ОБРАЩЕНИЕ С РАДИОАКТИВНЫМИ ОТХОДАМИ В РФ И В МИРЕ

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня, когда ядерная энергия активно используется в мирных целях, особую актуальность приобретает вопрос безопасной утилизации радиоактивных отходов (РАО), оказывающих негативное влияние на экосистему. Любая деятельность, связанная с применением радиоактивных изотопов или переработкой природных радиоактивных материалов, приводит к образованию отходов, которые впоследствии требуют специальной обработки и захоронения.

Из-за высокой опасности РАО для живых организмов и биосферы необходимы их тщательная дезактивация и надежная изоляция, однако эта проблема до сих пор остается нерешенной. Цель данной статьи – проанализировать систему обращения с радиоактивными отходами в России и мире, изучить применяемые технологии, а также выявить основные трудности, с которыми сталкиваются предприятия при управлении РАО.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить и анализировать международные стандарты и законодательство, регулирующие вопросы обращения с радиоактивными отходами.
2. Исследовать и описать опыт Российской Федерации в области управления радиоактивными отходами.
3. Проанализировать современные технологии и методы, применяемые в мире для обращения с радиоактивными отходами.
 

ГЛАВА 1. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ОТХОДОВ

Радиоактивные отходы – это материалы, содержащие радионуклиды и не подлежащие дальнейшему использованию. В отличие от отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), которое может применяться в промышленности, медицине и науке, РАО не представляют практической ценности. Существуют следующие виды:

1. Отходы добычи и переработки радиоактивных руд – образуются при извлечении и обогащении урановых и других радиоактивных минералов (загрязненная спецодежда, инструменты, оборудование).
2. Отходы производства ядерного топлива – возникают при изготовлении топливных элементов для АЭС.
3. Отходы атомной энергетики – включают жидкие, твердые и газообразные продукты деления (радиоактивные жидкости, фильтры, ионообменные смолы, аэрозоли, тритий, углерод-14).
4. Отходы науки и медицины – образуются при использовании радиоактивных материалов в исследованиях и диагностике.
5. Отходы переработки ОЯТ – продукты переработки использованного ядерного топлива.

В рамках данного Федерального закона радиоактивные отходы классифицируются следующим образом:

1. Удаляемые радиоактивные отходы – отходы, у которых радиационные риски, прочие связанные риски, а также расходы на их извлечение из места хранения, дальнейшее обращение (включая захоронение) не превышают риски и затраты на их захоронение на текущем месте нахождения.
2. Особые радиоактивные отходы – отходы, у которых радиационные риски, иные сопутствующие риски, а также затраты на их извлечение из хранилища, последующее обращение (в том числе захоронение) превышают риски и расходы на их захоронение в месте текущего размещения.

ГЛАВА 2. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ РАО

Жизненный цикл РАО начинается с момента их образования и завершается окончательным захоронением. Этот процесс включает несколько этапов:

1) Предварительная обработка радиоактивных отходов является начальным этапом их жизненного цикла и включает в себя ряд операций, направленных на подготовку отходов к дальнейшей обработке и безопасному обращению. Этот процесс включает:

а) Сбор. РАО помещают в герметичные контейнеры или временные хранилища, обеспечивающие безопасное хранение до следующего этапа обработки.

б) Сортировка. Отходы классифицируют по виду, степени радиоактивности и иным параметрам, что помогает эффективно организовать их дальнейшую переработку.

в) Дезактивация. Процедура направлена на очистку материалов от радионуклидов. Для этого применяют водные растворы с химическими добавками; пенящиеся или гелеобразные составы, улавливающие радиоактивные частицы; механические методы (абразивная обработка, пескоструйная очистка).

г) Фрагментация. Отходы подвергают измельчению, дроблению или прессованию, чтобы уменьшить их объем и упростить транспортировку и утилизацию. Эти меры позволяют минимизировать риски и подготовить отходы к последующим стадиям – кондиционированию и захоронению.

2) Кондиционирование – процесс преобразования РАО в устойчивую форму, пригодную для безопасного хранения, транспортировки и окончательного захоронения. Его основные задачи:

а) Сокращение объема – уменьшение количества отходов для оптимизации логистики и снижения затрат на захоронение.

б) Повышение стабильности – герметичная упаковка в защитные контейнеры, предотвращающая утечки радиации и воздействие внешних факторов.

в) Улучшение характеристик – добавление связующих материалов (например, цементных матриц) для повышения прочности и химической инертности отходов.

3) После обработки и кондиционирования РАО размещают в специализированных хранилищах, которые должны гарантировать полную изоляцию от окружающей среды; радиационную защиту для настоящего и будущих поколений; контроль состояния отходов до момента их передачи на захоронение.

4) Захоронение радиоактивных отходов – это безопасный процесс размещения РАО в специальных пунктах захоронения без намерения их последующего извлечения. Это заключительный этап в цикле РАО, направленный на обеспечение их надежной изоляции от окружающей среды и защиту людей и биоресурсов от воздействия радиации. В России захоронение радиоактивных отходов регулируется законодательством и осуществляется специализированными организациями. Основной организацией, ответственной за изоляцию РАО, является предприятие “Национальный оператор по обращению с радиоактивными отходами” (НО РАО), которое входит в структуру госкорпорации “Росатом”. Примерами объектов захоронения РАО являются Новоуральский пункт приповерхностного захоронения радиоактивных отходов (ППЗРО): введен в эксплуатацию в 2016 году, предназначен для захоронения РАО 3 и 4 классов опасности.

ГЛАВА 3 ОБРАЩЕНИЕ С РАО В РФ И В МИРЕ

На данный момент сформирован ряд принципов, направленных на обращение с радиоактивными отходами таким образом, чтобы обеспечить защиту здоровья человека и охрану окружающей среды сейчас и в будущем, при этом не оставляя чрезмерного бремени на следующие поколения. Основополагающие принципы обращения с радиоактивными отходами:

1. Защита здоровья людей – минимизация радиационного воздействия на население.
2. Сохранение экологии – предотвращение загрязнения окружающей среды.
3. Ответственность перед будущими поколениями – обеспечение долгосрочной безопасности без переноса рисков.
4. Минимизация образования отходов – снижение объемов РАО на этапе производства.
5. Надежность объектов – поддержание безопасности хранилищ и пунктов захоронения на всех этапах эксплуатации.

Таблица 1.

Классификация радиоактивных отходов по уровню радиоактивного загрязнения

Среднеактивные РАО подвергаются ионному обмену или другим методам концентрирования радиоактивности. После обработки остаток обезвреживают. Например, гидроксид железа используют как флокулянт для очистки растворов от радиоактивных металлов. Полученный осадок смешивают с цементом (на основе зольной пыли или шлака) и помещают в металлические барабаны для долговременного хранения. Временное хранение высокоактивных отходов происходит в резервуарах или сухотарных бочках для распада короткоживущих изотопов. Для долговременного хранения применяют витрификацию: отходы смешивают с сахаром (для предотвращения образования летучих соединений рутения), кальцинируют, затем сплавляют с боросиликатным или фосфатным стеклом. Расплав заливают в стальные цилиндры, которые после затвердевания становятся устойчивыми к воде на миллионы лет. Готовые контейнеры помещают в подземные хранилища. В 1997 году в 20 странах находилось 148 тыс. тонн отработанного топлива, из которых 59% утилизировано. Ежегодно перерабатывается около 12 тыс. тонн. Заводы по витрификации обрабатывают до 1000 тонн отходов в год.

В мировой практике сформировались различные модели управления радиоактивными отходами. В США этими вопросами занимаются преимущественно частные компании под жестким государственным надзором, тогда как во Франции и Испании созданы специализированные государственные корпорации, контролирующие весь цикл обращения с РАО - от сбора до окончательного захоронения.

ГЛАВА 4. ЗАКОНОДАТЕЛЬНЫЕ И НОРМАТИВНЫЕ АКТЫ ПО ОБРАЩЕНИЮ С РАО

В 2008 году госкорпорация "Росатом" вынесла на общественное обсуждение проект федерального закона "Об обращении с радиоактивными отходами", что стало важным шагом в формировании правового регулирования атомной отрасли. Окончательная версия закона была принята в 2011 году, установив правовые основы управления радиоактивными отходами на территории Российской Федерации. Примечательно, что сфера действия данного нормативного акта не распространяется на отработавшее ядерное топливо, однако охватывает материалы с повышенной естественной радиоактивностью, образующиеся вне ядерного топливного цикла. Законодательный акт ввел централизованную систему государственного управления радиоактивными отходами, четко разграничив компетенцию между Правительством РФ, федеральными органами власти и специально созданным национальным оператором. В документе детально прописаны принципы классификации отходов, нормативы их захоронения, правила трансграничного перемещения, а также особенности обращения с различными категориями РАО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обращение с радиоактивными отходами требует особого внимания к безопасности, поскольку они представляют значительную угрозу и для людей, и для окружающей мира. Риск связан с возможным попаданием радиоактивных веществ в водные потоки и продукты питания, что может привести к мутациям, отравлениям и даже летальным исходам. Для предотвращения катастроф и минимизации рисков, связанных с РАО, предприятия, работающие с радиоактивными материалами, должны использовать системы фильтрации, обеспечивать строгий контроль за организацией работ и правильным обеззараживанием, и утилизацией опасных веществ. В России существует система регулирования обращения с радиоактивными отходами, включающая законодательные акты, специализированные организации и меры безопасности. Однако, несмотря на все усилия, проблема радиационных отходов остается актуальной и требует постоянного внимания и усилий со стороны общества и государства.