Радіоактивні відходи

Радіоактивні відходи - непридатні до використання матеріали, що містять радіоактивні речовини в кількостях, що перевищують допустимі концентрації цих речовин для води. Радіоактивні відходи утворюються при виготовленні ядерного палива і паливних елементів, роботи ядерних реакторів, переробки опромінених паливних елементів, виробництві та використанні штучних і природних радіоізотопів (див. Ізотопи).
До рідким Р. о. відносяться технологічні, дезактиваційні та біологічні (з вивариев) стоки, кубові залишки від упарювання малоактивних стічних вод, відпрацьовані масла, різні органічні розчинники і ін Тверді Р. о. зазвичай складаються зі сміття, що містить скло, папір, текстиль, гуму, дерево, пластмаси, непридатні для подальшого використання деталі обладнання, лабораторні прилади, трупи лабораторних тварин. До твердих Р. о. належать також спецодяг, забруднена радіоактивними речовинами вище рівня активності III групи (500 000 бета-частинок і 7000 альфа-частинок в 1 хв. зі 150 см - поверхні), оскільки спецодяг з таким рівнем радіоактивного забруднення не підлягає дезактивації (див.). Кількість твердих Р. о. приблизно вдвічі перевищує кількість рідких Р. о. Їх цього співвідношення зазвичай виходять при проектуванні пунктів захоронення Р. о. Радіоактивні гази, що утворюються на радіохімічних підприємствах при експлуатації ядерних реакторів і при спалюванні відходів, що містять радіоактивний матеріал, також відносяться до Н. о. Газоподібні викиди містять радіоактивні речовини у вигляді газів, туману і аерозолів.
За ступенем активності радіоактивні відходи поділяються на:
1) слабоактивні шлаки з концентрацією бета-излучаюших радіоізотопів до 10-5 кюрі/л;
2) середньоактивні тверді з концентрацією бета-випромінювачів до 1 кюрі/л; 3) високоактивні
з концентрацією бета-активних радіоактивних речовин понад 1 кюрі/л Головним джерелом високоактивних Р. о. є ядерні реактори.
У США та Англії рідкі радіоактивні відходи також діляться на 3 категорії: високоактивні - з вмістом радіоактивних речовин (РВ) в десятки кюрі на 1 л; середньоактивні тверді - з концентрацією РВ в кілька милликюри або десяті частки кюрі; слабоактивні шлаки - з вмістом РВ, в 100-1000 разів перевищують ГДК, встановлені для води.
Радіоактивні відходи беруть участь у локальному забрудненні радіоактивними речовинами повітря, води, ґрунту та рослин. Радіоактивне забруднення зовнішнього середовища підвищує рівень природного радіоактивного фону і створює небезпеку надходження РВ в організм з водою і харчовими продуктами. Ступінь радіаційної небезпеки у свою чергу визначається кількістю Р. о., які надходять у біосферу, потужністю дози гамма-радіації, розмірами забруднюється території і чисельністю населення, що проживає в даній місцевості. Головна небезпека радіоактивних відходів полягає не в зовнішньому впливі на людину, а проникнення радіоактивних речовин в організм. Звідси очевидна необхідність локалізації Р. о. на місці їх утворення та запобігання можливості їх міграції по харчовим ланцюгам харчування людини і тварин.
Рідкі Р. о. малої та середньої активності, що містять короткоживучі радіоізотопи (Т макс. 15 доб.), витримують у спеціальних ємностях до зниження рівня активності, передбаченого санітарними правилами, після чого скидають у каналізаційну мережу або відводять у водойми. Витримування радіоактивних відходів високої активності економічно невигідно.
Більш поширена очищення радіоактивних стічних вод коагуляцією (див. Очищення води). Для очищення застосовують звичайні коагулянти: Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3 і FeCl3. Перейшли в осад (1-3% обсягу) РВ вивозять на пункти захоронення. Найбільш повна дезактивація стічних вод досягається методом іонного обміну. Цим способом концентрація радіоактивних речовин у стічних водах може бути знижена до рівня ГДК.
Радіоактивні стічні води біологічних і медичних установ до дезактивації піддають очищенню на біофільтрах за схемою обробки господарсько-фекальних стічних вод (див.). Після біологічного очищення стічні води піддають концентрації методом упарювання з подальшим захороненням радіоактивного осаду. Дезактивацію стічних вод після фільтрації через біологічні фільтри виробляють шляхом іонообмінної фільтрації.
У практиці знешкодження рідких радіоактивних відходів широке застосування знаходить метод упарювання стічних вод, що допускає дезактивацію радіоактивних вод будь-якого сольового складу і будь-якого рівня активності і забезпечує високу ступінь дезактивації та отримання концентрованого залишку високої активності. Ефективність цього методу визначається відношенням обсягу рідких Р. о. до обсягу концентрату. Обсяг рідких Р. о. може бути знижений після упарювання в 1000 разів. Метод непридатний при наявності в стічних водах летких радіоактивних речовин (J131 та ін).
Для зменшення обсягу гідратних опадів після упарювання їх піддають зневодненню. Об'єм осаду при цьому зменшується в 10-15 разів. Більш повне видалення вологи з гідратних опадів досягається використанням дренажних пристроїв з подальшим висушуванням на відкритому повітрі. Для повного видалення води осад висушують на сушильних установках, упаковують, відправляють до місця поховання.
Рідкі горючі Радіоактивні відходи, що складаються з мастил, розчинників та екстрагентів (бензину, гасу, ацетону, ефіру, спирту), слід витримувати до спаду активності відповідно до встановлених норм ГДК. Після відповідної витримки горючі Р. о. утилізують або спалюють. При наявності довгоіснуючих радіоізотопів застосовують спалювання, сушку, фільтрацію і відстоювання. Виділені шляхом фільтрації і відстоювання тверді радіоактивні домішки піддають захоронення, подібно твердим Р. о. Їх змішують з піском або землею, упаковують в металеві барабани і заливають розчином бетону. Очищені масла та розчинники утилізують або спалюють.
Для збору, зберігання і перевезення твердих Р. о. застосовують гумові (пластикатовые) або паперові мішки одноразового користування. Невеликі кількості рідких Р. о. іноді піддають отверждению у мішках з поліетилену або хлорвинила додаванням гіпсу, який засипають у мішок товстим шаром перед заповненням радіоактивного рідиною. Упаковані таким чином Р. о. зберігають і перевозять в оборотних транспортних контейнерах. Потужність дози гамма-випромінювання на відстані 1 л від контейнера не повинна перевищувати 3,6 мр/год. У приміщеннях для зберігання контейнерів з радіоактивними відходами, що містять гамма-випромінюючі радіоізотопи, повинні встановлюватися захисні екрани або траншеї, а також холодильники (для зберігання трупів лабораторних тварин і органічних матеріалів). Контейнери та сховища для витримування альфа - і бета-активних Р. о. можуть бути більш простими. Пилоподібні Р. о. упаковують в металеві барабани, після чого кришки запаюють. Предмети лабораторного обладнання та деталі машин, щоб уникнути радіоактивного забруднення транспортних засобів і доріг покривають міцною водотривкої фарбою.
Тверді Р. о. для зниження активності та зменшення їх обсягу витримують, подрібнюють і пресують. Горючі відходи спалюють у спеціальних печах далеко від населених пунктів. Процес спалювання пов'язаний з виділенням диму, що містить радіоактивні аерозолі; для уловлювання їх потрібна складна система очищення.
Спалювання дозволяє зменшити обсяг твердих Р. о. в 20-30 разів, але при цьому утворюються додаткові відходи у вигляді відпрацьованих насадок, фільтрувальних тканин і рідких скрубберных залишків.
Тверді радіоактивні відходи, які містять довгоживучі радіоізотопи, переробляють в тому випадку, коли їх багато і місце освіти знаходиться далеко від пункту захоронення. Тверді Р. о., що містять короткоживучі радіоізотопи (Т 15-60 днів), доцільно витримати протягом часу, рівного 10 полураспадам (відбувається зниження активності в 210=1024 рази). Якщо середній час напіврозпаду лежить в діапазоні 15-60 сут., Р. о. витримують 150-600 добу.
Будь-яка система видалення Р. о. повинна відповідати основним гігієнічним вимогам: 1) абсолютно гарантувати потрапляння радіоактивних речовин у харчові продукти і воду; 2) виключати всяку небезпеку зовнішнього опромінення населення в дозах, що перевищують гранично допустимий рівень; 3) не допускати несприятливого впливу радіоактивних відходів на родовища корисних копалин та ускладнення доступу до них; 4) бути економічно доцільною.

Радіоактивними називають відходи, в яких концентрації радіоактивних речовин перевищують нормативи, встановлені для відповідних середовищ (наприклад, для води, повітря, твердих відходів).
Джерелами радіоактивних відходів є підприємства з видобутку та переробки радіоактивної сировини, виробництва і використання радіоактивних матеріалів, а також установи, де ведуться роботи з радіоактивними ізотопами. Ступінь санітарної шкідливості радіоактивних відходів при безконтрольному видаленні їх обумовлена можливістю забруднення радіоактивними речовинами об'єктів зовнішнього середовища (повітря, води, ґрунту тощо), наслідком чого може бути опромінення людей. Істотне значення при цьому набувають масштабів забруднення місцевості, інтенсивність і тривалість впливу іонізуючих випромінювань на людей.
За фізичним станом радіоактивні відходи поділяються на рідкі, газоподібні і тверді. В санітарному відношенні найбільш серйозної уваги як потенційні чинники забруднення об'єктів зовнішнього середовища заслуговують рідкі і газоподібні радіоактивні відходи, що обумовлено їх здатністю легко поширюватися у відповідних середовищах.
До рідких радіоактивних відходів належать відпрацьовані технологічні розчини, стічні води від миття обладнання, забрудненого радіоактивними речовинами, відповідних приміщень, спецодягу і т. д., води від охолодження атомних реакторів та ін. Відповідно до рекомендацій Міжнародного агентства з атомної енергії 1971 р. рідкі радіоактивні відходи за ступенем радіоактивності поділяються на високоактивні (з концентрацією 10-4 кюрі/л і вище), середньої активності (від 10-4 кюрі/л до 10-8кюрі/л) і слабоактивні шлаки (10-9 кюрі/л і менше). Високоактивні радіоактивні відходи виникають тільки на деяких радіохімічних підприємствах. Вони зберігаються в металевих резервуарах. Рідкі радіоактивні відходи з середніми рівнями активності утворюються на ряді підприємств. Перед видаленням вони піддаються відповідній дезактивації. Слабоактивні шлаки радіоактивні відходи виникають також в установах, де ведуться роботи з радіоактивними речовинами. Умови їх видалення регламентуються санітарними правилами. Санітарна значимість забруднень водойм в результаті безконтрольного спуску в них рідких радіоактивних відходів обумовлена можливістю міграції радіоактивних ізотопів з водойми в організм людини не тільки з питною водою, а також по ланцюгу вода - риба - людина; при іригації - по ланцюгу вода - грунт - рослина - людина та ін.
Основні принципи попередження подібних забруднень зводяться до максимального зменшення кількості (аж до повної ліквідації) рідких радіоактивних відходів, що підлягають видаленню в навколишнє середовище. Це досягається шляхом удосконалення технологічного процесу даного виробництва, введенням оборотних циклів промислового водопостачання з повторним використанням (після очищення рідких радіоактивних відходів. При неможливості введення подібних систем рідкі радіоактивні відходи дезактивують. У тих випадках, коли радіоактивність відходів обумовлена присутністю короткоживучих ізотопів, радіоактивні відходи витримують протягом часу, необхідного для розпаду ізотопів і зниження активності до необхідних величин. При наявності в радіоактивних відходах довгоіснуючих ізотопів застосовують методи, що дозволяють сконцентрувати їх в малому об'ємі (наприклад, коагуляція, відстоювання, фільтрація, ще більш ефективна випарка та ін), з подальшим захороненням концентратів (шламів, осадів). Згідно санітарному законодавству спуск стічних вод у відкриті водойми допускається тільки за умови, якщо концентрації радіоактивних ізотопів у водоймі біля місця їх випуску не перевищують нормативів, встановлених для води.
Газоподібні радіоактивні відходи складаються з радіоактивних газів і аерозолів. Вони можуть виникати при роботі атомних реакторів за рахунок опромінення нейтронами містяться в повітрі газів і домішок, за рахунок видалення радіоактивних газів і парів з виробничих приміщень і т. д.

Сторінки: 1 2