Хранение отработавшего топлива

Хранение отработавшего топлива. Выгоревшие тепловыделяющие элементы твэлы, только что извлеченные из реактора конечно, с помощью дистанционных манипуляторов, содержат высокоактивные изотопы.

Работать с таким материалом очень опасно. Поэтому твэлы прежде всего направляют в бассейн выдержки хранилище, имеющейся при каждой АЭС. Там они проводит от 3 до 10 лет, пока не распадутся короткоживущие нуклиды.

После этого активность отработавшего ядерного топлива определяется продуктами деления ПД с большим временем распада. Среди них главный вклад вносят стронций 90 период полураспада Т29,2 года, криптон 85 10,8 года, технеций 99 213тыс. лет и цезий 137 28,6 года. А кроме долгоживущих ПД, остаются еще и трансурановые элементы актиноиды нептуний, плутоний, америций, кюрий все они, как известно, радиоактивны, с очень большими периодами полураспада десятки и сотни тысяч лет. И хотя за 10 лет после выгрузки активность содержимого твэлов уменьшается примерно в 10 раз по сравнению с той, что была через полгода, она и тогда составляет 325 тыс. кюри на тонну.

После выдержки в бассейне отработавшее топливо перевозят на радиохимический завод для извлечения оставшегося урана, а также плутония. Для этого, как правило, используется технология водного растворения, и в результате почти все РАО становятся жидкими.

Долго держать их в таком виде, даже в специальных емкостях, рискованно. Ведь за счет оставшихся радионуклидов эти жидкости постоянно нагреваются. Активность РАО станет пренебрежимо малой, если снизится, по крайней мере, на шесть порядков по сравнению с начальной. Легко подсчитать, что через 10 периодов полураспада Т она уменьшится в 1024 раза, а через 20Т еще во столько же раз. Это означает, что, например, стронций и цезий следует хранить в контролируемых условиях 300 600 лет. Такие огромные сроки не могут не вызвать сомнений ситуация в столь отдаленном будущем представляется слишком неопределенной.

Не смотря на сложность и дороговизну переработки и хранения, проблему РАО нельзя считать решенной окончательно. Не говоря уж о том, что не достигнута полной безотходности или замкнутости цикла, главным методом обезвреживания опасных продуктов остается ожидание их самопроизвольного распада. 2.Три категории отходов, их хранение и переработка Отходы делятся на три категории 1 Материалы типа А с коротким периодом полураспада менее 30 лет и слабой радиоактивностью. 2 Мусор типа В, который тоже имеет малый период полураспада и обладает малой радиоактивностью. 3 Отходы категории С наиболее опасные в них таится 95 общей радиоактивности.

Вопрос о хранении РАО первого типа практически решен. Ведь, собственно говоря, речь идет о таких компонентах, как фильтры, детали систем охлаждения и т.п которые не имеют собственной радиоактивности только наведенную.

Излучение таких блоков сравняется с естественным фоном всего лишь через три столетия, в течение которых, требуется серьезное наблюдение. Отходы типов В и С образуются непосредственно при выработке электроэнергии на АЭС. Когда заложенный в реактор оксид урана через три - четыре года извлекают как отработанное топливо, в нем содержится еще 95,5 урана и только 3,5 продуктов распада кроме того, уран 238, поглощая нейтроны, превращается в плутоний 1 или другой элемент семейства актиноидов с большей, чем у урана атомной массой.

Что же с ними делать Можно оставить все как есть, заключенное в упаковку отработанное топливо хранится в траншеях, ожидая окончательного складирования. Сортируют топливо на специальных заводах, который после сложных химических и механических операций выдает уран, плутоний и бетонные и стеклянные блоки. Они начинены отходами класса С, размолотыми в парашек, утрамбованными и смешанными с компонентами стекла на молекулярном уровне.

Блоки хранятся на заводе в вентилируемых колодцах. Отходы класса В топливо и отбросы повторной переработки помещают в металлические футляры, а потом замуровывают в бетон. Если применить прессование под давлением, то объем отходов можно уменьшить в 4 раза. Хранение отходов типа В и С из за долгого периода полураспада нельзя оставить на поверхности земли, придется ждать не три сотни, а сотни тысяч лет, до их безопасного состояния. После продолжительных дебатов ученых в некоторых Европейских странах было решено хранить отходы в толще геологических слоев, дабы надежно укрыть их на тысячелетия от внешних повреждений эрозия, землетрясения, климатические изменения, и антропогенных.

Вывод Еще не так давно слова атомная энергетика и научно-технический прогресс сливались в неразрывное целое. И тому было немало причин. Молодая отрасль требовала прорыва в будущее. Она стимулировала развития целого ряда новых направлений в физике, химии, биологии. Более того, открывалась очень радужная перспектива решения энергетических проблем, в первую очередь замены традиционных видов топлива принципиально иным компактным, бездымным и, что особенно важно, практически неисчерпаемым.

Именно по этому атомная энергетика сразу получила приоритетное развитие во многих промышленно развитых странах. Однако со временем ситуация изменилась. Чернобольский взрыв породил во всем мире бурные дискуссии. Предлагалось разом закрыть все АЭС пока не поздно. Но когда поостыл горячий чернобольский след, прекратились яростные споры.

Как-то незаметно все стали реалистами. Закрыть существующие АЭС никто уже всерьез не требует, но ведь их триумфальное шествие по планете отныне не предвидится. Судя по всему, они сохранили ограниченное значение, причем особое внимание будет уделяться именно вопросам их безопасности и экологической чистоты.