Проблема отходов ядерного топливного цикла. Способы обращения и захоронения отходов.

Отходы ядерного топливного цикла – это продукты ядерных технологий, не пригодные для полезного применения в каких-либо отраслях промышленности. А также это все материалы и изделия, загрязненные радиоактивными веществами в количествами, превышающем нормы радиационной безопасности, до их дезактивации. Специфическая особенность РАО заключается в невозможности их уничтожения традиционными методами (сжигание или перевод в другую химическую форму). Существующими методами можно только преобразовать РАО в форму удобную для захоронения.

РАО классифицируют по агрегатному состоянию (твердые, жидкие, газообразные), по их удельной активности (высокоактивные, среднеактивные, низкоактивные), по периоду полураспада.

Цель переработки РАО – обеспечить защиту человека и окружающей среды от негативного воздействия радиоактивных веществ (ионизирующее излучение, тепловыделение, химическая токсичность).

Переработка жидких РАО в целом похожа тем, что происходит упаривание жидкости до твердого осадка и дальнейшее внедрение твердых отходов в стеклянную или SYNROC-матрицу (для ВАО) и цементирование или битумирование для среднеактивных и низкоактивных отходов. После временного хранения в специальных хранилищах отходы подлежат захоронению в геологических формациях.

Переработка газообразных отходов включает в себя выдержку газа для устранения короткоживущих радионуклидов, последующую очистку газа с помощью системы фильтров от долгоживущих радионуклидов, снижение уровня радиоактивного загрязнения до предельного допустимого уровня и выброс газа в атмосферу. Фильтры перерабатываются как твердые отходы в зависимости от их удельной активности.

Переработка низкоактивных твердых отходов (куски твелов, ионо-обменные смолы, конструкционные материалы, детали оборудования и т.д.) подлежат плавлению с целью уменьшения объема и дальнейшей контейнеризации для временного хранения и последующего захоронения.

Захоронение возможно в нескольких видах геологических формаций:

1) Соляные месторождения.

Достоинства: высокая теплопроводность, пластичность, непроницаемость для грунтовых вод (здесь имеется ввиду, что гидрогеологические условия этих районов таковы, что соли сохраняются в неизменном состоянии миллионы лет. И это несмотря на хорошую растворимость солей в воде).

Недостатки: растворимость в воде. Потенциальная полезность и возможность промышленных разработок месторождений. Радиолиз под действием ионизирующих излучений с усиленным газовыделением (например, хлора)

2) Глиняные породы.

Достоинства: полная водонепроницаемость, высокая сорбционная (удерживающая) способность, пластичность.

Недостатки: малая сорбционная способность по отношению к некоторым радионуклидам, например: ¹²⁹I, ⁹⁹Tc. Низкая теплопроводность.

3) Скальные породы.

Достоинства: высокая водонероницаемость.

Недостатки: низкая пластичность, растрескиваемость с возможной миграцией радионуклидов в биосферу.