Обращение с радиоактивными отходами на атомных

Главные темы
Обращение с радиоактивными отходами
на атомных электростанциях
Рассматриваются виды отходов низкой и средней
активности и способы обращения с ними
В.М. Ефременков
Во м н о г и х с т р а н а х а т о м н а я э н е р г е т и к а является
с у щ е с т в е н н о й частью национальной э н е р г о с и с т е мы. Она к о н к у р е н т о с п о с о б н а в э к о н о м и ч е с к о м
плане и чиста э к о л о г и ч е с к и по с р а в н е н и ю с больш и н с т в о м д р у г и х видов э н е р г и и , и с п о л ь з у е м ы х для
п р о и з в о д с т в а э л е к т р и ч е с т в а . В м е с т е с ними а т о м ная э н е р г е т и к а о б е с п е ч и в а е т национальное электр о с н а б ж е н и е . Очевидно, что для с о х р а н е н и я достигнутого в промышленных странах уровня жизни и
для у д о в л е т в о р е н и я э н е р г е т и ч е с к и х п о т р е б н о с т е й
в р а з в и в а ю щ и х с я с т р а н а х н е о б х о д и м о дальнейшее
у в е л и ч е н и е доли ядерной э н е р г и и в н а ц и о н а л ь н о м
энергоснабжении.
В р е з у л ь т а т е э к с п л у а т а ц и и ядерных р е а к т о р о в
образуются р а д и о а к т и в н ы е отходы. Но их количество значительно меньше, чем к о л и ч е с т в о отходов от э л е к т р о с т а н ц и й , работающих на у г л е (см.
таблицу).
Отходы а т о м н ы х э л е к т р о с т а н ц и й (АЭС)
имеют н и з к у ю а к т и в н о с т ь , а с о д е р ж а щ и е с я в них, в
о с н о в н о м , к о р о т к о ж и в у щ и е р а д и о н у к л и д ы обладают небольшой р а д и о т о к с и ч н о с т ь ю . Но из в с е х
ядерных у с т а н о в о к а т о м н ы е э л е к т р о с т а н ц и и - самые м н о г о ч и с л е н н ы е , и на них п р и х о д и т с я наибольшее к о л и ч е с т в о р а д и о а к т и в н ы х отходов.
Х а р а к т е р и к о л и ч е с т в о п о л у ч а е м ы х на АЭС отх о д о в з а в и с и т от типа реактора, е г о к о н с т р у к ц и о н ных о с о б е н н о с т е й , у с л о в и й е г о э к с п л у а т а ц и и и цел о с т н о с т и топлива. Радиоактивные отходы с т а н ц и и
включают в себя а к т и в и р о в а н н ы е радиоизотопы от
конструкционных
материалов,
замедлителя
и
охладителя; п р о д у к т ы к о р р о з и и и з а г р я з н е н и е прод у к т а м и деления от топлива. Методы о б р а б о т к и и
к о н д и ц и о н и р о в а н и я о т х о д о в АЭС д о с т и г л и в нас т о я щ е е в р е м я в ы с о к о г о у р о в н я эффективности и
надежности и продолжают совершенствоваться d
целях п о в ы ш е н и я б е з о п а с н о с т и и э к о н о м и ч н о с т и
в с е й с и с т е м ы обращения с о т х о д а м и .
Отходы атомных электростанций
Р а д и о а к т и в н ы е о т х о д ы низкой и с р е д н е й а к т и в ности (ОНСЛ) п о л у ч а ю т с я на АЭС в р е з у л ь т а т е загрязнения различных м а т е р и а л о в р а д и о н у к л и д а м и ,
Г-н Ефременков - старший сотрудник Отдела ядерного топливного цикла и обращения с отходами.
БЮЛЛЕТЕНЬ МАГАТЭ, 4/1989
На атомной электростанции Яовиза в Финляндии некоторые
виды радиоактивных отходов уплотняются с помощью
гидравлического пресса. (Предоставлено YJT, Финляндия)
Сравнение электростанций, работающих на угле, с
атомными электростанциями, производящими то ж е
количество электроэнергии
Электростанция,
Атомная
работающая
электростанна угле
ция
Топливо, требуемое на год 3 ООО ООО м 3
Образующиеся отходы
400 000 м
Количество токсичных
металлов в образующихся отходах
3 000 м
3 м3
1000 м *
1м
Источник: Nuclear Power and Fuel Cycle: Status and Trends,, IAEA (1989).
•Включаются отходы, образующиеся при производстве топлива и переработке.
41
Главные темы
о б р а з у ю щ и м и с я при делении и а к т и в а ц и и в реакторе, или в ы б р а с ы в а е м ы м и т о п л и а о м и п о в е р х ностью п о к р ы т и й . Радионуклиды в ы б р а с ы в а ю т с я и
аккумулируются, в о с н о в н о м , в с и с т е м е о х л а ж д е н и я
реактора и в меньшей с т е п е н и - в б а с с е й н е для
хранения о т р а б о т а в ш е г о топлива.
О с н о в н ы е отходы, о б р а з у ю щ и е с я при э к с п л у а т а ции а т о м н о й э л ё к т р о с т а н ц и и , с о с т а в л я ю т к о м п о ненты, у д а л я е м ы е при п е р е г р у з к е т о п л и в а или ремонте ( г л а в н ы м о б р а з о м а к т и в и р о в а н н ы е т в е р д ы е
в е щ е с т в а , н а п р и м е р , н е р ж а в е ю щ а я сталь, содержащая кобальт-60 и никель-63), и э к с п л у а т а ц и о н н ы е
отходы, к к о т о р ы м о т н о с я т с я р а д и о а к т и в н ы е ж и д кости, фильтры и и о н о о б м е н н ы е с м о л ы , загрязняемые п р о д у к т а м и деления из к о н т у р о в с ж и д к и м
охладителем.
п р и м е н е н и е м п р я м о т о ч н о й и о н о о б м е н н о й технологии для р е ц и к л и р о в а н и я т я ж е л о й воды, е с т е с т в е н но, в них не о б р а з у ю т с я ж и д к и е к о н ц е н т р а т ы .
А к т и в н ы е ж и д к и е о т х о д ы получаются в результате о ч и с т к и о х л а д и т е л я п е р в ы х к о н т у р о в (PWR,
BWR), б а с с е й н а х р а н е н и я о т р а б о т а в ш е г о топлива,
с т о к о в , п р о м ы в о ч н о й воды и фильтрационных вод.
Операции по о ч и с т к е р е а к т о р о в т а к ж е в л е к у т за
собой о б р а з о в а н и е ж и д к и х о т х о д о в , с в я з а н н о е ,
г л а в н ы м образом, с р е м о н т н ы м и р а б о т а м и по труб о п р о в о д а м и о б о р у д о в а н и ю . Очистные о т х о д ы
включают в себя г р у б ы е ( п р о д у к т ы коррозии) и различные о р г а н и ч е с к и е в е щ е с т в а , т а к и е как щавелевая и л и м о н н а я к и с л о т ы .
Жидкие и влажные твердые отходы
Д р у г а я к а т е г о р и я о т х о д о в , о б р а з у ю щ и х с я на
АЭС, - в л а ж н ы е твердые в е щ е с т в а . К ним относятся различного рода о т р а б о т а в ш и е и о н о о б м е н н ы е
с м о л ы , фильтрующие с р е д ы и шламы. Отработавшие с м о л ы с о с т а в л я ю т наибольшую часть в л а ж н о твердых отходов э н е р г е т и ч е с к и х
реакторов. В
г л у б о к и х д е м и н е р а л и з а т о р а х на а т о м н ы х электрос т а н ц и я х широко и с п о л ь з у ю т с я с м о л я н ы е пласты.
Порошкообразные с м о л ы р е д к о п р и м е н я ю т с я на
р е а к т о р а х типа PWR, но и с п о л ь з у ю т с я в д е м и н е р а лизаторах с фильтрующим с л о е м на п о д к л а д к е в
р е а к т о р а х типа BWR. Во м н о г и х BWR к р у п н ы м
источником отходов с порошкообразными смолами
являются „ к о н д е н с а т н ы е п о л и р о в а л ь н ы е материал ы " , и с п о л ь з у е м ы е для д о п о л н и т е л ь н о й о ч и с т к и
к о н д е н с а ц и о н н о й воды п о с л е в ы п а р и в а н и я ж и д к и х
отходов.
Различные т и п ы к о м м е р ч е с к и х р е а к т о р о в , дейс т в у ю щ и х в н а с т о я щ е е в р е м я во в с е м мире, образуют различные виды о т х о д о в . Они отличаются к а к
по а к т и в н о с т и , т а к и по о б ъ е м у о б р а з у ю щ и х с я ж и д к и х отходов. Реакторы, о х л а ж д а е м ы е и замедляемые водой, с о з д а ю т больше ж и д к и х о т х о д о в , чем
реакторы, о х л а ж д а е м ы е г а з о м . Объем ж и д к и х отходов в р е а к т о р а х с к и п я щ е й водой (BWR) значительно больше, чем в р е а к т о р а х с водой под д а в л е н и е м
(PWR). П о с к о л ь к у очистительная с и с т е м а тяжеловодных р е а к т о р о в (HWR) работает, в о с н о в н о м , с
И с п о л ь з у е м ы е на АЭС для о б р а б о т к и ж и д к и х отходов фильтры на п о д к л а д к е создают еще один в и д
в л а ж н о т в е р д ы х о т х о д о в - шламы фильтровых отходов. В с п о м о г а т е л ь н ы е фильтровальные с р е д с т в а
(обычно д и а т о м о в а я земля или целлюлозные волокна) и г р у б ы е в е щ е с т в а , у д а л я е м ы е из ж и д к и х отх о д о в , в м е с т е с о с т а в л я ю т фильтровые
шламы.
Н е к о т о р ы е фильтровальные с и с т е м ы не т р е б у ю т
фильтровальных
вспомогательных
материалов.
Поэтому шламы, о б р а з у ю щ и е с я на т а к и х у с т а н о в к а х , не с о д е р ж а т д р у г и х м а т е р и а л о в .
В целлх у м е н ь ш е н и я количества о т х о д о в для пром е ж у т о ч н о г о х р а н е н и я и с о к р а щ е н и я с т о и м о с т и захоронения все страны п р и л а г а ю т у с и л и я по у м е н ь шению, г д е это в о з м о ж н о , объема о б р а з у ю щ и х с я
отходов. С о к р а щ е н и е объема о с о б е н н о п р и в л е к а тельно в отношении н и з к о а к т и в н ы х о т х о д о в , имеющих, к а к правило, к р у п н ы е объемы и небольшую
а к т и в н о с т ь излучения. С у щ е с т в е н н ы е у с о в е р ш е н с т в о в а н и я в о з м о ж н ы с помощью а д м и н и с т р а т и в ных мер ( з а м е н а б у м а ж н ы х полотенец с у ш и л ь н ы м и
аппаратами,
введение
повторно
используемой
прочной з а щ и т н о й о д е ж д ы и др.) и п у т е м о б щ е г о
улучшения у с л о в и й работы.
104° С
Выпаривание загрязненных жидких отходов
Система
жидких
эффлуентов
НАО
(низкоактивные
отходы)
Органическая
фаза
:> Топливо
Дистиллят
Сборник
Выпарной аппарат
с паровым
компрессором
и рециркуляционным
насосом
Основной поток
Установка
по обработке
Отверждение
Концентрат
Боковой поток
Источник: KFZ, Карлсруэ, Федеративная Республика Германия
42
Выпаривание НАО
БЮЛЛЕТЕНЬ МАГАТЭ, 4/1989
Г лавные темы
Обработка и кондиционирование жидких тверды»
отходов
пение никогда не оыва
все про'
;аждаемых твердых веществ. Сущест
(олько видов разделительного
обор
держание, к
ессов заем
центрифуги и гидроциклоны
и методы обработки хорошо отработг
нению с друг
1Нием, В зав
н о в и от типа
эт ю
4
по 1С
зильтр
ианныи
отходов.
звую фаз
выпаривание считается довольно и р о с ш и операцией, много лет успешно применяемой в химиис
ОТ)
mi
^о*
,
1
,
"
"
<1 ;
иповь
роннь
:<" t i
r
| * \>
<•
пенообразование. Остроту этих проблем можно
уменьшить путем принятия соответствующих мер.
Например, регулируя рВ, можно замедлить коррозию. Уменьшение пенообразования достигается
путем удаления органических веществ или добавления г.ротивопенных средств. Систему выларивателей м о ж н о очищать азотной кислотой, удаляющей
накипь и обеспечивающей надлежащую пассивацию
конструкционных материалов.
До сих пор сокращение обьема малоактивных
эффлуентов с помощью выпаривания оказывалось
столь эффективным, что очищенный конденсат сбрасывался в окружающую среду без дальнейшей об-
ся на принципе разделения коагуляция-флоккудя»
ция, применяются на АЭС в основном для обработки
жидких зффлуентов низкой активности и с в ы с о к и м
БЮЛЛЕТЕНЬ МАГАТАЭ, 4/1989 47
Главные темы
Отверждение жидких радиоактивных отходов цементом
Дистиллят
Сепаратор твердых
>
и жидких материалов
Боратные
отходы
>
Химикаты
>
11м*
Цемент
Концентратор
Резервуар
предварительной
обработки
Продукт
ЕЩ
L
Источник: JGC Corp.
Смеситель
Получаемые при о б р а б о т к е ж и д к и х
отходов
в л а ж н ы е т в е р д ы е в е щ е с т в а должны для окончат е л ь н о г о з а х о р о н е н и я т р а н с ф о р м и р о в а т ь с я в твердые п р о д у к т ы . П р о ц е с с ы и м м о б и л и з а ц и и включают
в себя к о н в е р с и ю о т х о д о в в х и м и ч е с к и и физически с т а б и л ь н ы е формы, что у м е н ь ш а е т в о з м о ж н о с т ь
м и г р а ц и и или д и с п е р с и и р а д и о н у к л и д о в в результате п р о ц е с с о в , п о т е н ц и а л ь н о в о з м о ж н ы х при их
х р а н е н и и , т р а н с п о р т и р о в к е и захоронении. По возм о ж н о с т и к о н д и ц и о н и р о в а н и е о т х о д о в т а к ж е должно з а в е р ш а т ь с я с о к р а щ е н и е м их объема.
Для к о н д и ц и о н и р о в а н и я в л а ж н ы х твердых вещ е с т в чаще в с е г о п р и м е н я ю т с я т а к и е м е т о д ы , к а к
ц е м е н т и р о в а н и е , б и т у м и з а ц и я , включение в полимеры. М н о г и е г о д ы во м н о г и х с т р а н а х широко практиковалась иммобилизация радиоактивных отходов
с п о м о щ ь ю ц е м е н т а (см. рисунок).
Цемент имеет
ряд п р е и м у щ е с т в , и п р е ж д е в с е г о , н и з к у ю стоим о с т ь и в о з м о ж н о с т ь п р и м е н я т ь у с т а н о в к у с отн о с и т е л ь н о п р о с т о й т е х н о л о г и е й обработки. Отн о с и т е л ь н о в ы с о к а я п л о т н о с т ь ц е м е н т а позволяет
придать о т х о д а м формы, обеспечивающие значительный у р о в е н ь с а м о з а щ и т ы , что у м е н ь ш а е т требования к д о п о л н и т е л ь н о м у у п а к о в о ч н о м у экранированию. В н е к о т о р ы х случаях для получения продукта приемлемого качества могут приниматься
меры по п р е д в а р и т е л ь н о й х и м и ч е с к о й или физич е с к о й о б р а б о т к е . И н о г д а применяются такие доп о л н и т е л ь н ы е а л ь т е р н а т и в н ы е материалы, к а к размельченная т о п л и в н а я зола и шлак д о м е н н о й печи.
Они т а к ж е позволяют улучшить защитные с в о й с т в а
простого цемента.
кондиционирования
радиоактивных
отходов
на
а т о м н ы х э л е к т р о с т а н ц и я х США, Японии, Швеции,
СССР, Швейцарии и д р у г и х с т р а н .
Включение в л а ж н ы х т в е р д ы х тел в п л а с т и к и или
полимеры п р е д с т а в л я е т собой новый п р о ц е с с иммобилизации по с р а в н е н и ю с п р и м е н е н и е м цемента или б и т у м а . И с п о л ь з о в а н и е т а к и х п о л и м е р о в ,
к а к с л о ж н ы й полиэфир, винилэфир, э п о к с и д н а я с м о ла, о г р а н и ч и в а е т с я т е м и с л у ч а я м и , к о г д а применение ц е м е н т а или б и т у м а т е х н и ч е с к и не п р и г о д н о .
Эти п о л и м е р ы г о р а з д о д о р о ж е ц е м е н т а и б и т у м а и
требуют с л о ж н о й у с т а н о в к и для с о о т в е т с т в у ю щ е й
о б р а б о т к и отходов. П р е и м у щ е с т в а м и п о л и м е р о в
являются большее с о п р о т и в л е н и е у т е ч к е р а д и о н у к лидов и х и м и ч е с к а я и н е р т н о с т ь .
В последнее в р е м я у в е л и ч и в а е т с я интерес к использованию м о б и л ь н ы х у с т а н о в о к по кондиционированию р а д и о а к т и в н ы х о т х о д о в АЭС. Это связано с тем, что т а к и е у с т а н о в к и позволяют экономить с р е д с т в а т а м , где на п л о щ а д к а х о б р а з у ю т с я
небольшие количества отходов. Мобильные у с т а н о в ки по и м м о б и л и з а ц и и и к о н д и ц и о н и р о в а н и ю радиоа к т и в н ы х о т х о д о в АЭС применяются, н а п р и м е р , в
США, Федеративной Р е с п у б л и к е Г е р м а н и и и Франции. Большая часть из них п о л ь з у е т с я п р о ц е с с о м
цементации, но и м е ю т с я т а к ж е и п р о е к т ы применения полимеров.
В течение ряда лет в различных с т р а н а х для отв е р ж д е н и я в л а ж н ы х т в е р д ы х тел и с п о л ь з о в а л а с ь
б и т у м и з а ц и я . Это - г о р я ч и й процесс, позволяющий
в л а ж н о м у п о т о к у в ы с ы х а т ь до иммобильности и упак о в к и . При э т о м д о с т и г а е т с я с у щ е с т в е н н о е у м е н ь шение объема п о д л е ж а щ и х захоронению кондицио н и р о в а н н ы х о т х о д о в с определенной э к о н о м и е й в
з а т р а т а х . Однако б и т у м - потенциально в о с п л а м е н и м и т р е б у е т о с о б ы х п р е д о с т о р о ж н о с т е й для
п р е д о т в р а щ е н и я с л у ч а й н о г о в о з г о р а н и я . Тем не менее, б и т у м и з а ц и я н а х о д и т р а с т у щ е е признание в
с т р а н а х , п р о и з в о д я щ и х отходы, и п р и м е н я е т с я для
При н о р м а л ь н о й работе а т о м н ы х э л е к т р о с т а н ц и й
в в о з д у х е о б р а з у ю т с я г а з о о б р а з н ы е радиоактивные отходы в виде частиц или аэрозолей. Радиоактивные аэрозоли включают в себя частицы различных р а з м е р о в в ж и д к о й и твердой форме и, возм о ж н о , в с о ч е т а н и и с н е р а д и о а к т и в н ы м и аэрозолями. Т р е м я о с н о в н ы м и и с т о ч н и к а м и аэрозолей являются: э м и с с и я а к т и в и р о в а н н ы х п р о д у к т о в коррозии и п р о д у к т о в деления, р а д и о а к т и в н ы й р а с п а д
г а з о в на нелетучие э л е м е н т ы и абсорбция летучих р а д и о н у к л и д о в , о б р а з у е м ы х в п р о ц е с с е деления на и м е ю щ е м с я в з в е ш е н н о м в е щ е с т в е .
44
Газообразные отходы и радиоактивные аэрозоли
БЮЛЛЕТЕНЬ МАГАТАЭ, 4/1989
Г лавные темы
К числу наиболее значительных летучих радионуклидов, о б р а з у ю щ и х г а з о о б р а з н ы е радиоактивные о т х о д ы н о р м а л ь н о работающих АЭС, относятся
г а л о г е н ы , б л а г о р о д н ы е газы, тритий и углерод-14.
С о с т а в и с т е п е н ь р а д и о а к т и в н о с т и различных потоков отходов в в о з д у х е з а в и с я т в о с н о в н о м от типа
р е а к т о р а и пути в ы б р о с а .
Все г а з о о б р а з н ы е эффлуенты до их в ы б р о с а в атмосферу о б р а б а т ы в а ю т с я на АЭС с целью удаления большей части р а д и о а к т и в н ы х к о м п о н е н т о в .
ной с и с т е м ы . Если с б р о с в а т м о с ф е р у о к а з ы в а е т ся п р е ж д е в р е м е н н ы м , с р о к х р а н е н и я продлевается.
Пласты з а д е р ж к и г а з о в - это ряд с о с у д о в , наполненных д р е в е с н ы м у г л е м . Они з а д е р ж и в а ю т
п р о х о ж д е н и е б л а г о р о д н ы х г а з о в от отношению к
газу-носителю, о б е с п е ч и в а я з а в е р ш е н и е п р о ц е с са р а д и о а к т и в н о г о р а с п а д а .
Обработка и кондиционирование твердых отходов
Обработка газообразных эффлуентов
Общепринятой п р а к т и к о й на АЭС в отношении
з а г р я з н е н н ы х г а з о в и в о з д у х а зданий является проп у с к а н и е их через фильтры с целью удаления
а к т и в н ы х частиц до в ы б р о с а в а т м о с ф е р у по вытяжным т р у б а м . Для вентиляции и с и с т е м ы о ч и с т к и
в о з д у х а обычно и с п о л ь з у ю т с я фильтры
грубой
очистки, за к о т о р ы м и следуют высокоэффективные
в о з д у х о о ч и с т и т е л и (HEPA). Их эффективность в от• ношении удаления частиц р а з м е р о м 0,3 м м с о с т а в ляет 99,9 % и выше.
Образующийся на АЭС р а д и о а к т и в н ы й йод удаляется обычно с п о м о щ ь ю п р о п и т а н н ы х д р е в е с н ы м
у г л е м фильтров в с о ч е т а н и и с фильтрами для частиц. Пропитка т р е б у е т с я для у л а в л и в а н и я в газовых эффлуентах о р г а н и ч е с к и х с о е д и н е н и й йода.
Учитывая, что в ы д е л я е м ы е в небольшом количестве
топливными
элементами
благородные
р а д и о а к т и в н ы е г а з ы являются в о с н о в н о м коротк о ж и в у щ и м и , ц е л е с о о б р а з н а з а д е р ж к а их
выхода,
что позволяет б л а г о д а р я п р о ц е с с а м радиоактивного р а с п а д а значительно у м е н ь ш и т ь к о л и ч е с т в а
газов, окончательно с б р а с ы в а е м ы х в о к р у ж а ю щ у ю
среду. Для этой цели п р и м е н я ю т с я два метода
з а д е р ж к и : х р а н е н и е г а з о в в с п е ц и а л ь н ы х резерв у а р а х и п р о п у с к а н и е их через з а д е р ж и в а ю щ и е
пласты д р е в е с н о г о у г л я .
При х р а н е н и и для р а с п а д а б л а г о р о д н ы е г а з ы и
газ-носитель з а к а ч и в а ю т с я в р е з е р в у а р ы , которые
после э т о г о г е р м е т и з и р у ю т с я . По истечении срока х р а н е н и я в 3 0 - 6 0 дней с о д е р ж и м о е р е з е р в у а р о в
^ в ы п у с к а е т с я в а т м о с ф е р у с помощью вентиляцион-
При работе а т о м н о й э л е к т р о с т а н ц и и о б р а з у ю т с я
и различные виды с у х и х т в е р д ы х отходов, с о д е р ж а щих р а д и о а к т и в н ы е в е щ е с т в а . Они различны на различных у с т а н о в к а х и включают в себя н е н у ж н ы е
предметы р е а к т о р н о й у с т а н о в к и , фильтры вентиляционной с и с т е м ы , п о к р ы т и я полов, з а г р я з н е н н ы е
и н с т р у м е н т ы и т.д. Д р у г о й и с т о ч н и к т в е р д ы х отходов - предметы (различные б у м а г и , п л а с т и к и , резина, ветошь, о д е ж д а , небольшие м е т а л л и ч е с к и е
или с т е к л я н н ы е п р е д м е т ы ) , и с п о л ь з у е м ы е при обеспечении работы и р е м о н т а а т о м н о й э л е к т р о с т а н ции. В з а в и с и м о с т и от физической природы и прим е н я е м ы х м е т о д о в о б р а б о т к и с у х и е твердые отходы к л а с с и ф и ц и р у ю т с я и с о р т и р у ю т с я на четыре
основные категории: сгораемые,
несгораемые,
к о м п а к т н ы е и н е к о м п а к т н ы е отходы. Но обычно
каждая установка имеет собственную классификацию отходов в з а в и с и м о с т и от п р е в а л и р у ю щ и х
условий.
Одна из о с н о в н ы х целей о б р а б о т к и т в е р д ы х отходов заключается в м а к с и м а л ь н о
возможном
у м е н ь ш е н и и о б ь е м а о т х о д о в , п о д л е ж а щ и х хранению и захоронению, а т а к ж е в предельной к о н ц е н т рации и и м м о б и л и з а ц и и р а д и о а к т и в н о с т и в отходах.
Поскольку т в е р д ы е р а д и о а к т и в н ы е о т х о д ы атомных э л е к т р о с т а н ц и й включают в себя ш и р о к и й ряд
м а т е р и а л о в и форм, не с у щ е с т в у е т е д и н о г о с п о соба с о о т в е т с т в у ю щ е й их о б р а б о т к и . О с н о в н о й и
наиболее
распространенный
метод
обработки
объемных партий т в е р д ы х о т х о д о в о с н о в ы в а е т с я
на у п л о т н е н и и . Этот м е т о д позволяет у м е н ь ш и т ь до
р а з у м н о й величины объем, т р е б у е м ы й для х р а н е -
Уплотнение твердых радиоактивных отходов
подъемный
механизм
БЮЛЛЕТЕНЬ МАГАТАЭ, 4/1989
45
Г лавные темы
Сжигание сгораемых радиоактивных отходов
Выпуск
Котел
для подогрева
отходов
Помещение
для газоочистки
с фильтрами
Очиститель
отходящих
газов
Источник: SEG, Inc., Окридж, США.
ния и з а х о р о н е н и я о т х о д о в . Но с е г о помощью мало
что д о с т и г а е т с я в о т н о ш е н и и их с в о й с т в с точки
зрения д о л г о с р о ч н о г о обращения.
Опыт п о к а з ы в а е т , что от 50 % до 80 % твердых
р а д и о а к т и в н ы х о т х о д о в АЭС м о г у т с ж и г а т ь с я . Сжиг а н и е я в л я е т с я у ж е с у щ е с т в е н н ы м п р о г р е с с о м по
отношению к п р о с т о м у у п л о т н е н и ю . Д о с т и г а е т с я
очень большое с о к р а щ е н и е объема и м а с с ы отходов. Конечный п р о д у к т - г о м о г е н н ы й пепел - м о ж е т
быть у п а к о в а н в к о н т е й н е р ы для хранения и захоронения без д а л ь н е й ш е г о кондиционирования. Хотя
с ж и г а н и е г о д и т с я т о л ь к о для горючих отходов, оно
и м е е т то п р е и м у щ е с т в о , что с п о с о б н о разрушать
о р г а н и ч е с к и е ж и д к о с т и ( м а с л а , с м а з к и , растворители), к о т о р ы е т р у д н о обрабатывать д р у г и м способом (см.
рисунки).
С ж и г а н и е небольших к о л и ч е с т в т в е р д ы х о т х о д о в
обычно п р о и з в о д и т с я на с р а в н и т е л ь н о небольших
у с т а н о в к а х . Т а к и е у с т а н о в к и имеются на АЭС США,
Японии, Канады и д р у г и х стран. Более совершенн ы м и у с т а н о в к а м и , с п о с о б н ы м и с ж и г а т ь отходы с
довольно в ы с о к о й у д е л ь н о й а к т и в н о с т ь ю , располагают центры по о б р а б о т к е отходов, принимающие
их от м н о г и х АЭС с т р а н ы и из-за границы. Т а к и е
центры ф у н к ц и о н и р у ю т в Швеции, Бельгии, Франции
и других странах.
Для у м е н ь ш е н и я физических р а з м е р о в отдельных видов о т х о д о в и с п о л ь з у ю т с я в к а ч е с т в е мер
п р е д в а р и т е л ь н о й о б р а б о т к и у п л о т н е н и е или с ж и г а н и е , р е з к а , и з м е л ь ч е н и е и дробление. Б у м а г а ,
п л а с т и к и , т к а н ь , к а р т о н , д е р е в о и металлы м о ж н о
разрезать на л е н т о о б р а з н ы е к у с к и , а л о м к и е материалы ( с т е к л о , б е т о н н ы е блоки) - раздробить на
м е л к и е к у с к и . Эти с п о с о б ы м о ж н о применять в
к а ч е с т в е о с н о в н ы х п р о ц е с с о в у м е н ь ш е н и я объема
твердых отходов.
Новые разработки
Большинство п р о ц е с с о в о б р а б о т к и и кондиционирования ОНСА д о с т и г л и п е р е д о в о г о промышленн о г о у р о в н я . Хотя эти п р о ц е с с ы и т е х н о л о г и и
обеспечивают эффективное обращение с радиоа к т и в н ы м и о т х о д а м и АЭС, в о з м о ж н о и ж е л а т е л ь н о
дальнейшее их с о в е р ш е н с т в о в а н и е .
Увеличивающаяся с т о и м о с т ь з а х о р о н е н и я р а д и о а к т и в н ы х отх о д о в п о б у ж д а е т к р а з р а б о т к е процедур и м е т о д о в ,
у м е н ь ш а ю щ и х к о л и ч е с т в а о т х о д о в и их объемы на
стадии о б р а б о т к и и к о н д и ц и о н и р о в а н и я . В данной
с т а т ь е н е в о з м о ж н о показать все новые р а з р а б о т к и и
у с о в е р ш е н с т в о в а н и я в этой о б л а с т и в г о с у д а р ствах-членах.
П р и м е р а м и т а к и х р а з р а б о т о к являются использование специальных неорганических
растворителей для улучшения о б р а б о т к и ж и д к и х о т х о д о в ;
п р и м е н е н и е м е м б р а н н ы х м е т о д о в о б р а б о т к и жидк и х о т х о д о в ; о б е з в о ж и в а н и е и в ы с у ш и в а н и е шламов с м о л и с т ы х п л а с т о в и фильтров; с ж и г а н и е отработавших и о н о о б м е н н ы х с м о л ; с у х а я о ч и с т к а
защитной т к а н и для у м е н ь ш е н и я к о л и ч е с т в а сток о в от с т и р к и ; п р и м е н е н и е г е р м е т и ч н ы х к о н т е й н е ров для у п а к о в к и в ы с у ш е н н ы х фильтровых шламов; о с т е к л о в ы в а н и е н е к о т о р ы х о т х о д о в с р е д н е г о
у р о в н я а к т и в н о с т и для у м е н ь ш е н и я объемов отходов, п о д л е ж а щ и х з а х о р о н е н и ю ; с в е р х у п л о т н е н и е
несгораемых отходов.
В о з м о ж н о не в с е из у к а з а н н ы х разработок найдут ш и р о к о е п р и м е н е н и е в т е х н о л о г и и обращения с
о т х о д а м и , о с о б е н н о на а т о м н ы х э л е к т р о с т а н ц и я х .
Но в е д у щ и е с я и с с л е д о в а н и я и р а з р а б о т к и о т р а ж а ю т
тот факт, что ядерная п р о м ы ш л е н н о с т ь и у с т а н о в ки уделяют большое в н и м а н и е б е з о п а с н о м у и экон о м и ч н о м у обращению с р а д и о а к т и в н ы м и отходами на а т о м н ы х э л е к т р о с т а н ц и я х и что о ж и д а ю т с я
усовершенствования в существующей технологии.
т
46
БЮЛЛЕТЕНЬ МАГАТАЭ, 4/1989 46