close

4:22 PM
Переработка радиоактивных отходов

Большие объемы низкоактивных жидких отходов обычно подвергают химической переработке с целью скоагулировать и осадить радионуклиды, которые чаще всего присутствуют в виде катионов. Для этих целей используют известь, фосфаты или аналогичные химикаты, дающие возможность удалить преимущественно наиболее токсичные радионуклиды (стронций и цезий). Для более полного удаления этих и других радионуклидов проводят дополнительные операции, например обработку растворов глинами и ионообменными смолами. Осадок, отработанные ионообменные смолы, растворы от регенерации ионообменников подвергают дальнейшей переработке. Перед сбрасыванием в канализацию измеряют активность прошедшей обработку жидкости, чтобы убедиться в том, что ее уровень радиоактивности ниже допустимого, регламентированного компетентными органами. В результате обработки должен быть достигнут, коэффициент очистки (КО) порядка 100. (Коэффициент очистки равен отношению начальной концентрации радиоактивных отходов к ее конечной концентрации.) Он может относиться как к специфическому нуклиду, так и к суммарной активности нескольких нуклидов. Отделение твердых частиц от жидкости осуществляют либо фильтрованием на вакуум-фильтре, либо центрифугированием (иногда предварительно применяют цикл замораживания - отсасывания), либо с помощью простого отстоя и декантации. Хорошо проведенная операция фильтрования помогает повысить КО. Полученный на этой стадии шлам и сконцентрированные при испарении остатки подвергают дальнейшей переработке.
 

На некоторых предприятиях низкоактивные отходы обрабатывают упариванием, хотя эта более дорогостоящая операция обычно применяется при переработке жидких отходов средней активности. В большинстве случаев среднеактивные отходы, которые образуются в больших объемах, требуют радиационной защиты. По этой причине заводы по их переработке должны быть спроектированы с учетом более строгих требований обеспечения радиационной безопасности. В зависимости от рода выполняемой работы применяют обычные термосифонные или парокомпрессионные испарители. Они должны обеспечивать КО около 1 000; этого удается добиться в результате повышения концентрации солей и уменьшения выноса радиоактивных веществ с капельками жидкости. При необходимости достижения более высоких КО следует дополнительно испарять конденсаты либо подвергать их очистке ионообменными смолами или с помощью химической обработки перед окончательным сбросом в канализацию.
 

Жидкие отходы с высокой активностью образуются на стадии переработки отработанного ядерного топлива. Эти отходы, занимающие небольшой объем, содержат основную часть радиоактивности и требуют длительного контроля и весьма сложной технологии переработки. Особую опасность представляет высокая радиотоксичность отходов, обусловленная наличием в них продуктов деления и трансурановых элементов. После стадии упаривания объемы высокоактивных отходов составляют от 100 до 1 000 л на 1 т переработанного урана. Переработка этих отходов осуществляется в три этапа.
 

На первом этапе жидкие отходы хранятся в специальных бассейнах (танках), где в течение многих лет происходит их распад. (Перед этим тепловыделяющие элементы извлекают из реакторов и подвергают «выдерживанию» в специальных бассейнах от 100 суток до 2 лет и более.) Хранение в бассейнах — временная мера, поскольку раствор нельзя держать там бесконечно, хотя бы по той причине, что бассейны существуют ограниченное время. Поэтому жидкие отходы для иммобилизации подвергают дальнейшей переработке на втором этапе. Для этого их превращают в устойчивые твердые стеклообразные или керамические продукты. Сейчас практически во всех странах проводятся обширные научно-исследовательские и конструкторские работы, целью которых является решение проблемы захороненения радиоактивных отходов и создание метода получения продукта, пригодного для захороненения. Процесс переработки осложняется высокой радиоактивностью материала, высокой температурой при обработке (около 1 000°С), наличием окислительной коррозионной атмосферы и жесткими требованиями к продукту, способному сохраняться в течение длительного времени.
 

Третий этап - это фактически стадия промежуточного хранения отвержденного продукта для его дополнительного «выдерживания» (радиоактивного распада) перед окончательным захоронением. В течение этого времени продукт подвергают контрольным измерениям активности, чтобы удостовериться, что он удовлетворяет необходимым требованиям для окончательного захоронения. Стадии упаривания, концентрирования и отверждения очень сложные и требуют высокого технологического мастерства. Отходящие на этих стадиях газы следует подвергать специальной обработке перед сбрасыванием в атмосферу. Образующиеся в процессе жидкие отходы со средней активностью возвращаются в цикл для дальнейшей переработки.
 

Помимо описанных выше, существуют другие жидкие отходы, содержащие тритий, детергенты, органические вещества и т.д., которые должны перерабатываться отдельно.
 

Твердые отходы образуются практически во всех лабораториях и на предприятиях, использующих радиоактивные вещества,-от обычного мусора до высокоактивных материалов из реакторов и предприятий по переработке отработанного ядерного топлива. Обычными методами переработки твердых отходов с низкой активностью являются прессование - для негорючих прессуемых отходов и сжигание - для горючих отходов, не содержащих значительных количеств а-активных веществ.

Разработаны стандартные методы проведения таких работ со специальными мерами предосторожности. Важную роль при сжигании отходов имеет обработка отходящих газов, а также соблюдение мер предосторожности, чтобы не создать взрывоопасные условия в устройствах для сжигания. Зола после сжигания спрессованных отходов подвергается дополнительной переработке перед захоронением.
 

Концентраты из испарителей, отработанные ионообменные смолы и т.п. заливаются цементом, бетоном или битумом и захороняются в виде бетонных блоков или битуминизированных барабанов. Хотя эта технология хорошо разработана и применяется во многих странах, надо уделять особое внимание обеспечению высокого качества изготовления и герметизации упаковки захороняемых объектов, которые должны удерживать радиоактивность в течение необходимого времени. Кроме того, процесс битуминизации требует соответствующих мер предосторожности для предотвращения возникновения взрывов и пожаров.
 

Переработка твердых отходов со значительным содержанием а-активных или токсичных веществ осуществляется в специальных условиях, когда персонал работает в пластикатовых изолирующих костюмах с принудительной вентиляцией. Загрязненные детали разрезают на части, упаковывают и помещают в контейнеры, после чего отсылают на захоронение.
 

Для очистки газовых отходов используют обычные методы обеспыливания, такие, как очистка в скрубберах, сепарация на циклонах, предварительная и абсолютная фильтрация, электростатическое осаждение. Применяется также выдерживание (для распада), абсорбция на угле или фильтрация через песок (для задержки радионуклидов). После соответствующей очистки отходящие газы вместе с вентиляционным воздухом выбрасываются в атмосферу через вентиляционные трубы требуемой высоты. Конструкция и высота таких труб определяются необходимостью создания условий для разбавления и безопасного рассеивания сбрасываемых газов.

Категория: Радиоактивные отходы, сбор, транспортировка, переработка и захоронение | Просмотров: 35 | | Теги: радиоактивные отходы, Радиоактивные вещества, Переработка радиоактивных отходов | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0