Хранение радиоактивных отходов

    Долгоживущие радиоактивные отходы, включающие отработанное ядерное горючее должны быть упакованы и изолированы от людей на долгое время. Репозитории этих отходов должны располагаться глубоко, в сотнях метров под землей, в соответствующих геологических формациях.
    Способность естественных геологических барьеров изолировать радиоактивные загрязнения было продемонстрировано естественным ядерным реактором Окло (Габон). В течение долгого времени около 5.4 т. продуктов деления, 1.5 т плутония вместе с с другими трансурановыми элементами возникло в урановой руде. Плутоний и другие трансураны оставались на месте в течение 2 миллиардов лет. Это особенно удивительно, что грунтовые воды имели доступ к образовавшимся продуктам , а они не были в инертной форме, например остеклованы.
   В1 тонне урана стандартного топлива реактора ВВЭР-1000 содержится 44 кг 235U и 956 кг 238U. В конце трехлетней кампании уран частично выгорает, оставляя 40 кг продуктов деления. Наибольший вклад в активность отработавшего топлива с трехлетним временем выдержки вносят продукты деления: 137Cs + 137mBa (24%), 144Ce + 144Pr (21%), 90Sr + 90Y (18%), 106Ru + 106Rh (16%), 147Pm (10%),134Cs (7%). Наибольшую опасность опасность с точки зрения долговременного (несколько тысяч лет) безопасного хранения представляют долгоживущие продукты деления, такие как 99Tc  (T1/2 = 2.111·105 л) и 129I (T1/2 = 1.57·107 л). Вначале продукты деления весьма радиоактивны, но наиболее радиоактивные изотопы распадаются быстрее. После 10 лет продукты деления становятся в 1000 раз менее радиоактивными и и после 500 лет радиоактивность продуктов деления  менее радиоактивности урановой руды. Кроме того в отработанном топливе находится 10 кг плутония, а также минорные актиниды (0,6 кг нептуния, 0.2 кг америция, 60 г кюрия).
    При переработке из отработанного топлива выделяется уран и плутоний, что существенно уменьшает объем. Из-за отказа переработки, объем отходов в США приблизительно в 10 раз больше, ежели бы переработка осуществлялась. Причем в их отходах содержится уран и плутоний. Непереработанное топливо сохраняет радиоактивность дольше и из-за наличия в нем плутония требует более тщательной охраны. Сегодня переработка может быть экономически невыгодна, что в прочем не исключает переработку в будущем. Снизить активность отходов, скорость спада из радиоактивности и объем. можно сжигая минорные актинидов. Наиболее эффективно это можно делать в подкритичных реакторах, управляемых ускорителями. Там же можно совершать трансмутацию изотопов с большими периодами полураспада. Переработка использованного топлива не исключает использования репозитория, но уменьшает его объем.
    Увеличить скорость спада радиоактивности в ядерных отходах можно с помощью разработки и использования специальных ториевых реакторов. Активность отходы от таких реакторов снижаются до приемлемого уровня не за десятки тысяч лет, а лишь за несколько сотен лет.
    Считается, что отработанное топливо, высокоактивные продукты переработки, остатки плутония требуют хорошо спроектированного хранилища, рассчитанного на десятки тысяч - миллионы лет с минимальной утечкой радиоактивности во внешнюю среду. Охрана также должна быть предусмотрена, чтобы ни плутоний, ни высокообогащенный уран, там где хранится непереработанное облученное топливо, не достался злоумышленникам для производства атомного оружия.

previoushomenext

На головную страницу

Рейтинг@Mail.ru