1631124716-ca290a1880d134895afb166158f03ba1 (848591), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Метод удаления в море низкоактивных и средне активных отходов практиковался на протяжении некоторого времени. Былпройден путь от общепринятого метода удаления, который был фактически реализован рядомстран, к методу, который теперь запрещается международными соглашениями.11Рис.
3 Захоронение РАО на дне мирового океана.2.2.3 Удаление в космическое пространствоЭтот вариант ставит своей целью удаление радиоактивных отходов с Земли навсегда,выбрасывая их в космос. Очевидно, что отходы при этом должны упаковываться так, чтобыоставаться неповрежденными при сценариях самых немыслимых аварий. Ракета иликосмический челнок могли бы использоваться для запуска упакованных отходов вкосмическое пространство. Рассматривалось несколько конечных пунктов назначенияотправки отходов, включая направления их в сторону Солнца, сохранение на орбите вокругСолнца между Землей и Венерой и выбросом отходов вообще за пределы солнечной системы.Это необходимо из-за того, что размещение отходов в космическом пространстве наоколоземной орбите чревато возможным их возвращением на Землю.Высокая стоимость этого варианта означает, что такой метод удаления радиоактивныхотходов мог бы быть подходящим для отходов высокого уровня активности или дляотработанного топлива (то есть для долгоживущего высокорадиоактивного материала,который относительно мал по своему объему).
Переработка отходов могла бы потребоваться,чтобы отделить наиболее радиоактивные материалы для удаления в космическоепространство и, следовательно, уменьшить объем транспортируемого груза. Этот вариант небыл реализован, и дальнейшие исследования не проводились из-за высокой стоимости и из-зааспектов безопасности, связанных с возможным риском неудачного запуска. [8]122.2.4 Захоронение в горных породах материковКонцепция долговременной изоляции РАО в специальных могильниках, сооруженных вгорных породах основана на том, что залежи естественных радионуклидов (ЕРН) –месторождения урана, находятся в определенных участках земной коры в течение сотен тысячи даже миллионов лет. Наиболее удобно и выгодно хранить отходы на месте ихвозникновения.Этоэкономитвремя,средства,снимаетпроблемубезопаснойтранспортировки.
В данном случае перспективно захоронение РАО в скважинныхмогильниках (если позволяют геологические условия). Проходка скважин большого диаметране требует значительных капитальных затрат и позволяет производить захоронение ВАО всравнительно небольших по размерам геологических блоках пород. Зарубежный иотечественный опыт продемонстрировал обеспечение гарантий безопасности и высокуюэкономическую эффективность захоронения ЖРО среднего и низкого уровней активностипутем их закачки в водоносные горизонты с застойными водами, непригодными для бытовогоиспользования.
При этом эффективно их подземное отверждение. Общепризнаннойконцептуальной основой безопасного захоронения ВАО является принцип «мультибарьернойстратегии» (рис.2), или «глубокоэшелонированной обороны», в соответствии с которымизоляция отходов должна обеспечиваться несколькими барьерами.Рис. 4. Принцип «мультибарьерной стратегии»Для отвержденных отходов такими барьерами служат: консервирующая матрица,коррозионностойкий контейнер, буфер из слабопроницаемого сорбционного материала,горная порода, окружающая могильника.Первым барьером является консервирующая матрица, материал которой должен надежновоспрепятствовать растворению радионуклидов в подземных водах. В качестве такой13матрицы, например, может быть использовано боросиликатное стекло или алюмофосфатноестекло.Главная задача контейнера – предотвратить контакт радионуклидов с подземными водамив течение 300–1000 лет, т. е.
срока, достаточного для того, чтобы концентрации Sr и Csснизились до безопасного уровня, а общая радиоактивность отходов достигла значений,соизмеримых с урановыми рудами. В качестве материала для контейнеров предлагаетсяиспользовать нержавеющую сталь, титан, циркониевый сплав, медь, коррозионностойкийчугун и др.Третьим барьером является сорбционноемкий материал, заполняющий пространствомежду контейнером и стенками ячейки (или ее бетонной облицовки), куда помещаютконтейнер с отходами. В качестве такого материала обычно рассматриваются бентониты ицеолиты. В большинстве проектов как сорбционный барьер «буфера» и «забивки»предусматривается применение бентонитовых глин с примесью кварцевого песка.
Добавкапоследнегопредназначенадляповышениятеплопроводностиматериала.Высокуюперспективность для использования в качестве сорбционного барьера имеют эпигенетическиеминералы, образовавшиеся по основным и ультраосновным породам. К этим минераламотносятся: монтмориллонит, хлорит, серпентин, разнообразные слоистые алюмосиликаты,гидроокислы железа, титана, марганца и др. Наиболее важная особенность данных минераловзаключается в их способности сорбировать широкий спектр радионуклидов. Стоимость такихматериалов достаточно низка. Кроме сорбции радионуклидов, «буферы» и «забивки» из-занизкой водопроницаемости препятствуют контакту ВАО с трещинными водами. Насыщенныйводой материал буфера служит средой, через которую массообмен ВАО с трещинными водамиосуществляетсяпосредствомэффективномуиспользованиюдиффузии.Данныйсорбционныхмеханизмсвойствспособствуетматериала.Буфернаиболеевыполняетпространство между контейнером с отходами и вмещающими породами.
Забивочнымматериалом заполняется горная выработка после того, как во всех ячейках размещеныконтейнеры. С помощью «буферов» и «забивок» можно создать условия, препятствующиемиграции радионуклидов. В общем случае таким условиям отвечает восстановительнаяслабощелочная среда. Понижение окислительно-восстановительного потенциала может бытьобеспечено за счет введения в «буферы» и «забивки» примеси углистых сланцев или другихуглеродсодержащих материалов.Несмотря на привлекательность «многобарьерной защиты», следует учитывать, чтообычные конструкционные материалы в масштабе геологического времени разрушаются,например, бетон – за 100 лет, сталь – за 10–1000 лет.
Лишь некоторые дорогостоящиематериалы типа золота, платины и, возможно, свинца, меди, определенных видов стекол и14плавленого камня считаются достаточно стойкими. Поэтому основным барьером на путимиграции радиоактивных веществ должна быть сама геологическая среда, которая принадлежащем выборе ее типа и участка гораздо стабильнее, чем любые искусственные барьеры.Если к упаковкам с РАО нет доступа воды, то даже при разрушении конструкции и прямомконтакте отходов с породой коэффициент диффузии радионуклидов в матрице и грунте стольмал, что за миллионы лет они могут переместиться всего на несколько метров.
Контакт же сводными потоками приводит к выносу радионуклидов из матрицы в горный массив. Поэтомубезопасность хранилища напрямую зависит от способности миграции радионуклидов в потокегрунтовых вод. Хранилища и пункты захоронения – это геотехнологические системы,имеющие важные особенности. Прежде всего горная порода, в которой они размещаются,должна характеризоваться низким содержанием вод и высокой водонепроницаемостью.Массивы скальных пород обычно обводнены на большую глубину, разбиты тектоническимитрещинами, нередко перемяты. Наименее водопроницаемы массивы каменной соли. Однако ив них существуют капиллярные каналы, заполненные рассолом, которые медленнопередвигаются к источнику тепла, т.
е. мигрируют в сторону РАО. Еще одна особенностьповедения воды при захоронении отходов в полостях внутри соляных массивов – ее испарениена теплом дне полости и конденсация на более холодном своде. В результате сводрастворяется и полость постепенно перемещается вверх – «всплывает». Этот процесс весьмамедленный, но оценки показывают, что за время существования пункта захоронения полостьможет всплыть на десятки метров. Большое значение имеет совместимость конструкционныхматериалов, особенно наружного слоя упаковки РАО, с породой и грунтовой водой. Взависимости от материала контейнера, температуры, типа вод и породы нужно учитывать, каквыщелачивание стеклоблоков, бетонных, битумных и керамических блоков под действиемвод, так и коррозию стальных или других оболочек. Так, в каменной соли в присутствии влагикоррозия металлических контейнеров.
В породах типа базальта достаточно надежнымсчитается захоронение остеклованных ВАО в многослойном контейнере из меди илинержавеющей стали с добавками В, Cd, Cu, Ti, Рb. В последнее время многие страныпридерживаются концепции окончательного удаления РАО в глубокие геологическиеформации: глины, скальные породы, каменную соль. [3]2.3 Дожигание РАОПроцесс сжигания трансурановых элементов(ТРУ) заключается в трансформации их ядерпутем реакции деления. В случае быстрых нейтронов (>0.1МэВ) вероятность деления ядерзначительно более высокая, чем для тепловых нейтронов(~0.025эВ). Используемые внебольших количествах реакторы на быстрых нейтронах, работающие в надкритическомрежиме, в качестве топлива используют уран-плутониевую смесь.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
