、世界には約400隻の原子力船が運航しています。 彼らは放射性廃棄物を世界の海の水に直接投棄します。 この地域の廃棄物の大部分は原子力産業から来ています。 原子力が世界の主要なエネルギー源になると、廃棄物の量は年間数千トンに達する可能性があるという計算があります...多くの国際機関が放射性廃棄物の自然水への投棄の禁止を積極的に提唱しています。惑星。

しかし、環境への重大な損害とは関係のない放射性廃棄物を処分する他の方法があります。

マヤック生産協会(チェリャビンスク州オジョルスク)での悪名高い事故の際、放射性化学プラントの貯蔵タンクの1つで液体高レベル廃棄物の化学爆発が発生しました。 爆発の主な原因は、高度に加熱されて爆発した廃棄物容器の冷却が不十分だったことです。 専門家の推定によると、コンテナ内にあった20 MCPの放射性核種が爆発に関与し、そのうち18 MCPが施設の領土に定住し、2MCPがチェリャビンスクとスヴェルドロフスク地域に分散していた。 後に東ウラル放射性トレースと呼ばれる放射性トレースが形成されました。 放射能汚染の影響を受けた地域は、幅20〜40 km、長さ300kmまでの帯でした。 放射線防護措置の導入が必要であり、放射能汚染の状態が割り当てられた地域(ストロンチウム-90の許容最大汚染密度は74 kBq/sq。Mまたは2Ci /sq。Km)は、かなり狭い帯を構成していました。幅は最大10km、長さは約105kmです。

工業用地に直接ある地域の放射能汚染の密度は、1平方あたり数万から数十万のCiに達した。 kmストロンチウム-90。 現代の国際的な分類によれば、その事故は重大なものとして分類され、7ポイントシステムに従って6のインデックスを受け取りました。

参考のため:

国家原子力公社の命令により設立された放射性廃棄物管理のためのFSUE全国オペレーター(FSUE NO RAO)Rosatomは、連邦法#190-FZ「放射性廃棄物管理について」に従って活動を実施することを認可されたロシアで唯一の組織です。これらの目的のための放射性廃棄物の最終的な隔離とインフラストラクチャの組織化。

FSUE NO RAOの使命は、放射性廃棄物の最終隔離の分野でロシア連邦の環境安全を確保することです。 特に、蓄積されたソビエトの核遺産と新たに形成された放射性廃棄物の問題の解決。 実際、この企業は国営の生産および環境企業であり、その主要な目標は、潜在的な環境リスクを考慮した放射性廃棄物の最終的な隔離です。

ロシアにおける放射性廃棄物の最終隔離のための最初のステーション スヴェルドロフスク州ノヴォウラリスクで作成されました。 現在、国家事業者は、施設の第1ステージの運営と、第2および第3ステージの建設のライセンスを取得しています。

現在、FSUE「NO RAO」は、チェリャビンスク地域のオジョルスクとトムスク地域のセヴェルスクで、クラス3および4の放射性廃棄物の最終隔離ポイントの作成にも取り組んでいます。

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