Человек и прогресс

Что же делать с ядерным «мусором»?

I. Он должен быть законсервирован так, чтобы радиоактивные вещества не попадали в окружающую среду, и исходящее от них излучение не достигало людей и биосферы; предусмотренные для этой цели сооружения называются могильниками.

Перед захоронением в могильнике ядерные отходы предварительно должны быть приведены в соответствующую форму. Форма предварительной консервации зависит от уровня радиоактивности конкретных отходов.

1. Жидкие высокорадиоактивные отходы заливаются расплавленным стеклом в стальных формах. Эти формы называются кокилями.

2. Средне- и слаборадиоактивные отходы сжигаются в специальных печах. Оставшаяся зола смешивается с цементным раствором и заливается в бочки, после чего эти бочки складируются в старых шахтах и соляных штоках.

3. Газообразные отходы переводятся в твердое состояние путем специальной обработки.

4. Прочие радиоактивные отходы прессуются с помощью прессов высокого давления, а затем подвергаются такой же обработке.

Захоронение ядерного мусора сопряжено со следующими проблемами:

Если контейнеры (кокили) станут хрупкими или вовсе разрушатся под действием лучевой нагрузки и высокой температуры, то может произойти заражение окружающей среды. При этом радиоактивные газы способны улетучиться из соляного штока. Наибольшая угроза возникнет в случае попадания радиоактивных веществ в грунтовые воды. Возможность подобной катастрофы зависит от геологической устойчивости соляного штока, от окружающих его потоков грунтовых вод и от возможных изменений структуры соли под действием излучения и сильной теплоотдачи радиоактивных отходов. Так, например, на объектах этого типа в США и Германии, которые долгое время считались надежными и безопасными, всего через несколько лет проявились проблемы заражения грунтовых вод. Поэтому в 21-м веке многие страны будут вынуждены на протяжении многих десятков лет хранить ядерные отходы в надземных промежуточных хранилищах отработанного топлива.

Захоронение радиоактивных отходов в могильниках является нерешенной глобальной проблемой. Ни одна из 26 стран, эксплуатирующих ядерную энергию, до сих пор не нашли безопасное, долговечное и политически приемлемое решение проблемы уничтожения ядерных отходов.

Их затапливание в море было во всем мире прекращено в 1984 году, так как используемые для этого контейнеры обеспечивали безопасность лишь на несколько десятилетий.

Контейнеры с радиоактивными отходами должны захораниваться в таких местах, где они не могут быть повреждены ни водой, ни землетрясением, ни какими-то другими силами.

Однако любая атомная электростанция имеет в своем распоряжении лишь промежуточное хранилище отработанного топлива, позволяющее временно хранить ядерные отходы.

Их захоронение глубоко под землей называется комбинированным:

1. Отходы переводятся в твердое состояние и загружаются в металлические бочки.

2. Затем эти бочки складываются внутрь контейнера из бетона или металла.

3. Эти контейнеры помещаются в подземной штольне.

4. Штольня заливается бетоном, запечатывается и оставляется в таком виде.

Промежуточные хранилища отработавших топливных элементов являются частью цепи утилизации отходов атомных электростанций. Ежегодно при проведении на АЭС технического осмотра около четверти использованных топливных элементов заменяется на новые. Снятые топливные элементы продолжают отдавать тепло, поэтому их оставляют еще приблизительно на 5 лет на атомной электростанции в заполненном водой бассейне выдержки.

После этого тепловыделение снижается настолько, что их можно упаковать в герметичные высокопрочные контейнеры, а затем поместить их в промежуточное хранилище отработавших топливных элементов. По истечении времени затухания радиоактивности (около 40 лет) тепловая мощность оказывается настолько низкой, что становится возможным постоянное захоронение топливных элементов в подземном могильнике.

Промежуточные хранилища представляют собой специальные склады, в которые помещаются транспортные контейнеры с отработавшими топливными элементами. Наряду с контейнерами, которые первыми обеспечивают надежность промежуточного хранения радиоактивных отходов, эти хранилища создают дополнительную защиту от воздействия землетрясений, ударов молний, наводнений и пожаров.

Проблема состоит в том, что перевозка радиоактивных ядерных отходов через всю Европу к месту их окончательного захоронения в могильниках сопряжена с большим риском. Любая авария во время транспортировки может привести к катастрофическим последствиям. Эксперты постоянно предупреждают о том, что в случае пожара или столкновения на большой скорости возможно повреждение контейнеров с отработавшими топливными элементами.

II. Еще одним способом избавления от ядерных отходов является регенерация ядерного топлива, при которой отработавшие топливные элементы разделяются на регенерируемое ядерное топливо и отходы. При этом можно выделить 2-3 % расщепляемых изотопов урана 235 и плутония 239. В настоящее время европейские АЭС отправляют свои ядерные отходы в Англию или Францию. Там отработавшие топливные элементы подвергаются обработке, которая позволяет повторно использовать их. Однако данный способ также порождает проблемы: во-первых, при регенерации образуются новые радиоактивные отходы, а во-вторых, эти отходы приходится перевозить на тысячи километров.