Радиоактивные отходы и человеческая безопасность

Радиоактивные отходы (РАО) образуются в результате осуществления операций ЯТЦ с целью выработки электроэнергии и в результате других видов деятельности, где используются радиоактивные вещества. Ионизирующее излучение признано потенциально опасным для здоровья человека, и в связи с этим все страны заинтересованы в том, чтобы радионуклиды из отходов не поступали в окружающую среду в концентрациях и количествах, которые вызывали бы неприемлимую опасность для здоровья.

К радиоактивным отходам относятся не подлежащие дальнейшему использованию вещества в любом агрегатном состоянии, материалы, изделия, оборудование, объекты биологического происхождения, газообразная среда, грунт, а также породы, руды и отходы обогащения и выщелачивания руд, в которых содержание радионуклидов превышает уровень, установленный нормативными правовыми актами.

Отработавшее ядерное топливо (захороненное как отходы), высокорадиоактивные отходы, образующиеся в результате переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), а также другие отходы с аналогичными характеристиками являются РАО высокого уровня активности. Они содержат высокие концентрации определенных радионуклидов, которые остаются радиоактивными на периоды времени, значительно превышающие продолжительность жизни людей.

Особое внимание, которое уделяется рассмотрению потенциальных проблем для будущих поколений, является важной чертой разработки политики в области обращения с РАО. Признано, что захоронение РАО является одним из важнейших шагов в последовательности операций ЯТЦ, в результате которых возникает радиоактивное облучение.

В промышленности, медицине, сельском хозяйстве, радиоизотопной энергетике, контрольно-измерительной и облучательной технике, а также в научных исследованиях применяют искуственные источники ионизирующего излучения (ИИИ) - радиоизотопы различного типа. Производство и использование радиоизотопов неизбежно влечет за собой образование значительного количества РАО, которое необходимо утилизировать по специальной программе после окончания срока работы ИИИ, обнаружения дефектов или поломок.

Большое количество РАО появляется в результате деятельности различных научно-исследовательских организаций, которые используют исследовательские реакторы, стенды и т.д.

Серьезная проблема возникла с РАО в военной области использования ядерной энергии. Их большое количество образуется в процессе реализации программ по созданию ядерного оружия, при эксплуатации и выводе из строя действующих кораблей и судов с ядерными энергетическими установками и т.д.

Достаточно большое количество РАО образовалось в результате проведений испытаний ядерного оружия и подземных ядерных взрывов, проводимых в мирных целях, которые стали источником глобального загрязнения окружающей среды. Даже с прекращением испытаний ядерного оружия в атмосфере в 1980 году в настоящее время происходит процесс выделения из стратосферы радиоактивных веществ, которые оседают на морской и земной поверхности и загрязняют ее. Всего в атмосфере было произведено около 450 ядерных взрывов общей мощностью около 545 Мт ТНТ (тринитротолуола). При этом суммарная активность выброшенного в атмосферу цезия-137 составила 8,2 Мки, стронция-90 - 4,3 Мки.

Радиоактивное загрязнение и РАО, которые образуются в результате человеческой деятельности, будут оказывать влияние на биосферу на протяжении сотен лет, поэтому для всех стран, использующих ядерные материалы, главной проблемой стала задача обеспечения долговременного и безопасного хранения образовавшихся за последние годы РАО, а также их захоронения, т.е. полной изоляции от биосферы. В самом начале использования ядерной энергии к захоронению РАО относились без должного понимания грозяшей человечеству беды. Например, в США значительное количество радиоактивных отходов было погребено в базальтовых пустотах штата Вашингтон. Такое их захоронение считалось приемлимым с точки зрения радиационной безопасности. Однако эти базальты пронизаны водоносными горизонтами и часто подземные воды выходят прямо на поверхность. В целом ряде стран пустую породу из урановых рудников используют при строительстве зданий. В результате радоновый газ, образующийся в урановых породах и вызывающий рак легких, проникает в помещения. Негативная ситуация, вызванная такими непродуманными решениями данной проблемы, заставила приступить к реализации программы безопасного обращения с радиоактивными отходами.

С этой целью РАО хранятся в специальных сооружениях до их последующего извлечения для переработки или захоронения. Самый сложный процесс - захоронение РАО, т.е. их размещение в хранилище без последующего изъятия. Надежность изоляции РАО в хранилищах должна быть обеспечена на сотни и даже тысячи лет.

Совокупность всех видов деятельности, связанных со сбором, транспортировкой, переработкой, хранением и захоронением РАО называется обращением с радиоактивными материалами.

РАО в зависимости от их агрегатного состояния делятся на

- газообразные;

- жидкие;

- твердые (отвержденные).

Газообразные отходы составляют незначительную часть.

Наибольшее количество РАО поступают в жидком виде - радиоактивные растворы и пульпы, различные жидкие шламы.

Твердые отходы являются продуктом деятельности предприятий (части загрязненных конструкций, оборудования, упаковок, густой шлам, мусор, загрязненный грунт и т.д.), а также продуктами специальной технологии отверждения жидких отходов (битумирование, цементирование, остеклование и т.д.).

По уровню радиоактивности РАО делятся на три основные категории:

- низкоактивные;

- среднеактивные;

- высокоактивные.

Данная классификация разработана МАГАТЭ. Оценочные характеристики различных категорий РАО представлены в следующих таблицах: