Основные стадии обращения с радиоактивными отходами

Основные стадии обращения с радиоактивными отходами

В рамках эффективного обращения с радиоактивными отходами основные стадии (схематически показаны на рис. 3) процесса обращения с отходами, начиная от их образования до захоронения, рассматриваются  в качестве основных элементов общей системы.

Рисунок 3 указывает на три основные стадии обработки радиоактивных отходов перед их захоронением.  При этом на любой стадии отходы могут быть переведены в категорию освобожденных отходов или выведены из потока отходных материалов и направлены на повторное использование.

 

1.1        Захоронение и операции, предшествующие захоронению

Захоронение является заключительной стадией системы обращения с радиоактивными отходами. Она состоит в том, что радиоактивные отходы утилизируются путем сброса в окружающую среду или помещаются в установку для захоронения без намерения их извлечения и без обеспечения долгосрочного наблюдения за хранилищем и технического обслуживания.

Сбросы/выбросы жидких и газообразных отходов в окружающую среду с последующим их рассеиванием  (разбавление и диспергирование) должны осуществляться только в контролируемых пределах.  Это необратимый процесс, который можно признать приемлемым только для ограниченного количества отдельных отходов.

Безопасность в установках для захоронения достигается посредством  удержания и изоляции надлежащим образом кондиционированных отходов путем создания мультибарьерной системы, состоящей  как из естественных, так и из инженерных барьеров. Барьерная система ограничивает выход радионуклидов в окружающую среду. Она проектируется в соответствии с выбранным вариантом захоронения и предназначенными для захоронения формами радиоактивных отходов.

Обращение с радиоактивными отходами перед захоронением (PREDISPOSAL)  – это все операции, которые отходы должны пройти перед их захоронением.  Далее в разделе  6 описываются действия, выполняемые при каждой из операций.

Радиационная опасность присутствует при любой операции, предшествующей захоронению. Поэтому  на протяжении всего процесса должна быть обеспечена соответствующая радиационная защита и контроль персонала в отношении внешнего и внутреннего облучения и загрязнения.  Время, расстояние и биологическая защита должны применяться в качестве мер для минимизации облучения работников от внешнего облучения. Должен осуществляться контроль загрязнения поверхностей, входной контроль, мониторинг поверхностей и содержания радиоактивных веществ в воздухе,  при необходимости использоваться средства индивидуальной защиты  (смотри также раздел  7)

Необходимо помнить, что кроме радиационной опасности,  могут иметь место риски  не радиологического характера, связанные с химическими свойствами отходов или их ручным перемещением, которые также должны контролироваться.

1.2        Предварительная обработка (Pretreatment)

 

Предварительная обработка отходов является первоначальной стадией обращения с отходами, которая начинается сразу после образования отходов. Она включает сбор, сортировку, регулирование химического состава и дезактивацию, и к ней может относиться промежуточное хранение. Эта первоначальная стадия очень важна, поскольку во многих случаях именно на этой стадии представляется наилучшая возможность для разделения потоков отходов. Часть отходов может быть направлена на рециклирование, часть – на муниципальные свалки для захоронения в качестве обычных (т.е. нерадиоактивных) отходов. Последнее имеет место в том случае, если  количества содержащихся в отходах радиоактивных веществ ниже уровней освобождения от контроля.  Часть отходов направляется на хранение с целью радиоактивного распада, чтобы снизить мощности дозы и, следовательно, уменьшить радиационные риски во время любых последующих операций.

Таким образом, после предварительной обработки обращение с отходами может  производиться несколькими  путями. Отходы могут оказаться пригодными для повторного использования, могут быть направлены на обработку, или могут быть отнесены к категории освобожденных  (т.е. нерадиоактивных отходов) отходов.

1.2.1      Сортировка (Segregation)

Сортировка отходов должна производиться в местах их образования. Дальнейшая сортировка может потребоваться на установке по обращению с отходами.

Отходы могут быть разделены на потоки в зависимости от следующих характеристик.

  • Активные и не активные (смотри рис.5)
  • Период полураспада
  • Виды излучений и энергий
  • Способы обработки

Сортировка в зависимости от периода полураспада дает возможность выделить отходы с потенциалом для хранения с целью радиоактивного распада коротко живущих изотопов.  Если активность ниже,  чем соответствующие уровни освобождения отходы могут быть захоронены как освобожденные (т.е. не радиоактивные) отходы.  Это снижает количество радиоактивных отходов, к которым предъявляются специальные требования  в отношении захоронения или сбрасывания в окружающую среду. Например, короткоживущие изотопы, такие как технеций -99m (период полураспада 6 часов) могут храниться в течение нескольких периодов полураспада, и после этого – захораниваться.  Обычно, вначале предлагается рассмотреть срок хранения отходов,  равный десяти периодам полураспада содержащихся в них радионуклидов, поскольку за этот период времени активность уменьшается приблизительно в 1000 раз. Однако необходимо помнить, что активность отходов после срока хранения зависит не только от периода полураспада, но и от начальной активности отходов, поэтому 10 периодов полураспада могут оказаться недостаточно долгим  сроком.  В случае технеция-99 10 периодов полураспада составляют 60 часов, или 2,5 суток. В то же время активность иридия -192 (период полураспада 74 дня)  за те же 2, 5 суток уменьшилась бы совсем  ненамного.   Некоторые организации регламентируют максимальный период  полураспада, при котором отходы могут направляться на хранение-выдержку  с целью распада. Таким периодом может быть период полураспада 8, 5 дней – в этом случае правила позволяют хранить с целью распада отходы, содержащие йод-131.

Наряду с сортировкой по периоду полураспада,  может возникнуть необходимость отделять отходы, содержащие трудно измеримые радионуклиды. Например, для измерения отходов, содержащих бета-излучатели низких энергий или альфа-излучатели, может потребоваться специальная аппаратура и методики.

 

Отходы, содержащие альфа-излучатели, обладают высокой радиотоксичностью. Они должны быть отсортированы  в месте образования и измерены до того, как будут присоединены  к другим специализированным отходам.

Кроме того,  важно сортировать отходы в соответствии с предполагаемыми способами дальнейшей обработки, например, отходы для компактирования или отходы для сжигания и т.д.

1.2.2      Регулирование химического состава

Регулирование химического состава  позволяет химическими методами повысить безопасность отходов при проведении с ними дальнейших операций.  Примером может служить  добавление буфера к высоко кислотным жидким отходам, предназначенным для последующей обработки. При добавлении буфера рН жидкости понижается, и отходы   могут быть направлены для продолжения процесса их переработки.

1.2.3      Дезактивация

По существу, дезактивация иногда сводится к проверке загрязненности внешней поверхности контейнера. Перед тем, как направить контейнер с отходами куда бы то ни было,  убедитесь, что он не загрязнен радионуклидами, посредством взятия мазков  с внешней поверхности контейнера.  После прибытия контейнера в место назначения необходимо провести повторное тестирование на загрязнение, это особенно важно при транспортировке радиоактивных жидкостей. Для дезактивации поверхностей могут использоваться традиционные моющие средства. При этом бумажные полотенца/ветошь, применяемые для очистки загрязненных поверхностей, должны захораниваться или обрабатываться как твердые радиоактивные отходы.