Страшный сон «зеленых»: куда человечество девает радиоактивные отходы
Страшный сон «зеленых»: куда человечество девает радиоактивные отходы
12 месяцев назад 908 hi-tech.mail.ru Автор: Савва Сафонов

Человечество использует атомную энергию не только для выработки электричества и убийства себе подобных. Она находит применение в медицине, приборостроении, исследовательских работах. Но в результате всегда остается материал, достаточно радиоактивный, чтобы нанести вред окружающей среде. Выясняем, как решают этот вопрос в наше время.

В XX веке существовала удивительная концепция «очистки растворением». Сейчас упоминание о ней найти сложно, но в целом идея была удивительная: сливать вредные вещества в природные водоемы, поскольку их концентрация там понизится до безвредных значений. Похожим образом действовали США и СССР на заре атомной гонки. Пример тому — озеро Карачай (оно же — «Водоем-9») в Челябинской области, в которое НПО «Маяк» сливало радиоактивные отходы (а до того — в реку Теча).

Работы по засыпке озера Карачай длились с 1973 по 2015 гг. / Wikimapia
Работы по засыпке озера Карачай длились с 1973 по 2015 гг. / Wikimapia

Это называлось «открытое хранилище». В итоге накопленное излучало радиацию, как шесть Чернобылей, а в годы, когда водоем пересыхал, радиоактивный ил разносило ветром. Полностью засыпать озеро удалось только в 2015 году.

Отработанное топливо АЭС — не отходы 

К счастью, в XXI веке человечество обращается с радиоактивными отходами куда более ответственно. Но для начала давайте определимся, что это такое.

Федеральный закон «Об использовании атомной энергии» говорит, что «Радиоактивные отходы — не подлежащие дальнейшему использованию материалы и вещества, а также оборудование, изделия (в том числе отработавшие источники ионизирующего излучения), содержание радионуклидов в которых превышает уровни, установленные в соответствии с критериями, установленными Правительством Российской Федерации».

То есть с официальной позиции отработанное ядерное топливо с АЭС — не отходы, поскольку может быть использовано снова — в реакторах на быстрых нейтронах. Дело в том, что в ядерном топливе содержание 235U, способного к цепной реакции, составляет 4−5%, максимум — 10%. Остальная масса — преимущественно 238U. Последний при бомбардировке медленными нейтронами в цепную реакцию не вступает.

Быстрые нейтроны, наоборот, вполне способны его расшевелить. При распаде же он способен трансмутировать в плутоний, тоже полезный в хозяйстве. Получается почти безотходное производство. Так что отработанное ядерное топливо в основном не захоранивают, а хранят с прицелом на дальнейшее использование. В России пока есть только пара реакторов на быстрых нейтронах, на Белоярской АЭС, но планов — громадье.

Отходы на любой вкус 

А вот с настоящими радиоактивными отходами (РАО), которые нигде нельзя использовать, все сложнее. Для них есть сложная классификация, суть которой сводится к следующему: самые опасные, 1 и 2 классы РАО, интенсивно излучают не только сильную радиацию, но и тепло, и потому требуют особых условий хранения.

Менее опасные РАО 3−4 категории могут хранить даже на специальных площадках на открытом воздухе. Разумеется, в специальных контейнерах: железобетонных, стальных, свинцовых или полиэтиленовых (с добавлением в этот материал бора). РАО 5-й категории ввиду малой опасности считается допустимым утилизировать закачиванием в глубокие (250−400 м) скважины. Звучит жутковато, но речь, например, о подвергшейся слабому облучению органике. И геологические условия при бурении таких скважин учитывают. Хотя да — все равно слегка похоже на «очистку растворением».

Зачем сжигают радиоактивный мусор 

Если возможно, РАО перед закладкой на хранение или захоронение перерабатывают. Твердые материалы сжигают в печах с высокоэффективной системой фильтрации или прессуют. Жидкие РАО сначала выпаривают до получения сухого осадка. Затем полученный остаток заливают цементом или битумом и уже в таком виде помещают его в контейнер. А контейнер с РАО 3−4 категории отправляют, например, в поверхностное хранилище, расположенное в отчужденной зоне.

Такое хранилище на профессиональном жаргоне называют «коричневой лужайкой». Более симпатичный вариант — «зеленая лужайка», когда хранилище устроено неглубоко под землей, а сверху территория рекультивирована.

Пункт окончательного захоронения «Ла Манш». Дигюльвиль, округ Шербур, Франция / Источник: atomic-energy.ru
Пункт окончательного захоронения «Ла Манш». Дигюльвиль, округ Шербур, Франция / Источник: atomic-energy.ru

Оба варианта хранения безопасны (по крайней мере, в мирное время) — контейнеры герметичны и не пропускают радиацию. Но основание для «лужаек» все равно стараются устроить на скальных горных породах или на мощном бетонном основании. И еще один нюанс связан с такими хранилищами: их стараются строить рядом с источником возникновения РАО. Чтобы снизить риски, связанные с транспортировкой.

Все под землю 

С РАО 1−2 категорий все интереснее. Поскольку они интенсивно излучают радиацию и тепло, строить для них контейнеры — дело неблагодарное. На сегодняшний день наиболее эффективным подходом считается устройство подземных сухих хранилищ. Их устраивают в слабопроницаемых скальных породах на большой глубине, в сейсмобезопасных зонах.

Подземное хранилище отходов в Онкало (Финляндия) / Wikimedia, kallerna, CC BY-SA 3.0
 
Подземное хранилище отходов в Онкало (Финляндия) / Wikimedia, kallerna, CC BY-SA 3.0

В Финляндии с 2015 года такой могильник существует в Онкало. Там и РАО, и отработанное ядерное топливо захоронено в гранитном массиве на глубине около 440 м в медных пеналах, изолированных бентонитовой глиной. Держать его там планируют не менее 100 тыс. лет. Другие скандинавские страны поступают аналогичным образом, благо геология позволяет.

В России таких подземных хранилищ для РАО 1−2 классов пока нет.

Первое прямо сейчас строят рядом с Железногорском (Красноярский край), в глубине Нижнеканского скального массива. По плану в 2023 должна была стартовать проходка трех шахт глубиной 550 м. Параллельно идут исследовательские работы, которые должны подтвердить безопасность хранения РАО.

Строительство хранилища РАО в Железногорске / Источник: babr24.com
Строительство хранилища РАО в Железногорске / Источник: babr24.com

Поскольку хранение радиоактивных отходов дело невыгодное, но ответственное, им занимаются государственные организации. В России для этого с недавних пор существует Национальный оператор по обращению с радиоактивными отходами (НО РАО). В ведении этой организации находятся все ядерные могильники в нашей стране.

0 комментариев
Архив