Jump to content

Радиоактивные отходы

(Перенаправлено из Ядерные отходы )
Таиландский институт ядерных технологий (TINT) бочки с низкоактивными радиоактивными отходами

Радиоактивные отходы – это тип опасных отходов , содержащих радиоактивный материал . Радиоактивные отходы являются результатом многих видов деятельности, включая ядерную медицину , ядерные исследования , атомной энергии производство , вывод из эксплуатации ядерных объектов , добычу редкоземельных элементов и переработку ядерного оружия . [1] Хранение и утилизация радиоактивных отходов регулируются государственными органами в целях защиты здоровья человека и окружающей среды.

Радиоактивные отходы в целом подразделяются на 3 категории: низкоактивные отходы (НАО), такие как бумага, тряпки, инструменты, одежда, которые содержат небольшие количества преимущественно короткоживущей радиоактивности; отходы средней активности (САО), которые содержат более высокие количества радиоактивности и требуют некоторой защиты; и высокоактивные отходы (ВАО), которые являются высокорадиоактивными и горячими из-за остаточного тепла, поэтому требуют охлаждения и защиты.

На по переработке ядерного топлива заводах около 96% отработавшего ядерного топлива перерабатывается обратно в топливо на основе урана и смешанное оксидное (МОКС) топливо . Оставшиеся 4% — это второстепенные актиниды и продукты деления , последние из которых представляют собой смесь стабильных и быстро распадающихся (вероятнее всего, уже распавшихся в БВ ) элементов, среднеживущих продуктов деления, таких как стронций-90 и цезий-137. и, наконец, семь долгоживущих продуктов деления с периодом полураспада от сотен тысяч до миллионов лет. Между тем, второстепенные актиниды представляют собой тяжелые элементы, отличные от урана и плутония, которые образуются в результате захвата нейтронов . Период их полураспада варьируется от нескольких лет до миллионов лет, и как альфа-излучатели они особенно радиотоксичны. Несмотря на то, что существуют предлагаемые (и в гораздо меньшей степени текущие) варианты использования всех этих элементов, переработка в промышленных масштабах с использованием процесса PUREX утилизирует их как отходы вместе с продуктами деления. Отходы впоследствии преобразуются в стеклоподобную керамику. для хранения в глубоком геологическом хранилище .

Срок хранения радиоактивных отходов зависит от типа отходов и содержащихся в них радиоактивных изотопов. Краткосрочными подходами к хранению радиоактивных отходов являются их сегрегация и хранение на поверхности или вблизи поверхности земли. Захоронение в глубоком геологическом хранилище является предпочтительным решением для долгосрочного хранения высокоактивных отходов, тогда как повторное использование и трансмутация являются предпочтительными решениями для сокращения запасов ВАО. Границы переработки отработавшего ядерного топлива являются нормативными и экономическими, а также проблемой радиоактивного загрязнения , если процессы химического разделения не могут обеспечить очень высокую чистоту. Более того, элементы могут присутствовать как в полезных, так и в вредных изотопах, что потребует дорогостоящего и энергоемкого разделения изотопов для их использования, что в настоящее время является неэкономической перспективой.

Сводные данные об объемах радиоактивных отходов и подходах к обращению с ними для большинства развитых стран представляются и периодически пересматриваются в рамках совместной конвенции Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ). [2]

Природа и значение

[ редактировать ]

Радиоактивные отходы обычно состоят из ряда радионуклидов , которые представляют собой нестабильные изотопы элементов, которые подвергаются распаду и тем самым испускают ионизирующее излучение , вредное для человека и окружающей среды. Различные изотопы испускают разные типы и уровни радиации, которые сохраняются в течение разных периодов времени.

Среднеживущий
продукты деления [ нужны дальнейшие объяснения ]
t ½
( год )
Урожай
( % )
вопрос
( кэВ )
Выход
155 Евросоюз 4.76 0.0803 252 Выход
85 НОК 10.76 0.2180 687 Выход
113 м компакт-диск 14.1 0.0008 316 б
90 старший 28.9 4.505   2826 б
137 Cs 30.23 6.337   1176 б с
121 м Сн 43.9 0.00005 390 Выход
151 см 88.8 0.5314 77 б
Нуклид т 1 2 Урожай вопрос [а 1] Выход
( И ) (%) [а 2] ( кэВ )
99 Тс 0.211 6.1385 294 б
126 Сн 0.230 0.1084 4050 [а 3] б в
79 Се 0.327 0.0447 151 б
135 Cs 1.33 6.9110 [а 4] 269 б
93 Зр 1.53 5.4575 91 Выход
107 ПД 6.5   1.2499 33 б
129 я 15.7   0.8410 194 Выход
  1. ^ Энергия распада делится между β , нейтрино и γ, если таковые имеются.
  2. ^ За 65 делений тепловыми нейтронами 235 Ю и 35 из 239 Мог .
  3. ^ Имеет энергию распада 380 кэВ, но продукт распада 126 Sb имеет энергию распада 3,67 МэВ.
  4. ^ В тепловых реакторах ниже, потому что 135 Xe , его предшественник, легко поглощает нейтроны .

Радиоактивность всех радиоактивных отходов со временем ослабевает. Все радионуклиды, содержащиеся в отходах, имеют период полураспада — время, необходимое для того, чтобы половина атомов распалась на другой нуклид . В конце концов, все радиоактивные отходы распадаются на нерадиоактивные элементы (т.е. стабильные нуклиды ). Поскольку радиоактивный распад подчиняется правилу полураспада, скорость распада обратно пропорциональна продолжительности распада. Другими словами, излучение долгоживущего изотопа, такого как йод-129, будет гораздо менее интенсивным, чем излучение короткоживущего изотопа, такого как йод-131 . [3] В двух таблицах показаны некоторые основные радиоизотопы, периоды их полураспада и их радиационный выход как доля выхода деления урана-235.

Энергия и тип ионизирующего излучения, испускаемого радиоактивным веществом, также являются важными факторами, определяющими его угрозу для человека. [4] Химические свойства радиоактивного элемента будут определять, насколько мобильно вещество и насколько вероятно его распространение в окружающую среду и загрязнение человека. [5] Ситуация еще больше усложняется тем фактом, что многие радиоизотопы распадаются не сразу до стабильного состояния, а скорее до радиоактивных продуктов распада внутри цепочки распада, прежде чем в конечном итоге достичь стабильного состояния.

Фармакокинетика

[ редактировать ]

Воздействие радиоактивных отходов может нанести вред здоровью из-за воздействия ионизирующего излучения. У человека доза в 1 зиверт несет в себе 5,5% риск развития рака. [6] а регулирующие органы предполагают, что риск линейно пропорционален дозе даже для низких доз. Ионизирующее излучение может вызвать делеции в хромосомах. [7] развивающийся организм, такой как плод Если облучается , возможно возникновение врожденного дефекта , но маловероятно, что этот дефект будет в гамете образующей гамету или в клетке, . Частота радиационно-индуцированных мутаций у людей невелика, как и у большинства млекопитающих, из-за естественных механизмов восстановления клеток, многие из которых только сейчас стали известны. Эти механизмы варьируются от восстановления ДНК, мРНК и белков до внутреннего лизосомного переваривания дефектных белков и даже индуцированного клеточного самоубийства — апоптоза. [8]

В зависимости от режима распада и фармакокинетики элемента (как организм его перерабатывает и насколько быстро) угроза от воздействия той или иной активности радиоизотопа будет различаться. Например, йод-131 является короткоживущим бета- и гамма- излучателем, но поскольку он концентрируется в щитовидной железе, он более способен вызвать повреждение, чем цезий -137, который, будучи водорастворимым , быстро выводится через мочу. Аналогичным образом, альфа -излучающие актиниды и радий считаются очень вредными, поскольку они, как правило, имеют длительный биологический период полураспада , а их излучение имеет высокую относительную биологическую эффективность , что делает его гораздо более разрушительным для тканей на количество выделенной энергии. Из-за таких различий правила определения биологического ущерба сильно различаются в зависимости от радиоизотопа, времени воздействия, а иногда и природы химического соединения, содержащего радиоизотоп.

Источники

[ редактировать ]
Актиниды [9] по цепочке распада Период полураспада
диапазон ( а )
деления Продукты 235 U по доходности [10]
4 n 4 n + 1 4 n + 2 4 n + 3 4.5–7% 0.04–1.25% <0,001%
228 Солнце 4–6 а 155 Евросоюз то есть
244 См ƒ 241 Мог ƒ 250 См. 227 И 10–29 а 90 старший 85 НОК 113 м компакт-диск то есть
232 В ƒ 238 Мог ƒ 243 См ƒ 29–97 а 137 Cs 151 см то есть 121 м Сн
248 Бк [11] 249 См. ƒ 242 м Являюсь ƒ 141–351 а

Никакие продукты деления не имеют периода полураспада.
в диапазоне 100 А–210 ка...

241 Являюсь ƒ 251 См. ƒ [12] 430–900 а
226 Солнце 247 Бк 1,3–1,6 тыс. лет назад
240 Мог 229 че 246 См ƒ 243 Являюсь ƒ 4,7–7,4 тыс. лет назад
245 См ƒ 250 См 8,3–8,5 тыс. лет назад
239 Мог ƒ 24,1 раза
230 че 231 Хорошо 32–76 лет
236 Например ƒ 233 В ƒ 234 В 150–250 тыс. лет назад 99 Тс 126 Сн
248 См 242 Мог 327–375 г. 79 Се
1,53 млн лет назад 93 Зр
237 Например ƒ 2,1–6,5 млн лет назад 135 Cs 107 ПД
236 В 247 См ƒ 15-24 млн лет назад 129 я
244 Мог 80 млн лет назад

... не более 15,7 млн ​​лет назад [13]

232 че 238 В 235 В ƒНет 0,7–14,1 млрд лет назад

Радиоактивные отходы происходят из нескольких источников. В странах, где есть атомные электростанции, ядерное вооружение или заводы по переработке ядерного топлива, большая часть отходов образуется в результате ядерного топливного цикла и переработки ядерного оружия. Другие источники включают медицинские и промышленные отходы, а также радиоактивные материалы природного происхождения (НОРМ), которые могут концентрироваться в результате переработки или потребления угля, нефти и газа, а также некоторых полезных ископаемых, как описано ниже.

Ядерный топливный цикл

[ редактировать ]

Внешний интерфейс

[ редактировать ]

Отходы начальной стадии ядерного топливного цикла обычно представляют собой альфа-излучающие отходы добычи урана. Он часто содержит радий и продукты его распада.

Концентрат диоксида урана (UO 2 ), полученный в горнодобывающей промышленности, примерно в тысячу раз радиоактивнее гранита, используемого в зданиях. Его очищают от желтого кека (U 3 O 8 ), затем конвертируют в газообразный гексафторид урана (UF 6 ). В виде газа он подвергается обогащению с целью увеличения содержания U-235 с 0,7% до примерно 4,4% (НОУ). Затем его превращают в твердый оксид керамики (UO 2 ) для сборки в качестве топливных элементов реактора. [14]

Основным побочным продуктом обогащения является обедненный уран (DU), главным образом изотоп U-238 , с содержанием U-235 ~0,3%. Он хранится либо в виде UF 6 , либо в виде U 3 O 8 . Некоторые из них используются там, где их чрезвычайно высокая плотность делает их ценными, например, в противотанковых снарядах и, по крайней мере, в одном случае даже в киле парусной лодки . [15] Он также используется вместе с плутонием для производства смешанного оксидного топлива (МОХ) и для разбавления или разбавления высокообогащенного урана из запасов оружия, который сейчас перенаправляется в реакторное топливо.

Задняя часть

[ редактировать ]

Задняя часть ядерного топливного цикла, в основном отработанные топливные стержни , содержит продукты деления , испускающие бета- и гамма-излучение, и актиниды, испускающие альфа-частицы , такие как уран-234 (период полураспада 245 тысяч лет), нептуний-237 ( 2,144 миллиона лет), плутоний-238 (87,7 лет) и америций-241 (432 года), а также иногда некоторые излучатели нейтронов, такие как калифорний (период полураспада калифорния-251 898 лет). Эти изотопы образуются в ядерных реакторах .

Важно отличать переработку урана для производства топлива от переработки отработанного топлива. Использованное топливо содержит высокорадиоактивные продукты деления (см. ниже высокоактивные отходы). Многие из них являются поглотителями нейтронов, называемыми нейтронными ядами в данном контексте . В конечном итоге они достигают уровня, при котором они поглощают так много нейтронов, что цепная реакция прекращается, даже если стержни управления полностью удалены из реактора. В этот момент топливо в реакторе необходимо заменить свежим, хотя в нем все еще присутствует значительное количество урана-235 и плутония . В США это отработанное топливо обычно «хранится», тогда как в других странах, таких как Россия, Великобритания, Франция, Япония и Индия, топливо перерабатывается для удаления продуктов деления, а затем топливо может быть переработано. -использовал. [16] Продукты деления, удаленные из топлива, представляют собой концентрированную форму высокоактивных отходов, как и химические вещества, используемые в процессе. В то время как большинство стран перерабатывают топливо, используя одиночные плутониевые циклы, Индия планирует несколько схем переработки плутония. [17] и Россия следует замкнутому циклу. [18]

Состав топлива и долговременная радиоактивность

[ редактировать ]
Активность U-233 для трех видов топлива. В случае МОХ количество U-233 увеличивается в течение первых 650 тысяч лет, поскольку оно образуется в результате распада Np-237 , который образовался в реакторе в результате поглощения нейтронов U-235.
Суммарная активность по трем видам топлива. В области 1 — излучение короткоживущих нуклидов, в области 2 — от Sr-90 и Cs-137 , а крайний справа — распад Np-237 и U-233.

Использование разных видов топлива в ядерных реакторах приводит к получению разного состава отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) с разными кривыми активности. Наиболее распространенным материалом является U-238 с другими изотопами урана, другими актинидами, продуктами деления и продуктами активации. [19]

Долгоживущие радиоактивные отходы из задней части топливного цикла особенно актуальны при разработке полного плана обращения с отходами ОЯТ. При рассмотрении долговременного радиоактивного распада актиниды в ОЯТ оказывают значительное влияние из-за их характерно длительного периода полураспада. В зависимости от того, чем ядерный реактор заправлен , состав актинидов в ОЯТ будет разным.

Примером такого эффекта является использование ядерного топлива с торием . Th-232 — это воспроизводящий материал, который может подвергаться реакции захвата нейтронов и двум бета-распадам, приводящим к образованию делящегося U-233 . ОЯТ цикла с торием будет содержать U-233. Его радиоактивный распад будет сильно влиять на долгосрочную кривую активности ОЯТ в течение примерно миллиона лет. Сравнение активности, связанной с U-233, для трех разных типов ОЯТ можно увидеть на рисунке вверху справа. Сожженное топливо представляет собой торий с реакторным плутонием (RGPu), торий с оружейным плутонием (WGPu) и смешанное оксидное топливо (MOX, без тория). Для RGPu и WGPu можно увидеть начальное количество U-233 и его распад в течение примерно миллиона лет. Это влияет на общую кривую активности трех видов топлива. Первоначальное отсутствие U-233 и его дочерних продуктов в МОКС-топливе приводит к более низкой активности в области 3 рисунка справа внизу, тогда как для RGPu и WGPu кривая сохраняется выше из-за присутствия U-233, который полностью не разложилась. Ядерная переработка может удалить актиниды из отработавшего топлива, чтобы их можно было использовать или уничтожить (см. Долгоживущие продукты деления § Актиниды ).

Проблемы распространения

[ редактировать ]

Поскольку уран и плутоний являются материалами для ядерного оружия , существуют опасения по поводу их распространения. Обычно (в отработавшем ядерном топливе) плутоний представляет собой плутоний реакторного качества . Помимо плутония-239 , который весьма пригоден для создания ядерного оружия, он содержит большое количество нежелательных примесей: плутоний-240 , плутоний-241 и плутоний-238 . Эти изотопы чрезвычайно трудно разделить, и существуют более экономически эффективные способы получения делящегося материала (например, обогащение урана или специальные реакторы для производства плутония). [20]

Высокоактивные отходы полны высокорадиоактивных продуктов деления , большинство из которых относительно недолговечны. Это вызывает беспокойство, поскольку если отходы хранятся, возможно, в глубоких геологических хранилищах, в течение многих лет продукты деления распадаются, что снижает радиоактивность отходов и облегчает доступ к плутонию. Нежелательный загрязнитель Pu-240 распадается быстрее, чем Pu-239, поэтому качество материала бомбы со временем увеличивается (хотя его количество за это время также уменьшается). Таким образом, некоторые утверждают, что с течением времени эти глубокие хранилища могут стать «плутониевыми рудниками», из которых можно будет получить материал для ядерного оружия с относительно небольшими трудностями. Критики последней идеи отмечают, что сложность извлечения полезного материала из закрытых глубоких хранилищ делает другие методы предпочтительными. В частности, высокая радиоактивность и тепло (80 °C в окружающей породе) значительно усложняют добычу полезных ископаемых, а необходимые методы обогащения требуют высоких капитальных затрат. [21]

Pu-239 распадается до U-235, который пригоден для использования в оружии и имеет очень длительный период полураспада (примерно 10 9 годы). Таким образом, плутоний может распасться и оставить уран-235. Однако современные реакторы лишь умеренно обогащены U-235 по сравнению с U-238, поэтому U-238 продолжает служить агентом денатурации для любого U-235, образующегося в результате распада плутония.

Одним из решений этой проблемы является переработка плутония и использование его в качестве топлива, например, в быстрых реакторах . В пирометаллургических быстрых реакторах выделенные плутоний и уран загрязнены актинидами и не могут быть использованы для ядерного оружия.

Вывод из эксплуатации ядерного оружия

[ редактировать ]

Отходы от вывода из эксплуатации ядерного оружия вряд ли будут содержать много бета- или гамма-активности, кроме трития и америция . Он, скорее всего, будет содержать альфа-излучающие актиниды, такие как Pu-239, который является делящимся материалом, используемым в ядерных бомбах, а также некоторые материалы с гораздо более высокой удельной активностью, такие как Pu-238 или Po.

В прошлом нейтронным триггером атомной бомбы обычно служил бериллий и высокоактивный альфа-излучатель, такой как полоний ; Альтернативой полонию является Pu-238 . По соображениям национальной безопасности подробности конструкции современных ядерных бомб обычно не публикуются в открытой литературе.

Некоторые конструкции могут содержать радиоизотопный термоэлектрический генератор, использующий Pu-238, который обеспечивает длительный источник электроэнергии для электроники устройства.

Вполне вероятно, что делящийся материал старой ядерной бомбы, подлежащей переоборудованию, будет содержать продукты распада использованных в ней изотопов плутония. Они, вероятно, включают U-236 из примесей Pu-240 плюс некоторое количество U-235 из распада Pu-239; из-за относительно длительного периода полураспада этих изотопов Pu эти отходы радиоактивного распада материала ядра бомбы будут очень небольшими и в любом случае гораздо менее опасными (даже с точки зрения простой радиоактивности), чем сам Pu-239.

Бета-распад Pu-241 образует Am-241 ; рост америция, вероятно, будет более серьезной проблемой, чем распад Pu-239 и Pu-240, поскольку америций является гамма-излучателем (увеличивает внешнее воздействие на рабочих) и является альфа-излучателем, который может вызвать образование нагревать . Плутоний можно было отделить от америция несколькими различными способами; они будут включать пирохимические процессы и экстракцию водными/органическими растворителями . усеченный процесс экстракции типа PUREX Одним из возможных методов разделения может быть . Встречающийся в природе уран не делится, поскольку содержит 99,3% U-238 и только 0,7% U-235.

Унаследованные отходы

[ редактировать ]

Из-за исторической деятельности, обычно связанной с радиевой промышленностью, добычей урана и военными программами, многие объекты содержат или загрязнены радиоактивностью. Только в Соединенных Штатах Министерство энергетики (DOE) заявляет, что существуют «миллионы галлонов радиоактивных отходов», а также «тысячи тонн отработанного ядерного топлива и материалов», а также «огромное количество загрязненной почвы и воды». [22] Несмотря на большое количество отходов, в 2007 году Министерство энергетики поставило цель успешно очистить все ныне загрязненные территории к 2025 году. [22] Например, на объекте в Фернальде , штат Огайо, было «31 миллион фунтов уранового продукта», «2,5 миллиарда фунтов отходов», «2,75 миллиона кубических ярдов загрязненной почвы и мусора», а «223 акра части нижележащего водоносного горизонта Большого Майами были уровень урана превышает питьевую норму». [22] В Соединенных Штатах имеется по меньшей мере 108 территорий, обозначенных как загрязненные и непригодные для использования, иногда занимающие многие тысячи акров. [22] [23] Министерство энергетики желает очистить или смягчить многие или все последствия к 2025 году, используя недавно разработанный метод геоплавления . [ нужна ссылка ] однако задача может быть трудной, и следует признать, что некоторые из них никогда не удастся полностью устранить. Только в одном из этих 108 более крупных объектов, Окриджской национальной лаборатории (ORNL), было, например, по крайней мере «167 известных мест выброса загрязняющих веществ» в одном из трех подразделений территории площадью 37 000 акров (150 км2). 2 ) сайт. [22] Некоторые из объектов в США были меньше по размеру, однако проблемы с очисткой было проще решить, и Министерство энергетики успешно завершило очистку или, по крайней мере, закрытие нескольких объектов. [22]

Лекарство

[ редактировать ]

Радиоактивные медицинские отходы обычно содержат излучатели бета-частиц и гамма-излучения . Его можно разделить на два основных класса. В диагностической ядерной медицине ряд короткоживущих гамма-излучателей, таких как технеций-99m используется . Многие из них можно утилизировать, оставив их разлагаться на короткое время, а затем выбросить как обычные отходы. Другие изотопы, используемые в медицине (период полураспада указан в скобках), включают:

Промышленность

[ редактировать ]

Отходы промышленных источников могут содержать альфа-, бета- , нейтронные или гамма-излучатели. Гамма-излучатели используются в радиографии, а источники нейтронного излучения используются в ряде приложений, таких как каротаж нефтяных скважин . [24]

Радиоактивный материал природного происхождения

[ редактировать ]
Ежегодный выброс урана и тория радиоизотопов в результате сжигания угля, по прогнозам ORNL в 1993 году, совокупно составит 2,9 Мт за период 1937–2040 годов в результате сжигания примерно 637 Гт угля во всем мире. [25]

Вещества, содержащие естественную радиоактивность, известны как НОРМ (природный радиоактивный материал). После человеческой обработки, которая обнажает или концентрирует эту естественную радиоактивность (например, при добыче угля на поверхность или его сжигании для получения концентрированной золы), он становится технологически усовершенствованным природным радиоактивным материалом (TENORM). [26] Большая часть этих отходов представляет собой вещество, испускающее альфа-частицы в цепочках распада урана и тория. Основным источником радиации в организме человека является калий -40 ( 40 K ), обычно 17 миллиграммов в организме за раз и 0,4 миллиграмма в день. [27] Большинство горных пород, особенно гранит , имеют низкий уровень радиоактивности из-за содержащихся в них калия-40, тория и урана.

составляет от 1 миллизиверта (мЗв) до 13 мЗв в год в зависимости от местоположения и составляет 2,0 мЗв на человека в год во всем мире. Обычно среднее радиационное воздействие природных радиоизотопов [28] Это составляет большую часть типичной общей дозы (среднее годовое облучение от других источников составляет 0,6 мЗв по результатам медицинских испытаний, усредненных по всему населению, 0,4 мЗв от космических лучей , 0,005 мЗв от наследия прошлых атмосферных ядерных испытаний, 0,005 мЗв от профессиональных заболеваний). облучение, 0,002 мЗв от Чернобыльской катастрофы и 0,0002 мЗв от ядерного топливного цикла). [28]

TENORM не регулируется так строго, как отходы ядерных реакторов, хотя существенных различий в радиологическом риске этих материалов нет. [29]

Уголь содержит небольшое количество радиоактивных урана, бария, тория и калия, но в случае чистого угля это значительно меньше средней концентрации этих элементов в земной коре . Окружающие пласты, если они состоят из сланца или аргиллита, часто содержат немного больше среднего, что также может отражаться на зольности «грязных» углей. [25] [30] Более активные минералы золы концентрируются в летучей золе именно потому, что они плохо горят. [25] Радиоактивность летучей золы примерно такая же, как у черного сланца , и меньше, чем у фосфатных пород, но вызывает большее беспокойство, поскольку небольшое количество летучей золы попадает в атмосферу, где ее можно вдыхать. [31] Согласно отчетам Национального совета США по радиационной защите и измерениям (NCRP), облучение населения от электростанций мощностью 1000 МВт составляет 490 человеко-бэр/год для угольных электростанций, что в 100 раз больше, чем от атомных электростанций (4,8 человеко-бэр/год). год). Облучение от полного ядерного топливного цикла от добычи до захоронения отходов составляет 136 человеко-бэр/год; соответствующая стоимость использования угля от добычи до утилизации отходов «вероятно неизвестна». [25]

Нефть и газ

[ редактировать ]

Остатки нефтегазовой промышленности часто содержат радий и продукты его распада. Сульфатные отложения из нефтяной скважины могут быть богаты радием, тогда как вода, нефть и газ из скважины часто содержат радон . Радон распадается с образованием твердых радиоизотопов, которые образуют покрытия на внутренней стороне трубопроводов. На нефтеперерабатывающем заводе участок, где пропан , часто является одним из наиболее загрязненных участков завода, поскольку радон имеет температуру кипения, аналогичную температуре кипения пропана. перерабатывается [32]

Радиоактивные элементы представляют собой промышленную проблему на некоторых нефтяных скважинах, где рабочие, работающие в непосредственном контакте с сырой нефтью и рассолами, могут подвергаться воздействию доз, оказывающих негативные последствия для здоровья. Из-за относительно высокой концентрации этих элементов в рассоле его утилизация также является технологической проблемой. Однако с 1980-х годов в Соединенных Штатах рассол освобожден от правил об опасных отходах и может быть утилизирован независимо от содержания радиоактивных или токсичных веществ. [33]

Добыча редкоземельных металлов

[ редактировать ]

Из-за естественного присутствия радиоактивных элементов, таких как торий и радий, в редкоземельных рудах , горнодобывающие работы также приводят к образованию отходов и месторождений полезных ископаемых, которые являются слаборадиоактивными. [34]

Классификация

[ редактировать ]

Классификация радиоактивных отходов варьируется в зависимости от страны. Важную роль также играет МАГАТЭ, которое публикует Нормы безопасности радиоактивных отходов (RADWASS). [35] Доля различных видов отходов, образующихся в Великобритании: [36]

  • 94% – низкоактивные отходы (НАО)
  • ~6% – среднеактивные отходы (САО)
  • <1% – высокоактивные отходы (ВАО)

Хвосты мельницы

[ редактировать ]
Удаление очень низкоактивных отходов

Урановые хвосты представляют собой побочные продукты грубой переработки урансодержащей руды . Они не являются существенно радиоактивными. Хвосты предприятий иногда называют отходами 11(e)2 в соответствии с разделом Закона США об атомной энергии 1946 года, который их определяет. Отходы урановых заводов обычно также содержат химически опасные тяжелые металлы, такие как свинец и мышьяк . Огромные кучи отходов урановых заводов остались на многих старых горнодобывающих объектах, особенно в Колорадо , Нью-Мексико и Юте .

Хотя хвосты обогащения не очень радиоактивны, они имеют длительный период полураспада. Отходы обогащения часто содержат радий, торий и следовые количества урана. [37]

Низкоактивные отходы

[ редактировать ]

Низкоактивные отходы (НАО) образуются в больницах и промышленности, а также в ядерном топливном цикле . К низкоактивным отходам относятся бумага, тряпки, инструменты, одежда, фильтры и другие материалы, которые содержат небольшое количество преимущественно короткоживущей радиоактивности. Материалы, происходящие из любого региона активной зоны, обычно обозначаются как НАО в качестве меры предосторожности, даже если существует лишь отдаленная вероятность загрязнения радиоактивными материалами. Такие НАО обычно не проявляют более высокой радиоактивности, чем можно было бы ожидать от того же материала, захороненного в неактивной зоне, например, в обычном офисном здании. Примеры НАО включают тряпки, швабры, медицинские трубки, туши лабораторных животных и многое другое. [38] НАО составляют 94% всего объема радиоактивных отходов в Великобритании. Большая часть мусора утилизируется в Камбрии , сначала в траншеях типа свалки, а теперь в залитых раствором металлических контейнерах, которые складываются в бетонные хранилища. Новым объектом на севере Шотландии является участок Дунри , который готов выдержать 4-метровое цунами. [1] [1]

Некоторые высокоактивные НАО требуют защиты во время обращения и транспортировки, но большинство НАО подходят для неглубокого захоронения. Чтобы уменьшить объем, перед утилизацией его часто уплотняют или сжигают. Низкоактивные отходы делятся на четыре класса: класс A , класс B , класс C и выше класса C ( GTCC ).

Среднеактивные отходы

[ редактировать ]
с отработанным топливом Контейнеры перевозятся по железной дороге в Соединенном Королевстве. Каждая колба изготовлена ​​из цельной стали толщиной 14 дюймов (360 мм) и весит более 50 тонн.
Поперечное сечение контейнера для отходов среднего уровня, показывающее (имитированные) отходы, залитые бетоном.

Среднеактивные отходы (САО) содержат большее количество радиоактивности по сравнению с низкоактивными отходами. Обычно требуется экранирование, но не охлаждение. [39] Отходы среднего уровня включают смолы , химические шламы и металлические оболочки ядерного топлива , а также загрязненные материалы после вывода из эксплуатации реакторов. Его можно затвердеть в бетоне или битуме или смешать с кварцевым песком и остекловать для утилизации. Как правило, короткоживущие отходы (в основном нетопливные материалы из реакторов) хоронят в неглубоких могильниках, а долгоживущие отходы (от топлива и его переработки) размещают в геологических хранилищах. Правила США не определяют эту категорию отходов; этот термин используется в Европе и других странах. ILW составляет 6% от всего объема радиоактивных отходов в Великобритании. [1]

Высокоактивные отходы

[ редактировать ]

Высокоактивные отходы (ВАО) образуются в результате ядерных реакторов и переработки ядерного топлива. [40] Точное определение ВАО различается в разных странах. После того как ядерный топливный стержень отработал один топливный цикл и был извлечен из активной зоны, он считается ВАО. [41] Отработавшие топливные стержни содержат в основном уран с продуктами деления и трансурановыми элементами, образующимися в активной зоне реактора . Отработанное топливо высокорадиоактивно и часто горячо. На долю ВАО приходится более 95% общей радиоактивности, образующейся в процессе производства атомной электроэнергии , но на их долю приходится менее 1% объема всех радиоактивных отходов, производимых в Великобритании. Всего за 60-летнюю ядерную программу Великобритании до 2019 года было произведено 2150 м3. 3 ВАО. [1]

Радиоактивные отходы отработавших топливных стержней состоят в основном из цезия-137 и стронция-90, но могут также включать плутоний, который можно считать трансурановыми отходами. [37] Период полураспада этих радиоактивных элементов может сильно различаться. Некоторые элементы, такие как цезий-137 и стронций-90, имеют период полураспада около 30 лет. Между тем, период полураспада плутония может достигать 24 000 лет. [37]

Количество ВАО во всем мире увеличивается примерно на 12 000 тонн в год. [42] Атомная электростанция мощностью 1000 мегаватт ежегодно производит около 27 тонн отработавшего ядерного топлива (непереработанного). [43] Для сравнения, количество золы, вырабатываемой угольными электростанциями в США, оценивается в 130 000 000 т в год. [44] По оценкам, летучая зола выделяет в 100 раз больше радиации, чем эквивалентная атомная электростанция. [45]

Текущие места в Соединенных Штатах, где хранятся ядерные отходы.

По оценкам, в 2010 году во всем мире хранилось около 250 000 тонн ядерных ВАО. [46] Сюда не входят количества, попавшие в окружающую среду в результате аварий или испытаний. По оценкам, в 2015 году в хранилищах Японии находилось 17 000 тонн ВАО. [47] По состоянию на 2019 год в США имеется более 90 000 тонн ВАО. [48] ВАО отправлялись в другие страны для хранения или переработки, а в некоторых случаях отправлялись обратно в качестве активного топлива.

Продолжающиеся споры по поводу захоронения высокоактивных радиоактивных отходов являются основным препятствием для глобального расширения ядерной энергетики. [49] Большинство ученых сходятся во мнении, что основным предлагаемым долгосрочным решением является глубокое геологическое захоронение либо в шахте, либо в глубокой скважине. [50] [51] По состоянию на 2019 год ни один специализированный полигон гражданских высокоактивных ядерных отходов не функционирует. [49] поскольку небольшие количества ВАО не оправдывали инвестиций в прошлом. Финляндия находится на продвинутой стадии строительства хранилища отработавшего ядерного топлива Онкало , которое планируется открыть в 2025 году на глубине 400–450 м. Франция находится на этапе планирования строительства объекта Cigeo глубиной 500 м в Буре. Швеция планирует открыть площадку в Форсмарке . Канада планирует построить объект глубиной 680 м возле озера Гурон в Онтарио. Республика Корея планирует открыть объект примерно в 2028 году. [1] По состоянию на 2020 год сайт в Швеции пользуется поддержкой 80% местных жителей. [52]

Операция Морриса в округе Гранди, штат Иллинойс , в настоящее время является единственным де-факто хранилищем высокоактивных радиоактивных отходов в Соединенных Штатах.

Трансурановые отходы

[ редактировать ]

Трансурановые отходы (TRUW), как это определено правилами США, — это, независимо от формы и происхождения, отходы, загрязненные альфа-излучающими трансурановыми радионуклидами с периодом полураспада более 20 лет и концентрацией более 100 нКи /г (3,7 МБк /кг). ), без учета высокоактивных отходов. Элементы, атомный номер которых больше, чем уран, называются трансурановыми («за ураном»). Из-за длительного периода полураспада TRUW утилизируется более осторожно, чем отходы низкого или среднего уровня активности. В США оно возникает в основном в результате производства ядерного оружия и состоит из одежды, инструментов, тряпок, остатков, мусора и других предметов, загрязненных небольшими количествами радиоактивных элементов (в основном плутония ).

В соответствии с законодательством США трансурановые отходы подразделяются на категории «контактного обращения» (CH) и «дистанционного обращения» (RH) на основании мощности дозы радиации, измеренной на поверхности контейнера для отходов. CH TRUW имеет мощность поверхностной дозы не более 200 мбэр в час (2 мЗв/ч), тогда как RH TRUW имеет мощность поверхностной дозы 200 мбэр/ч (2 мЗв/ч) или выше. CH TRUW не имеет ни такой высокой радиоактивности, как высокоактивные отходы, ни высокого тепловыделения, но RH TRUW может быть высокорадиоактивным с мощностью поверхностной дозы до 1 000 000 мбэр/ч (10 000 мЗв/ч). В настоящее время Соединенные Штаты утилизируют TRUW, образующиеся на военных объектах на экспериментальном заводе по изоляции отходов (WIPP) в глубоких соляных пластах в Нью-Мексико . [53]

Профилактика

[ редактировать ]

Будущим способом сокращения накопления отходов является поэтапный отказ от существующих реакторов в пользу реакторов поколения IV , которые производят меньше отходов на единицу произведенной энергии. Быстрые реакторы, такие как БН-800 в России, также могут потреблять МОХ-топливо, которое производится из переработанного отработавшего топлива традиционных реакторов. [54]

Великобритании В 2014 году Управление по выводу из эксплуатации ядерных объектов опубликовало позиционный документ о ходе разработки подходов к обращению с выделенным плутонием, в котором суммируются выводы работы, которой NDA поделилось с правительством Великобритании. [55]

Управление

[ редактировать ]
Современный транспортный контейнер среднего и высокого уровня для ядерных отходов

Особую озабоченность при обращении с ядерными отходами вызывают два долгоживущих продукта деления, Tc-99 (период полураспада 220 000 лет) и I-129 (период полураспада 15,7 миллиона лет), которые через несколько тысяч лет доминируют по радиоактивности отработавшего топлива. Наиболее опасными трансурановыми элементами в отработавшем топливе являются Np-237 (период полураспада два миллиона лет) и Pu-239 (период полураспада 24 000 лет). [56] Ядерные отходы требуют сложной обработки и управления, чтобы успешно изолировать их от взаимодействия с биосферой . Обычно это требует обработки, за которой следует долгосрочная стратегия управления, включающая хранение, утилизацию или преобразование отходов в нетоксичную форму. [57] Правительства во всем мире рассматривают ряд вариантов управления и утилизации отходов, хотя прогресс в направлении долгосрочных решений по управлению отходами ограничен. [58]

Онкало . — это запланированное глубокое геологическое хранилище для окончательного захоронения отработавшего ядерного топлива [59] [60] недалеко от атомной электростанции Олкилуото в Эурайоки , на западном побережье Финляндии . Фотография пилотной пещеры на последней глубине в Онкало.

Во второй половине 20-го века ядерные страны исследовали несколько методов утилизации радиоактивных отходов. [61] которые:

  • «Длительное надземное хранение», не реализовано.
  • «Утилизация в космосе» (например, внутри Солнца) не реализована, поскольку на данный момент это было бы слишком дорого.
  • « Утилизация из глубоких скважин », не реализовано.
  • «Плавление горных пород», не реализовано.
  • «Утилизация в зонах субдукции», не реализовано.
  • Утилизация океана , СССР, Великобритания, [62] Швейцария, США, Бельгия, Франция, Нидерланды, Япония, Швеция, Россия, Германия, Италия и Южная Корея (1954–1993). Это больше не допускается международными соглашениями.
  • « Захоронение под морским дном », не реализовано и не разрешено международными соглашениями.
  • «Захоронение в ледяных щитах», отвергнутое Договором об Антарктике .
  • «Глубокая закачка» СССР и США.
  • Ядерная трансмутация с использованием захвата нейтронов для преобразования нестабильных атомов в атомы с более коротким периодом полураспада.

В Соединенных Штатах политика управления отходами рухнула после окончания работ на незавершенном хранилище Юкка-Маунтин . [63] В настоящее время имеется 70 площадок АЭС, где отработавшее топливо хранится . Президентом США Обамой была назначена Комиссия «Голубая лента» для изучения будущих вариантов решения этой проблемы и будущих отходов. Кажется, предпочтительнее глубокое геологическое хранилище. [63]

Первичное лечение

[ редактировать ]

Витрификация

[ редактировать ]
Завод по остекловыванию отходов в Селлафилде

Долгосрочное хранение радиоактивных отходов требует стабилизации отходов до такой формы, которая не будет ни реагировать, ни разлагаться в течение длительного периода времени. Предполагается, что одним из способов сделать это может быть витрификация. [64] В настоящее время в Селлафилде высокоактивные отходы ( рафинат первого цикла PUREX ) смешиваются с сахаром , а затем прокаливаются. Кальцинирование включает пропускание отходов через нагретую вращающуюся трубку. Целью прокаливания является испарение воды из отходов и денитрирование продуктов деления для обеспечения стабильности производимого стекла. [65]

Образующийся «огар» непрерывно подается в печь с индукционным нагревом с фрагментированным стеклом . [66] Полученное стекло представляет собой новое вещество, в котором продукты жизнедеятельности связываются со стеклянной матрицей при ее затвердевании. разливают в цилиндрические емкости из нержавеющей стали В виде расплава этот продукт периодически («цилиндры»). При охлаждении жидкость затвердевает («стекловывает»), превращаясь в стекло. После формования стекло обладает высокой устойчивостью к воде. [67]

После наполнения баллона приваривается на головку блока цилиндров уплотнение. Затем цилиндр промывают. После проверки на внешнее загрязнение стальной баллон хранится, как правило, в подземном хранилище. Ожидается, что в этой форме отходы будут иммобилизованы на тысячи лет. [68]

Стекло внутри цилиндра обычно представляет собой черное глянцевое вещество. Вся эта работа (в Великобритании) выполняется с использованием систем горячих камер . Сахар добавляют, чтобы контролировать химический состав рутения и остановить образование летучих RuO 4 , содержащих радиоактивные изотопы рутения . На Западе стекло обычно представляет собой боросиликатное стекло (похожее на пирекс ), тогда как в бывшем Советском Союзе обычно используют фосфатное стекло . [69] Количество продуктов деления в стекле должно быть ограничено, поскольку некоторые из них ( палладий , другие металлы группы Pt и теллур ) имеют тенденцию образовывать металлические фазы, которые отделяются от стекла. При массовой остекловывании используются электроды для плавления почвы и отходов, которые затем закапываются под землю. [70] В Германии завод по остекловыванию перерабатывает отходы небольшого демонстрационного завода по переработке, который с тех пор закрылся. [65] [71]

Фосфатная керамика

[ редактировать ]

Витрификация — не единственный способ стабилизировать отходы и придать им форму, которая не будет вступать в реакции или разлагаться в течение длительного периода времени. Также используется иммобилизация путем прямого включения в кристаллическую керамическую основу на основе фосфата. [72] Разнообразный химический состав фосфатной керамики в различных условиях демонстрирует универсальный материал, способный со временем противостоять химическому, термическому и радиоактивному разложению. Свойства фосфатов, особенно керамических фосфатов, стабильности в широком диапазоне pH, низкой пористости и минимизации вторичных отходов открывают возможности для новых методов иммобилизации отходов.

Ионный обмен

[ редактировать ]

Среднеактивные отходы в атомной промышленности обычно обрабатываются с помощью ионного обмена или других средств для концентрации радиоактивности в небольшом объеме. Гораздо менее радиоактивная масса (после обработки) часто затем выбрасывается. Например, можно использовать железа гидроксида хлопья для удаления радиоактивных металлов из водных смесей. [73] После того как радиоизотопы абсорбируются гидроксидом железа, полученный осадок можно поместить в металлический барабан перед смешиванием с цементом для образования твердых отходов. [74] Чтобы добиться лучших долгосрочных характеристик (механической устойчивости) таких форм, их можно изготавливать из смеси летучей золы или доменного шлака и портландцемента вместо обычного бетона (изготовленного из портландцемента, гравия и песка). ).

Австралийский Synroc (синтетическая порода) представляет собой более сложный способ иммобилизации таких отходов, и этот процесс может в конечном итоге найти коммерческое использование для гражданских отходов (в настоящее время он разрабатывается для военных отходов США). Synroc был изобретен Тедом Рингвудом, геохимиком из Австралийского национального университета . [75] Synroc содержит минералы типа пирохлора и криптомелана. Первоначальная форма Synroc (Synroc C) была разработана для жидких высокоактивных отходов (рафината PUREX) легководного реактора . Основными минералами этого Synroc являются голландит (BaAl 2 Ti 6 O 16 ), цирконолит (CaZrTi 2 O 7 ) и перовскит (CaTiO 3 ). Цирконолит и перовскит являются хозяевами актинидов . Стронций барий и . закрепятся в перовските Цезий . закрепится в голландите началось строительство установки по переработке отходов Synroc В 2018 году в ANSTO . [76]

Долгосрочное управление

[ редактировать ]

Рассматриваемые временные рамки при обращении с радиоактивными отходами колеблются от 10 000 до 1 000 000 лет, [77] по данным исследований, основанных на влиянии расчетных доз радиации. [78] Исследователи полагают, что прогнозы ущерба здоровью в такие периоды следует рассматривать критически. [79] [80] Практические исследования учитывают только период до 100 лет, поскольку эффективное планирование [81] и оценка стоимости [82] обеспокоены. Долгосрочное поведение радиоактивных отходов остается предметом текущих исследовательских проектов в области геопрогнозирования . [83]

Исправление

[ редактировать ]

Водоросли продемонстрировали селективность в отношении стронция в исследованиях, в которых большинство растений, используемых в биоремедиации, не проявили селективности между кальцием и стронцием, часто насыщаяся кальцием, который в больших количествах присутствует в ядерных отходах. Стронций-90 с периодом полураспада около 30 лет относится к высокоактивным отходам. [84]

Исследователи изучили биоаккумуляцию стронция spinosus Scenedesmus водорослями в смоделированных сточных водах. В исследовании утверждается, что S. spinosus обладает высокой избирательной биосорбционной способностью в отношении стронция, что позволяет предположить, что он может быть пригоден для использования ядерных сточных вод. [85] Исследование прудовой водоросли Closterium moniliferum с использованием нерадиоактивного стронция показало, что изменение соотношения бария и стронция в воде улучшает селективность стронция. [84]

Надземная утилизация

[ редактировать ]

Хранение в сухих контейнерах обычно предполагает сбор отходов из бассейна отработавшего топлива и их герметизацию (вместе с инертным газом ) в стальном цилиндре, который помещается в бетонный цилиндр, который действует как радиационная защита. Это относительно недорогой метод, который можно реализовать на центральном объекте или рядом с реактором-источником. Отходы можно легко вернуть на переработку. [86]

Геологическое захоронение

[ редактировать ]
Схема подземного пункта захоронения низкоактивных отходов
14 февраля 2014 г. на Опытном заводе по изоляции отходов произошла утечка радиоактивных материалов из поврежденной бочки-хранилища из-за использования неправильного упаковочного материала. Анализ показал отсутствие «культуры безопасности» на заводе, поскольку его успешная работа в течение 15 лет породила самоуспокоенность. [87]

В настоящее время в нескольких странах идет процесс выбора подходящих глубоких хранилищ окончательного захоронения высокоактивных отходов и отработавшего топлива, причем первое из них, как ожидается, будет введено в эксплуатацию где-то после 2010 года. [ нужна ссылка ] Основная концепция состоит в том, чтобы найти большое стабильное геологическое образование и использовать горнодобывающую технологию для прокладки туннеля или использовать туннелепроходческие машины большого диаметра (аналогичные тем, которые использовались для бурения туннеля под Ла-Маншем из Англии во Францию), чтобы пробурить шахту длиной 500-1000 мм. 1000 метров (от 1600 до 3300 футов) ниже поверхности, где можно выкопать комнаты или хранилища для захоронения высокоактивных радиоактивных отходов. Цель состоит в том, чтобы навсегда изолировать ядерные отходы от окружающей среды человека. Многие люди по-прежнему недовольны немедленным прекращением управления этой системой утилизации, предполагая, что более разумным было бы постоянное управление и мониторинг. [ нужна ссылка ]

Поскольку период полураспада некоторых радиоактивных веществ превышает один миллион лет, необходимо учитывать даже очень низкие скорости утечки из контейнера и миграции радионуклидов. [88] Более того, может потребоваться более одного периода полураспада, прежде чем некоторые ядерные материалы потеряют достаточно радиоактивности, чтобы перестать быть смертельными для живых существ. Обзор шведской программы утилизации радиоактивных отходов, проведенный Национальной академией наук в 1983 году, показал, что, по оценкам этой страны, период в несколько сотен тысяч лет — возможно, до одного миллиона лет — необходим для изоляции отходов «полностью оправдан». [89]

Предлагаемый наземный метод субдукционного захоронения отходов предполагает захоронение ядерных отходов в зоне субдукции , доступ к которой осуществляется с суши, и поэтому не запрещен международным соглашением. Этот метод был описан как наиболее эффективный способ захоронения радиоактивных отходов. [90] и как современное состояние технологии утилизации ядерных отходов по состоянию на 2001 год. [91]

Другой подход под названием Remix & Return. [92] будет смешивать высокоактивные отходы с отходами урановых рудников и обогатительных фабрик до уровня первоначальной радиоактивности урановой руды , а затем заменять их в недействующих урановых рудниках. Достоинства этого подхода заключаются в том, что он обеспечивает рабочие места для шахтеров, которые будут выполнять функции персонала по захоронению, а также облегчает цикл «от колыбели до могилы» для радиоактивных материалов, но он не подходит для отработанного реакторного топлива в отсутствие переработки из-за присутствия в нем содержатся высокотоксичные радиоактивные элементы, такие как плутоний.

Захоронение в глубоких скважинах — это концепция захоронения высокоактивных радиоактивных отходов ядерных реакторов в чрезвычайно глубоких скважинах. Захоронение в глубоких скважинах направлено на размещение отходов на глубине до 5 километров (3,1 мили) под поверхностью Земли и опирается в первую очередь на огромный естественный геологический барьер, который надежно и навсегда удерживает отходы, чтобы они никогда не представляли угрозу для окружающей среды. . Земная кора содержит 120 триллионов тонн тория и 40 триллионов тонн урана (в основном в относительно следовых концентрациях, составляющих миллионные доли, каждая из которых в сумме составляет 3 × 10 земной коры). 19 тонна массы), среди других природных радиоизотопов. [93] [94] [95] Поскольку доля нуклидов, распадающихся в единицу времени, обратно пропорциональна периоду полураспада изотопа, относительная радиоактивность меньшего количества радиоизотопов, произведенных человеком (тысячи тонн вместо триллионов тонн), уменьшится, как только появятся изотопы с гораздо более коротким периодом полураспада. период полураспада, чем распалась основная часть природных радиоизотопов.

В январе 2013 года Камбрия совет графства отклонил предложения центрального правительства Великобритании о начале работ по строительству подземного хранилища ядерных отходов недалеко от национального парка Лейк-Дистрикт . «Для любого принимающего сообщества будет предусмотрен значительный пакет общественных льгот стоимостью в сотни миллионов фунтов», - сказал Эд Дэйви, министр энергетики, но, тем не менее, местный выборный орган проголосовал 7–3 против продолжения исследований, заслушав доказательства независимых геологов. что «раздробленным слоям графства невозможно доверить такой опасный материал и опасность, продолжающуюся тысячелетия». [96] [97]

Горизонтальное захоронение скважин описывает предложения по бурению более одного километра по вертикали и двух километров по горизонтали в земной коре с целью захоронения высокоактивных форм отходов, таких как отработанное ядерное топливо, цезий-137 или стронций-90. После размещения и периода извлечения, [ нужны разъяснения ] скважины будут засыпаны и герметизированы. Серия испытаний технологии была проведена в ноябре 2018 года, а затем снова публично в январе 2019 года частной компанией из США. [98] Испытание продемонстрировало установку тест-канистры в горизонтальную скважину и извлечение той же канистры. В ходе испытаний не использовались высокоактивные отходы. [99] [100]

Европейской комиссии В отчете Объединенного исследовательского центра за 2021 год (см. Выше) сделан вывод: [101]

Обращение с радиоактивными отходами и их безопасное и надежное захоронение является необходимым шагом в жизненном цикле всех приложений ядерной науки и технологий (ядерная энергетика, исследования, промышленность, образование, медицина и другие). Таким образом, радиоактивные отходы образуются практически в каждой стране, причем наибольший вклад приходится на жизненный цикл ядерной энергетики в странах, эксплуатирующих атомные электростанции. В настоящее время существует широкий научно-технический консенсус в отношении того, что захоронение высокоактивных долгоживущих радиоактивных отходов в глубоких геологических формациях на современном уровне знаний рассматривается как подходящий и безопасный способ изоляции их от биосферы на очень длительный срок. масштабы времени.

Утилизация дна океана

[ редактировать ]

С 1946 по 1993 год тринадцать стран использовали захоронение в океане или сброс в океане как метод утилизации ядерных/радиоактивных отходов, примерно 200 000 тонн которых поступали в основном из медицинской, исследовательской и ядерной промышленности. [102]

Захоронение радиоактивных отходов на дне океана было предложено на основе данных о содержании кислорода, зарегистрированных за период 25 лет, о том, что глубокие воды в северной части Атлантического океана не обмениваются с мелководными в течение примерно 140 лет. [103] Они включают захоронение под стабильной абиссальной равниной , захоронение в зоне субдукции , которая медленно переносит отходы вниз, в мантию Земли , [104] [105] и захоронение под отдаленным природным или искусственным островом. Хотя все эти подходы заслуживают внимания и могут способствовать международному решению проблемы утилизации радиоактивных отходов, они потребуют внесения поправок в Морское право . [106]

Атомные подводные лодки были потеряны , и реакторы этих судов также необходимо учитывать в количестве радиоактивных отходов, выброшенных в море.

Статья 1 (Определения), 7., Протокола 1996 года к Конвенции по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (Лондонская конвенция о сбросах) гласит:

«Море» означает все морские воды, кроме внутренних вод государств, а также морское дно и его недра; оно не включает подводные хранилища, доступ к которым возможен только с суши».

Трансмутация

[ редактировать ]

Были предложения по созданию реакторов, которые потребляют ядерные отходы и преобразуют их в другие, менее вредные или менее живущие ядерные отходы. В частности, интегральный быстрый реактор представлял собой предлагаемый ядерный реактор с ядерным топливным циклом, который не производил трансурановых отходов и фактически мог потреблять трансурановые отходы. Оно дошло до масштабных испытаний, но в конечном итоге было отменено правительством США. Другой подход, который считается более безопасным, но требует дальнейшего развития, заключается в использовании подкритических реакторов для трансмутации оставшихся трансурановых элементов.

Изотопом, который содержится в ядерных отходах и который вызывает обеспокоенность с точки зрения распространения, является Pu-239. Большие запасы плутония являются результатом его производства в реакторах, работающих на уране, и переработки оружейного плутония в ходе программы вооружений. Вариантом избавления от этого плутония является использование его в качестве топлива в традиционных легководных реакторах (LWR). В настоящее время изучаются несколько типов топлива с различной эффективностью уничтожения плутония.

Трансмутация была запрещена в США в апреле 1977 года президентом США Картером из-за опасности распространения плутония. [107] но президент Рейган отменил запрет в 1981 году. [108] Из-за экономических потерь и рисков строительство перерабатывающих заводов за это время не возобновилось. Из-за высокого спроса на энергию работа над этим методом продолжилась в Европейском Союзе (ЕС). В результате появился практический ядерный исследовательский реактор под названием Мирра , в котором возможна трансмутация. Кроме того, в ЕС стартовала новая исследовательская программа ACTINET, призванная сделать трансмутацию возможной в промышленных масштабах. Согласно Глобальному партнерству в области ядерной энергии (GNEP) президента США Буша от 2007 года, Соединенные Штаты активно продвигают исследования в области технологий трансмутации, необходимых для заметного уменьшения проблемы переработки ядерных отходов. [109]

Были также теоретические исследования, включающие использование термоядерных реакторов в качестве так называемых «актинидных горелок», где плазма термоядерного реактора , например, в токамаке , может быть «легирована» небольшим количеством «второстепенных» трансурановых атомов, которые будут трансмутируются (то есть делятся в случае актинидов) в более легкие элементы при их последовательной бомбардировке нейтронами очень высокой энергии, образующимися в результате синтеза дейтерия и трития в реакторе. Исследование, проведенное в Массачусетском технологическом институте, показало, что только 2 или 3 термоядерных реактора с параметрами, аналогичными параметрам Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР), могут трансмутировать всю ежегодную продукцию малых актинидов из всех легководных реакторов, которые в настоящее время работают в парке Соединенных Штатов. одновременно генерируя примерно 1 гигаватт энергии от каждого реактора. [110]

2018 года Нобелевской премии по физике Лауреат Жерар Муру предложил использовать усиление чирпированных импульсов для генерации лазерных импульсов высокой энергии и малой длительности либо для ускорения дейтронов в тритиевую мишень, вызывая события термоядерного синтеза с образованием быстрых нейтронов, либо для ускорения протонов для нейтронного расщепления , либо с помощью метод, предназначенный для трансмутации ядерных отходов. [111] [112] [113]

повторное использование

[ редактировать ]

Отработанное ядерное топливо содержит большое количество воспроизводящего урана и следы делящихся материалов. [19] Такие методы, как процесс PUREX, можно использовать для удаления полезных актинидов для производства активного ядерного топлива.

Другой вариант — найти применение изотопам ядерных отходов для их повторного использования . [114] Уже сейчас цезий-137, стронций-90 и некоторые другие изотопы извлекаются для некоторых промышленных применений, таких как облучение пищевых продуктов и радиоизотопные термоэлектрические генераторы . Хотя повторное использование не устраняет необходимости обращения с радиоизотопами, оно может сократить количество образующихся отходов.

Ядерный метод добычи углеводородов, [115] Заявка на патент Канады № 2659302 представляет собой способ временного или постоянного хранения материалов ядерных отходов, включающий помещение отходов материалов в одно или несколько хранилищ или скважин, построенных в нетрадиционном нефтяном пласте. Термический поток отходов материалов разрушает пласт и изменяет химические и/или физические свойства углеводородного материала внутри подземного пласта, обеспечивая удаление измененного материала. Из пласта добывают смесь углеводородов, водорода и/или других пластовых флюидов. Радиоактивность высокоактивных радиоактивных отходов обеспечивает устойчивость к распространению плутония, помещенного на периферию хранилища или в самую глубокую часть скважины.

Реакторы-размножители могут работать на U-238 и трансурановых элементах, которые составляют большую часть радиоактивности отработавшего топлива в течение периода времени 1 000–100 000 лет.

Освобождение пространства

[ редактировать ]

Утилизация в космосе привлекательна, потому что она удаляет ядерные отходы с планеты. У него есть существенные недостатки, такие как вероятность катастрофического отказа ракеты -носителя , что может привести к распространению радиоактивных материалов в атмосферу и по всему миру. Потребуется большое количество запусков, поскольку ни одна отдельная ракета не сможет нести большое количество материала по сравнению с общим количеством, которое необходимо утилизировать. Это делает предложение экономически непрактичным и увеличивает риск одного или нескольких неудачных запусков. [116] Чтобы еще больше усложнить ситуацию, необходимо будет заключить международные соглашения по регулированию такой программы. [117] Стоимость и недостаточная надежность современных ракетных систем запуска в космос были одними из мотивов интереса к неракетным системам запуска в космос, таким как приводы массы , космические лифты и другие предложения. [118]

Национальные планы управления

[ редактировать ]
Антиядерный протест возле центра утилизации ядерных отходов в Горлебене на севере Германии.

Швеция и Финляндия продвинулись дальше всех в приверженности конкретной технологии утилизации, в то время как многие другие страны перерабатывают отработавшее топливо или заключают на это контракты с Францией или Великобританией, забирая обратно образующийся плутоний и высокоактивные отходы. «Во многих странах растет отставание плутония от переработки... Сомнительно, что переработка имеет экономический смысл в нынешних условиях дешевого урана». [119]

Во многих европейских странах (например, в Великобритании, Финляндии, Нидерландах, Швеции и Швейцарии) риск или предел дозы для представителя населения, подвергшегося радиации от будущего объекта по производству высокоактивных ядерных отходов, значительно более строгий, чем тот, который предполагает Международной комиссией по радиационной защите или предложено в США. Европейские ограничения часто в 20 раз более строгие, чем стандарт, предложенный в 1990 году Международной комиссией по радиационной защите, и в десять раз более строгий, чем стандарт, предложенный Агентством по охране окружающей среды США (EPA) для горы Юкка. Хранилище ядерных отходов в течение первых 10 000 лет после закрытия. [120]

Предлагаемый стандарт Агентства по охране окружающей среды США на срок более 10 000 лет в 250 раз более либерален, чем европейский предел. [120] Агентство по охране окружающей среды США предложило местным жителям юридический предел в 3,5 миллизиверта (350 миллибэр ) ежегодно для местных жителей через 10 000 лет, что составляет до нескольких процентов от [ нечеткий ] облучение, которое в настоящее время получают некоторые группы населения в регионах с самым высоким естественным фоном на Земле, хотя Министерство энергетики США (DOE) предсказало, что полученная доза будет намного ниже этого предела . [121] В течение тысячелетий, после того как наиболее активные радиоизотопы с коротким периодом полураспада распадутся, захоронение ядерных отходов в США приведет к увеличению радиоактивности в верхних 2000 футах горных пород и почвы в Соединенных Штатах (10 миллионов км2). 2 ) примерно на 1 часть из 10 миллионов по сравнению с совокупным количеством естественных радиоизотопов в таком объеме, но в окрестностях объекта под землей будет гораздо более высокая концентрация искусственных радиоизотопов, чем в среднем. [122]

Монголия

[ редактировать ]

После серьезного противодействия планам и переговорам между Монголией , Японией и Соединенными Штатами о строительстве объектов по переработке ядерных отходов в Монголии, Монголия прекратила все переговоры в сентябре 2011 года. Эти переговоры начались после того, как заместитель министра энергетики США Дэниел Понеман посетил Монголию в сентябре 2010 года. Переговоры прошли в Вашингтоне между официальными лицами Японии, США и Монголии в феврале 2011 года. После этого к переговорам присоединились Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ), которые хотели покупать ядерное топливо у Монголии. Переговоры держались в секрете, и хотя газета Mainichi Daily News сообщила о них в мае, Монголия официально отрицала существование этих переговоров. Встревоженные этой новостью, граждане Монголии протестовали против этих планов и потребовали от правительства отозвать планы и раскрыть информацию. Президент Монголии Цахиагийн Элбэгдорж 13 сентября издал указ, запрещающий все переговоры с иностранными правительствами или международными организациями по планам хранения ядерных отходов в Монголии. [123] Правительство Монголии обвинило газету в распространении ложных утверждений по всему миру. После указа президента президент Монголии уволил человека, который предположительно был причастен к этим разговорам.

Незаконный сброс

[ редактировать ]

Власти Италии расследуют деятельность мафиозного клана Ндрангета , обвиняемого в торговле и незаконном захоронении ядерных отходов. По словам осведомителя , менеджер итальянского государственного агентства энергетических исследований Enea заплатил клану за избавление от 600 бочек с токсичными и радиоактивными отходами из Италии, Швейцарии, Франции, Германии и США, которых была Сомали пунктом назначения , куда отходы были захоронены после подкупа местных политиков. Бывших сотрудников «Энеи» подозревают в том, что они платили преступникам за сбор мусора в 1980-х и 1990-х годах. Поставки в Сомали продолжались и в 1990-е годы, в то время как клан Ндрангета также взрывал корабли с отходами, в том числе радиоактивными больничными отходами, отправляя их на морское дно у побережья Калабрии . [124] По данным экологической группы Legambiente , бывшие члены Ндрангеты заявили, что им платили за потопление судов с радиоактивными материалами в течение последних 20 лет. [125]

В 2008 году афганские власти обвинили Пакистан в незаконном сбросе ядерных отходов в южных частях Афганистана , когда Талибан находился у власти в период с 1996 по 2001 год . [126] Правительство Пакистана отвергло эти обвинения.

Несчастные случаи

[ редактировать ]

Произошло несколько инцидентов, когда радиоактивный материал утилизировался ненадлежащим образом, защита во время транспортировки была неисправна или когда его просто бросали или даже украли из хранилища отходов. [127] В Советском Союзе отходы, хранившиеся в озере Карачай, были разнесены ветром во время пыльной бури после того, как озеро частично высохло. [128] В Италии из нескольких месторождений радиоактивных отходов материалы попадают в речную воду, тем самым загрязняя воду для бытового использования. [129] Во Франции летом 2008 года произошли многочисленные инциденты: [130] в одном, на заводе Areva в Трикастине , сообщалось, что во время операции по сливу жидкость, содержащая неочищенный уран, вылилась из неисправного резервуара и около 75 кг радиоактивного материала просочилось в землю, а оттуда в две реки рядом; [131] в другом случае более 100 сотрудников получили низкие дозы радиации. [132] Продолжаются опасения по поводу ухудшения состояния свалки ядерных отходов на атолле Эниветак Маршалловых островов и потенциального разлива радиоактивных веществ. [133]

Утилизация брошенных радиоактивных материалов стала причиной нескольких других случаев радиационного воздействия , в основном в развивающихся странах , где может быть меньше регулирования опасных веществ (а иногда и меньше общего образования о радиоактивности и ее опасностях) и есть рынок утилизированных товаров и лома. металл. Мусорщики и те, кто покупает материал, почти всегда не подозревают, что материал радиоактивный, и его выбирают из-за его эстетики или ценности металлолома. [134] Безответственность со стороны владельцев радиоактивных материалов, обычно больниц, университетов или военных, а также отсутствие правил в отношении радиоактивных отходов или несоблюдение таких правил были важными факторами радиационного облучения. Пример аварии с участием радиоактивного лома, доставленного из больницы, см. в статье « Авария в Гоянии» . [134]

Аварии при транспортировке ОЯТ с электростанций вряд ли будут иметь серьезные последствия из-за прочности транспортировочных контейнеров с ОЯТ . [135]

15 декабря 2011 года высокопоставленный представитель правительства Японии Осаму Фудзимура признал, что ядерные вещества были обнаружены в отходах японских ядерных объектов. Хотя в 1977 году Япония взяла на себя обязательства по проведению инспекций в соответствии с соглашением о гарантиях с МАГАТЭ, отчеты держались в секрете для инспекторов Международного агентства по атомной энергии. [ нужна ссылка ] Япония действительно начала переговоры с МАГАТЭ по поводу больших количеств обогащенного урана и плутония, обнаруженных в ядерных отходах, утилизированных японскими ядерными операторами. [ нужна ссылка ] На пресс-конференции Фудзимура сказал: «По результатам расследований, с большинством ядерных веществ правильно обращались как с отходами, и с этой точки зрения проблем в управлении безопасностью нет», но, по его словам, на тот момент вопрос еще не был решен. расследуется. [136]

Сопутствующие предупреждающие знаки об опасности

[ редактировать ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с д и «Лондонское геологическое общество – геологическое захоронение радиоактивных отходов» . www.geolsoc.org.uk . Проверено 12 марта 2020 г.
  2. ^ «Объединенный съезд» . МАГАТЭ. Архивировано из оригинала 28 марта 2010 г.
  3. ^ «А как насчет йода-129 – период полураспада составляет 15 миллионов лет» . Форум по радиологическому мониторингу воздуха и воды в Беркли . Беркли, Калифорния: Калифорнийский университет. 28 марта 2011 г. Архивировано из оригинала 13 мая 2013 г. Проверено 1 декабря 2012 г.
  4. ^ Аттикс, Фрэнк (1986). Введение в радиологическую физику и радиационную дозиметрию . Нью-Йорк: Wiley-VCH. стр. 2–15, 468, 474. ISBN.  978-0-471-01146-0 .
  5. ^ Андерсон, Мэри ; Весснер, Уильям (1992). Прикладное моделирование подземных вод . Сан-Диего, Калифорния: Academic Press Incorporated. стр. 325–327. ISBN  0-12-059485-4 .
  6. ^ «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 г.» . Анналы МКРЗ . Публикация МКРЗ 103. 37 (2–4). 2007. ISBN  978-0-7020-3048-2 . Архивировано из оригинала 16 ноября 2012 г.
  7. ^ Гофман, Джон В. Радиация и здоровье человека . Сан-Франциско, Калифорния: Книги Sierra Club, 1981, стр. 787.
  8. ^ Санкар, А. и др. Молекулярные механизмы восстановления ДНК млекопитающих и контрольные точки повреждения ДНК . Вашингтон, округ Колумбия: PubMed.gov Национального института здравоохранения, 2004 г.
  9. ^ Плюс радий (элемент 88). Хотя на самом деле это субактинид, он непосредственно предшествует актинию (89) и следует за трехэлементным интервалом нестабильности после полония (84), где ни один нуклид не имеет период полураспада, по крайней мере, четыре года (самый долгоживущий нуклид в пробеле - радон-222 с периодом полураспада менее четырех суток ). Таким образом, самый долгоживущий изотоп радия, имеющий возраст 1600 лет, заслуживает включения этого элемента в этот список.
  10. ^ В частности, в результате тепловыми нейтронами деления урана-235 , например, в типичном ядерном реакторе .
  11. ^ Милстед, Дж.; Фридман, AM; Стивенс, CM (1965). «Альфа-период полураспада берклия-247; новый долгоживущий изомер берклия-248». Ядерная физика . 71 (2): 299. Бибкод : 1965NucPh..71..299M . дои : 10.1016/0029-5582(65)90719-4 .
    «Изотопный анализ выявил вид с массой 248 в постоянном количестве в трех образцах, анализированных в течение примерно 10 месяцев. Это было приписано изомеру Bk. 248 с периодом полураспада более 9 [лет]. Нет роста Cf 248 был обнаружен, и нижний предел для β период полураспада можно установить примерно на уровне 10 4 [годы]. Никакой альфа-активности, приписываемой новому изомеру, обнаружено не было; период полураспада альфа, вероятно, превышает 300 [лет]».
  12. ^ Это самый тяжелый нуклид с периодом полураспада не менее четырех лет до « моря нестабильности ».
  13. ^ За исключением « классически стабильных » нуклидов с периодом полураспада, значительно превышающим 232 чё; например, пока 113 м Период полураспада Cd составляет всего четырнадцать лет, а у 113 Cd составляет восемь квадриллионов лет.
  14. ^ Кокран, Роберт (1999). Ядерный топливный цикл: анализ и управление . Ла-Грейндж-Парк, Иллинойс: Американское ядерное общество. стр. 52–57. ISBN  0-89448-451-6 . Архивировано из оригинала 16 октября 2011 г. Проверено 4 сентября 2011 г.
  15. ^ «Новости мировой обороны и заголовки оборонных новостей - IHS Jane's 360» . Архивировано из оригинала 25 июля 2008 г.
  16. ^ «Переработка отработавшего ядерного топлива: окончательное решение для США?» . Инсайдер ядерной энергетики . Архивировано из оригинала 28 ноября 2012 года . Проверено 29 июля 2015 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  17. ^ «Непрерывная переработка плутония в Индии: совершенствование технологии переработки» . dailykos.com . Архивировано из оригинала 6 июня 2011 г.
  18. ^ «Ядерный топливный цикл России | Ядерный топливный цикл России - Всемирная ядерная ассоциация» .
  19. ^ Перейти обратно: а б «Радиоактивность: Состав отработавшего топлива» . www.radioactivity.eu.com . Архивировано из оригинала 23 сентября 2020 г. Проверено 10 августа 2021 г.
  20. ^ Всемирная ядерная ассоциация (март 2009 г.). «Плутоний» . Архивировано из оригинала 30 марта 2010 г. Проверено 18 марта 2010 г.
  21. ^ Лайман, Эдвин С. (декабрь 1994 г.). «Взгляд на риски распространения плутониевых рудников» . Институт ядерного контроля . Архивировано из оригинала 25 ноября 2015 г. Проверено 25 ноября 2015 г.
  22. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Министерство энергетики США, экологический менеджмент. Архивировано 19 марта 2007 г. в Wayback Machine - « Пятилетний план Министерства энергетики на 2007–2011 финансовый год, том II. Архивировано 5 июля 2007 г. в Wayback Machine ». Проверено 8 апреля 2007 г.
  23. ^ Американский ученый, январь/февраль 2007 г.
  24. ^ «Ядерный журнал» . logwell.com . Архивировано из оригинала 27 июня 2009 г. Проверено 7 июля 2009 г.
  25. ^ Перейти обратно: а б с д Габбард, Алекс (1993). «Сжигание угля» . Обзор ОРНЛ . 26 (3–4). Ок-Ридж, Теннесси: Национальная лаборатория Ок-Ридж. Архивировано из оригинала 5 февраля 2007 года.
  26. ^ «Источники TENORM | Радиационная защита | Агентство по охране окружающей среды США» . Epa.gov. 28 июня 2006 г. Архивировано из оригинала 20 мая 2013 г. Проверено 1 августа 2013 г.
  27. ^ Государственный университет Айдахо. Радиоактивность в природе. Архивировано 5 февраля 2015 г. в Wayback Machine.
  28. ^ Перейти обратно: а б Научный комитет ООН по действию атомной радиации. Источники и воздействие ионизирующего излучения, НКДАР ООН, 2008 г. Архивировано 3 мая 2012 г. в Wayback Machine.
  29. ^ «Положение о ТЕНОРМ» . Тенорм.com. Архивировано из оригинала 23 июля 2013 г. Проверено 1 августа 2013 г.
  30. ^ Космическое происхождение урана . uic.com.au (ноябрь 2006 г.)
  31. ^ Геологическая служба США, Радиоактивные элементы в угле и летучей золе: изобилие, формы и экологическое значение. Архивировано 24 ноября 2005 г. в Wayback Machine , информационный бюллетень FS-163-1997, октябрь 1997 г. Проверено в сентябре 2007 г.
  32. ^ Исследование и идентификация загрязненного оборудования NORM. Архивировано 20 февраля 2006 г. в Wayback Machine . enprotec-inc.com.
  33. ^ Нобель, Джастин (29 апреля 2020 г.). «Сирийская работа: раскрытие радиоактивной тайны нефтяной промышленности» . ДеСмог Великобритания . Проверено 10 августа 2020 г.
  34. ^ Маргонелли, Лиза (1 мая 2009 г.). «Маленький грязный секрет чистой энергии» . Атлантика . Проверено 23 апреля 2020 г.
  35. ^ Классификация радиоактивных отходов . МАГАТЭ, Вена, Австрия (1994 год).
  36. ^ «Геологическое захоронение радиоактивных отходов» (PDF) . Геологическое общество . Архивировано (PDF) из оригинала 12 сентября 2020 г. Проверено 12 сентября 2020 г.
  37. ^ Перейти обратно: а б с «Информатор по радиоактивным отходам» . Комиссия по ядерному регулированию США . 3 апреля 2017. Архивировано из оригинала 13 ноября 2017 года . Проверено 3 декабря 2017 г.
  38. ^ «НРК: Низкоактивные отходы» . www.nrc.gov . Комиссия по ядерному регулированию США . Проверено 17 августа 2018 г.
  39. ^ Яницкий, Марк (26 ноября 2013 г.). «Железные ящики для перевозки и хранения САО» . Международная ядерная инженерия. Архивировано из оригинала 2 мая 2014 года . Проверено 4 декабря 2013 г.
  40. ^ Пихлак А. «Исследование выщелачивания тяжелых и радиоактивных элементов, присутствующих в отходах, выбрасываемых на предприятиях по добыче и переработке урана» . ОСТИ . Проверено 5 августа 2021 г.
  41. ^ Рогнер, Х. (2010). «Атомная энергетика и устойчивое развитие». Журнал международных отношений . 64 : 149.
  42. ^ «Мифы и реальность радиоактивных отходов» . Февраль 2016 г. Архивировано из оригинала 13 марта 2016 г. Проверено 13 марта 2016 г.
  43. ^ «Обращение с радиоактивными отходами» . Всемирная ядерная ассоциация. Июль 2015 г. Архивировано из оригинала 1 февраля 2016 г. Проверено 25 августа 2015 г.
  44. ^ Агентство по охране окружающей среды США, OLEM (11 декабря 2014 г.). «Основы угольной золы» . Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 02 марта 2020 г.
  45. ^ Хвистендаль, Мара. «Угольная зола более радиоактивна, чем ядерные отходы» . Научный американец . Проверено 02 марта 2020 г.
  46. ^ Гир, Дункан. (20 сентября 2010 г.) Куда вы поместите 250 000 тонн ядерных отходов? (Wired UK). Архивировано 22 мая 2016 г. в Wayback Machine . Wired.co.uk. Проверено 15 декабря 2015 г.
  47. ^ Хамбер, Юрий (10 июля 2015 г.). «17 000 тонн ядерных отходов Японии в поисках дома» . Блумберг . Архивировано из оригинала 17 мая 2017 г.
  48. ^ «Что нам делать с радиоактивными ядерными отходами?» . Хранитель . Лондон, Англия. 1 августа 2019 г.
  49. ^ Перейти обратно: а б Финдли, Тревор (2010). «Ядерная энергия до 2030 года и ее последствия для безопасности, защищенности и нераспространения: обзор» (PDF) . Проект будущего атомной энергетики . Архивировано из оригинала (PDF) 7 марта 2014 г. Проверено 10 августа 2015 г.
  50. ^ «Обращение с радиоактивными отходами | Захоронение ядерных отходов» . Всемирная ядерная ассоциация. Июль 2015 г. Архивировано из оригинала 1 февраля 2016 г. Проверено 25 августа 2015 г.
  51. ^ Бьелло, Дэвид (29 июля 2011 г.). «Президентская комиссия ищет добровольцев для хранения ядерных отходов США» . Научный американец . Архивировано из оригинала 26 февраля 2014 г.
  52. ^ Бельгия, центральный офис NucNet asbl, Брюссель (23 января 2018 г.). «Швеция / «Более 80%» одобряют планы СКБ по хранению отработанного топлива» . Независимое глобальное агентство ядерных новостей . Проверено 8 мая 2020 г. {{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  53. ^ Почему Випп? Архивировано 17 мая 2006 г. в Wayback Machine . Wipp.energy.gov
  54. ^ Ларсон, Аарон (28 января 2020 г.). «МОКС-ядерное топливо загружено в российский реактор, и это еще не все» . Журнал СИЛА . Проверено 05 марта 2020 г.
  55. ^ «Прогресс в подходах к обращению с выделенным плутонием» . Управление по выводу из эксплуатации ядерных объектов . 20 января 2014 г. Архивировано из оригинала 15 сентября 2014 года.
  56. ^ Ванденбош , с. 21.
  57. ^ Ойован, М.И. и Ли, МЫ (2014) Введение в иммобилизацию ядерных отходов , Elsevier, Амстердам, Нидерланды, ISBN   9780080993928 .
  58. Браун, Пол (14 апреля 2004 г.) «Стреляйте в солнце. Отправьте его в ядро ​​Земли. Что делать с ядерными отходами?» Архивировано 21 марта 2017 г. в Wayback Machine , The Guardian .
  59. ^ Блэк, Ричард (27 апреля 2006 г.). «Финляндия хоронит свое ядерное прошлое» . Би-би-си . Проверено 13 ноября 2020 г.
  60. ^ Гопалкришнан, Аша (01 октября 2017 г.). «Зловещая изнанка новаторского хранилища ядерных отходов в Финляндии» . Караван . Проверено 13 ноября 2020 г.
  61. ^ Всемирная ядерная ассоциация , «Варианты хранения и утилизации» , Архивировано 20 февраля 2012 г. на Wayback Machine , получено 14 ноября 2011 г.
  62. ^ «Министры признали, что ядерные отходы были сброшены в море» . Независимый . Лондон, Англия. 1 июля 1997 г. Архивировано из оригинала 25 августа 2017 г.
  63. ^ Перейти обратно: а б Комиссия «Голубая лента» по ядерному будущему Америки: краткое изложение , архивировано 28 ноября 2015 г. в Wayback Machine , январь 2012 г.
  64. ^ Ойован, М.И. и Ли, М.Е. (2005) Введение в иммобилизацию ядерных отходов , Elsevier, Амстердам, Нидерланды, стр. 315.
  65. ^ Перейти обратно: а б Национальный исследовательский совет (1996). Ядерные отходы: технологии разделения и трансмутации . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Национальной академии.
  66. ^ Морри, EV; Эллиотт, ML; Тинги, Дж. М. (февраль 1993 г.), Остекловывание и выщелачивание высокоактивных отходов Хэнфорда в лабораторных масштабах с целью проверки моделей свойств имитатора и стекла , OSTI   6510132 .
  67. ^ Оджован, Мичиган; и др. (2006). «Коррозия стекол ядерных отходов в ненасыщенных условиях: зависимость от времени и температуры» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 июня 2008 г. Проверено 30 июня 2008 г.
  68. ^ Агентство по ядерной энергии ОЭСР (1994). Экономика ядерного топливного цикла . Париж, Франция: Агентство по ядерной энергии ОЭСР.
  69. ^ Оджован, Майкл И.; Ли, Уильям Э. (2010). «Стеклянные формы отходов для иммобилизации ядерных отходов» . Металлургические и сырьевые операции А . 42 (4): 837. Бибкод : 2011MMTA...42..837O . дои : 10.1007/s11661-010-0525-7 .
  70. ^ «Расчеты выбросов форм отходов для оценки эффективности комплексного комплекса по захоронению отходов в 2005 году» (PDF) . ПННЛ-15198 . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Июль 2005 г. Архивировано (PDF) из оригинала 5 октября 2006 г. Проверено 8 ноября 2006 г.
  71. ^ Хенсинг И. и Шульц В. (1995). Экономическое сравнение вариантов ядерного топливного цикла . Кёльн, Германия: Energiewirtschaftlichen Instituts.
  72. ^ Боре, Ашиш (2017). «Матрицы высокоактивных отходов стекловидного тела и кристаллических фосфатов: нынешнее состояние и будущие проблемы». Журнал промышленной и инженерной химии . 50 : 1–14. дои : 10.1016/j.jiec.2017.01.032 .
  73. ^ Брюнглингхаус, Марион. «Переработка отходов» . Евронуклеар.орг. Архивировано из оригинала 8 августа 2013 г. Проверено 1 августа 2013 г.
  74. ^ Уилмарт, WR и др. (2004) Удаление кремния из потоков высокоактивных отходов посредством флокуляции железа. Архивировано 29 июня 2006 г. в Wayback Machine . srs.gov.
  75. Всемирная ядерная ассоциация, Synroc. Архивировано 21 декабря 2008 г. в Wayback Machine , Информационный документ по ядерным проблемам, 21. Проверено в январе 2009 г.
  76. ^ ANSTO, Новый первый в своем роде объект ANSTO Synroc в мире , дата обращения: март 2021 г.
  77. ^ Национальный исследовательский совет США (1995). Технические основы стандартов Yucca Mountain . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Национальной академии. цитируется в «Состояние обращения с ядерными отходами» . Американское физическое общество . Январь 2006 г. Архивировано из оригинала 16 мая 2008 г. Проверено 6 июня 2008 г.
  78. ^ «Стандарты общественного здравоохранения и радиационной защиты окружающей среды для Юкка-Маунтин, штат Невада; предлагаемые правила» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды . 22 августа 2005 г. Архивировано (PDF) из оригинала 26 июня 2008 г. Проверено 6 июня 2008 г.
  79. ^ Петерсон, Пер; Кастенберг, Уильям; Коррадини, Майкл. «Ядерные отходы и отдаленное будущее» . Проблемы науки и технологий (лето 2006 г.). Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук. Архивировано из оригинала 10 июля 2010 г.
  80. ^ «Вопросы норм безопасности при геологическом захоронении радиоактивных отходов» (PDF) . Международное агентство по атомной энергии . 22 июня 2001 г. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июня 2008 г. Проверено 6 июня 2008 г.
  81. ^ «База данных МАГАТЭ по управлению отходами: Отчет 3 – L/ILW-LL» (PDF) . Международное агентство по атомной энергии. 28 марта 2000 г. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июня 2008 г. Проверено 6 июня 2008 г.
  82. ^ «Затраты на вывод из эксплуатации атомных электростанций с ВВЭР-440» (PDF) . Международное агентство по атомной энергии. Ноябрь 2002 г. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июня 2008 г. Проверено 6 июня 2008 г.
  83. ^ Международное агентство по атомной энергии, Отработанное топливо и высокоактивные отходы: химическая стойкость и характеристики в моделируемых условиях хранилища. Архивировано 16 декабря 2008 г. в Wayback Machine , IAEA-TECDOC-1563, октябрь 2007 г.
  84. ^ Перейти обратно: а б Потера, Кэрол (2011). «Опасные отходы: прудовые водоросли, секвестрирующие стронций-90» . Перспектива здоровья окружающей среды . 119 (6): А244. дои : 10.1289/ehp.119-a244 . ПМК   3114833 . ПМИД   21628117 .
  85. ^ Лю, Минсюэ; Донг, Фацинь; Канг, Ву; Сунь, Шийонг; Вэй, Хунфу; Чжан, Вэй; Не, Сяоцинь; Го, Ютин; Хуан, Тин; Лю, Юаньюань (2014). «Биосорбция стронция из смоделированных ядерных сточных вод Scenedesmus spinosus в условиях культивирования: процессы и модели адсорбции и биоаккумуляции» . Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения . 11 (6): 6099–6118. дои : 10.3390/ijerph110606099 . ПМК   4078568 . ПМИД   24919131 .
  86. ^ «Информационный бюллетень по сухому хранению отработавшего ядерного топлива» . США НРК . 7 мая 2009 года. Архивировано из оригинала 5 августа 2011 года . Проверено 25 июня 2011 г.
  87. ^ Трейси, Кэмерон Л.; Дастин, Меган К.; Юинг, Родни К. (13 января 2016 г.). «Политика: провести повторную оценку хранилища ядерных отходов в Нью-Мексико» . Природа . 529 (7585): 149–151. Бибкод : 2016Natur.529..149T . дои : 10.1038/529149а . ПМИД   26762442 . S2CID   4403906 .
  88. ^ Ванденбош , с. 10.
  89. ^ Йейтс, Маршалл (6 июля 1989 г.). «Министерство энергетики подвергло критике управление отходами: настоятельно рекомендуется организовать хранение на месте» . Коммунальные услуги раз в две недели . 124 :33.
  90. ^ Джек, Триша; Робертсон, Джордан. «Краткий обзор ядерных отходов штата Юта» (PDF) . Центр государственной политики и управления, Университет Юты . Архивировано из оригинала (PDF) 16 декабря 2008 года.
  91. ^ Рао, КР (25 декабря 2001 г.). «Радиоактивные отходы: проблема и обращение с ней» (PDF) . Современная наука . 81 (12). Архивировано (PDF) из оригинала 16 декабря 2008 г.
  92. ^ «Ремикс и возврат: комплексное решение для низкоактивных ядерных отходов» . www.scientiapress.com . Архивировано из оригинала 5 июня 2004 года.
  93. ^ Севиор, М. (2006). «Соображения относительно ядерной энергетики в Австралии». Международный журнал экологических исследований . 63 (6): 859–872. Бибкод : 2006IJEnS..63..859S . дои : 10.1080/00207230601047255 . S2CID   96845138 .
  94. ^ «Ресурсы тория в редкоземельных элементах» (PDF) . uiuc.edu . Архивировано из оригинала (PDF) 18 декабря 2012 года.
  95. ^ Американский геофизический союз, осеннее собрание 2007 г., реферат № V33A-1161. Масса и состав континентальной коры .
  96. ^ Уэйнрайт, Мартин (30 января 2013 г.). «Камбрия отвергает подземное хранилище ядерных материалов» . Хранитель . Лондон, Англия. Архивировано из оригинала 22 октября 2013 года . Проверено 1 февраля 2013 г.
  97. ^ Макалистер, Терри (31 января 2013 г.). «Камбрия придерживается этого лобби в отношении ядерных свалок – несмотря на все предлагаемые пряники» . Хранитель . Лондон, Англия. Архивировано из оригинала 15 февраля 2014 года . Проверено 1 февраля 2013 г.
  98. ^ Конка, Джеймс (31 января 2019 г.). «Можем ли мы просверлить достаточно глубокую яму для наших ядерных отходов?» . Форбс .
  99. ^ «Захоронение высокоактивных ядерных отходов в глубоких горизонтальных скважинах» . МДПИ . 29 мая 2019 г. Архивировано из оригинала 24 февраля 2020 г.
  100. ^ «Состояние науки и технологий в области глубокого захоронения ядерных отходов» . МДПИ . 14 февраля 2020 г. Архивировано из оригинала 20 февраля 2020 г.
  101. ^ «Техническая оценка ядерной энергетики в отношении критериев «не наносить значительного вреда» Регламента (ЕС) 2020/852 («Регламент таксономии»)» (PDF) . Политик . Март 2021 г. Архивировано (PDF) из оригинала 27 марта 2021 г. . Проверено 28 марта 2021 г. Альтернативный URL
  102. ^ Кальмет, ДП (1989). «Утилизация радиоактивных отходов в океане: отчет о состоянии» . Бюллетень Международного агентства по атомной энергии . 31 (4). ISSN   0020-6067 .
  103. ^ Хоар, JP (1968). Электрохимия кислорода . Издательство Интерсайенс.
  104. ^ Хафемейстер, Дэвид В. (2007). Физика социальных проблем: расчеты по национальной безопасности, окружающей среде и энергетике . Берлин, Германия: Шпрингер. п. 187. ИСБН  978-0387689098 . Архивировано из оригинала 24 апреля 2016 года — через Google Книги .
  105. ^ Шипман, Дж. Т.; Уисон, доктор медицинских наук; Тодд, А. (2007). Введение в физику (10-е изд.). Cengage Обучение . п. 279. ИСБН  978-0-618-93596-3 – через Google Книги .
  106. ^ «Обзор демпинга и потерь» . Океаны в ядерный век . Архивировано из оригинала 5 июня 2011 года . Проверено 23 марта 2011 г.
  107. ^ Обзор предложения SONIC о сбросе высокоактивных ядерных отходов в Пайктон . Группа соседей Южного Огайо.
  108. ^ Анализ национальной политики № 396: Отчет о технологиях разделения и системах трансмутации (STATS): последствия для роста ядерной энергетики и энергетической достаточности - февраль 2002 г. Архивировано 17 февраля 2008 г. в Wayback Machine . Национальный центр.орг. Проверено 15 декабря 2015 г.
  109. ^ Заявление о принципах Глобального партнерства в области ядерной энергии . gnep.energy.gov (16 сентября 2007 г.).
  110. ^ Фрейдберг, Джеффри П. «Департамент ядерной энергетики: отчеты президенту за 2000–2001 годы» . Web.mit.edu. Архивировано из оригинала 25 мая 2013 г. Проверено 1 августа 2013 г.
  111. ^ «Нобелевская лекция: Физика и применение экстремального света» (PDF) . 08.12.2018. стр. 130–132.
  112. ^ «Лауреат Нобелевской премии мог бы найти решение проблемы ядерных отходов» . www.bloomberg.com . 2 апреля 2019 г. Проверено 2 ноября 2020 г.
  113. ^ «Как лазеры могут решить глобальную проблему ядерных отходов» . 8 апреля 2019 г.
  114. Милтон, Р. (17 января 1978 г.) Ядерные побочные продукты: ресурс для будущего. Архивировано 22 декабря 2015 г. в Wayback Machine . Heritage.org.
  115. ^ «Небольшое голодание с ферментами | Секрет успеха — в альтернативных напитках» Архивировано из оригинала 21 октября 2013 .. г .
  116. ^ Национальный исследовательский совет (США). Комитет по захоронению высокоактивных радиоактивных отходов посредством геологической изоляции (2001 г.). Утилизация высокоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива: сохраняющиеся социальные и технические проблемы . Пресса национальных академий. п. 122. ИСБН  978-0-309-07317-2 .
  117. ^ «Управление ядерными отходами: рассмотренные варианты» . Информационные бюллетени Министерства образования . Министерство энергетики : Управление по обращению с гражданскими радиоактивными отходами, проект Юкка Маунтин . Ноябрь 2003 г. Архивировано из оригинала 15 мая 2009 г.
  118. ^ Черкашин, Юрий (2004). «Отходы на Солнце? – Система утилизации ядерных и высокотоксичных отходов. Проектирование» . Архивировано из оригинала 11 марта 2008 г. Проверено 19 декабря 2011 г.
  119. ^ Ванденбош , с. 247.
  120. ^ Перейти обратно: а б Ванденбош , с. 248.
  121. ^ Федеральный реестр США. 40 CFR, часть 197. Агентство по охране окружающей среды. Стандарты общественного здравоохранения и радиационной защиты окружающей среды для Юкка-Маунтин, Невада; Последнее правило . Архивировано 2 февраля 2011 г. в Wayback Machine .
  122. ^ Коэн, Бернард Л. (1998). «Перспективы решения проблемы захоронения высокоактивных отходов» . Междисциплинарные научные обзоры . 23 (3): 193–203. Бибкод : 1998ISRv...23..193C . дои : 10.1179/isr.1998.23.3.193 . Архивировано из оригинала 4 февраля 2012 г. Проверено 30 мая 2011 г.
  123. ^ The Mainichi Daily News (15 октября 2011 г.), Монголия отказывается от планов хранения ядерных отходов и информирует Японию о решении . Архивировано 18 октября 2011 г. в Wayback Machine .
  124. От кокаина к плутонию: мафиозный клан, обвиненный в торговле ядерными отходами , Архивировано 28 декабря 2016 г. в Wayback Machine , The Guardian, Лондон, Англия, 9 октября 2007 г.
  125. ^ Мафия потопила лодку с радиоактивными отходами: официальное Архивировано 29 сентября 2009 г. в Wayback Machine , AFP, 14 сентября 2009 г.
  126. ^ Веннард, Мартин (1 апреля 2008 г.). «Пакистан «сбросил ядерные отходы» » . Би-би-си . Проверено 5 июля 2023 г.
  127. Укрепление безопасности источников радиации и сохранности радиоактивных материалов: своевременные действия . Архивировано 26 марта 2009 г. в Wayback Machine , автор: Абель Х. Гонсалес, Бюллетень МАГАТЭ, 41 марта 1999 г.
  128. ^ Хекер 2000 , стр. 39–40.
  129. ^ Отчет RAI.it, L'Eredità , Архивировано 28 мая 2010 г. в Wayback Machine (на итальянском языке), 2 ноября 2008 г.
  130. ^ Reuters UK, Новый инцидент на французской атомной электростанции . Проверено в марте 2009 г.
  131. ^ « Это похоже на научно-фантастический фильм» – несчастные случаи бросают тень на ядерную мечту» . Хранитель . Лондон, Англия. 25 июля 2008 г. Архивировано из оригинала 2 сентября 2013 г.
  132. ^ Reuters UK, Слишком много французских атомщиков заражены. Архивировано 2 апреля 2009 г. в Wayback Machine . Проверено в марте 2009 г.
  133. ^ «Как США предали Маршалловы Острова, разжигая очередную ядерную катастрофу» . Лос-Анджелес Таймс . Лос-Анджелес, Калифорния. 10 ноября 2019 г.
  134. ^ Перейти обратно: а б Международное агентство по атомной энергии, Радиационная авария в Гоянии. Архивировано 20 января 2011 г. в Wayback Machine , 1988 г. Проверено в сентябре 2007 г.
  135. ^ «Перевозка радиоактивных материалов» . Агентство по охране окружающей среды США . 30 ноября 2018 года . Проверено 26 октября 2022 г.
  136. The Mainichi Daily News (15 декабря 2011 г.), Правительство признает ядерные вещества, обнаруженные в отходах, о которых не сообщалось в МАГАТЭ . Архивировано 15 декабря 2011 г. в Wayback Machine .
  137. ^ «Выпущен новый символ, предупреждающий общественность о радиационной опасности» . Международное агентство по атомной энергии. 2007. Архивировано из оригинала 17 февраля 2007 г.

Цитируемые источники

[ редактировать ]
  • Ванденбош, Роберт и Ванденбош, Сюзанна Э. (2007). Тупик с ядерными отходами . Солт-Лейк-Сити: Издательство Университета Юты. ISBN  978-0874809039 .
  • Хеккер, Зигфрид С. (2000). «Проблема плутония — экологические проблемы» . Лос-Аламосская наука (26). Национальная лаборатория Лос-Аламоса: 36–47 . Проверено 1 октября 2023 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 57141cace55ff18ef3475d1a705057d6__1721856060
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/57/d6/57141cace55ff18ef3475d1a705057d6.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Radioactive waste - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)