Захоронение радиоактивных отходов

НИЯУ «МИФИ»

Группа М-02−02 курс 1 (кафедра ЯФиТ) РЕФЕРАТ на Тему: Захоронение радиоактивных отходов Выполнил: студент факультета ИМ Крючков А. А Проверил: доцент факультета ФАиЭ Елохин А. П МОСКВА 2015

Введение

Технические решения и технологии имеют решающее значение для безопасного обращения с радиоактивными отходами. В настоящее время доступен большой объем информации о множестве технологий по обращению с отходами, в том числе о технических новшествах и альтернативных вариантах, а также о новых технологиях, которые требуют дальнейшего развития и/или проверки. Выбор нужного решения или технологии может быть сделан на национальном уровне, либо производителями отходов или организациями, отвечающими за обращение с РАО. Принципы выбора могут варьироваться в зависимости от приоритетов, накопленного или общеизвестного опыта, результатов проведения оптимизации. В любом случае, из-за сопутствующих расходов, потенциальных сложностей технического и экологического характера, а также необходимости обеспечить адекватную реализацию технических решений и технологий механизм отбора требует достаточно четких критериев. Некоторые из них могут быть обобщенными и использоваться практически в любой системе управления отходами, другие могут применяться к отдельным категориям РАО или на конкретных этапах обращения с ними.

1. Основа выбора Основой для создания соответствующей стратегии и инфраструктуры по обращению с радиоактивными отходами являются публикации МАГАТЭ. Вариации процессов и технологий для разных типов отходов на разных этапах обращения с ними требуют выбора оптимизированных технологий или решений. В дальнейшем выбранные технологии для различных этапов обращения с отходами должны быть объединены в комплексную стратегию, оптимизирующую всю систему обращения с РАО. Выбор технологии обработки каждого конкретного потока (категории) отходов должен быть основан на процессе оценки и включать следующие элементы:

· определение объема, характеристик и свойств конкретных РАО;

· рассмотрение и анализ различных вариантов обращения с отходами;

· оценка преимуществ и недостатков каждого варианта с использованием метода мульти-атрибутивного анализа или другой подходящей методологии, которая сравнивает безопасность, технологическое состояние, рентабельность, а также социальные и экологические факторы;

· выбор лучших доступных технологий, не сопряженных с чрезмерными расходами и удовлетворяющих всем нормативным требованиям;

· утверждение выбранной технологии путем лицензирования или получения разрешения.

радиоактивный жизненный цикл хранение

2. Перемещение, классификация и категоризация радиоактивных отходов Перемещение ядерных материалов, как правило, зависит от целесообразности их дальнейшего применения. Предусмотрены следующие основные пути (рис. 1):

· освобождение от регулирующего контроля, которое предполагает нелимитированное захоронение отходов и неограниченное повторное использование полезных материалов;

· регулируемый сброс (выброс) отходов в окружающую среду и разрешенное повторное использование полезных материалов;

· регулируемое захоронение отходов и передача полезных материалов на утилизацию.

Рис. 1. Перемещение ядерных материалов Типы и объемы РАО в разных странах существенно различаются. Технологии обращения с отходами также разнообразны, хотя основные технологические подходы везде могут быть схожими. Надлежащие процессы и технологии могут быть определены на основе подробной информации о РАО (имеющихся или прогнозируемых), например, в зависимости от их классификации, категоризации, свойств и инвентаризации.

МАГАТЭ разработало международную признанную систему классификации отходов, которая определяет следующие классы РАО в зависимости от активности и периода полураспада радионуклидов:

(i) освобожденные (изъятые) отходы (EW);

(ii) очень короткоживущие отходы (VSLW);

(iii) очень низкоактивные отходы (VLLW);

(iv) низкоактивные отходы (LLW);

(v) отходы среднего уровня активности (ILW);

(vi) высокоактивные отходы (HLW).

Классификация МАГАТЭ базируется, в основном, на долгосрочной безопасности и, следовательно, ориентирована на выбор наиболее подходящих путей захоронения (окончательной изоляции) твердых или отвержденных РАО.

Управление отходами на этапах предварительной обработки, переработки и хранения требует дополнительной информации о свойствах РАО, важных для конкретной деятельности. Категоризация используется для обеспечения системного подхода к переработке и хранению РАО. При этом учитывается информация о происхождении, физическом состоянии, видах, свойствах и вариантах переработки отходов.

3. Инвентаризация и этапы обращения с отходами При инвентаризации отходов могут потребоваться несколько уровней детализации. Например, организации, занимающейся переработкой, может быть нужна более подробная опись, в которой будут предлагаться методы обращения с каждым конкретным видом отходов. Для национальных агентств по обращению с РАО для разработки планов на будущее требуются меньше деталей. Политикам и разработчикам национальных стратегий обращения с отходами нужна еще более обобщенная информация.

Обращение с отходами, как правило, делится на два крупных этапа — предшествующий захоронению и непосредственно захоронение.

Первый включает все стадии обращения с РАО от образования до захоронения, в том числе обработку (например, предварительная обработка, переработка и кондиционирование), временное (промежуточное) хранение и транспортировку. Захоронение предусматривает постоянное размещение отходов в соответствующем сооружении без намерения их изъятия.

РАО готовят к захоронению с помощью технологий, которые, в первую очередь, предназначены для получения формы отходов, совместимой с выбранным или ожидаемым вариантом захоронения. Для оценки того или иного процесса или технологии необходимо рассмотреть имеющиеся решения с точки зрения выполнения требований к переработке, хранению и захоронению отходов. Жизненный цикл радиоактивных отходов состоит из следующих этапов.

Рис. 2. Схема этапов обращения с отходами Предварительная обработка РАО включает все операции до непосредственной обработки, направленные на обеспечение возможности последующего применения выбранных технологий переработки и кондиционирования, — сбор, разделение, дезактивацию, корректировку химического состава и фрагментацию.

Обработка объединяет операции, нацеленные на повышение безопасности и экономических показателей за счет изменения характеристик радиоактивных отходов. Ее основными задачами являются уменьшение объема, удаление радионуклидов из РАО, а также изменение их физико-химического состава. Некоторые методы обработки могут обеспечить форму РАО, соответствующую требованиям хранения и захоронения. Однако в большинстве случаев переработанные отходы требуют дальнейшего кондиционирования либо отверждения и иммобилизации (инкапсуляции).

Кондиционирование охватывает работы по созданию упаковки отходов, пригодной для перемещения, транспортировки, хранения и/или захоронения. Оно может включать иммобилизацию РАО, размещение их в контейнерах, а также, при необходимости, переупаковку. Иммобилизация предполагает создание формы отходов за счет отверждения и включения РАО в матрицы (или инкапсуляции). Общепризнанными матрицами для иммобилизации являются цемент, битум и стекло.

Хранение обеспечивает изоляцию РАО с сохранением возможности извлечения, а также охрану окружающей среды и мониторинг хранилищ в течение всего срока размещения в них РАО.

Транспортировка предполагает физическое перемещение радиоактивных отходов в специально разработанных упаковках из одного места в другое. Например, собранные РАО могут быть перевезены из пункта сбора в пункты централизованного хранения и обработки, упаковки с кондиционированными отходами — из пункта обработки или хранения к месту захоронения.

Захоронение предусматривает размещение отходов в соответствующем сооружении без намерения их изъятия. Отметим, что в некоторых странах контролируемые сбросы в окружающую среду часто рассматриваются в качестве регулируемого варианта захоронения.

На всех этапах обращения с отходами важно определение их характеристик — характеризация. Она включает определение физических, химических и радиологических свойств отходов, важных для оценки необходимости дальнейшей обработки, переработки, кондиционирования или пригодности РАО к последующему перемещению, переработке, хранению и захоронению. Предварительная характеризация как часть предварительной обработки имеет большое значение для выбора наиболее эффективного метода обращения с РАО.

4. Методология выбора технологии Выбор технологий предварительной обработки, переработки, хранения и захоронения обязательно связан с общей стратегией по управлению РАО, которая, в свою очередь, может быть частью более крупной схемы, охватывающей многие виды отходов. В эффективной стратегии все стадии обращения с РАО должны быть взаимодополняющими и совместимыми друг с другом. Хотя важны многие аспекты, главной задачей является достижение оптимального решения логичным, структурированным и обоснованным способом. Кроме того, важно, чтобы при определении стратегии управления РАО учитывались и оценивались все три основные пути их перемещения (освобождение, регулируемый сброс или регулируемое захоронение). При этом должны быть рассмотрены стратегии для всех потоков генерируемых РАО на конкретных объектах и участках, а не варианты для отдельных видов отходов. Вдобавок большинство национальных регулирующих органов в настоящее время требуют оценки влияния на окружающую среду предлагаемых технологий и обоснование выбора технологии.

Выбор технологии обращения с отходами, как правило, начинается сбором и оценкой имеющихся данных, с учетом всех потенциально значимых факторов, таких как действующие правила, перемещение РАО, их свойства и связанные с ними лучшие достигнутые показатели (рис. 3).

Рис. 3. Развитие процесса выбора варианта обращения с отходами Затем каждое из выбранных технических решений разрабатывается вместе с соответствующим ему предварительным планом по обращению с РАО. На данном этапе эти планы могут быть сравнительно краткосрочными, но, тем не менее, они должны быть достаточно хорошо проработаны, чтобы дать представление об основных препятствиях и рисках.

Заключение

Перед выбором конкретной технологии обращения с РАО необходим анализ образования отходов, их свойств, видов и объемов. Кроме того, нужно в полной мере соблюдать регуляторные требования и обеспечить наличие решения по захоронению при условии, что его нормативно-правовое обеспечение существует или будет установлено. Выбор технологии должен быть основан на оценке всех соответствующих критериев и ограничений.

.ur