Rifiuti radioattivi, loro smaltimento e prevenzione dei pericoli. Scorie radioattive. Sepoltura di scorie radioattive. Quando sono comparsi i rifiuti

1) Perché questo problema è considerato globale.

Impianti radiochimici, centrali nucleari, centri di ricerca scientifica producono uno dei tipi di rifiuti più pericolosi: i radioattivi. Questo tipo i rifiuti non sono solo una cosa seria problema ambientale ma può anche creare un disastro ecologico. I rifiuti radioattivi possono essere liquidi (la maggior parte) e solidi. La manipolazione impropria dei rifiuti radioattivi può aggravare gravemente la situazione ambientale. Questo tipo di inquinamento è globale, poiché tali rifiuti sono sepolti nell'idrosfera e nella litosfera e molti isotopi radioattivi entrano nell'atmosfera a causa della combustione di combustibili fossili, principalmente carbone.

Attualmente, ci sono più di 400 centrali nucleari in funzione in 26 paesi del mondo, di cui 211 in Europa. Nel processo di funzionamento dei reattori nucleari vengono rilasciate enormi quantità di scorie radioattive. Inoltre, non solo non sono necessari per nessuno, ma sono anche estremamente dannosi e pericolosi. I rifiuti altamente radioattivi emetteranno radiazioni per molte migliaia di anni. Ma nel mondo non è stato ancora trovato un luogo di sepoltura affidabile adatto alla loro sepoltura.

Scorie radioattive- sono tutti materiali radioattivi o contaminati (contaminati da radiazioni) che sono il prodotto dell'uso umano della radioattività e non trovano ulteriore impiego.

A seconda della concentrazione di elementi radioattivi si distingue tra:

a) rifiuti radioattivi a bassa attività (con una concentrazione di elementi radioattivi inferiore a 0,1 Curie/m3),

b) rifiuti radioattivi medi (0,1-1000 Curie/m3) e

c) rifiuti altamente radioattivi (oltre 1.000 Curie/m3).

La maggior parte di questi rifiuti sono le barre di combustibile necessarie per generare elettricità. Ciò include anche gli abiti da lavoro contaminati dalle radiazioni dei dipendenti delle centrali nucleari.

Molti prodotti di scarto emetteranno radiazioni per molte centinaia o migliaia di anni.

I rifiuti radioattivi sono una fonte di contaminazione radioattiva, ad es. contaminazione di oggetti, locali o ambiente sostanze chimiche velenose e radioattive. Sono considerate contaminate anche le persone che hanno avuto un contatto diretto con sostanze e materiali radioattivi, ad esempio durante la visita a locali contaminati

Rifiuti radioattivi (RW) - rifiuti contenenti isotopi radioattivi di elementi chimici e privi di valore pratico. Le scorie radioattive sono il frutto del ventesimo secolo, che è giustamente chiamato l'età dell'atomo. Nelle nostre case le lampadine sono accese e gli elettrodomestici funzionano, la cui elettricità proviene dalle centrali nucleari. È impossibile immaginare ospedali moderni senza fonti di radiazioni radioattive, che servono sia per la diagnosi che per il trattamento di una serie di malattie. Bene, la scienza, come la produzione, non può fare a meno di una varietà di dispositivi in cui gli elementi radioattivi sono ampiamente utilizzati. Ecco perché il problema dello smaltimento di tali rifiuti negli ultimi decenni è diventato uno dei più pressanti in termini di sicurezza ambientale. Infatti, oggi il volume dei rifiuti radioattivi ammonta a molte migliaia di tonnellate all'anno. E tutti richiedono un trattamento appropriato.

Come si risolve il problema delle scorie radioattive? Dipende dalla categoria, classe di tali rifiuti: di basso livello, di livello intermedio e di alto livello. La più semplice è la dismissione delle prime due classi. Va notato che a seconda del tuo Composizione chimica le scorie radioattive si dividono in a vita breve (con breve emivita) e a lunga vita (con una lunga emivita). Nel primo caso, il modo più semplice sarebbe quello di immagazzinare temporaneamente materiali radioattivi in siti speciali in contenitori sigillati. Dopo un certo periodo di tempo, quando si verifica la decomposizione di sostanze pericolose, i materiali rimanenti non sono più pericolosi e possono essere smaltiti come normali rifiuti. Questo è esattamente ciò che viene fatto con la maggior parte delle sorgenti tecniche e mediche di radiazioni radioattive, che contengono solo isotopi di breve durata con un'emivita di un massimo di diversi anni. In questo caso, i fusti metallici standard con un volume di 200 litri vengono solitamente utilizzati come contenitori per lo stoccaggio temporaneo. Allo stesso tempo, i rifiuti a bassa e media attività vengono versati con cemento o bitume per evitare che cadano all'esterno del contenitore.

La procedura per lo smaltimento dei rifiuti delle centrali nucleari è molto più complicata e richiede maggiore attenzione. Pertanto, tale procedura viene eseguita solo in fabbriche speciali, di cui oggi ce ne sono pochissime nel mondo. Qui, con l'ausilio di speciali tecnologie di trattamento chimico, viene estratta la maggior parte delle sostanze radioattive per il loro riutilizzo. I metodi più moderni che utilizzano membrane a scambio ionico consentono di riciclare fino al 95% di tutti i materiali radioattivi. Allo stesso tempo, i rifiuti radioattivi sono significativamente ridotti di volume. Tuttavia, non è ancora possibile disattivarli completamente. Ecco perché, nella fase successiva dello smaltimento, i rifiuti vengono preparati per conservazione a lungo termine... Considerando che le scorie nucleari hanno una lunga emivita, questo deposito può essere praticamente definito eterno.

Le scorie radioattive sono le più specie pericolose rifiuti per terra, che richiedono una gestione molto attenta e attenta e causano i maggiori danni alla situazione ecologica, alla popolazione e a tutti gli esseri viventi.

2) Quali sono le tendenze nel suo sviluppo.

Radioattività Questo fenomeno è stato scoperto in connessione con lo studio della relazione tra luminescenza e raggi X. V fine XIX secolo, nel corso di una serie di esperimenti con composti di uranio, il fisico francese A. Becquerel scoprì un tipo di radiazione precedentemente sconosciuto che passa attraverso oggetti opachi. Condivise la sua scoperta con i Curie, che iniziarono a studiarla da vicino. Furono le famose Marie e Pierre a scoprire che tutti i composti di uranio, come esso in forma pura, così come il torio, il polonio e il radio, hanno la proprietà della radioattività naturale. I loro contributi sono stati davvero inestimabili.

Successivamente si è saputo che tutti gli elementi chimici in una forma o nell'altra sono radioattivi, poiché sono contenuti nell'ambiente naturale sotto forma di vari isotopi. Gli scienziati hanno anche pensato a come il processo di decadimento nucleare può essere utilizzato per generare energia e sono stati in grado di avviarlo e riprodurlo artificialmente. E per misurare il livello di radiazioni, è stato inventato un dosimetro di radiazioni.

Applicazione. Oltre all'energia, la radioattività è ampiamente utilizzata in altri settori: medicina, industria, ricerca scientifica e agricoltura. Con l'aiuto di questa proprietà, hanno imparato a fermare la diffusione delle cellule tumorali, fare diagnosi più accurate, scoprire l'età dei valori archeologici, monitorare la trasformazione delle sostanze in vari processi, ecc. Così acuta solo negli ultimi decenni. Ma questa non è solo spazzatura che può essere facilmente gettata in una discarica.

Scorie radioattive. Tutti i materiali hanno la propria durata. Questa non fa eccezione per gli elementi utilizzati nell'energia nucleare. L'output è un rifiuto che ha ancora radiazioni, ma non ha più alcun valore pratico. Di norma, il combustibile nucleare usato che può essere ritrattato o utilizzato in altre aree è considerato separatamente. In questo caso si tratta semplicemente di scorie radioattive (RW), il cui ulteriore utilizzo non è previsto, pertanto è necessario eliminarle.

Opzioni. Per molto tempo si è creduto che lo smaltimento dei rifiuti radioattivi non richiedesse regole particolari, bastava solo disperderli nell'ambiente. Tuttavia, è stato successivamente scoperto che gli isotopi tendono ad accumularsi in alcuni sistemi, ad esempio nei tessuti animali. Questa scoperta ha cambiato l'opinione sui rifiuti radioattivi, poiché in questo caso la probabilità del loro movimento e ingestione nel corpo umano con il cibo è diventata piuttosto alta. Pertanto, si è deciso di sviluppare alcune opzioni su come gestire questo tipo di rifiuti, in particolare per la categoria di alto livello.

Le moderne tecnologie consentono di neutralizzare il più possibile il pericolo rappresentato dalle scorie radioattive trattandole in vari modi o collocandole in uno spazio sicuro per l'uomo. Vetrificazione. In un altro modo, questa tecnologia è chiamata vetrificazione. In questo caso, RW passa attraverso diverse fasi di lavorazione, a seguito delle quali si ottiene una massa piuttosto inerte, che viene posta in appositi contenitori. Inoltre, questi contenitori vengono inviati allo stoccaggio. Sinrok... Questo è un altro metodo per neutralizzare i rifiuti radioattivi, sviluppato in Australia. In questo caso, nella reazione viene utilizzato uno speciale composto complesso. Sepoltura... In questa fase è in corso la ricerca di luoghi idonei nella crosta terrestre dove potrebbero essere depositati rifiuti radioattivi. Il più promettente è il progetto, secondo il quale il materiale di scarto viene restituito alle miniere di uranio. Trasmutazione... Sono già in fase di sviluppo reattori in grado di convertire i rifiuti radioattivi ad alta attività in sostanze meno pericolose. Contemporaneamente alla neutralizzazione dei rifiuti, sono in grado di generare energia, quindi le tecnologie in questo settore sono considerate estremamente promettenti. Rimozione nello spazio esterno... Nonostante l'attrattiva di questa idea, presenta molti svantaggi. Innanzitutto, questo metodo è piuttosto costoso. In secondo luogo, c'è il rischio di un incidente con un veicolo di lancio che potrebbe essere un disastro. Infine, la contaminazione dello spazio esterno con tali rifiuti dopo un po' può trasformarsi in grossi problemi.

Progetti internazionali. Dato che lo stoccaggio dei rifiuti radioattivi è diventato il più urgente dopo la fine della corsa agli armamenti, molti paesi preferiscono cooperare su questo tema. Purtroppo non è stato ancora possibile raggiungere un consenso in questo ambito, ma continua la discussione sui vari programmi in sede ONU. I progetti più promettenti sembrano essere quelli di costruire un grande deposito internazionale di scorie radioattive in aree scarsamente popolate, solitamente Russia o Australia. Tuttavia, i cittadini di quest'ultimo stanno protestando attivamente contro questa iniziativa.

Ad oggi, l'AIEA ha formulato una serie di principi volti a gestire i rifiuti radioattivi in modo da proteggere la salute umana e l'ambiente, ora e in futuro, senza imporre un onere eccessivo alle generazioni future:

1) Tutela della salute umana... Le scorie radioattive sono trattate in modo da garantire un livello accettabile di protezione della salute umana.

2) Protezione dell'ambiente... Le scorie radioattive sono trattate in modo da garantire un livello accettabile di tutela ambientale.

3) Protezione oltre i confini nazionali... I rifiuti radioattivi sono gestiti in modo da tenere conto delle possibili conseguenze per la salute umana e per l'ambiente oltre i confini nazionali.

4) Proteggere le generazioni future... I rifiuti radioattivi sono gestiti in modo tale che le prevedibili conseguenze sulla salute per le generazioni future non superino i livelli appropriati di conseguenze accettabili oggi.

5) Onere sulle generazioni future... I rifiuti radioattivi sono gestiti in modo da non imporre un onere eccessivo alle generazioni future.

6) Quadro giuridico nazionale... La gestione dei rifiuti radioattivi viene effettuata nell'ambito di un adeguato quadro giuridico nazionale che prevede una chiara ripartizione delle responsabilità e la fornitura di funzioni di regolamentazione indipendenti.

7) Controllo sulla formazione di scorie radioattive... La generazione di scorie radioattive è ridotta al minimo possibile.

8) Interdipendenze tra la generazione e la gestione dei rifiuti radioattivi... Viene data la dovuta considerazione alle interdipendenze tra tutte le fasi della generazione e della gestione dei rifiuti radioattivi.

9) Sicurezza degli impianti... La sicurezza degli impianti di gestione dei rifiuti radioattivi è adeguatamente garantita per tutta la loro vita utile.

3) Come si manifesta nell'idrosfera.

L'inquinamento ambientale è più spesso associato alle acque reflue scaricate nei fiumi o allo smog che avvolge intere città. Allo stesso tempo, le persone troppo spesso dimenticano l'inquinamento degli oceani e dei mari, che sono, forse, gli ecosistemi più importanti per l'esistenza della vita sulla Terra.

Le conseguenze del sempre crescente inquinamento dei mari sono diventate solo di recente al centro dell'attenzione della comunità mondiale e della politica. In queste circostanze, è urgente cercare di correggere gli errori del passato e prevenire il futuro inquinamento degli oceani.

Il cambiamento nello stato dell'idrosfera è determinato da tre ragioni principali: esaurimento risorse idriche a causa dell'influenza umana sulla biosfera, un forte aumento della domanda di acqua e l'inquinamento delle fonti d'acqua.

L'impatto antropico più intenso è principalmente sulle acque superficiali del suolo (fiumi, laghi, paludi, suolo e acque sotterranee). Tre decenni fa, il numero di fonti acqua dolce era abbastanza sufficiente per il normale approvvigionamento della popolazione. Ma a causa della rapida crescita dell'edilizia industriale e abitativa, l'acqua ha cominciato a scarseggiare e la sua qualità è diminuita drasticamente. Secondo L'Organizzazione Mondiale assistenza sanitaria (OMS), circa l'80% di tutte le malattie infettive nel mondo sono associate a scarsa qualità bevendo acqua e violazioni delle norme sanitarie e igieniche dell'approvvigionamento idrico. L'inquinamento della superficie dei serbatoi con film di olio, grassi, lubrificanti impedisce lo scambio di gas di acqua e atmosfera, che riduce la saturazione dell'acqua con l'ossigeno e influisce negativamente sullo stato del fitoplancton e porta alla morte di massa di pesci e uccelli.

L'inquinamento delle acque da varie sostanze pericolose è un serio problema per l'ecologia della Terra. Porta al fatto che gli organismi viventi muoiono in esso. Quest'acqua non può essere bevuta senza una speciale purificazione. Fonti di inquinamento naturale sono inondazioni, colate di fango, erosione degli argini, precipitazione... Ma soprattutto, il danno alle fonti d'acqua è causato dall'uomo. Rifiuti industriali pericolosi, rifiuti domestici e acqua fecale, fertilizzanti, letame, prodotti petroliferi, metalli pesanti e molto altro vengono gettati in fiumi, laghi, bacini idrici.

La contaminazione radioattiva dell'idrosfera è l'eccesso del livello naturale di radionuclidi nell'acqua. Le principali fonti di inquinamento radioattivo dell'Oceano Mondiale sono incidenti su larga scala (EOS, incidenti con navi con reattori nucleari), inquinamento da test armi nucleari, interramento di scorie radioattive sul fondo, contaminazione con scorie radioattive, che vengono scaricate direttamente in mare.

I rifiuti delle centrali nucleari britanniche e francesi hanno contaminato praticamente l'intero Nord Atlantico con elementi radioattivi, in particolare il Nord, la Norvegia, la Groenlandia, il Barents e il Mar Bianco. Anche la Russia ha dato un certo contributo alla contaminazione dell'Oceano Artico con i radionuclidi.

Il lavoro di tre reattori nucleari sotterranei e un impianto radiochimico per la produzione di plutonio, così come altre industrie a Krasnoyarsk, hanno portato all'inquinamento di uno dei più grandi fiumi del mondo: lo Yenisei (oltre 1500 km). Ovviamente questi prodotti radioattivi sono finiti nell'Oceano Artico.

Le acque dell'Oceano Mondiale sono contaminate dai più pericolosi radionuclidi cesio-137, stronzio-90, cerio-144, ittrio-91, niobio-95 che, avendo un'elevata capacità bioaccumulativa, passano lungo le catene alimentari e sono concentrati in organismi marini di altissimo livello trofico, creando un pericolo, sia per gli organismi acquatici che per l'uomo.

Varie fonti di assunzione di radionuclidi inquinavano le acque dei mari artici, quindi nel 1982 il massimo inquinamento con cesio-137 fu registrato nella parte occidentale del Mare di Barents, che era 6 volte superiore all'inquinamento globale delle acque del Nord Atlantico . Durante il periodo di osservazione di 29 anni (1963-1992), la concentrazione di stronzio-90 nei mari Bianco e di Barents è diminuita solo 3-5 volte.

Sommerso nel Mare di Kara (vicino all'arcipelago di Novaya Zemlya), 11 mila container con scorie radioattive, oltre a 15 reattori di emergenza di sottomarini nucleari, causano un pericolo significativo.

Sempre l'11 marzo 2011, nel nord-est del Giappone si è verificato un terremoto di magnitudo 9,0, che in seguito è stato chiamato "Grande terremoto orientale". In seguito alle scosse sulla costa, è arrivata un'onda di tsunami di 14 metri, che ha allagato quattro dei sei reattori della centrale nucleare di Fukushima-1 e ha disabilitato il sistema di raffreddamento del reattore, che ha portato a una serie di esplosioni di idrogeno, fusione del nucleo , con conseguente sostanza radioattiva ha colpito l'oceano.

La maggior parte delle sostanze radioattive cade sui mari e sugli oceani e le sostanze radioattive arrivano con le acque dei fiumi. Di conseguenza, il contenuto di sostanze radioattive negli oceani è in continua crescita. La maggior parte di essi è concentrata negli strati superiori a profondità fino a 200-300 M. Ciò è particolarmente pericoloso, poiché sono gli strati superiori dell'Oceano che si distinguono per la più alta produttività biologica. Anche basse concentrazioni di isotopi radioattivi causano gravi danni alla riproduzione dei pesci. Le acque dell'Oceano Pacifico contengono molte più sostanze radioattive delle acque dell'Atlantico. Questa è una diretta conseguenza del gran numero di esplosioni di test nucleari effettuate nell'Oceano Pacifico e in Cina. Tuttavia, nonostante un significativo aumento del contenuto di sostanze radioattive nell'acqua dei mari e degli oceani, la loro concentrazione rimane ancora centinaia di volte inferiore a quella consentita dagli standard internazionali per l'acqua potabile. Ma il pericolo di perturbazioni ambientali è ancora molto alto, poiché una parte significativa degli organismi marini è in grado di accumulare isotopi radioattivi in grandi quantità. Pertanto, rispetto all'acqua dell'oceano, la radioattività può apparire nei muscoli dei pesci 200 volte, nel plancton - 50 mila volte e nel fegato dei pesci - 300 mila volte più in alto. Pertanto, in tutti i grandi porti di ricezione del pesce, dovrebbe essere effettuato un attento monitoraggio delle radiazioni delle catture.

Il grado di accumulo di isotopi radioattivi da parte di piante e animali dipende dal tipo di geosistema. Pertanto, la vegetazione di paludi di muschio, boschetti di erica, prati alpini e tundra accumula intensamente sostanze radioattive.

4) Quali sono gli impatti ambientali.

La contaminazione radioattiva è una contaminazione estremamente pericolosa aria atmosferica e le acque dell'Oceano Mondiale. I radionuclidi si accumulano nei sedimenti di fondo, spostandosi verso le cime delle piramidi trofiche. I radionuclidi entrano negli organismi dell'uomo e degli animali e colpiscono gli organi vitali e questo effetto colpisce anche la prole. Fonti di contaminazione radioattiva sono tutti i tipi di test di armi nucleari, emissioni a seguito di incidenti, perdite negli impianti associati alla produzione di questo tipo di combustibile e la distruzione dei suoi rifiuti. Il numero di armi nucleari e navi da guerra con reattori nucleari prodotte nel mondo è piuttosto ampio e inspiegabile dal punto di vista dell'opportunità. Dopotutto, la prospettiva di una guerra con l'uso di armi nucleari ha un solo risultato: la morte dell'umanità e un danno incredibile all'intera biosfera.

L'aumento delle dosi di radiazioni colpisce l'apparato genetico e le strutture biologiche degli organismi umani, vegetali e animali. Tali dosi possono essere rilasciate a seguito di situazioni di emergenza presso impianti legati all'utilizzo dell'energia atomica, o in caso di esplosioni nucleari.

Si tratta di imprese che ricevono combustibile nucleare, centrali nucleari, basi per rompighiaccio e flotte nucleari sottomarine, fabbriche per la produzione di sottomarini nucleari, impianti di riparazione navale, parcheggi per navi nucleari dismesse. Gli impianti di stoccaggio dei rifiuti nucleari e le imprese per il loro trattamento rappresentano un pericolo particolare. L'alto costo della tecnologia limita il ritrattamento del combustibile nucleare esaurito. Oggi, le scorie nucleari di molti paesi vengono importate in Russia.

Le centrali nucleari sono attualmente incluse in una serie di fonti energetiche tradizionali. L'utilizzo dell'energia nucleare per scopi pacifici ha sicuramente i suoi vantaggi, pur rimanendo un potenziale oggetto di rischio non solo per le regioni dove sono ubicate le centrali nucleari.

Nel XX secolo. in Russia si sono verificati due gravi incidenti, che hanno un impatto catastrofico sull'ambiente e sull'uomo.

1957 gr.- l'associazione di produzione militare "Mayak": fuoriuscita di scorie radioattive scaricate e stoccate nel lago "chiuso". Questo lago aveva uno sfondo di 120 milioni di curie. Danni sono stati causati a fonti d'acqua, foreste e terreni agricoli.

1986 anno- l'incidente alla centrale nucleare di Chernobyl ha causato enormi danni non solo all'area in cui si trova. Le masse d'aria hanno trasportato la nube radioattiva su una distanza abbastanza grande. Intorno alla centrale nucleare di Chernobyl si estende per molti chilometri un'area riservata all'abitazione umana. Ma animali e uccelli vivono non solo nell'area colpita, ma migrano anche nelle aree limitrofe.

2014 anno... - l'incidente alla centrale nucleare giapponese "Fukushima-1" ha avuto le stesse conseguenze ambientali, ma la nube radioattiva è stata attribuita masse d'aria lontano nell'oceano.

Dopo questa tragedia, molti paesi hanno iniziato a limitare il funzionamento delle loro centrali nucleari, a rifiutarsi di costruirne di nuove. Questo perché nessuno può garantire la sicurezza ambientale di tali strutture. Ogni anno si verificano in media 45 incendi e 15 fughe di materiale radioattivo nelle centrali nucleari.

Il pianeta Terra ha accumulato una tale quantità di armi nucleari che il loro uso potrebbe distruggere ripetutamente tutta la vita sulla sua superficie. Le potenze nucleari stanno conducendo test terrestri, sotterranei e subacquei di armi atomiche. È diventato obbligatorio dimostrare il potere dello stato attraverso la produzione delle proprie armi nucleari. In caso di conflitto militare con l'uso di un nucleare

armi, può verificarsi una guerra atomica, le cui conseguenze saranno le più catastrofiche.

Ad oggi, tassi di infezione estremi ambiente esterno hanno già portato alle seguenti conseguenze:

1. L'incidenza della leucemia tra i bambini nelle vicinanze di Sellafield è almeno 10 volte superiore alla media del Regno Unito.

2. Vicino a Sellafield, l'intera popolazione di piccioni doveva essere distrutta, poiché erano così fortemente irradiati che anche i loro escrementi richiedevano uno smaltimento speciale.

3. In tutta l'Inghilterra è stata rilevata la presenza di plutonio nei denti da latte dei bambini piccoli. Inoltre, più vicino a Sellafield, maggiore era la sua concentrazione. Tuttavia, il plutonio si forma solo durante la rigenerazione del combustibile nucleare.

4. In Canada, sono stati trovati isotopi radioattivi nell'acqua di mare, che si formano anche solo durante la rigenerazione.

5. L'incidenza del cancro nelle vicinanze del complesso nucleare di Cape La Hue è 3-4 volte superiore alla media francese.

6. Campioni Acque reflue, prese da Greenpeace, non potevano nemmeno essere importate in Svizzera, trattandosi di scorie radioattive. È stato avviato un procedimento penale contro gli attivisti dell'organizzazione in relazione alla violazione della legge sull'uso dell'energia atomica e la prevenzione della minaccia di contaminazione radioattiva, poiché hanno cercato praticamente illegalmente di importare rifiuti radioattivi.

Insomma, al momento la situazione si sta sviluppando in modo tale che le generazioni future erediteranno da noi un'intera montagna di scorie nucleari. Il rilascio di scorie radioattive nell'atmosfera, nell'idrosfera e nella litosfera durante il loro smaltimento e i test nucleari porta alla distruzione dell'apparato genetico di esseri umani, piante e animali a causa del verificarsi di mutazioni dovute al superamento dei valori di fondo, trasferimento e accumulo di radionuclidi lungo il cibo catene, e il loro ingresso in oggetti di cibo e cibo umano. Gli isotopi radioattivi minano in modo significativo il patrimonio genetico degli esseri viventi.

Le scorie radioattive sono diventate un problema estremamente acuto del nostro tempo. Se agli albori dello sviluppo energetico, poche persone pensavano alla necessità di immagazzinare materiale di scarto, ora questo compito è diventato estremamente urgente. Allora perché sono tutti così preoccupati?

Radioattività

Questo fenomeno è stato scoperto in connessione con lo studio della relazione tra luminescenza e raggi X. Alla fine del XIX secolo, durante una serie di esperimenti con composti di uranio, il fisico francese A. Becquerel scoprì una persona precedentemente sconosciuta che passava attraverso oggetti opachi. Condivise la sua scoperta con i Curie, che iniziarono a studiarla da vicino. Furono le famose Marie e Pierre a scoprire che tutti i composti di uranio, come esso in forma pura, così come torio, polonio e radio, hanno questa proprietà. I loro contributi sono stati davvero inestimabili.

Successivamente si è saputo che tutti gli elementi chimici, a partire dal bismuto, sono radioattivi in una forma o nell'altra. Gli scienziati hanno anche pensato a come il processo di decadimento nucleare può essere utilizzato per generare energia e sono stati in grado di avviarlo e riprodurlo artificialmente. E per misurare il livello di radiazioni, è stato inventato un dosimetro di radiazioni.

Applicazione

Oltre all'energia, la radioattività è ampiamente utilizzata in altri settori: medicina, industria, ricerca e agricoltura. Con l'aiuto di questa proprietà, hanno imparato a fermare la diffusione delle cellule tumorali, fare diagnosi più accurate, scoprire l'età dei valori archeologici, monitorare la trasformazione delle sostanze in vari processi, ecc. Così acuta solo negli ultimi decenni. Ma questa non è solo spazzatura che può essere facilmente gettata in una discarica.

Scorie radioattive

Tutti i materiali hanno la propria durata. Questa non fa eccezione per gli elementi utilizzati nell'energia nucleare. L'output è un rifiuto che ha ancora radiazioni, ma non ha più alcun valore pratico. Di norma, l'usato è considerato separatamente, che può essere riciclato o applicato in altre aree. In questo caso si tratta semplicemente di scorie radioattive (RW), il cui ulteriore utilizzo non è previsto, pertanto è necessario eliminarle.

Fonti e forme

A causa della varietà dei casi d'uso, i rifiuti possono anche avere un'origine e una condizione diverse. Possono essere solidi, liquidi o gassosi. Le fonti possono anche essere molto diverse, poiché in una forma o nell'altra tali rifiuti si verificano spesso durante l'estrazione e la lavorazione dei minerali, inclusi petrolio e gas; ci sono anche categorie come rifiuti radioattivi medici e industriali. C'è fonti naturali... Convenzionalmente, tutti questi rifiuti radioattivi sono suddivisi in basso, medio e alto livello. Gli USA distinguono anche una categoria di scorie radioattive transuraniche.

varianti

Per molto tempo si è creduto che lo smaltimento dei rifiuti radioattivi non richiedesse regole particolari, bastava solo disperderli nell'ambiente. Tuttavia, è stato successivamente scoperto che gli isotopi tendono ad accumularsi in alcuni sistemi, ad esempio nei tessuti animali. Questa scoperta ha cambiato l'opinione sui rifiuti radioattivi, poiché in questo caso la probabilità del loro movimento e ingestione nel corpo umano con il cibo è diventata piuttosto alta. Pertanto, si è deciso di sviluppare alcune opzioni su come gestire questo tipo di rifiuti, in particolare per la categoria di alto livello.

Le moderne tecnologie consentono di neutralizzare il più possibile il pericolo rappresentato dalle scorie radioattive trattandole in vari modi o collocandole in uno spazio sicuro per l'uomo.

Vetrificazione. In un altro modo, questa tecnologia è chiamata vetrificazione. In questo caso, RW passa attraverso diverse fasi di lavorazione, a seguito delle quali si ottiene una massa piuttosto inerte, che viene posta in appositi contenitori. Inoltre, questi contenitori vengono inviati allo stoccaggio.
Sinrok. Questo è un altro metodo per neutralizzare i rifiuti radioattivi, sviluppato in Australia. In questo caso, nella reazione viene utilizzato uno speciale composto complesso.
Sepoltura. In questa fase è in corso la ricerca di luoghi idonei nella crosta terrestre dove potrebbero essere depositati rifiuti radioattivi. Il più promettente è il progetto, secondo il quale il materiale di scarto viene restituito a
Trasmutazione. Sono già in fase di sviluppo reattori in grado di convertire i rifiuti radioattivi ad alta attività in sostanze meno pericolose. Contemporaneamente alla neutralizzazione dei rifiuti, sono in grado di generare energia, quindi le tecnologie in questo settore sono considerate estremamente promettenti.
Rimozione nello spazio esterno. Nonostante l'attrattiva di questa idea, presenta molti svantaggi. Innanzitutto, questo metodo è piuttosto costoso. In secondo luogo, c'è il rischio di un incidente con un veicolo di lancio che potrebbe essere un disastro. Infine, la contaminazione dello spazio esterno con tali rifiuti dopo un po' può trasformarsi in grossi problemi.

Regole di smaltimento e stoccaggio

In Russia, la gestione dei rifiuti radioattivi è regolata principalmente dalla legge federale e dai relativi commenti, nonché da alcuni documenti correlati, ad esempio il Codice dell'acqua. Secondo la legge federale, tutti i rifiuti radioattivi dovrebbero essere sepolti nei luoghi più isolati, mentre non è consentito l'inquinamento dei corpi idrici, è vietato anche l'invio nello spazio.

Ogni categoria ha le sue regole, inoltre, i criteri per classificare i rifiuti come un tipo o l'altro e tutte le procedure necessarie sono chiaramente definite. Tuttavia, la Russia ha molti problemi in questo settore. In primo luogo, il seppellimento di scorie radioattive potrebbe diventare molto presto un compito non banale, perché non ci sono così tanti impianti di stoccaggio appositamente attrezzati nel paese, e saranno riempiti molto presto. In secondo luogo, non esiste un sistema di gestione unificato per il processo di smaltimento, che complica seriamente il controllo.

Progetti internazionali

Dato che lo stoccaggio dei rifiuti radioattivi è diventato il più urgente dopo la cessazione, molti paesi preferiscono cooperare su questo tema. Purtroppo non è stato ancora possibile raggiungere un consenso in questo ambito, ma continua la discussione sui vari programmi in sede ONU. I progetti più promettenti sembrano essere quelli di costruire un grande deposito internazionale di scorie radioattive in aree scarsamente popolate, solitamente Russia o Australia. Tuttavia, i cittadini di quest'ultimo stanno protestando attivamente contro questa iniziativa.

Conseguenze delle radiazioni

Quasi subito dopo la scoperta del fenomeno della radioattività, è apparso chiaro che influisce negativamente sulla salute e sulla vita degli esseri umani e di altri organismi viventi. La ricerca che i Curie condussero per diversi decenni alla fine portò a una grave forma di malattia da radiazioni in Maria, sebbene visse fino a 66 anni.

Questo disturbo è la principale conseguenza dell'esposizione umana alle radiazioni. La manifestazione di questa malattia e la sua gravità dipendono principalmente dalla dose totale di radiazioni ricevuta. Possono essere piuttosto lievi o possono causare cambiamenti e mutazioni genetiche, influenzando così la generazione successiva. Uno dei primi a soffrire è la funzione dell'emopoiesi, spesso i pazienti hanno qualche forma di cancro. In questo caso, nella maggior parte dei casi, il trattamento risulta abbastanza inefficace e consiste solo nell'osservare il regime asettico e nell'eliminare i sintomi.

Profilassi

È abbastanza facile prevenire una condizione associata all'esposizione alle radiazioni: è sufficiente non entrare in aree con il suo sfondo maggiore. Sfortunatamente, questo non è sempre possibile, perché molti tecnologie moderne coinvolgere elementi attivi in una forma o nell'altra. Inoltre, non tutti portano con sé un dosimetro portatile di radiazioni per sapere di trovarsi in una zona, una lunga permanenza in cui potrebbe causare danni. Tuttavia, esistono alcune misure preventive e protettive contro le radiazioni pericolose, sebbene non ce ne siano così tante.

Il primo è schermare. Quasi tutti coloro che sono venuti alla radiografia di una certa parte del corpo hanno affrontato questo. Se stiamo parlando del rachide cervicale o del cranio, il medico suggerisce di indossare un grembiule speciale, in cui sono cuciti elementi di piombo, che non consentono il passaggio delle radiazioni. In secondo luogo, puoi mantenere la resistenza del corpo assumendo le vitamine C, B 6 e P. Infine, ci sono farmaci speciali: i radioprotettori. In molti casi, si rivelano molto efficaci.

Rimozione, lavorazione e smaltimento di rifiuti da 1 a 5 classi di pericolo

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La raccolta, la modifica e lo smaltimento dei rifiuti radioattivi dovrebbero essere effettuati separatamente dagli altri tipi di rifiuti. È vietato scaricarli nei corpi idrici, altrimenti le conseguenze saranno molto tristi. I rifiuti che non hanno valore pratico per un'ulteriore produzione sono chiamati radioattivi. Includono una raccolta di elementi chimici radioattivi. Secondo la legislazione russa, è vietato l'uso successivo di tali composti.

Prima dell'inizio del processo di smaltimento, gli RW devono essere smistati in base al grado di radioattività, alla forma e al periodo di decadimento. Inoltre, al fine di ridurre il volume degli isotopi pericolosi e neutralizzare i radionuclidi, questi vengono trattati mediante incenerimento, evaporazione, pressatura e filtrazione.

La successiva lavorazione consiste nella fissazione dei rifiuti liquidi con l'ausilio di cemento o bitume per solidificarli, oppure nella vetrificazione di scorie altamente radioattive.

Gli isotopi fissi sono collocati in contenitori speciali, progettati in modo complesso, con pareti spesse per il loro ulteriore trasporto al sito di stoccaggio. Per aumentare la sicurezza, sono provvisti di un imballo aggiuntivo.

caratteristiche generali

I rifiuti radioattivi possono essere generati da varie fonti, hanno una varietà di forma diversa e proprietà.

Le caratteristiche importanti dei detriti radioattivi includono:

Concentrazione. Un parametro che mostra il valore di un'attività specifica. Cioè, questa è l'attività che cade su un'unità di massa. L'unità di misura più diffusa è il Ki/T. Di conseguenza, maggiore è questa caratteristica, il conseguenze più pericolose può portare con sé questo tipo di spazzatura.
Metà vita. La durata del decadimento della metà degli atomi in un elemento radioattivo. Vale la pena notare che più veloce è questo periodo, più energia rilascia la spazzatura, causando più danni, ma in questo caso la sostanza perde le sue proprietà più velocemente.

Le sostanze nocive possono avere forme diverse, esistono tre principali stati di aggregazione:

Gassoso. Tipicamente, questo include le emissioni delle unità di ventilazione di organizzazioni che gestiscono direttamente materiali radioattivi.
In forme liquide. Questi possono essere tipi di rifiuti liquidi, che si sono formati durante la lavorazione del combustibile già utilizzato. Tali rifiuti sono altamente attivi, quindi in grado di causare gravi danni all'ambiente.
Forma solida. Si tratta di vetro e vetreria di ospedali e laboratori di ricerca.

Memoria RW

Il proprietario di un impianto di stoccaggio di rifiuti radioattivi in Russia può essere entità e organismo federale autorità. Per lo stoccaggio temporaneo, i rifiuti radioattivi dovrebbero essere collocati in un apposito contenitore che garantisca la conservazione del combustibile esaurito. Inoltre, il materiale di cui è composto il contenitore non deve entrare in nessuna reazione chimica con sostanza.

Gli impianti di stoccaggio dovrebbero essere dotati di barili asciutti che consentano ai rifiuti radioattivi di breve durata di decomporsi prima di ulteriori trattamenti. Tale stanza è un deposito di rifiuti radioattivi. Lo scopo del suo funzionamento è l'attuazione del collocamento temporaneo di rifiuti radioattivi per l'ulteriore trasporto ai loro siti di smaltimento.

Contenitore per rifiuti radioattivi solidi

Lo smaltimento dei rifiuti radioattivi non può fare a meno di un contenitore speciale chiamato contenitore per rifiuti radioattivi. Contenitore per rifiuti radioattivi - una nave utilizzata come deposito per rifiuti radioattivi. In Russia, la legge stabilisce un numero enorme di requisiti per tale invenzione.

I principali sono:

Il contenitore a perdere non è destinato allo stoccaggio di rifiuti radioattivi liquidi. La sua struttura gli permette di contenere solo sostanze solide o indurite.
Il cassone, che ha il contenitore, deve essere sigillato e non far passare nemmeno una piccola parte dei rifiuti stoccati.
Dopo aver rimosso il coperchio ed eseguito la decontaminazione, la contaminazione non deve superare le 5 particelle per m2. Non si può permettere un maggiore inquinamento, poiché conseguenze spiacevoli possono colpire anche l'ambiente esterno.
Il contenitore deve resistere alle più dure condizioni di temperatura da - 50 a + 70 gradi Celsius.
Quando si scarica una sostanza radioattiva ad alta temperatura in un contenitore, il contenitore deve resistere a temperature fino a + 130 gradi Celsius.
Il contenitore deve resistere agli influssi fisici esterni, in particolare ai terremoti.

Il processo di conservazione degli isotopi in Russia dovrebbe garantire:

Il loro isolamento, il rispetto delle misure di protezione e il monitoraggio dello stato dell'ambiente. Le conseguenze, in caso di violazione di tale regola, possono essere disastrose, poiché le sostanze possono inquinare quasi istantaneamente le aree circostanti.
Possibilità di agevolare ulteriori procedure in fasi successive.

Le direzioni principali del processo di stoccaggio dei rifiuti tossici sono:

Stoccaggio di scorie radioattive di breve durata. Successivamente, vengono scaricati in volumi rigorosamente regolamentati.
Stoccaggio di rifiuti altamente radioattivi fino allo smaltimento. Ciò consente di ridurre la quantità di calore da essi generata e di ridurre le conseguenze degli effetti dannosi sull'ambiente.

Smaltimento dei rifiuti radioattivi

In Russia esistono ancora i problemi dello smaltimento dei rifiuti radioattivi. È necessario garantire non solo la protezione ambientale di una persona, ma anche l'ambiente. Questo tipo di attività presuppone una licenza per l'uso del sottosuolo e il diritto di svolgere lavori per lo sviluppo dell'energia nucleare. I siti di smaltimento dei rifiuti radioattivi possono essere di proprietà federale o di proprietà della società statale Rosatom. Oggi lo smaltimento dei rifiuti radioattivi nella Federazione Russa viene effettuato in luoghi appositamente designati, chiamati depositi per rifiuti radioattivi.

Esistono tre tipi di sepoltura, la loro classificazione dipende dalla durata dello stoccaggio delle sostanze radioattive:

Smaltimento a lungo termine dei rifiuti radioattivi - dieci anni. Gli elementi dannosi sono sepolti in trincee, piccole strutture ingegneristiche realizzate sopra o sotto terra.
Per centinaia di anni. In questo caso, l'interramento delle scorie radioattive viene effettuato nelle strutture geologiche del continente, questo include lavorazioni sotterranee e cavità naturali. In Russia e in altri paesi, praticano attivamente la creazione di cimiteri sul fondo dell'oceano.
Trasmutazione. Un modo teoricamente possibile per sbarazzarsi di sostanze radioattive, che prevede l'irradiazione di radionuclidi a vita lunga e la loro conversione in radionuclidi di breve durata.

Il tipo di sepoltura viene selezionato in base a tre parametri:

Attività specifica della sostanza
Livello di tenuta dell'imballaggio
Durata di conservazione stimata

Gli impianti di stoccaggio dei rifiuti radioattivi in Russia devono soddisfare i requisiti:

L'impianto di stoccaggio dei rifiuti radioattivi dovrebbe essere situato lontano dalla città. La distanza tra loro deve essere di almeno 20 chilometri. Le conseguenze della violazione di questa regola sono l'avvelenamento e la possibile morte della popolazione.
Non dovrebbero esserci zone edificate vicino al territorio del deposito, altrimenti c'è il rischio di danni ai contenitori.
Nella discarica dovrebbe esserci un sito in cui verrà effettuato lo smaltimento dei rifiuti.
Il livello delle sorgenti di terra dovrebbe essere il più lontano possibile. Se i rifiuti entrano nell'acqua, le conseguenze saranno tristi: la morte di animali e umani
I cimiteri radioattivi per i rifiuti solidi e di altro tipo devono avere una zona di protezione sanitaria. La sua lunghezza non può essere inferiore a 1 chilometro dalle zone di pascolo e dagli insediamenti.
Presso la discarica dovrebbe essere presente un impianto per la disintossicazione dei rifiuti radioattivi.

Riciclo dei rifiuti

Il trattamento dei rifiuti radioattivi è una procedura che mira alla trasformazione diretta dello stato aggregato o delle proprietà di una sostanza radioattiva al fine di creare comodità per il trasporto e lo stoccaggio dei rifiuti.

Ogni tipo di spazzatura ha i suoi metodi per eseguire tale procedura:

Per liquidi - precipitazione, scambio ionico e distillazione.
Per solidi - incenerimento, pressatura e calcinazione. I resti di rifiuti solidi vengono inviati alle discariche.
Per gas gassosi, assorbimento chimico e filtrazione. Successivamente le sostanze verranno stoccate in bombole ad alta pressione.

Qualunque sia l'unità di lavorazione del prodotto, il risultato saranno blocchi compatti immobilizzati di tipi solidi. Per l'immobilizzazione e l'ulteriore isolamento dei solidi, vengono utilizzati i seguenti metodi:

cementazione. Viene utilizzato per rifiuti con attività bassa e media della sostanza. Di norma, si tratta di rifiuti solidi.
Cottura ad alte temperature.
Vetrificazione.
Imballaggio in contenitori speciali. Questi contenitori sono generalmente realizzati in acciaio o piombo.

disattivazione

A causa dell'inquinamento attivo dell'ambiente, in Russia e in altri paesi del mondo stanno cercando di trovare un metodo aggiornato per la decontaminazione dei rifiuti radioattivi. Sì, l'interramento e lo smaltimento dei rifiuti solidi radioattivi danno i loro risultati, ma purtroppo queste procedure non garantiscono la sicurezza ambientale, e quindi non sono perfette. Al momento in Russia esistono diversi metodi di decontaminazione dei rifiuti radioattivi.

Con carbonato di sodio

Questo metodo viene utilizzato esclusivamente per i rifiuti solidi che sono entrati nel terreno: il carbonato di sodio liscivia i radionuclidi che vengono estratti dalla soluzione alcalina da particelle di ioni che includono un materiale magnetico. Inoltre, i complessi chelati vengono rimossi utilizzando un magnete. Questo metodo di lavorazione dei solidi è abbastanza efficace, ma presenta degli svantaggi.

Problema di metodo:

Il lisiviante (formula Na2Co3) ha una capacità chimica piuttosto limitata. Semplicemente non è in grado di estrarre l'intera gamma di composti radioattivi dallo stato solido e convertirli nel tipo di materiali liquidi.
L'alto costo del metodo è dovuto principalmente al materiale chemisorbente, che ha una struttura unica.

Dissoluzione in acido nitrico

Applichiamo il metodo a polpe e sedimenti radioattivi, queste sostanze vengono sciolte in acido nitrico con una miscela di idrazina. Successivamente, la soluzione viene confezionata e vetrificata.

Il problema principale è l'alto costo della procedura, poiché l'evaporazione della soluzione e l'ulteriore smaltimento dei rifiuti radioattivi sono piuttosto costosi.

Eluizione del suolo

È usato per decontaminare il suolo e il terreno. Questo è il metodo più ecologico. La linea di fondo è che il terreno o il terreno contaminato viene trattato mediante eluizione con acqua, soluzioni acquose con aggiunte di sali di ammonio, soluzioni di ammoniaca.

Il problema principale è l'efficienza relativamente bassa nell'estrazione dei radionuclidi associati al suolo a livello chimico.

Decontaminazione dei rifiuti liquidi

I rifiuti radioattivi liquidi sono un tipo speciale di rifiuti difficili da immagazzinare e smaltire. Ecco perché la decontaminazione è il modo migliore per sbarazzarsi di una tale sostanza.

Esistono tre modi per rimuovere i radionuclidi da materiale pericoloso:

Metodo fisico. Implica il processo di evaporazione o congelamento delle sostanze. Inoltre, viene eseguita la sigillatura e il posizionamento di elementi dannosi nelle discariche.
Fisico-chimico. L'estrazione viene effettuata utilizzando una soluzione con estraenti selettivi, ad es. ritiro dei radionuclidi.
Chimico. Purificazione di radionuclidi mediante vari reagenti naturali. Il problema principale con questo metodo è un largo numero i fanghi residui, che vengono inviati al sepolcreto.

Un problema comune con ogni metodo:

Metodi fisici: costi estremamente elevati per l'evaporazione e il congelamento delle soluzioni.
Fisico-chimico e chimico: enormi volumi di fanghi radioattivi inviati ai cimiteri. La procedura di sepoltura è piuttosto costosa, richiede molto tempo e denaro.

I rifiuti radioattivi sono un problema non solo in Russia, ma anche in altri paesi. Il compito principale dell'umanità al momento è lo smaltimento dei rifiuti radioattivi e il loro smaltimento. Con quali metodi farlo, ogni stato decide indipendentemente.

La Svizzera non è impegnata nell'autotrattamento e nello smaltimento dei rifiuti radioattivi, ma sta sviluppando attivamente programmi per la gestione di tali rifiuti. Se non intraprendi alcuna azione, le conseguenze possono essere le più tristi, fino alla morte dell'umanità e degli animali.

Gli intenditori apprezzano lo champagne Fourier. È ottenuto da uve che crescono nelle pittoresche colline della Champagne. Difficile credere che il più grande deposito di scorie radioattive si trovi a meno di 10 km dai famosi vigneti. Vengono portati da tutta la Francia, consegnati dall'estero e sepolti per le prossime centinaia di anni. La casa Fourier continua a produrre ottimi champagne, i prati fioriscono intorno, la situazione è monitorata, la pulizia e la sicurezza complete sono garantite dentro e intorno alla discarica. Tale prato verde è l'obiettivo principale della costruzione di discariche di rifiuti radioattivi.

Uomo Pesce Romano

Non importa quello che dicono alcune teste calde, è sicuro dire che la Russia non è in pericolo di diventare una discarica radioattiva globale nel prossimo futuro. Una legge federale del 2011 vieta esplicitamente il movimento di tali rifiuti attraverso il confine. Il divieto vale in entrambe le direzioni, con l'unica eccezione per quanto riguarda la restituzione di sorgenti di radiazioni prodotte nel Paese e fornite all'estero.

Ma anche con la legge in vigore, l'energia nucleare genera pochissimi rifiuti veramente spaventosi. I radionuclidi più attivi e pericolosi sono contenuti nel combustibile nucleare esaurito (SNF): gli elementi di combustibile e gli assemblaggi in cui sono collocati emettono combustibile nucleare ancora più fresco e continuano a generare calore. Questo non è un rifiuto, ma una risorsa preziosa, contiene molto uranio-235 e 238, plutonio e una serie di altri isotopi utili per la medicina e la scienza. Tutto ciò costituisce oltre il 95% del combustibile nucleare esaurito e viene recuperato con successo presso imprese specializzate: in Russia è principalmente la famosa Mayak PA nella regione di Chelyabinsk, dove viene introdotta ora la terza generazione di tecnologie di ritrattamento, che consente il 97% di combustibile nucleare esaurito per essere restituito al lavoro. Presto, la produzione, il funzionamento e il ritrattamento del combustibile nucleare verranno chiusi in un unico ciclo che non produce praticamente alcuna sostanza pericolosa.

Tuttavia, anche senza SNF, il volume dei rifiuti radioattivi ammonterà a migliaia di tonnellate all'anno. Dopotutto, le norme sanitarie richiedono di includere qui tutto ciò che emette al di sopra di un certo livello o contiene una quantità di radionuclidi superiore a quella prescritta. Questo gruppo comprende quasi tutti gli oggetti che sono stati a lungo in contatto con radiazioni ionizzanti. Parti di gru e macchine che hanno lavorato con minerale e carburante, filtri dell'aria e dell'acqua, cavi e attrezzature, contenitori vuoti e solo tute che hanno scontato il loro tempo e non hanno più valore. L'AIEA (Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica) divide i rifiuti radioattivi (RW) in liquidi e solidi, di diverse categorie, che vanno dal livello molto basso all'alto livello. E ognuno ha i suoi requisiti per la gestione.

Classificazione RW

Classe 1	Classe 2	Classe 3	Classe 4	Classe 5	Classe 6
Solido				Liquido
Materiali (modifica) Attrezzatura Prodotti LRW solidificato HLW con rilascio di calore elevato	Materiali (modifica) Attrezzatura Prodotti LRW solidificato Bassa emissione di calore HLW SAO longevo	Materiali (modifica) Attrezzatura Prodotti LRW solidificato CAO di breve durata NAO longevo	Materiali (modifica) Attrezzatura Prodotti Oggetti biologici LRW solidificato NAO di breve durata VLLW longevo	Liquidi organici e inorganici CAO di breve durata NAO longevo	RW generato durante l'estrazione e la lavorazione di minerali di uranio, materie prime minerali e organiche con un maggiore contenuto di radionuclidi naturali
	Isolamento definitivo in siti di sepoltura profonda con detenzione preliminare	Isolamento finale in siti di sepoltura profondi fino a 100 m . di profondità	Isolamento finale a livello del suolo vicino agli impianti di smaltimento in superficie	Isolamento definitivo nei siti di sepoltura profondi esistenti	Isolamento finale nei siti di smaltimento vicini alla superficie

Freddo: lavorazione

I più grandi errori ambientali associati all'industria nucleare sono stati commessi nei primi anni dell'industria. Non comprendendo ancora tutte le conseguenze, le superpotenze della metà del ventesimo secolo avevano fretta di superare i loro concorrenti, di padroneggiare più pienamente il potere dell'atomo e non prestavano particolare attenzione alla gestione dei rifiuti. Tuttavia, i risultati di tale politica divennero presto evidenti e già nel 1957 l'URSS adottò un decreto "Sulle misure per garantire la sicurezza quando si lavora con sostanze radioattive", e un anno dopo furono aperte le prime imprese per la loro lavorazione e conservazione.

Alcune delle imprese sono ancora attive, già nelle strutture di Rosatom, e una conserva il vecchio nome "di serie" - "Radon". Una dozzina e mezza di imprese sono state trasferite alla gestione della società specializzata RosRAO. Insieme a PA Mayak, l'associazione mineraria e chimica e altre imprese di Rosatom, sono autorizzati a gestire rifiuti radioattivi di varie categorie. Tuttavia, non solo gli scienziati nucleari ricorrono ai loro servizi: le sostanze radioattive sono utilizzate per una varietà di compiti, dal trattamento del cancro e dalla ricerca biochimica alla produzione di generatori termoelettrici di radioisotopi (RTG). E tutti, dopo aver elaborato il proprio, si trasformano in rifiuti.

La maggior parte di questi sono di basso livello e, naturalmente, nel tempo, con il decadimento degli isotopi di breve durata, diventano più sicuri. Tali rifiuti vengono solitamente inviati a discariche predisposte per lo stoccaggio per decine o centinaia di anni. Sono prelavorati: ciò che può bruciare viene bruciato nei forni, depurando i fumi con un complesso sistema di filtri. Ceneri, polveri e altri componenti sciolti vengono cementati o riempiti con vetro borosilicato fuso. I rifiuti liquidi di volumi moderati vengono filtrati e concentrati per evaporazione, estraendo da essi radionuclidi con assorbenti. Quelle dure vengono frantumate nelle presse. Il tutto viene posto in fusti da 100 o 200 litri e nuovamente pressato, posto in contenitori e nuovamente cementato. "Qui tutto è molto severo", ci ha detto Sergei Nikolaevich Brykin, vicedirettore generale di RusRAO. “Tutto è vietato nella gestione dei rifiuti radioattivi che non sia consentito dalle licenze”.

Per il trasporto e lo stoccaggio dei rifiuti radioattivi vengono utilizzati appositi contenitori: a seconda dell'attività e del tipo di radiazione, possono essere cemento armato, acciaio, piombo o addirittura polietilene arricchito di boro. Cercano di eseguire lavorazioni e imballaggi in loco utilizzando sistemi mobili al fine di ridurre le difficoltà ei rischi del trasporto, in parte utilizzando la tecnologia robotica. I percorsi di trasporto sono pensati e coordinati in anticipo. Ogni contenitore ha il suo identificatore e il loro destino può essere rintracciato fino alla fine.

Il centro di condizionamento e stoccaggio RW nella baia di Andreeva, sulle rive del Mare di Barents, opera sul sito dell'ex base tecnica della Flotta del Nord.

Più caldo: stoccaggio

Gli RTG che abbiamo menzionato sopra non sono quasi mai utilizzati sulla Terra oggi. In passato fornivano energia a punti di monitoraggio e navigazione automatici in punti distanti e inaccessibili. Tuttavia, numerosi incidenti con fughe di isotopi radioattivi nell'ambiente e il banale furto di metalli non ferrosi li hanno costretti ad abbandonare il loro uso in qualsiasi luogo diverso dai veicoli spaziali. In URSS sono riusciti a produrre e assemblare più di mille RTG, che sono stati smantellati e continuano a essere smaltiti.

L'eredità è ancora più problematica guerra fredda: nel corso dei decenni sono stati costruiti quasi 270 sottomarini nucleari da soli, e oggi ne restano in servizio meno di una cinquantina, gli altri sono stati dismessi o attendono questa complessa e costosa procedura. In questo caso, il combustibile esaurito viene scaricato e il vano del reattore e due adiacenti vengono tagliati. L'attrezzatura viene smontata da loro, inoltre sigillata e tenuta a galla. Questo è stato fatto per anni e, all'inizio degli anni 2000, circa 180 "galleggianti" radioattivi si stavano arrugginendo nell'Artico russo e nell'Estremo Oriente. Il problema era così acuto che è stato discusso in una riunione dei leader dei paesi del G8, che hanno concordato la cooperazione internazionale nella pulizia della costa.

Pontile di banchina per l'esecuzione di operazioni con blocchi di compartimenti reattori (85 x 31,2 x 29 m). Portata: 3500 t; pescaggio al traino: 7,7 m; velocità di traino: fino a 6 nodi (11 km/h); vita utile: almeno 50 anni. Costruttore: Fincantieri. Operatore: Rosatom. Posizione: Sayda Guba nella baia di Kola, progettata per contenere 120 scomparti del reattore.

Oggi i blocchi vengono estratti dall'acqua e puliti, i compartimenti del reattore vengono tagliati e su di essi viene applicato un rivestimento anticorrosivo. I pacchetti elaborati vengono installati per lo stoccaggio sicuro a lungo termine in aree di cemento preparate. Nel complesso recentemente commissionato a Sayda Guba nella regione di Murmansk, per questo hanno persino demolito una collina, la cui base rocciosa ha fornito un supporto affidabile per lo stoccaggio, progettato per 120 scomparti. Allineati in fila, i reattori densamente dipinti assomigliano a una fabbrica ordinata oa un magazzino di attrezzature industriali, sorvegliato da un proprietario attento.

Un tale risultato dell'eliminazione di oggetti di radiazioni pericolose nel linguaggio degli scienziati nucleari è chiamato "prato marrone" ed è considerato completamente sicuro, sebbene non molto estetico nell'aspetto. L'obiettivo ideale delle loro manipolazioni è un "prato verde" come quello che si estende sul già noto magazzino francese CSA (Center de stockage de l'Aube). La copertura impermeabile e uno spesso strato di tappeto erboso appositamente selezionato trasformano il tetto del bunker incassato in una radura dove si vuole solo sdraiarsi, soprattutto perché è consentito. Solo le scorie radioattive più pericolose non hanno un “prato”, ma il cupo buio della sua sepoltura finale.

Caldo: sepoltura

I rifiuti radioattivi altamente attivi, compresi i rifiuti derivanti dalla lavorazione del combustibile nucleare esaurito, necessitano di un isolamento affidabile per decine e centinaia di migliaia di anni. L'invio di rifiuti nello spazio è troppo costoso, pericoloso per gli incidenti al lancio, la sepoltura nell'oceano o nelle faglie della crosta terrestre sono carichi di conseguenze imprevedibili. Per i primi anni o decenni, possono ancora essere tenuti nelle piscine di stoccaggio fuori terra "umido", ma poi bisognerà fare qualcosa con loro. Ad esempio, trasferisci in un luogo asciutto più sicuro e più duraturo e garantisci la sua affidabilità per centinaia e migliaia di anni.

"Il problema principale con gli impianti di stoccaggio a secco è lo scambio di calore", spiega Sergey Brykin. "Se non c'è un ambiente acquatico, i rifiuti ad alta attività vengono riscaldati, il che richiede soluzioni ingegneristiche speciali". In Russia, un simile impianto di stoccaggio a terra centralizzato con un elaborato sistema di raffreddamento ad aria passivo opera presso l'industria mineraria e chimica vicino a Krasnoyarsk. Ma questa è solo una mezza misura: un repository veramente affidabile deve essere sotterraneo. Quindi sarà protetto non solo da sistemi ingegneristici, ma anche da condizioni geologiche, centinaia di metri di roccia o argilla immobili e preferibilmente impermeabili.

Questo deposito sotterraneo a secco è in uso dal 2015 e continua a essere costruito parallelamente in Finlandia. A Onkalo, scorie altamente radioattive e combustibile nucleare esaurito saranno rinchiusi in una roccia granitica a una profondità di circa 440 m, in casse di rame, isolate ulteriormente con argilla bentonitica, e per un periodo di almeno 100 mila anni. Nel 2017, gli ingegneri energetici svedesi di SKB hanno annunciato che avrebbero adottato questo metodo e avrebbero costruito il proprio impianto di stoccaggio "eterno" vicino a Forsmark. Negli Stati Uniti continua il dibattito sulla costruzione del deposito di Yucca Mountain nel deserto del Nevada, che si addentra per centinaia di metri nel vulcano catena montuosa... Il fascino generale per i depositi sotterranei può essere visto dall'altro lato: uno smaltimento così affidabile e protetto può essere un buon affare.

Taryn Simon, 2015-3015. Vetro, scorie radioattive. La vetrificazione delle scorie radioattive le sigilla per millenni all'interno di una sostanza solida inerte. L'artista americano Taryn Simon ha utilizzato questa tecnologia in un'opera dedicata al centenario del "Quadrato nero" di Malevich. Un cubo di vetro nero con scorie radioattive vetrificate è stato creato nel 2015 per il Moscow Garage Museum e da allora è stato conservato sul territorio dello stabilimento di Radon a Sergiev Posad. Entrerà nel museo tra circa mille anni, quando sarà finalmente sicuro per il pubblico.

Dalla Siberia all'Australia

Innanzitutto, in futuro, le tecnologie potrebbero richiedere nuovi isotopi rari, molti dei quali nel combustibile nucleare esaurito. Potrebbero anche emergere metodi per la loro estrazione sicura ed economica. In secondo luogo, molti paesi sono pronti a pagare ora per lo smaltimento dei rifiuti ad alta attività. La Russia non ha un posto dove andare: un'industria nucleare altamente sviluppata ha bisogno di un moderno deposito "eterno" per tali pericolose scorie radioattive. Pertanto, a metà degli anni '20, un laboratorio di ricerca sotterraneo dovrebbe iniziare a funzionare vicino al Mieticolo minerario e chimico.

Tre pozzi verticali andranno nella roccia di gneiss, poco permeabile ai radionuclidi, e verrà attrezzato un laboratorio a una profondità di 500 m, dove verranno posizionati contenitori con imitatori riscaldati elettricamente di pacchi di rifiuti radioattivi. In futuro i rifiuti compressi di media e alta attività, inseriti in appositi imballi e casse di acciaio, verranno posti in contenitori e cementati con una miscela a base di bentonite. Nel frattempo qui sono previsti circa un centinaio e mezzo di esperimenti, e solo dopo 15-20 anni di prove e giustificazioni di sicurezza, il laboratorio sarà trasformato in un deposito a secco a lungo termine di scorie radioattive di prima e seconda classe - in una parte scarsamente popolata della Siberia.

La popolazione del paese è un aspetto importante di tutti questi progetti. Raramente le persone accolgono con favore la creazione di sepolture di scorie radioattive a pochi chilometri dalle proprie case e in Europa o in Asia densamente popolate non è facile trovare un sito per la costruzione. Pertanto, stanno attivamente cercando di interessare paesi scarsamente popolati come la Russia o la Finlandia. Recentemente, l'Australia si è unita a loro con le sue ricche miniere di uranio. Secondo Sergei Brykin, il paese ha avanzato una proposta per costruire un cimitero internazionale sul suo territorio sotto gli auspici dell'AIEA. Le autorità si aspettano che ciò porterà denaro aggiuntivo e nuove tecnologie. Ma allora la Russia non è sicuramente in pericolo di diventare una discarica radioattiva mondiale.

L'articolo "Green Lawn Above the Atomic Burial Ground" è stato pubblicato sulla rivista Popular Mechanics (n. 3, marzo 2018).

Scorie radioattive

Scorie radioattive (CRUDO) - rifiuti contenenti isotopi radioattivi di elementi chimici e di nessun valore pratico.

Secondo la "Legge sull'uso dell'energia atomica" russa (datata 21 novembre 1995, n. 170-FZ), i rifiuti radioattivi (RW) sono materiali nucleari e sostanze radioattive, il cui ulteriore utilizzo non è previsto. Secondo la legge russa, l'importazione di rifiuti radioattivi nel paese è vietata.

Le scorie radioattive e il combustibile nucleare esaurito sono spesso confusi e considerati sinonimi. Dovresti distinguere tra questi concetti. I rifiuti radioattivi sono materiali che non sono destinati ad essere utilizzati. Il combustibile nucleare esaurito è un elemento di combustibile contenente residui di combustibile nucleare e molti prodotti di fissione, principalmente 137 Cs e 90 Sr, che sono ampiamente utilizzati nell'industria, nell'agricoltura, nella medicina e nelle attività scientifiche. Pertanto, è una risorsa preziosa che può essere elaborata per ottenere combustibile nucleare fresco e fonti isotopiche.

Fonti di rifiuti

Le scorie radioattive vengono generate in forme diverse con caratteristiche fisiche e chimiche molto diverse, come le concentrazioni e le emivite dei radionuclidi costituenti. Questi rifiuti possono essere generati:

in forma gassosa, come le emissioni di ventilazione degli impianti in cui vengono lavorati materiali radioattivi;
in forma liquida, che vanno dalle soluzioni dei contatori a scintillazione delle strutture di ricerca ai rifiuti liquidi ad alta attività generati durante il ritrattamento del combustibile esaurito;
in forma solida (materiali di consumo contaminati, vetreria da ospedali, strutture di ricerca medica e laboratori radiofarmaceutici, rifiuti vetrificati del combustibile di ritrattamento o combustibile esaurito da centrali nucleari se considerati rifiuti).

Esempi di fonti di scorie radioattive nelle attività umane:

Il lavoro con tali sostanze è regolato dalle norme sanitarie emanate dalla Vigilanza Sanitaria ed Epidemiologica.

Carbone . Il carbone contiene un piccolo numero di radionuclidi come l'uranio o il torio, ma il contenuto di questi elementi nel carbone è inferiore alla loro concentrazione media nella crosta terrestre.

La loro concentrazione aumenta nelle ceneri volanti poiché praticamente non bruciano.

Tuttavia, anche la radioattività della cenere è molto bassa, è approssimativamente uguale alla radioattività dello scisto nero e inferiore a quella delle rocce fosfatiche, ma rappresenta un pericolo noto, poiché parte della cenere volante rimane nell'atmosfera e viene inalata da umani. Allo stesso tempo, il volume totale delle emissioni è piuttosto elevato e ammonta all'equivalente di 1000 tonnellate di uranio in Russia e 40.000 tonnellate nel mondo.

Classificazione

Le scorie radioattive sono convenzionalmente suddivise in:

bassa attività (divisa in quattro classi: A, B, C e GTCC (la più pericolosa);
livello intermedio (la legislazione statunitense non distingue questo tipo di RW in una classe separata, il termine è utilizzato principalmente nei paesi europei);
altamente attivo.

La legislazione degli Stati Uniti alloca anche i rifiuti radioattivi transuranici. Rientrano in questa classe i rifiuti contaminati da radionuclidi transuranici alfa emettitori con emivita superiore a 20 anni e concentrazione superiore a 100 nCi/g, indipendentemente dalla loro forma o origine, esclusi i rifiuti ad alta radioattività. A causa del lungo periodo di decadimento dei rifiuti transuranici, il loro smaltimento è più accurato rispetto allo smaltimento dei rifiuti di bassa e media attività. Anche Attenzione speciale questa classe di rifiuti è allocata perché tutti gli elementi transuranici sono artificiali e il comportamento nell'ambiente e nel corpo umano di alcuni di essi è unico.

Di seguito è riportata la classificazione dei rifiuti radioattivi liquidi e solidi secondo le "Norme sanitarie di base per garantire la sicurezza delle radiazioni" (OSPORB 99/2010).

La generazione di calore è uno dei criteri per questa classificazione. I rifiuti radioattivi a basso livello producono pochissimo calore. Nelle persone moderatamente attive, è significativo, ma non è richiesta la rimozione attiva del calore. Il rilascio di calore dei rifiuti radioattivi ad alto livello è così grande che richiedono un raffreddamento attivo.

Gestione dei rifiuti radioattivi

Inizialmente si riteneva che una misura sufficiente fosse la dispersione degli isotopi radioattivi nell'ambiente, per analogia con gli scarti di produzione in altre industrie. All'impresa Mayak nei primi anni di attività, tutti i rifiuti radioattivi sono stati scaricati nei corpi idrici vicini. Di conseguenza, la cascata di bacini idrici Techa e il fiume Techa stesso si sono rivelati inquinati.

Successivamente si è scoperto che a causa di processi naturali naturali e biologici, gli isotopi radioattivi sono concentrati in alcuni sottosistemi della biosfera (principalmente negli animali, nei loro organi e tessuti), il che aumenta i rischi di esposizione della popolazione (a causa del movimento di grandi concentrazioni di elementi radioattivi e il loro possibile ingresso con il cibo nel corpo umano). Pertanto, l'atteggiamento nei confronti dei rifiuti radioattivi è stato cambiato.

1) Tutela della salute umana... Le scorie radioattive sono trattate in modo da garantire un livello accettabile di protezione della salute umana.

2) Protezione dell'ambiente... Le scorie radioattive sono trattate in modo da garantire un livello accettabile di tutela ambientale.

3) Protezione oltre i confini nazionali... I rifiuti radioattivi sono gestiti in modo da tenere conto delle possibili conseguenze per la salute umana e per l'ambiente oltre i confini nazionali.

5) Onere sulle generazioni future... I rifiuti radioattivi sono gestiti in modo da non imporre un onere eccessivo alle generazioni future.

7) Controllo sulla formazione di scorie radioattive... La generazione di scorie radioattive è ridotta al minimo possibile.

9) Sicurezza degli impianti... La sicurezza degli impianti di gestione dei rifiuti radioattivi è adeguatamente garantita per tutta la loro vita utile.

Le principali fasi della gestione dei rifiuti radioattivi

In Conservazione rifiuti radioattivi, devono essere contenuti in modo tale che:
- provveduto al loro isolamento, protezione e monitoraggio dell'ambiente;
- le azioni nelle fasi successive sono state agevolate il più possibile (se presenti).

In alcuni casi, lo stoccaggio può essere principalmente per motivi tecnici, ad esempio lo stoccaggio di rifiuti radioattivi contenenti principalmente radionuclidi a vita breve per decadimento e successivo scarico entro limiti autorizzati, o lo stoccaggio di rifiuti radioattivi ad alta attività prima del loro smaltimento in formazioni geologiche per lo scopo di ridurre la generazione di calore.

Elaborazione preliminare i rifiuti sono la fase iniziale della gestione dei rifiuti. Comprende la raccolta, il controllo chimico e la decontaminazione e può includere un periodo di conservazione intermedio. Questo passaggio è molto importante perché in molti casi il pretrattamento è la migliore opportunità per separare i flussi di rifiuti.

Trattamento i rifiuti radioattivi comprendono le operazioni il cui scopo è migliorare la sicurezza o l'economia modificando le caratteristiche dei rifiuti radioattivi. I principali concetti di trattamento sono la riduzione del volume, la rimozione dei radionuclidi e l'alterazione della composizione. Esempi:
- incenerimento di rifiuti combustibili o compattazione di rifiuti solidi secchi;
- evaporazione, filtrazione o scambio ionico di flussi di rifiuti liquidi;
- sedimentazione o flocculazione di sostanze chimiche.

Capsula di scorie radioattive

Condizionata i rifiuti radioattivi consistono in tali operazioni in cui i rifiuti radioattivi vengono formati in una forma adatta alla movimentazione, al trasporto, allo stoccaggio e allo smaltimento. Queste operazioni possono includere l'immobilizzazione dei rifiuti radioattivi, il collocamento dei rifiuti in contenitori e la fornitura di imballaggi aggiuntivi. I metodi comuni di immobilizzazione includono la solidificazione di rifiuti radioattivi liquidi di livello basso e intermedio mediante incorporazione in cemento (cementazione) o bitume (bitumenizzazione), nonché vetrificazione di rifiuti radioattivi liquidi. I rifiuti immobilizzati, a loro volta, a seconda della loro natura e concentrazione, possono essere imballati in vari contenitori, che vanno dai tradizionali fusti in acciaio da 200 litri ai contenitori dalle pareti complesse con strutture complesse. In molti casi, lavorazione e condizionamento avvengono in stretta connessione tra loro.

Sepoltura consiste principalmente nel conferimento dei rifiuti radioattivi in un impianto di smaltimento con adeguate misure di sicurezza, senza intenzione di rimozione e senza monitoraggio e manutenzione dello stoccaggio a lungo termine. La sicurezza si ottiene principalmente attraverso la concentrazione e il contenimento, che comporta il contenimento di rifiuti radioattivi opportunamente concentrati in un impianto di smaltimento.

Tecnologie

Gestione dei rifiuti radioattivi ad attività intermedia

Di solito nell'industria nucleare, i rifiuti radioattivi di livello intermedio sono sottoposti a scambio ionico o ad altri metodi, il cui scopo è concentrare la radioattività in un piccolo volume. Dopo l'elaborazione, il corpo molto meno radioattivo viene reso completamente innocuo. È possibile utilizzare l'idrossido di ferro come flocculante per rimuovere i metalli radioattivi dalle soluzioni acquose. Dopo l'assorbimento dei radioisotopi da parte dell'idrossido di ferro, il precipitato risultante viene posto in un fusto metallico, dove viene miscelato con cemento, formando una miscela solida. Per una maggiore stabilità e durata, il calcestruzzo è costituito da ceneri volanti o scorie di fornace e cemento Portland (a differenza del calcestruzzo convenzionale, costituito da cemento Portland, ghiaia e sabbia).

Gestione dei rifiuti ad alta radioattività

Rimozione di rifiuti radioattivi a bassa attività

Trasporto di palloni con scorie altamente radioattive in treno, Regno Unito

Magazzinaggio

Per lo stoccaggio temporaneo di scorie altamente radioattive sono previsti serbatoi di stoccaggio per combustibile nucleare esaurito e impianti di stoccaggio con barili secchi, che consentono agli isotopi di breve durata di decadere prima di un ulteriore ritrattamento.

vetrificazione

Lo stoccaggio a lungo termine dei rifiuti radioattivi richiede la conservazione dei rifiuti in una forma che non reagisca e non si degradi per un lungo periodo di tempo. Uno dei modi per raggiungere questo stato è la vetrificazione (o vetrificazione). Attualmente, a Sellafield (Gran Bretagna), i RW (prodotti purificati del primo stadio del processo Purex) altamente attivi vengono miscelati con zucchero e quindi calcinati. La calcinazione comporta il passaggio dei rifiuti attraverso un tubo rotante riscaldato e mira a far evaporare l'acqua e i prodotti di fissione deazotati al fine di aumentare la stabilità della massa vitrea risultante.

Il vetro frantumato viene costantemente aggiunto alla sostanza risultante, che si trova in un forno a induzione. Il risultato è una nuova sostanza in cui, una volta solidificata, i rifiuti si legano alla matrice di vetro. Questa sostanza, allo stato fuso, viene versata in cilindri di acciaio legato. Quando si raffredda, il liquido si solidifica in vetro, che è estremamente resistente all'acqua. Secondo l'International Technological Society, ci vorrà circa un milione di anni perché il 10% di tale vetro si dissolva nell'acqua.

Dopo il riempimento, il cilindro viene saldato, quindi lavato. Dopo essere stati esaminati per contaminazione esterna, i cilindri di acciaio vengono inviati a depositi sotterranei. Questo stato di rifiuto è rimasto immutato per molte migliaia di anni.

Il vetro all'interno del cilindro ha una superficie nera liscia. Nel Regno Unito, tutto il lavoro viene svolto utilizzando camere per la manipolazione di sostanze altamente attive. Lo zucchero viene aggiunto per prevenire la formazione della sostanza volatile RuO 4, che contiene rutenio radioattivo. In Occidente, ai rifiuti viene aggiunto vetro borosilicato, identico nella composizione al Pyrex; nei paesi dell'ex URSS viene solitamente utilizzato il vetro fosfato. La quantità di prodotti di fissione nel vetro dovrebbe essere limitata, poiché alcuni elementi (palladio, metalli del gruppo del platino e tellurio) tendono a formare fasi metalliche separatamente dal vetro. Uno degli impianti di vetrificazione si trova in Germania, dove vengono riciclati i rifiuti di un piccolo impianto di lavorazione dimostrativo, che ha cessato di esistere.

Nel 1997, in 20 Paesi con la maggior parte del potenziale nucleare mondiale, le scorte di combustibile esaurito stoccate all'interno dei reattori ammontavano a 148mila tonnellate, di cui il 59% smaltito. I depositi esterni contenevano 78mila tonnellate di rifiuti, di cui il 44% utilizzato. Tenuto conto del tasso di utilizzo (circa 12mila tonnellate annue), la strada per lo smaltimento finale dei rifiuti è ancora lunga.

sepoltura geologica

La ricerca di idonei siti di smaltimento finale profondo è attualmente in corso in diversi paesi; i primi archivi di questo tipo dovrebbero essere operativi dopo il 2010. Il laboratorio di ricerca internazionale di Grimsel, in Svizzera, si occupa di problematiche legate allo smaltimento dei rifiuti radioattivi. La Svezia parla di piani per smaltire direttamente il carburante usato utilizzando la tecnologia KBS-3 dopo che il parlamento svedese lo ha ritenuto abbastanza sicuro. In Germania, sono attualmente in corso discussioni per trovare un luogo per lo stoccaggio permanente di rifiuti radioattivi, le proteste attive sono annunciate dai residenti del villaggio di Gorleben nella regione di Wendland. Fino al 1990 questo sito sembrava ideale per lo smaltimento dei rifiuti radioattivi per la sua vicinanza ai confini dell'ex Repubblica Democratica Tedesca. Le scorie radioattive sono attualmente in deposito temporaneo a Gorleben; non è stata ancora presa una decisione sul luogo del loro smaltimento finale. Il governo degli Stati Uniti ha scelto Yucca Mountain, Nevada, per il luogo di sepoltura, ma il progetto ha incontrato una forte opposizione ed è diventato argomento di accese discussioni. C'è un progetto per creare un impianto di stoccaggio internazionale per rifiuti ad alta radioattività; Australia e Russia sono proposte come possibili siti di smaltimento. Tuttavia, le autorità australiane si oppongono a tale proposta.

Esistono progetti per lo smaltimento delle scorie radioattive negli oceani, compreso il seppellimento sotto la zona abissale del fondale marino, il seppellimento nella zona di subduzione, a seguito della quale i rifiuti affonderanno lentamente nel mantello terrestre, nonché il seppellimento sotto un isola naturale o artificiale. Questi progetti hanno evidenti vantaggi e consentiranno di risolvere lo spiacevole problema dello smaltimento dei rifiuti radioattivi a livello internazionale, ma, nonostante ciò, sono attualmente congelati a causa delle disposizioni proibitive del diritto marittimo. Un'altra ragione è che in Europa e Nord America c'è un serio timore di perdite da un tale impianto di stoccaggio, che porteranno a un disastro ambientale. La reale possibilità di un tale pericolo non è stata dimostrata; tuttavia, i divieti sono stati rafforzati dopo lo smaltimento dei rifiuti radioattivi dalle navi. Tuttavia, in futuro, i paesi che non saranno in grado di trovare altre soluzioni a questo problema possono seriamente pensare alla creazione di impianti di stoccaggio oceanico per i rifiuti radioattivi.

Negli anni '90, sono state sviluppate e brevettate diverse opzioni per l'interramento dei rifiuti radioattivi. La tecnologia doveva essere la seguente: viene perforato un pozzo di partenza di grande diametro fino a 1 km di profondità, viene calata all'interno una capsula caricata con un concentrato di scorie radioattive del peso di 10 tonnellate, la capsula dovrebbe autoriscaldarsi e fondere il terra sotto forma di "palla di fuoco". Dopo aver approfondito la prima "palla di fuoco", la seconda capsula dovrebbe essere abbassata nello stesso pozzo, quindi la terza, ecc., Creando una sorta di trasportatore.

Riutilizzo dei rifiuti radioattivi

Un'altra applicazione per gli isotopi contenuti nelle scorie radioattive è la loro riutilizzare... Già ora, cesio-137, stronzio-90, tecnezio-99 e alcuni altri isotopi vengono utilizzati per irradiare prodotti alimentari e fornire il funzionamento di generatori termoelettrici di radioisotopi.

Rimozione di rifiuti radioattivi nello spazio

L'invio di rifiuti radioattivi nello spazio è un'idea allettante, poiché i rifiuti radioattivi vengono rimossi in modo permanente dall'ambiente. Tuttavia, tali progetti presentano inconvenienti significativi, uno dei più importanti è la possibilità di un incidente con il veicolo di lancio. Inoltre, il gran numero di lanci e il loro costo elevato rendono impraticabile questa proposta. La questione è anche complicata dal fatto che non sono ancora stati raggiunti accordi internazionali su questo problema.

Ciclo del combustibile nucleare

Inizio ciclo

I rifiuti delle prime fasi del ciclo del combustibile nucleare sono solitamente rocce di scarto prodotte dall'estrazione dell'uranio e che emettono particelle alfa. Di solito contiene radio e i suoi prodotti di decadimento.

Il principale sottoprodotto dell'arricchimento è l'uranio impoverito, costituito principalmente da uranio-238, con un contenuto di uranio-235 inferiore allo 0,3%. È immagazzinato come UF 6 (esafluoruro di uranio di scarto) e può anche essere convertito in U 3 O 8. L'uranio impoverito viene utilizzato in piccole quantità in aree in cui è apprezzata la sua densità estremamente elevata, ad esempio nella produzione di chiglie per yacht e gusci anticarro. Nel frattempo, in Russia e all'estero, si sono accumulati diversi milioni di tonnellate di rifiuti di esafluoruro di uranio e non ci sono piani per il suo ulteriore utilizzo nel prossimo futuro. L'esafluoruro di uranio di scarto può essere utilizzato (insieme al plutonio riutilizzabile) per creare combustibile nucleare a ossidi misti (che potrebbe essere richiesto se il paese costruisce grandi quantità di reattori veloci) e per diluire l'uranio altamente arricchito, che in precedenza faceva parte delle armi nucleari. Questa diluizione, chiamata anche impoverimento, significa che qualsiasi paese o gruppo che dispone di combustibile nucleare dovrà ripetere un processo di arricchimento molto costoso e complesso prima di poter creare un'arma.

Fine del ciclo

Le sostanze in cui il ciclo del combustibile nucleare è giunto alla fine (per lo più barre di combustibile esaurito) contengono prodotti di fissione che emettono raggi beta e gamma. Possono anche contenere attinidi che emettono alfa, che includono uranio-234 (234 U), nettunio-237 (237 Np), plutonio-238 (238 Pu) e americio-241 (241 Am), e talvolta anche fonti di neutroni come californio-252 (252 Cfr). Questi isotopi sono prodotti nei reattori nucleari.

È importante distinguere tra la lavorazione dell'uranio per la produzione di combustibile e la lavorazione dell'uranio esaurito. Il combustibile usato contiene prodotti di fissione altamente radioattivi. Molti di loro sono assorbitori di neutroni, ricevendo così il nome di "veleni di neutroni". In definitiva, il loro numero aumenta a tal punto che, catturando i neutroni, arrestano la reazione a catena anche quando le aste di assorbimento dei neutroni vengono completamente rimosse.

Il carburante che ha raggiunto questo stato deve essere sostituito con carburante nuovo, nonostante la quantità ancora sufficiente di uranio-235 e plutonio. Il carburante usato viene attualmente inviato allo stoccaggio negli Stati Uniti. In altri paesi (in particolare, in Russia, Gran Bretagna, Francia e Giappone), questo combustibile viene elaborato per rimuovere i prodotti di fissione, quindi dopo il riarricchimento può essere riutilizzato. In Russia, tale carburante è chiamato rigenerato. Il processo di ritrattamento include il lavoro con sostanze altamente radioattive e i prodotti di fissione rimossi dal combustibile sono una forma concentrata di rifiuti radioattivi ad alto livello, proprio come le sostanze chimiche utilizzate nel ritrattamento.

Per chiudere il ciclo del combustibile nucleare, si propone di utilizzare reattori veloci, che consentono il ritrattamento del combustibile che è un rifiuto dei reattori termici.

Sulla proliferazione delle armi nucleari

Quando si lavora con uranio e plutonio, viene spesso considerata la possibilità del loro utilizzo nella creazione di armi nucleari. I reattori nucleari attivi e le scorte di armi nucleari sono strettamente sorvegliati. Tuttavia, i rifiuti radioattivi ad alto livello dei reattori nucleari possono contenere plutonio. È identico al plutonio utilizzato nei reattori ed è composto da 239 Pu (ideale per costruire armi nucleari) e 240 Pu (componente indesiderato, altamente radioattivo); questi due isotopi sono molto difficili da separare. Inoltre, i rifiuti ad alta radioattività dei reattori sono pieni di prodotti di fissione altamente radioattivi; tuttavia, la maggior parte di essi sono isotopi di breve durata. Ciò significa che lo smaltimento dei rifiuti è possibile e dopo molti anni i prodotti di fissione decadranno, riducendo la radioattività dei rifiuti e rendendo più facile lavorare con il plutonio. Inoltre, l'isotopo indesiderato 240 Pu decade più velocemente del 239 Pu, quindi la qualità delle materie prime per le armi aumenta nel tempo (nonostante la diminuzione della quantità). Ciò solleva polemiche sul fatto che nel tempo lo stoccaggio dei rifiuti potrebbe trasformarsi in una sorta di "miniere di plutonio", da cui sarà relativamente facile estrarre materie prime per le armi. Contro queste ipotesi è il fatto che l'emivita di 240 Pu è 6560 anni e l'emivita di 239 Pu è 24110 anni, quindi, l'arricchimento comparativo di un isotopo rispetto all'altro avverrà solo dopo 9000 anni (questo significa che durante questo periodo la frazione di 240 Pu in una sostanza costituita da diversi isotopi si dimezzerà indipendentemente - una tipica trasformazione del plutonio del reattore in plutonio per armi). Di conseguenza, le "miniere di plutonio per armi" se diventano un problema, solo in un futuro molto lontano.

Una soluzione a questo problema è riutilizzare il plutonio riprocessato come combustibile, ad esempio nei reattori nucleari veloci. Tuttavia, l'esistenza stessa di fabbriche di rigenerazione del combustibile nucleare necessarie per separare il plutonio da altri elementi crea un'opportunità per la proliferazione delle armi nucleari. Nei reattori pirometallurgici veloci, i rifiuti risultanti hanno una struttura attinoide, che non consente loro di essere utilizzati per creare armi.

Riciclaggio di armi nucleari

I rifiuti della lavorazione delle armi nucleari (a differenza della loro fabbricazione, che richiede materie prime primarie dal combustibile dei reattori), non contengono fonti di raggi beta e gamma, ad eccezione del trizio e dell'americio. Contengono un numero molto maggiore di attinidi che emettono alfa, come il plutonio-239, che subisce una reazione nucleare nelle bombe, così come alcune sostanze ad alta radioattività specifica, come il plutonio-238 o il polonio.

In passato, il berillio e gli emettitori alfa altamente attivi come il polonio sono stati proposti come armi nucleari nelle bombe. Il plutonio-238 è ora un'alternativa al polonio. Per motivi di sicurezza nazionale, i progetti dettagliati delle bombe moderne non sono trattati nella letteratura a disposizione del pubblico.

Alcuni modelli contengono anche (RTG), che utilizza il plutonio-238 come fonte durevole di energia elettrica per l'elettronica della bomba.

È possibile che il materiale fissile della vecchia bomba da sostituire contenga i prodotti di decadimento degli isotopi di plutonio. Questi includono il nettunio-236 che emette alfa dalle inclusioni di plutonio-240, così come un po' di uranio-235 dal plutonio-239. La quantità di questi rifiuti dal decadimento radioattivo del nucleo della bomba sarà molto piccola e, in ogni caso, sono molto meno pericolosi (anche in termini di radioattività in quanto tale) del plutonio-239 stesso.

Come risultato del decadimento beta del plutonio-241, si forma l'americio-241, un aumento della quantità di americio - un grosso problema rispetto al decadimento del plutonio-239 e del plutonio-240, poiché l'americio è un emettitore gamma (il suo effetto esterno sui lavoratori aumenta) e un emettitore alfa in grado di provocare il rilascio di calore. Il plutonio può essere separato dall'americio in vari modi, tra cui la pirometria e il recupero di solventi acquosi/organici. Anche una tecnologia modificata per estrarre il plutonio dall'uranio irraggiato (PUREX) è uno dei possibili metodi di separazione.

Nella cultura popolare

In realtà, l'effetto dei rifiuti radioattivi è descritto dall'effetto delle radiazioni ionizzanti su una sostanza e dipende dalla sua composizione (quali elementi radioattivi sono inclusi nella composizione). I rifiuti radioattivi non acquisiscono nuove proprietà, non diventano più pericolosi perché sono rifiuti. Il loro maggiore pericolo è spiegato solo dal fatto che la loro composizione è spesso molto diversa (sia qualitativamente che quantitativamente) e talvolta sconosciuta, il che complica la valutazione del grado della loro pericolosità, in particolare le dosi ricevute a seguito dell'incidente.

Guarda anche

Note (modifica)

Link

Sicurezza nella manipolazione dei rifiuti radioattivi. Disposizioni generali. NP-058-04
Radionuclidi chiave e processi di generazione (collegamento non disponibile)
Centro di ricerca nucleare belga - Attività (collegamento non disponibile)
Centro di ricerca nucleare belga - Rapporti scientifici (collegamento non disponibile)
Agenzia internazionale per l'energia atomica - Programma per il ciclo del combustibile nucleare e la tecnologia dei rifiuti (collegamento non disponibile)
(collegamento non disponibile)
Commissione di regolamentazione nucleare - Calcolo della generazione di calore del combustibile esaurito (collegamento non disponibile)

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