Residuos radiactivos, su eliminación y prevención de peligros. Residuos radiactivos. Enterramiento de residuos radiactivos. Cuando apareció el desperdicio

1) ¿Por qué este problema se considera global?

Las plantas radioquímicas, las centrales nucleares, los centros de investigación científica producen uno de los tipos de desechos más peligrosos: los radiactivos. Esta vista el desperdicio no es solo un serio Problema ambiental pero también puede crear un desastre ecológico. Los desechos radiactivos pueden ser líquidos (la mayor parte) y sólidos. El manejo inadecuado de los desechos radiactivos puede agravar gravemente la situación ambiental. Este tipo de contaminación es global, ya que dichos desechos están enterrados en la hidrosfera y en la litosfera, y muchos isótopos radiactivos ingresan a la atmósfera como resultado de la quema de combustibles fósiles, principalmente carbón.

Actualmente, hay más de 400 centrales nucleares en funcionamiento en 26 países del mundo, 211 de ellas ubicadas en Europa. En el proceso de operación de los reactores nucleares, se liberan grandes cantidades de desechos radiactivos. Además, no solo son innecesarios para cualquier persona, sino que también son extremadamente dañinos y peligrosos. Los desechos altamente radiactivos emitirán radiación durante muchos miles de años. Pero aún no se ha encontrado en el mundo un cementerio confiable adecuado para su entierro.

Residuos radiactivos- todos estos son materiales radiactivos o contaminados (contaminados con radiación) que son producto del uso humano de la radiactividad y no encuentran uso posterior.

Dependiendo de la concentración de elementos radiactivos, se hace una distinción entre:

a) desechos radiactivos de baja actividad (con una concentración de elementos radiactivos inferior a 0,1 Curie / m 3),

b) residuos radiactivos medios (0,1-1000 Curie / m 3) y

c) Residuos altamente radiactivos (más de 1.000 Curie / m 3).

La mayor parte de estos desechos son las barras de combustible necesarias para generar electricidad. Esto también incluye la ropa de trabajo contaminada por radiación de los empleados de las centrales nucleares.

Muchos productos de desecho emitirán radiación durante muchos cientos o miles de años.

Los desechos radiactivos son una fuente de contaminación radiactiva, es decir contaminación de objetos, locales o medio ambiente productos químicos venenosos y radiactivos. Las personas que han tenido contacto directo con sustancias y materiales radiactivos, por ejemplo, cuando visitan locales contaminados, también se consideran contaminadas.

Residuos radiactivos (RW): residuos que contienen isótopos radiactivos de elementos químicos y no tienen valor práctico. Los desechos radiactivos son una creación del siglo XX, que con razón se llama la edad del átomo. En nuestras casas, las bombillas están encendidas y los electrodomésticos funcionan, cuya electricidad proviene de las centrales nucleares. Es imposible imaginar hospitales modernos sin fuentes de radiación radiactiva, que sirvan tanto para el diagnóstico como para el tratamiento de una serie de enfermedades. Bueno, la ciencia, como la producción, no puede prescindir de una variedad de dispositivos en los que los elementos radiactivos se utilizan ampliamente. Es por eso que el problema de la eliminación de tales residuos en las últimas décadas se ha convertido en uno de los más urgentes en términos de seguridad ambiental. De hecho, hoy el volumen de desechos radiactivos asciende a muchos miles de toneladas por año. Y todos requieren un tratamiento adecuado.

¿Cómo se resuelve el problema de los residuos radiactivos? Depende de la categoría, clase de dichos desechos: nivel bajo, nivel intermedio y nivel alto. La más simple es la eliminación de las dos primeras clases. Cabe señalar que dependiendo de su composición química Los desechos radiactivos se dividen en de vida corta (con una vida media corta) y de vida larga (con una vida media larga). En el primer caso, la forma más sencilla sería almacenar temporalmente los materiales radiactivos en lugares especiales en contenedores sellados. Después de un cierto período de tiempo, cuando se produce la descomposición de sustancias peligrosas, los materiales restantes ya no son peligrosos y pueden eliminarse como desechos normales. Esto es exactamente lo que se hace con la mayoría de las fuentes técnicas y médicas de radiación radiactiva, que contienen solo isótopos de vida corta con una vida media de un máximo de varios años. En este caso, los bidones metálicos estándar con un volumen de 200 litros se suelen utilizar como contenedores para el almacenamiento temporal. Al mismo tiempo, los residuos de actividad baja e intermedia se vierten con cemento o betún para evitar que caigan fuera del contenedor.

El procedimiento para la eliminación de los desechos de las centrales nucleares es mucho más complicado y requiere una mayor atención. Por lo tanto, dicho procedimiento se realiza solo en fábricas especiales, de las cuales hay muy pocas en el mundo de hoy. Aquí, con la ayuda de tecnologías especiales de tratamiento químico, la mayoría de las sustancias radiactivas se extraen para su reutilización. Los métodos más modernos que utilizan membranas de intercambio iónico permiten reciclar hasta el 95% de todos los materiales radiactivos. Al mismo tiempo, los desechos radiactivos se reducen significativamente en volumen. Sin embargo, todavía no es posible desactivarlos por completo. Por eso, en la siguiente etapa de eliminación, los residuos se preparan para almacenamiento a largo plazo... Teniendo en cuenta que los residuos nucleares tienen una vida media larga, este almacenamiento se puede llamar prácticamente eterno.

Los residuos radiactivos son los más especies peligrosas basura en el suelo, que requiere un manejo muy cuidadoso y cuidadoso y que causa el mayor daño a la situación ecológica, la población y todos los seres vivos.

2) Cuáles son las tendencias en su desarrollo.

Radiactividad Este fenómeno se descubrió en relación con el estudio de la relación entre la luminiscencia y los rayos X. V finales del XIX siglo, en el curso de una serie de experimentos con compuestos de uranio, el físico francés A. Becquerel descubrió un tipo de radiación previamente desconocido que atraviesa objetos opacos. Compartió su descubrimiento con los Curie, quienes comenzaron a estudiarlo de cerca. Fueron los mundialmente famosos Marie y Pierre quienes descubrieron que todos los compuestos de uranio, como este en forma pura, así como el torio, el polonio y el radio, tienen la propiedad de la radiactividad natural. Sus contribuciones fueron realmente invaluables.

Posteriormente se supo que todos los elementos químicos de una forma u otra son radiactivos, ya que están contenidos en el medio natural en forma de diversos isótopos. Los científicos también pensaron en cómo se puede utilizar el proceso de desintegración nuclear para generar energía, y pudieron iniciarla y reproducirla artificialmente. Y para medir el nivel de radiación, se inventó un dosímetro de radiación.

Solicitud. Además de la energía, la radiactividad se usa ampliamente en otras industrias: medicina, industria, investigación científica y agricultura. Con la ayuda de esta propiedad, aprendieron cómo detener la propagación de las células cancerosas, hacer diagnósticos más precisos, averiguar la edad de los valores arqueológicos, monitorear la transformación de sustancias en diversos procesos, etc., tan agudos solo en las últimas décadas. Pero esto no es solo basura que se puede tirar fácilmente a un vertedero.

Residuos radiactivos. Todos los materiales tienen su propia vida útil. Esta no es una excepción para los elementos utilizados en la energía nuclear. El resultado es un residuo que todavía tiene radiación, pero que ya no tiene ningún valor práctico. Por regla general, el combustible nuclear usado que puede reprocesarse o utilizarse en otras áreas se considera por separado. En este caso, estamos hablando simplemente de residuos radiactivos (RW), cuyo uso posterior no está previsto, por lo que es necesario deshacerse de ellos.

Opciones. Durante bastante tiempo se creyó que la eliminación de desechos radiactivos no requería reglas especiales, bastaba con dispersarlos en el medio ambiente. Sin embargo, más tarde se descubrió que los isótopos tienden a acumularse en ciertos sistemas, por ejemplo, los tejidos animales. Este descubrimiento cambió la opinión sobre los desechos radiactivos, ya que en este caso la probabilidad de su movimiento e ingestión en el cuerpo humano con alimentos se volvió bastante alta. Por ello, se decidió desarrollar algunas opciones sobre cómo tratar este tipo de residuos, especialmente para la categoría de alto nivel.

Las tecnologías modernas permiten neutralizar en la mayor medida posible el peligro que representan los residuos radiactivos, procesándolos de diversas formas o colocándolos en un espacio seguro para los humanos. Vitrificación. De otra forma, esta tecnología se llama vitrificación. En este caso, RW pasa por varias etapas de procesamiento, como resultado de lo cual se obtiene una masa bastante inerte, que se coloca en contenedores especiales. Luego, estos contenedores se envían al almacenamiento. Sinrok... Este es otro método para neutralizar los desechos radiactivos, desarrollado en Australia. En este caso, se utiliza un compuesto complejo especial en la reacción. Entierro... En esta etapa, se está realizando una búsqueda de lugares adecuados en la corteza terrestre donde puedan depositarse los desechos radiactivos. El más prometedor es el proyecto, según el cual el material de desecho se devuelve a las minas de uranio. Transmutación... Ya se están desarrollando reactores que pueden convertir desechos radiactivos de alta actividad en sustancias menos peligrosas. Simultáneamente con la neutralización de residuos, son capaces de generar energía, por lo que las tecnologías en esta área se consideran extremadamente prometedoras. Traslado al espacio ultraterrestre... A pesar del atractivo de esta idea, tiene muchas desventajas. Primero, este método es bastante costoso. En segundo lugar, existe el riesgo de un accidente con un vehículo de lanzamiento que podría ser un desastre. Finalmente, la obstrucción del espacio exterior con tales desechos después de un tiempo puede convertirse en grandes problemas.

Proyectos internacionales. Dado que el almacenamiento de desechos radiactivos se ha convertido en el más urgente después del final de la carrera armamentista, muchos países prefieren cooperar en esta cuestión. Lamentablemente, aún no ha sido posible llegar a un consenso en esta área, pero continúa la discusión de varios programas en la ONU. Los proyectos más prometedores parecen ser la construcción de un gran almacenamiento internacional de residuos radiactivos en zonas escasamente pobladas, por regla general, estamos hablando de Rusia o Australia. Sin embargo, los ciudadanos de este último están protestando activamente contra esta iniciativa.

Hasta la fecha, el OIEA ha formulado una serie de principios destinados a gestionar los desechos radiactivos de una manera que proteja la salud humana y el medio ambiente, ahora y en el futuro, sin imponer una carga indebida a las generaciones futuras:

1) Protección de la salud humana... Los desechos radiactivos se manipulan de manera que se garantice un nivel aceptable de protección de la salud humana.

2) protección del medio ambiente... Los residuos radiactivos se manipulan de forma que se garantice un nivel aceptable de protección medioambiental.

3) Protección más allá de las fronteras nacionales... Los residuos radiactivos se gestionan de forma que se tengan en cuenta las posibles consecuencias para la salud humana y el medio ambiente más allá de las fronteras nacionales.

4) Protección de las generaciones futuras... Los desechos radiactivos se gestionan de tal manera que los efectos predecibles para la salud de las generaciones futuras no superen los niveles apropiados de efectos que son aceptables en la actualidad.

5) Carga sobre las generaciones futuras... Los desechos radiactivos se gestionan de tal manera que no impongan una carga indebida a las generaciones futuras.

6) Marco legal nacional... La gestión de desechos radiactivos se lleva a cabo en el marco de un marco jurídico nacional apropiado, que prevé una clara división de responsabilidades y la prestación de funciones reguladoras independientes.

7) Control de la formación de desechos radiactivos... La generación de desechos radiactivos se mantiene al mínimo posible.

8) Interdependencias de la generación y gestión de desechos radiactivos... Se presta la debida consideración a las interdependencias entre todas las etapas de la generación y gestión de desechos radiactivos.

9) Seguridad de las instalaciones... La seguridad de las instalaciones de gestión de residuos radiactivos está adecuadamente garantizada durante toda su vida útil.

3) Cómo se manifiesta en la hidrosfera.

La contaminación ambiental se asocia con mayor frecuencia con las aguas residuales vertidas en los ríos o con el smog que envuelve ciudades enteras. Al mismo tiempo, la gente se olvida con demasiada frecuencia de la contaminación de los océanos y los mares, que son, quizás, los ecosistemas más importantes para la existencia de vida en la Tierra.

Las consecuencias de la creciente contaminación de los mares sólo recientemente se han convertido en el centro de atención de la comunidad y la política mundial. En estas circunstancias, es urgente tratar de rectificar los errores del pasado y prevenir la contaminación de los océanos en el futuro.

El cambio en el estado de la hidrosfera está determinado por tres razones principales: agotamiento Recursos hídricos debido a la influencia humana en la biosfera, un fuerte aumento de la demanda de agua y la contaminación de las fuentes de agua.

El impacto antropogénico más intenso se produce principalmente en las aguas superficiales de la tierra (ríos, lagos, pantanos, suelos y aguas subterráneas). Hace tres décadas, la cantidad de fuentes agua dulce era bastante suficiente para la provisión normal de la población. Pero debido al rápido crecimiento de la construcción industrial y de viviendas, el agua comenzó a escasear y su calidad se redujo drásticamente. De acuerdo a La organizacion mundial salud (OMS), alrededor del 80% de todas las enfermedades infecciosas en el mundo están asociadas con mala calidad agua potable y violaciones de las normas sanitarias e higiénicas del suministro de agua. La contaminación de la superficie de los reservorios con películas de aceite, grasas, lubricantes evita el intercambio de gases del agua y la atmósfera, lo que reduce la saturación del agua con oxígeno y afecta negativamente el estado del fitoplancton y conduce a la muerte masiva de peces y aves.

La contaminación del agua por diversas sustancias peligrosas es un problema grave para la ecología de la Tierra. Conduce al hecho de que los organismos vivos mueren en él. Esta agua no se puede beber sin una purificación especial. Las fuentes de contaminación natural son inundaciones, corrientes de lodo, erosión de riberas, precipitación... Pero sobre todo, el daño a las fuentes de agua es causado por humanos. Los desechos industriales peligrosos, los desechos domésticos y el agua fecal, los fertilizantes, el estiércol, los productos derivados del petróleo, los metales pesados y mucho más se arrojan a los ríos, lagos y embalses.

La contaminación radiactiva de la hidrosfera es el exceso del nivel natural de radionucleidos en el agua. Las principales fuentes de contaminación radiactiva del océano mundial son los accidentes a gran escala (EOS, accidentes de barcos con reactores nucleares), la contaminación de las pruebas. armas nucleares, enterramiento de residuos radiactivos en el fondo, contaminación con residuos radiactivos, que se vierten directamente al mar.

Los residuos de las centrales nucleares británicas y francesas contaminaron prácticamente todo el Atlántico norte con elementos radiactivos, especialmente los mares del Norte, Noruega, Groenlandia, Barents y Blanco. Rusia también ha contribuido en cierta medida a la contaminación del Océano Ártico con radionucleidos.

El trabajo de tres reactores nucleares subterráneos y una planta radioquímica para la producción de plutonio, así como otras industrias en Krasnoyarsk, provocó la contaminación de uno de los ríos más grandes del mundo: el Yenisei (más de 1500 km). Obviamente, estos productos radiactivos terminaron en el Océano Ártico.

Las aguas del Océano Mundial están contaminadas con los radionúclidos más peligrosos cesio-137, estroncio-90, cerio-144, itrio-91, niobio-95, que, teniendo una alta capacidad de bioacumulación, pasan a lo largo de las cadenas alimentarias y se concentran en organismos marinos de los niveles tróficos más altos, creando un peligro, tanto para los organismos acuáticos como para los humanos.

Varias fuentes de ingesta de radionúclidos contaminaron las aguas de los mares árticos, por lo que en 1982 se registró la máxima contaminación con cesio-137 en la parte occidental del mar de Barents, que fue 6 veces mayor que la contaminación global de las aguas del Atlántico Norte. . Durante un período de observación de 29 años (1963-1992), la concentración de estroncio-90 en los mares Blanco y Barents disminuyó solo 3-5 veces.

Sumergidos en el mar de Kara (cerca del archipiélago de Novaya Zemlya), 11 mil contenedores con desechos radiactivos, así como 15 reactores de emergencia de submarinos nucleares, causan un peligro significativo.

También el 11 de marzo de 2011, se produjo un terremoto con una magnitud de 9,0 en el noreste de Japón, que más tarde se denominó el "Gran Terremoto del Este". Tras los temblores llegó a la costa una ola de tsunami de 14 metros que inundó cuatro de los seis reactores de la central nuclear Fukushima-1 e inutilizó el sistema de refrigeración del reactor, lo que provocó una serie de explosiones de hidrógeno, derritiendo el núcleo. , lo que provoca que las sustancias radiactivas lleguen al océano.

La mayoría de las sustancias radiactivas caen sobre los mares y océanos, y las sustancias radiactivas llegan allí con las aguas de los ríos. Como resultado, el contenido de sustancias radiactivas en los océanos está creciendo todo el tiempo. Su masa principal se concentra en los estratos superiores a profundidades de hasta 200-300 m, lo que es especialmente peligroso, ya que son las capas superiores del Océano las que se distinguen por la mayor productividad biológica. Incluso las concentraciones bajas de isótopos radiactivos causan un gran daño a la reproducción de los peces. Las aguas del Océano Pacífico contienen muchas veces más sustancias radiactivas que las aguas del Atlántico. Ésta es una consecuencia directa del gran número de explosiones de prueba nuclear llevadas a cabo en el Océano Pacífico y en China. Sin embargo, a pesar de un aumento significativo en el contenido de sustancias radiactivas en el agua de los mares y océanos, su concentración sigue siendo cientos de veces inferior a la permitida por las normas internacionales para el agua potable. Pero el peligro de perturbaciones ambientales sigue siendo muy elevado, ya que una parte importante de los organismos marinos son capaces de acumular isótopos radiactivos en grandes cantidades. Así, en comparación con el agua del océano, la radiactividad puede ser 200 veces mayor en los músculos de los peces, 50 mil veces mayor en el plancton y 300 mil veces mayor en el hígado de pescado. Por lo tanto, en todos los grandes puertos de recepción de pescado, se debe llevar a cabo un cuidadoso control de la radiación de las capturas.

El grado de acumulación de isótopos radiactivos por parte de plantas y animales depende del tipo de geosistema. Así, la vegetación de los pantanos de musgo, los matorrales de brezos, los prados alpinos y la tundra acumula intensamente sustancias radiactivas.

4) Cuáles son los impactos ambientales.

La contaminación radiactiva es una contaminación extremadamente peligrosa aire atmosférico y aguas del Océano Mundial. Los radionúclidos se acumulan en los sedimentos del fondo y se mueven hacia las cimas de las pirámides tróficas. Los radionúclidos ingresan a los organismos humanos y animales y afectan los órganos vitales, y este efecto también afecta a la descendencia. Las fuentes de contaminación radiactiva son todo tipo de ensayos de armas nucleares, las emisiones derivadas de accidentes, las fugas en las instalaciones asociadas a la producción de este tipo de combustible y la destrucción de sus residuos. El número de armas nucleares y buques de guerra con reactores nucleares producidos en el mundo es bastante grande e inexplicable desde el punto de vista de la conveniencia. Después de todo, la perspectiva de una guerra con el uso de armas nucleares solo tiene un resultado: la muerte de la humanidad y un daño increíble a toda la biosfera.

El aumento de las dosis de radiación afecta el aparato genético y las estructuras biológicas de los organismos humanos, vegetales y animales. Dichas dosis pueden liberarse como resultado de situaciones de emergencia en instalaciones relacionadas con el uso de energía atómica o en caso de explosiones nucleares.

Se trata de empresas que reciben combustible nuclear, centrales nucleares, bases de flotas nucleares rompehielos y submarinos, fábricas para la producción de submarinos nucleares, plantas de reparación de barcos, estacionamientos de naves nucleares desmanteladas. Las instalaciones de almacenamiento de desechos nucleares y las empresas para su procesamiento representan un peligro particular. El alto costo de la tecnología limita el reprocesamiento del combustible nuclear gastado. Hoy, los desechos nucleares de muchos países se importan a Rusia.

Actualmente, las centrales nucleares forman parte de varias fuentes tradicionales de energía. El uso de la energía nuclear con fines pacíficos ciertamente tiene sus ventajas, si bien sigue siendo un objeto de riesgo potencial no solo para las regiones donde se encuentran ubicadas las centrales nucleares.

En el siglo XX. en Rusia hubo dos accidentes importantes, que son catastróficos por su impacto sobre el medio ambiente y los seres humanos.

1957 g.- la asociación de producción militar "Mayak": fuga de residuos radiactivos vertidos y almacenados en el lago "interminable". Este lago tenía un fondo de 120 millones de curies. Se causaron daños a fuentes de agua, bosques y tierras agrícolas.

1986 año- el accidente en la central nuclear de Chernobyl causó enormes daños no solo en el área de su ubicación. Las masas de aire llevaron la nube radiactiva a una distancia bastante grande. Alrededor de la planta de energía nuclear de Chernobyl, un área restringida para la habitación humana se extiende a lo largo de muchos kilómetros. Pero los animales y las aves no solo viven en el área afectada, sino que también migran a las áreas vecinas.

2014 año... - el accidente en la central nuclear japonesa "Fukushima-1" tuvo las mismas consecuencias ambientales, pero se atribuyó la nube radiactiva masas de aire muy adentro del océano.

Después de esta tragedia, muchos países comenzaron a restringir el funcionamiento de sus centrales nucleares, a negarse a construir nuevas. Esto se debe a que nadie puede garantizar la seguridad ambiental de tales instalaciones. En promedio, se producen anualmente 45 incendios y 15 fugas de materiales radiactivos en las centrales nucleares.

Se han acumulado tantas armas nucleares en el planeta Tierra que su uso podría destruir repetidamente toda la vida en su superficie. Las potencias nucleares están realizando pruebas terrestres, subterráneas y submarinas de armas atómicas. Se ha vuelto obligatorio demostrar el poder del estado mediante la producción de sus propias armas nucleares. En el caso de un conflicto militar con el uso de un arma nuclear

armas, puede ocurrir una guerra atómica, cuyas consecuencias serán las más catastróficas.

Hasta la fecha, tasas extremas de infección ambiente externo ya han tenido las siguientes consecuencias:

1. La incidencia de leucemia entre los niños de las cercanías de Sellafield es al menos 10 veces mayor que la media del Reino Unido.

2. Cerca de Sellafield, hubo que destruir toda la población de palomas, ya que estaban tan fuertemente irradiadas que incluso sus excrementos requerían una eliminación especial.

3. En toda Inglaterra, se detectó la presencia de plutonio en los dientes de leche de los niños pequeños. Además, cuanto más cerca de Sellafield, mayor era su concentración. Sin embargo, el plutonio se forma solo durante la regeneración del combustible nuclear.

4. En Canadá, se encontraron isótopos radiactivos en el agua de mar, que también se forman solo durante la regeneración.

5. La incidencia de cáncer en las proximidades del complejo nuclear de Cabo La Hue es de 3 a 4 veces superior a la media de Francia.

6. Muestras Aguas residuales, tomadas por Greenpeace, ni siquiera se les permitió importar a Suiza, ya que se trataba de desechos radiactivos. Se abrió una causa penal contra los activistas de la organización en relación con la violación de la ley sobre el uso de la energía atómica y la prevención de la amenaza de contaminación radiactiva, ya que prácticamente intentaron importar residuos radiactivos de manera ilegal.

En resumen, en este momento la situación se está desarrollando de tal manera que las generaciones futuras heredarán de nosotros toda una montaña de desechos nucleares. La liberación de desechos radiactivos a la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera durante su eliminación y pruebas nucleares conduce a la interrupción del aparato genético de los seres humanos, las plantas y los animales debido a la aparición de mutaciones debido a valores de fondo superiores, transferencia y acumulación de radionucleidos a lo largo de los alimentos. cadenas, y su entrada en objetos de comida y comida humana. Los isótopos radiactivos socavan significativamente el acervo genético de los seres vivos.

Los desechos radiactivos se han convertido en un problema sumamente grave de nuestro tiempo. Si en los albores del desarrollo energético pocas personas pensaban en la necesidad de almacenar material de desecho, ahora esta tarea se ha vuelto sumamente urgente. Entonces, ¿por qué todos están tan preocupados?

Radioactividad

Este fenómeno se descubrió en relación con el estudio de la relación entre luminiscencia y rayos X. A finales del siglo XIX, durante una serie de experimentos con compuestos de uranio, el físico francés A. Becquerel descubrió un paso hasta ahora desconocido a través de objetos opacos. Compartió su descubrimiento con los Curie, quienes comenzaron a estudiarlo de cerca. Fueron los mundialmente famosos Marie y Pierre quienes descubrieron que todos los compuestos de uranio, como este en forma pura, así como el torio, el polonio y el radio, tienen esta propiedad. Sus contribuciones fueron realmente invaluables.

Más tarde se supo que todos los elementos químicos, comenzando por el bismuto, son radiactivos de una forma u otra. Los científicos también pensaron en cómo se puede utilizar el proceso de desintegración nuclear para generar energía, y pudieron iniciarla y reproducirla artificialmente. Y para medir el nivel de radiación, se inventó un dosímetro de radiación.

Solicitud

Además de la energía, la radiactividad se utiliza ampliamente en otras industrias: medicina, industria, investigación y agricultura. Con la ayuda de esta propiedad, aprendieron cómo detener la propagación de las células cancerosas, hacer diagnósticos más precisos, averiguar la edad de los valores arqueológicos, monitorear la transformación de sustancias en diversos procesos, etc., tan agudos solo en las últimas décadas. Pero esto no es solo basura que se puede tirar fácilmente a un vertedero.

Residuos radiactivos

Todos los materiales tienen su propia vida útil. Esta no es una excepción para los elementos utilizados en la energía nuclear. El resultado es un residuo que todavía tiene radiación, pero que ya no tiene ningún valor práctico. Por regla general, el uso se considera por separado, que se puede reciclar o aplicar en otras áreas. En este caso, estamos hablando simplemente de residuos radiactivos (RW), cuyo uso posterior no está previsto, por lo que es necesario deshacerse de ellos.

Fuentes y formas

Debido a la variedad de casos de uso, los residuos también pueden tener un origen y una condición diferentes. Pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos. Las fuentes también pueden ser muy diferentes, ya que de una forma u otra estos desechos a menudo surgen durante la extracción y procesamiento de minerales, incluidos el petróleo y el gas; también existen categorías como los desechos radioactivos médicos e industriales. Existen fuentes naturales... De manera convencional, todos estos desechos radiactivos se subdividen en niveles bajo, medio y alto. Estados Unidos también distingue una categoría de desechos radiactivos transuránicos.

Variantes

Durante bastante tiempo se creyó que la eliminación de desechos radiactivos no requería reglas especiales, bastaba con dispersarlos en el medio ambiente. Sin embargo, más tarde se descubrió que los isótopos tienden a acumularse en ciertos sistemas, por ejemplo, los tejidos animales. Este descubrimiento cambió la opinión sobre los desechos radiactivos, ya que en este caso la probabilidad de su movimiento e ingestión en el cuerpo humano con alimentos se volvió bastante alta. Por ello, se decidió desarrollar algunas opciones sobre cómo tratar este tipo de residuos, especialmente para la categoría de alto nivel.

Vitrificación. De otra forma, esta tecnología se llama vitrificación. En este caso, RW pasa por varias etapas de procesamiento, como resultado de lo cual se obtiene una masa bastante inerte, que se coloca en contenedores especiales. Luego, estos contenedores se envían al almacenamiento.
Sinrok. Este es otro método para neutralizar los desechos radiactivos, desarrollado en Australia. En este caso, se utiliza un compuesto complejo especial en la reacción.
Entierro. En esta etapa, se está realizando una búsqueda de lugares adecuados en la corteza terrestre donde puedan depositarse los desechos radiactivos. El más prometedor es el proyecto, según el cual el material de desecho se devuelve a
Transmutación. Ya se están desarrollando reactores que pueden convertir desechos radiactivos de alta actividad en sustancias menos peligrosas. Simultáneamente con la neutralización de residuos, son capaces de generar energía, por lo que las tecnologías en esta área se consideran extremadamente prometedoras.
Traslado al espacio exterior. A pesar del atractivo de esta idea, tiene muchas desventajas. Primero, este método es bastante costoso. En segundo lugar, existe el riesgo de un accidente con un vehículo de lanzamiento que podría ser un desastre. Finalmente, la obstrucción del espacio exterior con tales desechos después de un tiempo puede convertirse en grandes problemas.

Normas de eliminación y almacenamiento

En Rusia, la gestión de residuos radiactivos está regulada principalmente por la ley federal y sus comentarios, así como por algunos documentos relacionados, por ejemplo, el Código de Aguas. De acuerdo con la Ley Federal, todos los desechos radiactivos deben ser enterrados en los lugares más aislados, mientras que no se permite la contaminación de cuerpos de agua, también se prohíbe el envío al espacio.

Cada categoría tiene su propia normativa, además, los criterios para clasificar los residuos en un tipo u otro y todos los procedimientos necesarios están claramente definidos. Sin embargo, Rusia tiene muchos problemas en este ámbito. Primero, el entierro de desechos radiactivos puede convertirse muy pronto en una tarea no trivial, porque no hay tantas instalaciones de almacenamiento especialmente equipadas en el país, y se llenarán muy pronto. En segundo lugar, no existe un sistema de gestión unificado para el proceso de eliminación, lo que complica gravemente el control.

Proyectos internacionales

Dado que el almacenamiento de desechos radiactivos se ha convertido en el más urgente después del cese, muchos países prefieren cooperar en este tema. Lamentablemente, aún no ha sido posible llegar a un consenso en esta área, pero continúa la discusión de varios programas en la ONU. Los proyectos más prometedores parecen ser la construcción de un gran almacenamiento internacional de residuos radiactivos en zonas escasamente pobladas, por regla general, estamos hablando de Rusia o Australia. Sin embargo, los ciudadanos de este último están protestando activamente contra esta iniciativa.

Consecuencias de la radiación

Casi inmediatamente después del descubrimiento del fenómeno de la radiactividad, quedó claro que afecta negativamente la salud y la vida de los seres humanos y otros organismos vivos. Los estudios que llevaron a cabo los Curie durante varias décadas, eventualmente llevaron a una forma severa de enfermedad por radiación en María, aunque vivió hasta los 66 años.

Esta dolencia es la principal consecuencia de la exposición humana a la radiación. La manifestación de esta enfermedad y su gravedad dependen principalmente de la dosis total de radiación recibida. Pueden ser bastante leves o pueden causar cambios genéticos y mutaciones, afectando así a la próxima generación. Uno de los primeros en sufrir es la función de la hematopoyesis, a menudo los pacientes tienen algún tipo de cáncer. En este caso, en la mayoría de los casos, el tratamiento resulta bastante ineficaz y consiste solo en observar el régimen aséptico y eliminar los síntomas.

Profilaxis

Es bastante fácil prevenir una afección asociada con la exposición a la radiación; es suficiente no entrar en áreas con su fondo aumentado. Desafortunadamente, esto no siempre es posible, porque muchos tecnologías modernas involucran elementos activos de una forma u otra. Además, no todo el mundo lleva consigo un dosímetro de radiación portátil para saber que se encuentra en una zona, una presencia a largo plazo en la que podría causar daño. Sin embargo, existen determinadas medidas preventivas y de protección frente a las radiaciones peligrosas, aunque no son tantas.

El primero es el blindaje. Casi todos los que acudieron a la radiografía de una determinada parte del cuerpo se enfrentaron a esto. Si hablamos de la columna cervical o del cráneo, el médico sugiere usar un delantal especial, en el que se cosen elementos de plomo, que no permiten el paso de la radiación. En segundo lugar, es posible mantener la resistencia del cuerpo tomando vitaminas C, B 6 y P. Finalmente, existen medicamentos especiales: radioprotectores. En muchos casos, resultan muy eficaces.

Eliminación, procesamiento y eliminación de desechos de 1 a 5 clases de peligro.

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La recolección, modificación y eliminación de desechos radiactivos debe llevarse a cabo por separado de otros tipos de desechos. Está prohibido verterlos en cuerpos de agua, de lo contrario las consecuencias serán muy tristes. Los desechos que no tienen un valor práctico para su posterior producción se denominan radiactivos. Incluyen una colección de elementos químicos radiactivos. Según la legislación rusa, el uso posterior de tales compuestos está prohibido.

Antes del inicio del proceso de eliminación, los RW deben clasificarse según el grado de radiactividad, la forma y el período de desintegración. Además, para reducir el volumen de isótopos peligrosos y neutralizar los radionucleidos, se procesan mediante incineración, evaporación, prensado y filtración.

El procesamiento posterior consiste en fijar los residuos líquidos con la ayuda de cemento o betún para solidificarlos, o vitrificar los residuos radiactivos de alta actividad.

Los isótopos fijos se colocan en contenedores especiales de diseño complejo con paredes gruesas para su posterior transporte al lugar de almacenamiento. Para aumentar la seguridad, se les proporciona un embalaje adicional.

características generales

Los desechos radiactivos se pueden generar a partir de diversas fuentes, tienen una variedad de forma diferente y propiedades.

Las características importantes de los desechos radiactivos incluyen:

Concentración. Parámetro que muestra el valor de una actividad específica. Es decir, esta es la actividad que recae sobre una unidad de masa. La unidad de medida más popular es Ki / T. En consecuencia, cuanto mayor sea esta característica, la consecuencias más peligrosas puede traer tanta basura con él.
Media vida. La duración de la desintegración de la mitad de los átomos en 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 rápido.

Las sustancias nocivas pueden tener diferentes formas, hay tres estados principales de agregación:

Gaseoso. Normalmente, esto incluye las emisiones de las instalaciones de ventilación de las organizaciones que manipulan directamente materiales radiactivos.
En forma líquida. Estos pueden ser tipos de desechos líquidos, que se formaron durante el procesamiento de combustible ya usado. Dicha basura es muy activa, por lo que es capaz de causar graves daños al medio ambiente.
Forma sólida. Se trata de vidrio y cristalería de hospitales y laboratorios de investigación.

Almacenamiento RW

El propietario de una instalación de almacenamiento de desechos radiactivos en Rusia puede ser el siguiente: entidad y organismo federal autoridades. Para el almacenamiento temporal, los desechos 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.

Las instalaciones de almacenamiento deben estar equipadas con barriles secos que permitan que los desechos radiactivos de vida corta se desintegren antes de su procesamiento posterior. Tal habitación es una instalación de almacenamiento de desechos radiactivos. El propósito de su operación es la implementación de la colocación temporal de desechos radiactivos para su posterior transporte a sus sitios de disposición.

Contenedor para residuos radiactivos sólidos

La eliminación de desechos radiactivos no puede realizarse sin un contenedor especial llamado contenedor para desechos radiactivos. Contenedor para desechos radiactivos: recipiente que se utiliza como almacenamiento de desechos radiactivos. En Rusia, la ley establece una gran cantidad de requisitos para tal invención.

Los principales son:

El contenedor no retornable no está destinado al almacenamiento de desechos radiactivos líquidos. Su estructura le permite contener solo sustancias sólidas o endurecidas.
La carcasa, que tiene el contenedor, debe estar sellada y no dejar pasar ni una pequeña parte de los residuos almacenados.
Después de retirar la tapa y realizar la descontaminación, la contaminación no debe exceder las 5 partículas por m2. No se puede permitir una mayor contaminación, ya que las consecuencias desagradables también pueden afectar el medio ambiente externo.
El contenedor debe soportar las más duras condiciones de temperatura de - 50 a + 70 grados Celsius.
Al drenar una sustancia radiactiva a alta temperatura en un recipiente, el recipiente debe soportar temperaturas de hasta + 130 grados Celsius.
El contenedor debe resistir influencias físicas externas, en particular terremotos.

El proceso de almacenamiento de isótopos en Rusia debería garantizar:

Su aislamiento, cumplimiento de medidas de protección, así como seguimiento del estado del medio ambiente. Las consecuencias, si se viola dicha regla, pueden ser nefastas, ya que las sustancias pueden contaminar casi instantáneamente las áreas circundantes.
Posibilidad de facilitar más trámites en etapas posteriores.

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

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

Eliminación de desechos radiactivos

Los problemas de eliminación de desechos radiactivos todavía existen en Rusia. Es necesario garantizar no solo la protección ambiental de una persona, sino también el medio ambiente. Este tipo de actividad presupone una licencia para el uso del subsuelo y el derecho a realizar trabajos de desarrollo de la energía nuclear. Los sitios de eliminación de desechos radiactivos pueden ser propiedad federal o propiedad de la corporación estatal Rosatom. Hoy en día, la eliminación de desechos radiactivos en la Federación de Rusia se lleva a cabo en lugares especialmente designados, que se denominan repositorios de desechos radiactivos.

Hay tres tipos de entierro, su clasificación depende de la duración del almacenamiento de sustancias radiactivas:

Eliminación a largo plazo de desechos radiactivos: diez años. Los elementos dañinos se entierran en trincheras, pequeñas estructuras de ingeniería hechas sobre o debajo del suelo.
Por cientos de años. En este caso, el entierro de residuos radiactivos se realiza en las estructuras geológicas del continente, esto incluye labores subterráneas y cavidades naturales. En Rusia y otros países, se practica activamente la creación de cementerios en el fondo del océano.
Transmutación. Una forma teóricamente posible de deshacerse de las sustancias radiactivas, que implica irradiar radionucleidos de vida larga y convertirlos en de vida corta.

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

Actividad específica de la sustancia
Nivel de sellado del empaque
Vida útil estimada

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

La instalación de almacenamiento de desechos radiactivos debe estar ubicada lejos de la ciudad. La distancia entre ellos debe ser de al menos 20 kilómetros. Las consecuencias de violar esta regla son el envenenamiento y la posible muerte de la población.
No debe haber zonas construidas cerca del territorio del repositorio, de lo contrario existe el riesgo de daños a los contenedores.
En el relleno sanitario, debe haber un sitio donde se llevará a cabo la eliminación de desechos.
El nivel de las fuentes terrestres debe estar lo más alejado posible. Si los desechos llegan al agua, las consecuencias serán tristes: la muerte de animales y humanos.
Los cementerios radiactivos para desechos sólidos y otros desechos deben tener una zona de protección sanitaria. Su longitud no puede ser inferior a 1 kilómetro de las zonas de pastoreo y asentamientos.
El relleno sanitario debe tener una planta para la desintoxicación de residuos radiactivos.

Reciclaje de residuos

El procesamiento de desechos radiactivos es un procedimiento que tiene como objetivo la transformación directa del estado agregado o las propiedades de una sustancia radiactiva con el fin de crear conveniencia para el transporte y almacenamiento de desechos.

Cada tipo de basura tiene sus propios métodos para llevar a cabo dicho procedimiento:

Para líquidos: precipitación, intercambio iónico y destilación.
Para sólidos: incineración, prensado y calcinación. Los restos de residuos sólidos se envían a vertederos.
Para gases gaseosos, absorción química y filtración. Posteriormente, las sustancias se almacenarán en cilindros de alta presión.

Cualquiera que sea la unidad en la que se procese el producto, el resultado serán bloques compactos inmovilizados de tipos sólidos. Para la inmovilización y mayor aislamiento de sólidos, se utilizan los siguientes métodos:

Cementación. Se utiliza para desechos con actividad baja y media de la sustancia. Por regla general, se trata de residuos sólidos.
Cocción a altas temperaturas.
Vitrificación.
Envasado en contenedores especiales. Estos contenedores suelen estar hechos de acero o plomo.

Desactivación

En relación con la contaminación activa del medio ambiente, en Rusia y otros países del mundo están tratando de encontrar un método actualizado para la descontaminación de desechos radiactivos. Sí, el entierro y la eliminación de residuos sólidos radiactivos dan sus resultados, pero lamentablemente, estos procedimientos no garantizan la seguridad ambiental y, por lo tanto, no son perfectos. Actualmente en Rusia existen varios métodos de descontaminación de residuos radiactivos.

Con carbonato de sodio

Este método se utiliza exclusivamente para los residuos sólidos que han ingresado al suelo: el carbonato de sodio lixivia radionucleidos que se extraen de la solución alcalina mediante partículas iónicas que incluyen un material magnético. Además, los complejos de quelatos se eliminan utilizando un imán. Este método de tratamiento de sólidos es bastante efectivo, pero tiene 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 el tipo de materiales líquidos.
El alto costo 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, estas sustancias se disuelven en ácido nítrico con una mezcla de hidracina. Después de eso, la solución se empaqueta y se vitrifica.

El principal problema es el alto costo del procedimiento, ya que la evaporación de la solución y la posterior eliminación de desechos radiactivos es bastante costosa.

Elución del suelo

Se utiliza para descontaminar suelos y suelos. Este método es el más ecológico. La conclusión es que el suelo contaminado o el suelo se trata por elución con agua, soluciones acuosas con adiciones de sales de amonio, soluciones de amoníaco.

El principal problema es la eficiencia relativamente baja en la extracción de radionucleidos asociados con el suelo a nivel químico.

Descontaminación de residuos líquidos

Los desechos radiactivos líquidos son un tipo especial de desechos que son difíciles de almacenar y eliminar. Es por eso que la descontaminación es la mejor manera de deshacerse de dicha sustancia.

Hay tres formas de eliminar radionucleidos de materiales peligrosos:

Método físico. Implica el proceso de evaporación o congelación de sustancias. Además, se lleva a cabo el sellado y la colocación de elementos nocivos en los vertederos de basura.
Fisicoquímico. La extracción se lleva a cabo utilizando una solución con extractantes selectivos, p. Ej. retirada de radionucleidos.
Químico. Purificación de radionucleidos utilizando diversos reactivos naturales. El principal problema con este método es un número grande los lodos restantes, que se envían al cementerio.

Un problema común con cada método:

Métodos físicos: costes extremadamente elevados de evaporación y congelación de soluciones.
Físicoquímico y químico: enormes volúmenes de lodos radiactivos enviados a cementerios. El procedimiento de entierro es bastante caro, requiere mucho dinero y tiempo.

Los residuos radiactivos son un problema no solo en Rusia, sino también en otros países. La principal tarea de la humanidad en este momento es la eliminación de desechos radiactivos y su eliminación. Con qué métodos hacer esto, cada estado decide de forma independiente.

Suiza no se dedica al autoprocesamiento y eliminación de desechos radiactivos, pero está desarrollando activamente programas para la gestión de dichos desechos. Si no toma ninguna medida, las consecuencias pueden ser las más tristes, hasta la muerte de la humanidad y los animales.

Los conocedores aprecian el champán Fourier. Se obtiene de la uva que crece en las pintorescas colinas de Champagne. Cuesta creer que el mayor depósito de residuos radiactivos se encuentre a menos de 10 km de los famosos viñedos. Se traen de toda Francia, se entregan desde el extranjero y se entierran durante los próximos cientos de años. La Casa de Fourier sigue produciendo un gran champán, los prados florecen alrededor, la situación se controla y se garantiza una limpieza y seguridad completas en el vertedero y sus alrededores. Un césped tan verde es el objetivo principal de la construcción de vertederos de desechos radiactivos.

Roman Fishman

No importa lo que digan algunos exaltados, es seguro decir que Rusia no está en peligro de convertirse en un vertedero radiactivo mundial en el futuro previsible. Una ley federal de 2011 prohíbe explícitamente el movimiento de dichos desechos a través de la frontera. La prohibición es válida en ambos sentidos, con la única excepción de la devolución de fuentes de radiación que se produjeron en el país y se suministraron al exterior.

Pero incluso con la ley vigente, la energía nuclear genera muy pocos desechos realmente aterradores. Los radionúclidos más activos y peligrosos contienen combustible nuclear gastado (SNF): los elementos combustibles y los conjuntos en los que se colocan emiten aún más 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 varios otros isótopos útiles para la medicina y la ciencia. Todo esto representa más del 95% del combustible nuclear gastado y se recupera con éxito en empresas especializadas: en Rusia, en primer lugar, es el famoso Mayak PA en la región de Chelyabinsk, donde ahora se está introduciendo la tercera generación de tecnologías de reprocesamiento. permitir que el 97% del combustible nuclear gastado vuelva a funcionar. Próximamente, la producción, operación y reprocesamiento de combustible nuclear se cerrará en un solo ciclo que no produce prácticamente ninguna sustancia peligrosa.

Sin embargo, incluso sin SNF, el volumen de desechos radiactivos ascenderá a miles de toneladas por año. Después de todo, las normas sanitarias requieren incluir aquí todo lo que emite por encima de cierto nivel o contiene más de la cantidad prescrita de radionucleidos. Este grupo incluye casi cualquier objeto que haya estado en contacto con radiación ionizante durante mucho tiempo. Partes de grúas y máquinas que trabajaron con mineral y combustible, filtros de aire y agua, cables y equipos, contenedores vacíos y solo overoles que han cumplido su tiempo y ya no tienen valor. El OIEA (Organismo Internacional de Energía Atómica) divide los desechos radiactivos (RW) en líquidos y sólidos, de varias categorías, que van desde niveles muy bajos hasta niveles altos. Y cada uno tiene sus propios requisitos de manipulación.

Clasificación RW

Clase 1	Clase 2	Clase 3	Clase 4	Clase 5	Clase 6
Sólido				Líquido
Materiales (editar) Equipo Productos LRW solidificado HLW con alta liberación de calor	Materiales (editar) Equipo Productos LRW solidificado HLW de baja temperatura SAO de larga duración	Materiales (editar) Equipo Productos LRW solidificado SAO de corta duración NAO de larga duración	Materiales (editar) Equipo Productos Objetos biológicos LRW solidificado NAO de corta duración VLLW de larga duración	Líquidos orgánicos e inorgánicos SAO de corta duración NAO de larga duración	RW generado durante la extracción y procesamiento de minerales de uranio, materias primas minerales y orgánicas con un mayor contenido de radionucleidos naturales
	Aislamiento final en enterramientos profundos con retención preliminar	Aislamiento final en enterramientos profundos a profundidades de hasta 100 m	Aislamiento final a nivel del suelo cerca de instalaciones de eliminación de superficie	Aislamiento final en cementerios profundos existentes	Aislamiento final en sitios de disposición final cercanos a la superficie

Frío: procesamiento

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

Algunas de las empresas todavía están en funcionamiento, ya en las estructuras de Rosatom, y una conserva su antiguo nombre "en 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 manejar desechos radiactivos de varias categorías. Sin embargo, no solo los científicos nucleares recurren a sus servicios: las sustancias radiactivas se utilizan para una variedad de tareas, desde el tratamiento del cáncer y la investigación bioquímica hasta la producción de generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG). Y todos ellos, habiendo elaborado los suyos propios, se convierten en desperdicios.

La mayoría de ellos son de bajo nivel y, por supuesto, con el tiempo, a medida que se desintegran los isótopos de vida corta, se vuelven más seguros. Por lo general, estos desechos se envían a vertederos preparados para su almacenamiento durante decenas o cientos de años. Están preprocesados: lo que se puede quemar se quema en hornos, purificando el humo con un complejo sistema de filtros. Las cenizas, los polvos y otros componentes sueltos se cementan o se rellenan con vidrio de borosilicato fundido. Los desechos líquidos de volúmenes moderados se filtran y concentran por evaporación, extrayéndoles radionucleidos con absorbentes. Los duros se trituran en las prensas. Todo se coloca en bidones de 100 o 200 litros y se vuelve a prensar, se coloca en recipientes y se vuelve a cementar. “Todo es muy estricto aquí”, nos dijo Sergey Nikolaevich Brykin, Director General Adjunto de RusRAO. “Todo está prohibido en el manejo de residuos radiactivos 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. Intentan llevar a cabo el procesamiento y empaquetado en el sitio utilizando sistemas móviles para reducir las dificultades y riesgos del transporte, en parte con la ayuda de tecnología robótica. Las rutas de transporte están pensadas y coordinadas de antemano. Cada contenedor tiene su propio identificador y su destino se puede rastrear hasta el final.

El centro de acondicionamiento y almacenamiento de RW en la bahía de Andreeva, a orillas del mar de Barents, opera en el emplazamiento de la antigua base técnica de la Flota del Norte.

Más cálido: almacenamiento

Los RTG que mencionamos anteriormente casi nunca se usan en la Tierra hoy en día. Solían proporcionar energía a los puntos de navegación y monitoreo automático en lugares distantes y difíciles de alcanzar. Sin embargo, numerosos incidentes con la fuga de isótopos radiactivos al medio ambiente y el robo banal de metales no ferrosos los obligaron a abandonar su uso en cualquier otro lugar que no fueran naves espaciales. En la URSS, lograron producir y ensamblar más de mil RTG, que han sido desmantelados y continúan siendo eliminados.

El legado es aún más problemático guerra Fría: a lo largo de las décadas se construyeron casi 270 submarinos nucleares, y hoy quedan menos de cincuenta en servicio, el resto se ha deshecho 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. El equipo se desmonta de ellos, adicionalmente se sella y se mantiene 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 agudo que se debatió en una reunión de los líderes de los países del G8, quienes acordaron la cooperación internacional en la limpieza de la costa.

Muelle-pontón para realizar operaciones con bloques de compartimentos del reactor (85 x 31,2 x 29 m). Capacidad de carga: 3500 t; calado de remolque: 7,7 m; velocidad de remolque: hasta 6 nudos (11 km / h); vida útil: al menos 50 años. Constructor: Fincantieri. Operador: Rosatom. Ubicación: Sayda Guba en Kola Bay, diseñado para almacenar 120 compartimentos de reactores.

Hoy en día, los bloques se sacan del agua y se limpian, se cortan los compartimentos del reactor y se les aplica un revestimiento anticorrosión. Los paquetes procesados se instalan para un almacenamiento seguro a largo plazo en áreas de concreto preparadas. En el complejo recientemente encargado en Sayda Guba en la región de Murmansk, para esto incluso demolieron una colina, cuya base rocosa proporcionaba un soporte confiable para el almacenamiento, diseñado para 120 compartimentos. Alineados en fila, los reactores pintados densamente se asemejan a un pulcro piso de fábrica o un almacén de equipos industriales, que es vigilado por un propietario atento.

Tal resultado de la eliminación de objetos de radiación peligrosos en el lenguaje de los científicos nucleares se llama "césped marrón" y se considera completamente seguro, aunque no muy estético en apariencia. El objetivo ideal de sus manipulaciones es un "césped verde" como el que se extiende sobre la ya familiar instalación de almacenamiento francesa CSA (Centre de stockage de l'Aube). La cubierta impermeable y la capa gruesa de césped especialmente seleccionado convierten el techo del búnker empotrado en un claro donde solo desea acostarse, especialmente porque esto está permitido. Sólo los desechos radiactivos más peligrosos no están preparados para un "césped", sino para la oscuridad lúgubre de su entierro final.

Caliente: entierro

Los desechos radiactivos altamente activos, incluidos los desechos del procesamiento de combustible nuclear gastado, necesitan un aislamiento confiable durante decenas y cientos de miles de años. Enviar residuos al espacio es demasiado caro, peligroso por accidentes en el lanzamiento, enterramiento en el océano o en las fallas de la corteza terrestre están plagados de consecuencias impredecibles. Durante los primeros años o décadas, todavía se pueden mantener en las piscinas de almacenamiento "húmedo" sobre el suelo, pero luego habrá que hacer algo con ellos. Por ejemplo, transfiéralo a un secador más seguro y duradero, y garantice su confiabilidad durante cientos y miles de años.

“El principal problema de las instalaciones de almacenamiento en seco es el intercambio de calor”, explica Sergey Brykin. "Si no hay un entorno acuático, se calientan los desechos de alto nivel, lo que requiere soluciones de ingeniería especiales". En Rusia, una instalación de almacenamiento terrestre centralizada con un elaborado sistema de enfriamiento de aire pasivo opera en la Cosechadora de Minería y Química cerca de Krasnoyarsk. Pero esto es solo una medida a medias: un repositorio verdaderamente confiable debe estar bajo tierra. Luego estará protegido no solo por sistemas de ingeniería, sino también por condiciones geológicas, cientos de metros de roca o arcilla arcillosa inmóvil y preferiblemente impermeable.

Esta instalación de almacenamiento en seco subterráneo ha estado en uso desde 2015 y continúa construyéndose en paralelo en Finlandia. En Onkalo, los desechos radiactivos de alto nivel y el combustible nuclear gastado se encerrarán en una roca de granito a una profundidad de aproximadamente 440 m, en cajas de cobre, adicionalmente aisladas con arcilla de bentonita, y por un período de al menos 100 mil años. En 2017, los ingenieros de energía 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 repositorio Yucca Mountain en el desierto de Nevada, que se adentrará cientos de metros en el volcán. cordillera... La fascinación general por las instalaciones de almacenamiento subterráneo se puede ver desde el otro lado: una eliminación tan confiable y protegida puede ser un buen negocio.

Taryn Simon, 2015-3015. Vidrio, residuos radiactivos. La vitrificación de los desechos radiactivos los sella dentro de una sustancia inerte sólida durante milenios. El artista estadounidense Taryn Simon utilizó esta tecnología en una obra dedicada al centenario del "Cuadrado negro" de Malevich. En 2015 se creó un cubo de vidrio negro con desechos radiactivos vitrificados para el Museo Garage de Moscú y desde entonces se ha mantenido en el territorio de la planta de Radon en Sergiev Posad. Ingresará al museo en unos mil años, cuando finalmente sea seguro para el público.

De Siberia a Australia

Primero, 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 desechos de alta actividad. Rusia no tiene adónde ir: una industria nuclear altamente desarrollada necesita un depósito "eterno" moderno para desechos radiactivos tan peligrosos. Por lo tanto, a mediados de la década de 2020, un laboratorio de investigación subterráneo debería comenzar a operar cerca de la Combinación de Minería y Química.

Tres minas verticales se adentrarán en la roca gneis, poco permeable a los radionucleidos, y se equipará un laboratorio a una profundidad de 500 m, donde se colocarán botes con imitadores de bultos de desechos radiactivos calentados eléctricamente. En el futuro, los residuos comprimidos de actividad media y alta, colocados en paquetes especiales y cajas de acero, serán colocados en contenedores y cementados con una mezcla a base de bentonita. Mientras tanto, aquí se planean alrededor de un centenar y medio de experimentos, y solo después de 15-20 años de pruebas y justificación de seguridad, el laboratorio se transformará en un almacenamiento seco a largo plazo de desechos radiactivos de la primera y segunda clases: en una parte escasamente poblada de Siberia.

La población del país es un aspecto importante de todos estos proyectos. La gente rara vez da la bienvenida a la creación de enterramientos de desechos radiactivos a pocos kilómetros de sus propios hogares, y en Europa o Asia densamente poblada no es fácil encontrar un sitio para la construcción. Por lo tanto, están tratando activamente de interesar a países tan escasamente poblados como Rusia o Finlandia. Recientemente, Australia se ha sumado a ellos con sus ricas minas de uranio. Según Sergei Brykin, el país ha presentado una propuesta para construir un cementerio internacional en su territorio bajo los auspicios del OIEA. Las autoridades esperan que esto traiga dinero adicional y nuevas tecnologías. Pero Rusia definitivamente no está en peligro de convertirse en un vertedero radiactivo mundial.

El artículo "Green Lawn Above the Atomic Burial Ground" se publicó en la revista Popular Mechanics (n. ° 3, marzo de 2018).

Residuos radiactivos

Residuos radiactivos (CRUDO) - Residuos que contienen isótopos radiactivos de elementos químicos y no tienen valor práctico.

De acuerdo con la "Ley de Uso de Energía Atómica" rusa (de 21 de noviembre de 1995, No. 170-FZ), los desechos radiactivos (RW) son materiales nucleares y sustancias radiactivas, cuyo uso posterior no está previsto. Según la ley rusa, la importación de desechos radiactivos al país está prohibida.

Los desechos radiactivos y el combustible nuclear gastado a menudo se confunden y se consideran sinónimos. Debe distinguir entre estos conceptos. Los desechos radiactivos son materiales que no están destinados a ser utilizados. El combustible nuclear gastado es un elemento combustible que contiene residuos de combustible nuclear y muchos productos de fisión, principalmente 137 C y 90 Sr, que se utilizan ampliamente en la industria, la agricultura, la medicina y las actividades científicas. Por tanto, es un recurso valioso, que se procesa para obtener combustible nuclear fresco y fuentes isotópicas.

Fuentes de desechos

Los residuos radiactivos se generan en diferentes formas con características físicas y químicas muy diferentes, como las concentraciones y semividas de los radionucleidos que los constituyen. Este residuo se puede generar:

en forma gaseosa, como las emisiones de ventilación de las instalaciones donde se procesan materiales radiactivos;
en forma líquida, que van desde soluciones de contadores de centelleo de instalaciones de investigación hasta desechos líquidos de alta actividad generados durante el reprocesamiento del combustible gastado;
en forma sólida (consumibles contaminados, cristalería de hospitales, instalaciones de investigación médica y laboratorios de radiofármacos, residuos vitrificados del reprocesamiento de combustible o combustible gastado de centrales nucleares cuando se consideren residuos).

Ejemplos de fuentes de desechos radiactivos en actividades humanas:

El trabajo con dichas sustancias está regulado por las normas sanitarias emitidas por la Supervisión Sanitaria y Epidemiológica.

Carbón . El carbón contiene una pequeña cantidad de radionucleidos como el uranio o el torio, pero el contenido de estos elementos en el carbón es menor que su concentración promedio en la corteza terrestre.

Su concentración aumenta en cenizas volantes ya que prácticamente no se queman.

Sin embargo, la radiactividad de las cenizas también es muy baja, es aproximadamente igual a la radiactividad de la lutita negra y menor que la de las rocas de fosfato, pero presenta un peligro conocido, ya que parte de las cenizas volantes permanece en la atmósfera y es inhalada por humanos. Al mismo tiempo, el volumen total de emisiones es bastante grande y asciende al equivalente de 1000 toneladas de uranio en Rusia y 40.000 toneladas en todo el mundo.

Clasificación

Los residuos radiactivos se dividen convencionalmente en:

baja actividad (dividida en cuatro clases: A, B, C y GTCC (la más peligrosa);
nivel intermedio (la legislación de EE. UU. no distingue este tipo de RW en una clase separada, el término se usa principalmente en países europeos);
altamente activo.

La legislación estadounidense también asigna residuos radiactivos de transuranio. Esta clase incluye los desechos contaminados con radionucleidos transuránicos emisores de alfa con vidas medias de más de 20 años y una concentración de más de 100 nCi / g, independientemente de su forma u origen, excluidos los desechos radiactivos de actividad alta. Debido al largo período de descomposición de los desechos transuránicos, su eliminación es más completa que la eliminación de desechos de nivel bajo e intermedio. También Atención especial esta clase de residuos se asigna porque todos los elementos transuránicos son artificiales y el comportamiento en el medio ambiente y en el cuerpo humano de algunos de ellos es único.

A continuación se muestra la clasificación de los residuos radiactivos líquidos y sólidos de acuerdo con las "Normas sanitarias básicas para garantizar la seguridad radiológica" (OSPORB 99/2010).

La generación de calor es uno de los criterios para esta clasificación. Los desechos radiactivos de bajo nivel producen muy poco calor. En el caso de los moderadamente activos, es significativo, pero no se requiere una eliminación activa del calor. La liberación de calor de los desechos radiactivos de alto nivel es tan grande que requieren enfriamiento activo.

Gestión de residuos radiactivos

Inicialmente, se creía que una medida suficiente era la dispersión de isótopos radiactivos en el medio ambiente, por analogía con los desechos industriales en otras industrias. En la empresa Mayak, en los primeros años de funcionamiento, todos los desechos radiactivos se vertieron en cuerpos de agua cercanos. Como resultado, la cascada de embalses de Techa y el propio río Techa resultaron contaminados.

Posteriormente resultó que debido a procesos naturales naturales y biológicos, los isótopos radiactivos se concentran en ciertos subsistemas de la biosfera (principalmente en los animales, en sus órganos y tejidos), lo que aumenta los riesgos de exposición de la población (debido al movimiento de grandes concentraciones de elementos radiactivos y su posible entrada con los alimentos en el cuerpo humano). Por tanto, se ha cambiado la actitud hacia los residuos radiactivos.

1) Protección de la salud humana... Los desechos radiactivos se manipulan de manera que se garantice un nivel aceptable de protección de la salud humana.

2) protección del medio ambiente... Los residuos radiactivos se manipulan de forma que se garantice un nivel aceptable de protección medioambiental.

5) Carga sobre las generaciones futuras... Los desechos radiactivos se gestionan de tal manera que no impongan una carga indebida a las generaciones futuras.

7) Control de la formación de desechos radiactivos... La generación de desechos radiactivos se mantiene al mínimo posible.

9) Seguridad de las instalaciones... La seguridad de las instalaciones de gestión de residuos radiactivos está adecuadamente garantizada durante toda su vida útil.

Las principales etapas de la gestión de residuos radiactivos

A almacenamiento residuos radiactivos, deberían estar contenidos de tal forma que:
- proporcionó su aislamiento, protección y vigilancia del medio ambiente;
- las acciones en las etapas posteriores se facilitaron tanto como fue posible (si las hubo).

En algunos casos, el almacenamiento puede ser principalmente por razones técnicas, por ejemplo, el almacenamiento de desechos radiactivos que contienen principalmente radionucleidos de vida corta para su descomposición y descarga posterior dentro de los límites autorizados, o el almacenamiento de desechos radiactivos de alta actividad antes de su eliminación en formaciones geológicas para el propósito de reducir la generación de calor.

Procesamiento preliminar Los residuos son la etapa inicial de la gestión de residuos. Incluye recolección, control químico y descontaminación y puede incluir un período de almacenamiento intermedio. Este paso es muy importante porque en muchos casos el pretratamiento es la mejor oportunidad para separar las corrientes de desechos.

Tratamiento Los desechos radiactivos incluyen operaciones cuyo propósito es mejorar la seguridad o la economía cambiando las características de los desechos radiactivos. Conceptos básicos de tratamiento: reducción de volumen, eliminación de radionúclidos y modificación de la composición. Ejemplos:
- incineración de residuos combustibles o compactación de residuos sólidos secos;
- evaporación, filtración o intercambio iónico de corrientes de desechos líquidos;
- sedimentación o floculación de productos químicos.

Cápsula de residuos radiactivos

Acondicionamiento Los desechos radiactivos consisten en operaciones en las que los desechos radiactivos se transforman en una forma adecuada para su movimiento, transporte, almacenamiento y eliminación. Estas operaciones pueden incluir la inmovilización de desechos radiactivos, la colocación de desechos en contenedores y el suministro de embalajes adicionales. Los métodos comunes de inmovilización incluyen la solidificación de desechos radiactivos líquidos de nivel bajo e intermedio mediante la incorporación en cemento (cementación) o betún (bitumenización), así como la vitrificación de desechos radiactivos líquidos. Los residuos inmovilizados, a su vez, dependiendo de la naturaleza y su concentración, se pueden envasar en varios contenedores, que van desde bidones de acero ordinarios de 200 litros hasta aquellos con una estructura compleja con paredes gruesas. En muchos casos, el procesamiento y el acondicionamiento se llevan a cabo en estrecha relación entre sí.

Entierro consiste principalmente en colocar los desechos radiactivos en una instalación de eliminación con la debida seguridad, sin intención de remoción y sin monitoreo y mantenimiento de almacenamiento a largo plazo. La seguridad se logra principalmente mediante la concentración y la contención, lo que implica la contención de desechos radiactivos adecuadamente concentrados en una instalación de eliminación.

Tecnologias

Gestión de residuos radiactivos de actividad intermedia

Por lo general, en la industria nuclear, los desechos radiactivos de nivel intermedio se someten a intercambio iónico u otros métodos, cuyo propósito es concentrar la radiactividad en un pequeño volumen. Después del procesamiento, el cuerpo mucho menos radiactivo se vuelve completamente inofensivo. Es posible utilizar hidróxido de hierro como floculante para eliminar metales radiactivos de soluciones acuosas. Después de la absorción de radioisótopos por hidróxido de hierro, el precipitado resultante se coloca en un tambor metálico, donde se mezcla con cemento, formando una mezcla sólida. Para una mayor estabilidad y durabilidad, el hormigón está hecho de cenizas volantes o escoria de horno y cemento Portland (a diferencia del hormigón convencional, que consta de cemento Portland, grava y arena).

Gestión de desechos radiactivos de alta actividad

Eliminación de desechos radiactivos de baja actividad

Transporte de matraces con desechos radiactivos de alta actividad por tren, REINO UNIDO

Almacenamiento

Para el almacenamiento temporal de desechos radiactivos de alta actividad, se prevén tanques de almacenamiento de combustible nuclear gastado e instalaciones de almacenamiento con barriles secos, lo que permite que los isótopos de vida corta se descompongan antes de su posterior reprocesamiento.

Vitrificación

El almacenamiento a largo plazo de desechos radiactivos requiere la conservación de desechos en una forma que no reaccione ni se degrade durante un largo período de tiempo. Una de las formas de lograr este estado es la vitrificación (o vitrificación). Actualmente, en Sellafield (Gran Bretaña), los RW (productos purificados de la primera etapa del proceso Purex) altamente activos se mezclan con azúcar y luego se calcinan. La calcinación implica pasar los desechos a través de un tubo giratorio calentado y tiene como objetivo evaporar el agua y desnitrogenar los productos de fisión para aumentar la estabilidad de la masa vítrea resultante.

El vidrio triturado se agrega constantemente a la sustancia resultante, que se encuentra en un horno de inducción. El resultado es una nueva sustancia en la que, cuando se solidifica, los desechos se unen a la matriz de vidrio. Esta sustancia, en estado fundido, se vierte en cilindros de acero aleado. A medida que se enfría, el líquido se solidifica en vidrio, que es extremadamente resistente al agua. Según la Sociedad Tecnológica Internacional, se necesitará alrededor de un millón de años para que el 10% de dicho vidrio se disuelva en agua.

Después del llenado, el cilindro se suelda y luego se lava. Después de ser examinados para detectar contaminación externa, los cilindros de acero se envían a instalaciones de almacenamiento subterráneas. Este estado de residuos no ha cambiado durante muchos miles de años.

El vidrio dentro del cilindro tiene una superficie negra lisa. En el Reino Unido, todo el trabajo se realiza utilizando cámaras para manipular sustancias altamente activas. Se agrega azúcar para prevenir la formación de la sustancia volátil RuO 4, que contiene rutenio radiactivo. En Occidente, el vidrio de borosilicato, de composición idéntica al Pyrex, se agrega a los desechos; en los países de la antigua URSS, se suele utilizar vidrio fosfato. La cantidad de productos de fisión en el vidrio debe ser limitada, ya que algunos elementos (paladio, metales del grupo del platino y telurio) tienden a formar fases metálicas por separado del vidrio. Una de las plantas de vitrificación está ubicada en Alemania, donde se reciclan los residuos de una pequeña planta de procesamiento de demostración, que ha dejado de existir.

En 1997, 20 países con la mayor parte del potencial nuclear mundial tenían 148.000 toneladas de combustible gastado almacenadas dentro de sus reactores, el 59% de las cuales se habían eliminado. Las instalaciones de almacenamiento externo contenían 78 mil toneladas de residuos, de los cuales se utilizó el 44%. Teniendo en cuenta la tasa de utilización (unas 12 mil toneladas anuales), aún queda un largo camino hasta la disposición final de los residuos.

Entierro geológico

La búsqueda de sitios adecuados de disposición final profunda profunda está actualmente en curso en varios países; Se espera que las primeras instalaciones de almacenamiento de este tipo estén operativas después de 2010. El laboratorio de investigación internacional en Grimsel, Suiza, se ocupa de cuestiones relacionadas con la eliminación de desechos radiactivos. Suecia habla de planes para eliminar directamente el combustible usado utilizando la tecnología KBS-3, después de que el parlamento sueco lo consideró lo suficientemente seguro. En Alemania, se están discutiendo actualmente sobre la búsqueda de un lugar para el almacenamiento permanente de desechos radiactivos, los residentes de la aldea de Gorleben en la región de Wendland anuncian protestas activas. Este sitio hasta 1990 parecía ideal para la eliminación de desechos radiactivos debido a su proximidad a las fronteras de la ex República Democrática Alemana. Ahora que los desechos radiactivos están en Gorleben para su almacenamiento temporal, aún no se ha tomado una decisión sobre el lugar de su disposición final. El gobierno de Estados Unidos eligió Yucca Mountain, Nevada, para el lugar del entierro, pero el proyecto se ha encontrado con una fuerte oposición y se ha convertido en un tema de acalorada discusión. Existe un proyecto para crear una instalación de almacenamiento internacional para desechos radiactivos de alta actividad; se proponen Australia y Rusia como posibles lugares de eliminación. Sin embargo, las autoridades australianas se oponen a tal propuesta.

Existen proyectos para la eliminación de desechos radiactivos en los océanos, incluido el entierro bajo la zona abisal del lecho marino, el entierro en la zona de subducción, como resultado de lo cual los desechos se hundirán lentamente hasta el manto terrestre, así como el entierro bajo un isla natural o artificial. Estos proyectos tienen ventajas obvias y permitirán resolver el desagradable problema de la disposición de residuos radiactivos a nivel internacional, pero a pesar de ello, actualmente se encuentran congelados debido a las disposiciones prohibitivas de la ley marítima. Otra razón es que en Europa y América del Norte existe un gran temor a que se produzcan fugas en una instalación de almacenamiento de este tipo, lo que provocará un desastre ambiental. No se ha probado la posibilidad real de tal peligro; sin embargo, las prohibiciones se reforzaron después de la eliminación de desechos radiactivos de los barcos. Sin embargo, en el futuro, los países que no podrán encontrar otras soluciones a este problema pueden pensar seriamente en la creación de instalaciones de almacenamiento oceánico de desechos radiactivos.

En la década de 1990, se desarrollaron y patentaron varias opciones para el entierro de desechos radiactivos mediante cintas transportadoras. Se suponía que la tecnología sería la siguiente: se perfora un pozo de partida con un gran diámetro de hasta 1 km de profundidad, se baja en el interior una cápsula cargada con un concentrado de desechos radiactivos que pesa hasta 10 toneladas, la cápsula debe autocalentarse y fundirse la tierra en forma de "bola de fuego". Después de profundizar la primera "bola de fuego", se debe bajar la segunda cápsula al mismo pozo, luego la tercera, etc., creando una especie de transportador.

Reutilización de residuos radiactivos

Otra aplicación de los isótopos contenidos en los desechos radiactivos es su reutilizar... Ya ahora, el cesio-137, el estroncio-90, el tecnecio-99 y algunos otros isótopos se utilizan para irradiar productos alimenticios y garantizar el funcionamiento de los generadores termoeléctricos de radioisótopos.

Eliminación de desechos radiactivos al espacio

Enviar desechos radiactivos al espacio es una idea tentadora, ya que los desechos radiactivos se eliminan permanentemente del medio ambiente. Sin embargo, estos proyectos tienen importantes inconvenientes, uno de los más importantes es la posibilidad de un accidente con el vehículo de lanzamiento. Además, la gran cantidad de lanzamientos y su alto costo hacen que esta propuesta no sea práctica. El asunto también se complica por el hecho de que aún no se han alcanzado acuerdos internacionales sobre este problema.

Ciclo del combustible nuclear

Inicio del ciclo

Los desechos de la fase inicial del ciclo del combustible nuclear suelen ser rocas estériles producidas a partir de la extracción de uranio y que emiten partículas alfa. Por lo general, contiene radio y sus productos de descomposición.

El principal subproducto del enriquecimiento es el uranio empobrecido, que consiste principalmente en uranio-238, con un contenido de uranio-235 inferior al 0,3%. Se almacena como UF 6 (hexafluoruro de uranio residual) y también se puede convertir en U 3 O 8. El uranio empobrecido se utiliza en pequeñas cantidades en zonas donde se valora su altísima densidad, por ejemplo, en la fabricación de quillas de yates y proyectiles antitanques. Mientras tanto, en Rusia y en el extranjero, se han acumulado varios millones de toneladas de hexafluoruro de uranio residual y no hay planes para su uso posterior en el futuro previsible. El hexafluoruro de uranio residual se puede utilizar (junto con plutonio reutilizable) para crear combustible nuclear de óxidos mixtos (que puede tener demanda si el país construye grandes cantidades de reactores rápidos) y para diluir uranio altamente enriquecido, que anteriormente formaba parte de las armas nucleares. Esta dilución, también llamada empobrecimiento, significa que cualquier país o grupo que tenga combustible nuclear a su disposición tendrá que repetir un proceso de enriquecimiento muy costoso y complejo antes de poder crear un arma.

Fin de ciclo

Las sustancias en las que el ciclo del combustible nuclear ha llegado a su fin (en su mayoría barras de combustible gastado) contienen productos de fisión que emiten rayos beta y gamma. También pueden contener actínidos emisores alfa, que incluyen uranio-234 (234 U), neptunio-237 (237 Np), plutonio-238 (238 Pu) y americio-241 (241 Am), y a veces incluso fuentes de neutrones como californio-252 (252 Cf). Estos isótopos se producen en reactores nucleares.

Es importante distinguir entre el procesamiento de uranio para la producción de combustible y el procesamiento de uranio gastado. El combustible usado contiene productos de fisión altamente radiactivos. Muchos de ellos son absorbentes de neutrones, por lo que reciben el nombre de "venenos de neutrones". En última instancia, su número aumenta hasta tal punto que, al capturar neutrones, detienen la reacción en cadena incluso cuando las barras absorbentes de neutrones se eliminan por completo.

El combustible que ha alcanzado este estado debe ser reemplazado por combustible nuevo, a pesar de la cantidad todavía suficiente de uranio-235 y plutonio. Actualmente, el combustible usado se envía a un almacenamiento en los Estados Unidos. En otros países (en particular, en Rusia, Gran Bretaña, Francia y Japón), este combustible se procesa para eliminar los productos de fisión, luego, después del re-enriquecimiento, es posible reutilizarlo. En Rusia, dicho combustible se llama regenerado. El proceso de reprocesamiento incluye el trabajo con sustancias altamente radiactivas, y los productos de fisión eliminados del combustible son una forma concentrada de desechos radiactivos de alta actividad, al igual que los productos químicos utilizados en el reprocesamiento.

Para cerrar el ciclo del combustible nuclear, se propone utilizar reactores rápidos, que permiten reprocesar el combustible que es desecho de los reactores térmicos.

Sobre el tema de la proliferación nuclear

Cuando se trabaja con uranio y plutonio, a menudo se considera la posibilidad de su uso en la creación de armas nucleares. Los reactores nucleares activos y los arsenales de armas nucleares están estrechamente custodiados. Sin embargo, los desechos radiactivos de alto nivel de los reactores nucleares pueden contener plutonio. Es idéntico al plutonio utilizado en los reactores y está compuesto por 239 Pu (ideal para la construcción de armas nucleares) y 240 Pu (componente no deseado, altamente radiactivo); estos dos isótopos son muy difíciles de separar. Además, los desechos radiactivos de alta actividad de los reactores están llenos de productos de fisión altamente radiactivos; sin embargo, la mayoría de ellos son isótopos de vida corta. Esto significa que la eliminación de desechos es posible y, después de muchos años, los productos de fisión se descompondrán, lo que reducirá la radiactividad de los desechos y facilitará el trabajo con plutonio. Además, el isótopo no deseado 240 Pu decae más rápido que el 239 Pu, por lo que la calidad de las materias primas para las armas aumenta con el tiempo (a pesar de la disminución en la cantidad). Esto plantea la controversia de que, con el tiempo, el almacenamiento de residuos puede convertirse en una especie de "minas de plutonio", de las que será relativamente fácil extraer materias primas para armas. En contra de estos supuestos está el hecho de que la vida media de 240 Pu es 6560 años, y la vida media de 239 Pu es 24110 años, por lo tanto, el enriquecimiento comparativo de un isótopo con respecto al otro ocurrirá solo después de 9000 años (esto significa que durante este tiempo la fracción de 240 Pu en una sustancia que consta de varios isótopos se dividirá independientemente a la mitad (una transformación típica del plutonio del reactor en plutonio apto para armas). En consecuencia, las "minas de plutonio apto para armas", si se convierten en un problema, sólo en un futuro muy lejano.

Una solución a este problema es reutilizar el plutonio reprocesado como combustible, por ejemplo, en reactores nucleares rápidos. Sin embargo, la mera existencia de fábricas de regeneración de combustible nuclear necesarias para separar el plutonio de otros elementos crea una oportunidad para la proliferación de armas nucleares. En los reactores pirometalúrgicos rápidos, los residuos resultantes tienen una estructura actinoide, lo que no permite que se utilicen para crear armas.

Reciclaje de armas nucleares

Los desechos del reprocesamiento de armas nucleares (a diferencia de su fabricación, que requiere materias primas primarias del combustible del reactor), no contienen fuentes de rayos beta y gamma, a excepción del tritio y el americio. Contienen un número mucho mayor de actínidos emisores de alfa, como el plutonio-239, que sufre una reacción nuclear en bombas, y algunas sustancias con alta radiactividad específica, como el plutonio-238 o el polonio.

En el pasado, el berilio y emisores alfa altamente activos como el polonio se propusieron como cargas nucleares en bombas. El plutonio-238 es ahora una alternativa al polonio. Por razones de seguridad nacional, los diseños detallados de las bombas modernas no están cubiertos en la literatura disponible para el público en general.

Algunos modelos también contienen (RTG), que utiliza plutonio-238 como fuente duradera de energía eléctrica para la electrónica de la bomba.

Es posible que el material fisionable de la vieja bomba que se va a reemplazar contenga los productos de desintegración de los isótopos de plutonio. Estos incluyen neptunio-236 emisor de alfa a partir de inclusiones de plutonio-240, así como algo de uranio-235 a partir de plutonio-239. La cantidad de estos desechos de la desintegración radiactiva del núcleo de la bomba será muy pequeña y, en cualquier caso, son mucho menos peligrosos (incluso en términos de radiactividad como tal) que el plutonio-239 en sí.

Como resultado de la desintegración beta del plutonio-241, se forma americio-241, un aumento en la cantidad de americio - Un gran problema que la desintegración del plutonio-239 y del plutonio-240, ya que el americio es un emisor gamma (aumenta su efecto externo sobre los trabajadores) y un emisor alfa capaz de provocar la liberación de calor. El plutonio se puede separar del americio de diversas formas, incluida la pirometría y la recuperación de disolventes acuosos / orgánicos. Una tecnología modificada para extraer plutonio del uranio irradiado (PUREX) es también uno de los posibles métodos de separación.

En la cultura popular

En realidad, el efecto de los desechos radiactivos se describe por el efecto de la radiación ionizante sobre una sustancia y depende de su composición (qué elementos radiactivos se incluyen en la composición). Los residuos radiactivos no adquieren nuevas propiedades, no se vuelven más peligrosos por ser residuos. Su mayor peligrosidad se explica únicamente por el hecho de que su composición suele ser muy diversa (tanto cualitativa como cuantitativamente) y en ocasiones desconocida, lo que complica la valoración del grado de su peligrosidad, en particular, las dosis recibidas como consecuencia del accidente.

ver también

Notas (editar)

Enlaces

Seguridad en el manejo de residuos radiactivos. Provisiones generales. NP-058-04
Radionucleidos clave y procesos de generación (enlace no disponible)
Centro Belga de Investigaciones Nucleares - Actividades (enlace no disponible)
Centro Belga de Investigaciones Nucleares - Informes científicos (enlace no disponible)
Organismo Internacional de Energía Atómica - Programa de tecnología de residuos y ciclo del combustible nuclear (enlace no disponible)
(enlace no disponible)
Comisión Reguladora Nuclear - Cálculo de generación de calor por combustible gastado (enlace no disponible)

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