3. Ядерні відходи

У зв'язку з використанням ядерної енергії можуть існувати два різні типи екологічних загроз для радіоактивності. Вони є:

факти

• можливі аварії самих реакторів та пов'язані з цим витоки радіоактивності. Прикладами можуть бути аварії на Windscale (Великобританія, 1957), Браунс-Феррі (США, 1975), Ясловські Богуніце А1 (Чехословаччина, 1977; прихована аварія, частина ядра розплавлена) Острів Три милі 1979 (Гаррісбург, Пенсільванія), Чорнобиль 1986.

• Аварії, аварії та викиди радіоактивності, пов'язані з ядерними відходами. Ця проблема має довгостроковий характер, оскільки радіоактивність деяких елементів (уран, торій) зберігається протягом декількох мільйонів років.

Ядерні відходи поділяються за станом на газоподібні (наприклад, радон), рідкі (вода) і тверді (паливні елементи, медичні випромінювачі), а за активністю - на низькі, середні та високоактивні.

а) Відходи низького рівня утворюються на місцях поводження з радіоактивними матеріалами. Сюди входять захисний одяг, обладнання атомних електростанцій, хвостосховища та обладнання для видобутку урану, реакторна вода та басейни охолодження. Найчастіше його обробляють шляхом зменшення об’єму (пресування або спалювання) та зберігання.

b) Проміжні активні відходи складаються, наприклад, з осадів фільтрів, паливної упаковки та використаних промислових та медичних джерел випромінювання. Ці відходи можуть вимагати ізоляції протягом дуже тривалого часу, і вони зазвичай закріплюються в цементних або бітумних матрицях перед тим, як їх осідати. Крім того, такі відходи вимагають ефективного екранування, щоб вони не представляли небезпеки у випадку аварії. Тому вони зберігаються в бочках з листового металу і додатково екрануються бетоном.

в) Відходи високого рівня - це або відпрацьоване паливо, або концентровані відходи від переробки. В обох випадках необхідна сильна екранування, а також певний період охолодження, щоб забезпечити відведення залишкового тепла. Зазвичай це відбувається в басейнах охолодження біля реакторів або на централізованому складі.

3.1.Виробництво ядерних відходів

Навколишньому середовищу найбільше пошкодили радіоактивні речовини, що виділяються під час експериментальних ядерних вибухів в атмосфері, під поверхнею та під поверхнею. Ці випробування були заборонені міжнародними конвенціями.

Сьогодні найбільшим виробником радіоактивних відходів є атомна енергія. До кінця 2000 року атомна промисловість виробила 200 000 тонн високорадіоактивних відпрацьованих паливних стрижнів. Якщо додати рідкі та тверді відходи, залишки обробки урану та все, що з ним контактувало, загальна кількість значно більша.

3.2. Методи поводження з ядерними відходами

Існує багато способів утилізації ядерних відходів, але жоден не є достатньо придатним і безпечним. Проблема полягає в тому, що деякі елементи залишатимуться радіоактивними понад чверть мільйона років, або близько 12 000 поколінь. Протягом усього цього часу ці відходи потрібно ізолювати від усіх живих організмів, від води, землі та повітря. Жодна з 44 країн, які мають ядерні реактори, не знає рішення проблеми ядерних відходів. Тим часом відходи зберігаються на тимчасових складах або зберігаються в землі в неглибоких ямах. Утилізація радіоактивних відходів часто відбувається незаконно поза контролем через скиди в озера, океани (наприклад, Ірландське море поблизу Селлафілда у Великобританії, Тихий океан біля Фаральонських островів поблизу Сан-Франциско, Каліфорнія та озеро Карачай біля Челябінська, Росія). Тому статистичні дані не показують реалістичних даних про кількість ядерних відходів. Існують також прямі докази скидання відходів у море: Григорій Пасько знімав у 1993 році, як російський морський танкер викидає радіоактивні відходи та боєприпаси в Японське море. Сьогодні він перебуває у в'язниці за нібито шпигунство. "Міжнародна амністія" вважає його в'язнем сумління.

Зростаюча кількість територій залишається людьми через радіоактивне забруднення. Тільки вітер і вода, мікроби, комахи, насіння, птахи та інші форми життя, які не можуть читати попереджувальні знаки, вільно пересуваються з одного місця в інше. Питання про те, як назавжди ізолювати радіоактивність від життя, залишається без відповіді.

3.2.1. Обробка

Оскільки ядерні відходи в основному є сумішшю радіоактивних та нерадіоактивних речовин, вигідно відокремлювати нерадіоактивні речовини, щоб з ними можна було поводитися, як з будь-якими іншими хімічними відходами. Це значно зменшить обсяги радіоактивних відходів. Крім того, вигідно класифікувати радіонукліди за часом розпаду. Деякі радіоактивні гази втрачають більшу частину своєї радіоактивності через кілька годин або днів. Частина відходів є рідкою і тому повинна пройти склування (затвердіння).

Одним із способів використання відпрацьованого ядерного палива є його переробка. Він являє собою складне хімічне розділення окремих компонентів. Це дає кілька комерційних та військових речовин, таких як уран, який повторно використовується як паливо для ядерних реакторів, або плутоній, який використовується для виробництва ядерних бомб або змішаного оксидного палива (MOX (UPuO2) - суміші оксиду урану та плутоній,). Переробні заводи включають, наприклад, Lighthouse в Челябінській області Росії, La Hague у Франції та Selafield та Dounreay у Великобританії.

3.2.2. Збереження

Під час переробки обсяг ядерних відходів зменшується, але збільшується їх радіоактивність. Високорадіоактивні відходи були смертельно небезпечними протягом тисяч років. Тому його необхідно зберігати і ретельно ізолювати від окремих складових ландшафту, особливо від біосфери. Найбільш підходящі форми включають глибоке зберігання. Радіоактивні відходи закриваються скляними балонами і зберігаються глибоко в землі. У Франції цей метод застосовується з 1978 р. Проникнення відходів на поверхню, як правило, припускається не раніше мільйона років. Проте протягом цього часу він розпадається на нерадіоактивні речовини. Відходи слід ховати під такою кількістю шарів, щоб неможливо було їх уникнути протягом розглянутих термінів. Але вода, землетруси та інші геологічні фактори будуть постійно порушувати сховища відходів, що призведе до забруднення ґрунту, води та повітря. Ми навіть не можемо бути впевнені, що наші нащадки не копатимуться в місцях зберігання в майбутньому через сотні чи тисячі років через цікавість чи відсутність інформації.

Нещодавно під фінською атомною електростанцією Ловіїза (2 х 445 МВт, приблизно 90 км на схід від Гельсінкі) було побудовано унікальне сховище технологічних відходів, яке вміщує в цілому 2500 герметично закритих 200-літрових барабанів зі стисненими радіоактивними матеріалами (одяг, рукавички, мінеральна вата тощо). Загальна потужність підземного комплексу на глибині 100 метрів у герметичному масиві Рапаківі становить приблизно 100 000 м3. Ще 30 000 м3 рідких радіоактивних речовин будуть утримуватися величезними підземними водоймами. Бочки зі збереженим матеріалом перевозять під землею вантажівками по спіралі в кілька кілометрів. Сховище ядерних відходів Loviisa заповнюватиметься поточним обсягом матеріалів, вироблених понад 40 років. Потім він буде герметично закритий, а коридори доступу до небезпечного вмісту будуть засипані.

У Словаччині побудовано національне сховище радіоактивних відходів для відходів низького та середнього рівня, де зберігаються відходи. не тільки від виробництва атомних електростанцій, але й відходів від досліджень та медичного середовища. Ці відходи вкладаються у великі бетонні кубики і зберігаються у відповідному місці протягом тривалого часу близько 300 років.