Компьютерра - Компьютерра PDA N71 (06.11.2010-13.11.2010)
- Анатолий Евгеньевич, какие существуют источники радиоактивных отходов?
- Основным источником радиоактивных отходов является ядерный цикл. В мирном приложении это топливно-ядерный цикл, который включает в себя цепь производств от получения урановой руды до консервации отходов. В военном приложении это также цепь производств от наработки плутония-239, из которого состоит начинка ядерных боезарядов, до систем поддержания боеготовности ядерных зарядов.
Кроме атомной энергетики, конечно, есть и другие источники радиоактивных материалов, прежде всего, это нефтедобыча. Например, попутные воды могут содержать высокие концентрации радия и радона. Вплоть до того, что на первых этапах изучения и применения радиоактивных веществ, когда существовала необходимость в радии, а не в уране, попутные воды рассматривали как радиевое сырье. Для этого даже существовали заводы, которые вырабатывали доли грамма радия в год, и на тот момент это было рентабельным.
Для нефтяных месторождений Западной Сибири эти высокие содержания радионуклидов скорее несвойственны, по опыту наблюдений на месторождениях мы не встречали повышения гамма фона. Однако специалисты из региональной СЭС г. Ханты-Мансийск встречали коммуникации и нефтяное оборудование, которое попадает в категорию радиоактивных отходов.
Следующий источник радиоактивных отходов - это металлургия. Дело в том, что руды редкоземельных элементов часто содержат и радиоактивные элементы. И при извлечении одних элементов другие в хвостах, наоборот, накапливаются. Например, на Челябинском электрометаллургическом комбинате в 2000 году мы находили в шлаках радиоактивные аномалии под сто и выше микрорентген в час. Причем, самое неприятное, что они находились в пылеватых фракциях и при сильном ветре могли легко подниматься в воздух и попадать в легкие.
Угольная энергетика - также может являться источником РАО. Уголь, как правило, содержит некоторое количество естественных радионуклидов, существуют даже ограничения по содержанию радиоактивных элементов в углях, которые используются на ТЭЦ. В Советском Союзе существовали предприятия, которые использовали уголь, обогащенный ураном, сжигали его, в результате получали золу, которая являлась кондиционной урановой рудой. Поэтому когда сторонники атомных станций заявляют, что нормальная ТЭЦ выбрасывает в среду радиоактивных веществ на порядки больше, чем сопоставимая по мощности АЭС, с этим нельзя не согласиться.
Из менее значимых источников РАО можно привести медицину - те же самые рентгеновские аппараты; также это научные центры, где тоже используются некоторые источники гамма и бета-излучения. Радиоактивные элементы применялись еще и в пожарных датчиках.
- Какие виды радиоактивных отходов существуют и чем они опасны?
Современные производства не в состоянии проводить 100% переработку сырья, поэтому на каждом этапе образуются те или иные отходы. Опасны они в том случае, если начинают бесконтрольно распространяться в окружающей среде и попадают в пищевые цепи. Какие из отходов считать наиболее опасными? С точки зрения обращения с ними, это, наверное, высокоактивные жидкие отходы (ВАО), получаемые в результате переработки ТВЭЛов на радиохимических производствах. В нашей стране и в США это преимущественно ЖРО, накопленные при изготовлении ядерного оружия. Переработка топливных сборок пока еще недостаточно развита. В частности, на Красноярском горно-химическом комбинате примерно 20 лет строят завод РТ-2, который, как планируется, и будет перерабатывать ввозимое отработанное топливо, но когда он будет пущен в эксплуатацию, пока неясно.
- Почему высокоактивные жидкие отходы самые опасные?
- Потому что до сих пор специалисты не пришли к единому мнению, что именно нужно с ними делать. Ведь их нужно захоронить так, чтобы они гарантировано не попали в среду обитания. При этом противники ядерной энергии ставят настолько жесткие условия консервации, что их выполнение зачастую в принципе невозможно как технологически, так и экономически. Хотя МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергии) еще в 1981 году провозгласило необходимость их связывания и отверждения, на данный момент эта задача не решена. Сегодня такие отходы либо накапливают, либо, как у нас происходит в Томске, разбавляют и закачивают в глубинные горизонты. Англия и Франция на заре своей ядерной индустрии нашли и еще один вариант: они многократно разбавляли отходы и сливали их в океан. В определенный момент скандинавы в донных отложениях у своих берегов начали фиксировать радионуклиды. Тогда англичане и французы вынуждены были прекратить это.
-Можно ли считать отходами отработанное ядерное топливо?
- Что такое отходы? Это вещества, которые непригодны для дальнейшего использования. Но существует ряд оговорок в рамках экологии, экономической ситуации, либо политики. То, что сейчас считается отходами, завтра ценное сырьё. Очень хороший пример - это отвалы полиметаллических месторождений из района месторождений рудных гор в Чехии. Там веками копились отвалы, потом, когда открыли радиоактивность, появилась потребность в радии. Отвалы превратились в руду. А в конце 40х гг часть пород из этих же отвалов вывозились в Советский Союз уже как урановые руды. Поэтому то, что сейчас считается отходами, в дальнейшем может использоваться. Много недоразумений вызвано тем, что существуют разные варианты топливно-ядерного цикла. И то, что при разомкнутом варианте цикла является конечным продуктом, предназначенным для утилизации, в варианте замкнутого цикла - промежуточный продукт.
Топливный ядерный цикл. Справочник по ядерной технологии, М. 1989.
Топливный ядерный цикл - это достаточно сложная технологическая система предприятий. Если для угольной энергетики в минимальном варианте достаточно шахты, в которой добывают уголь, и печки в которой его сжигают, то с ядерной энергетикой ситуация сложнее. Сначала на рудниках и горно-обогатительных комбинатах добывается урановая руда и происходит её обогащение. Затем из руды, содержащей кроме урана еще множество соединений, выделяется оксид урана. Следующим этапом является перевод оксида урана в гексафторид урана, в этой форме происходит обогащение природного урана, содержащего 0,72 % изотопа урана-235 в топливный, содержащий 2-5% урана-235 или оружейный, содержащий 95 % урана-235. Затем уран вновь переводится в оксид, в твердую форму, и только потом из него можно делать ТВЭЛы, которые поступают на АЭС. В реакторах атомных станций, в соответствии с режимом, они определенное количество времени выделяют тепло. После извлечения из АЭС они превращаются в отработанное ядерное топливо. Экономически их невыгодно выжигать до той стадии, чтобы урана в них совсем не осталось. Поэтому после извлечения остаточное содержание урана составляет десятые доли процента. Потом отработанные сборки попадают в приреакторное хранилище, где они несколько лет лежат для того, чтобы короткоживущие элементы распались, и сборка "остыла", то есть излучение снизилось настолько, чтобы её можно было транспортировать или перерабатывать.
-А в каких условиях хранятся сборки?
-На каждой станции существуют приреакторные хранилища, представляющие собой бассейны с водой, которая необходима для поглощения гамма-излучения. После того, как сборка отлежалась в приреакторном хранилище, с ней нужно что-то делать. Есть разные варианты топливно-ядерного цикла: открытый и замкнутый. При открытом отработанное топливо является отходом и больше не используется. В соответствии с этим подходом, после того, как сборка вылежалась, и ее можно транспортировать, ее помещают в специальные хранилища. В Америке долгое время собирались хранить такие сборки в горе Юкка-Маунтин, но сейчас администрация Б. Обамы от этого проекта начинает отказываться, но это не означает отказ США от ядерной энергетики вообще, а подразумевает переход на замкнутый ядерный топливный цикл, то есть переработку отходов.
Что значит "переработка"? Сборку привозят на радиохимическое предприятие, где ее разбирают, извлекают оставшийся уран, плутоний, радионуклиды, которые можно использовать в медицине и технике. После этого уран (либо уран совместно с плутонием) снова идут на изготовление топлива, а оставшиеся невостребованными элементы, находящиеся в жидкой форме, так называемые жидкие радиоактивные отходы (ЖРО), должны отверждаться и захораниваться. Если раньше сторонниками открытого ядерного цикла была Европа и Америка, то сейчас только европейские страны стоят на такой позиции. В начале этого года у нас была встреча со шведскими специалистами. Они готовят у себя проект по разработке могильников радиоактивных отходов, уже выбрали площадку, на которой это будет происходить. Само хранилище будет представлять собой подземные галереи, в которых через небольшие интервалы пробьются колодцы, в которые будут закладываться отработанные сборки на неопределенно долгое время.
