Недостатки АЭС - Переработка ядерного топлива

Рейтинг:   / 25

Подробности

Родительская категория: ЧАЭС

Категория: ЧАЭС сегодня

Переработка ядерного топлива.

Этот процесс требует постройки специального завода по переработке топлива. Установки подобного рода находятся во владении Министерства энергетики США. Есть подобные установки и в Европе, например в г. Виндскейл (Великобритания) и г. Ле-Хавр (Франция). На заводе по переработке топлива получают три основных продукта. Первый — восстановленный уран, который можно повторно использовать в топливных элементах реактора. Второй — плутоний, который также можно использовать в качестве реакторного топлива, но большую ценность он представляет для производства ядерного оружия. Третий — большой объем отходов, т. е. «осколков» деления урана, подлежащих надежному захоронению.
До настоящего времени поводом для всех проводимых процессов переработки топлива служило получение плутония в целях производства атомного оружия. Однако в будущем провозглашение любой долгосрочной программы по ядерной энергетике потребует наличия плутония в качестве реакторного топлива.
Первый этап процесса переработки заключается в разрушении топливных элементов и растворении их в сильных кислотах, что сопровождается выделением газов и летучих продуктов деления. Данные газы отфильтровываются и поглощаются водой, которая в сущности удаляет весь радиоактивный йод, но позволяет большой массе радиоактивного трития и практически всему количеству 85Kr уйти в атмосферу. Как уже говорилось, газ с периодом полураспада примерно 10 лет химически инертен, в результате чего он вдыхается и вновь выдыхается наружу. Следовательно, можно считать, что низкие концентрации этого изотопа по существу не токсичны. Однако 85Kr может стать причиной определенного беспокойства, если его общее содержание в мировой окружающей среде существенно возрастает. Интересно отметить, что однократный выброс криптона, имевший место во время получившей столь широкую огласку аварии на острове Трех Миль, приблизительно равен количеству утечек за каждые 10 дней при обычной работе европейских заводов по переработке топлива во Франции и Великобритании!
Выделяющийся на заводах по переработке топлива тритий также является определенной проблемой. Он выделяется частично как газ, частично задерживается в отработанной воде АЭС. Поскольку тритий — изотоп водорода, он легко обменивается с нормальным водородом, находящимся в организме человека, однако также быстро и удаляется наружу. Считают, что низкие концентрации трития не создают существенного риска, но будут вызывать определенную тревогу, если количество изотопа в атмосфере сильно возрастает.
Уран и плутоний отделяют от остальных радиоактивных отходов посредством относительно несложного по принципу процесса. Однако указанное разделение веществ является опасным и трудоемким из-за крайне высоких уровней радиации. Огромное количество радиоактивных отходов, которые накапливаются на заводах по переработке топлива, хранят в гигантских резервуарах. В соответствии с программами ядерной энергетики в США такой большой объем радиоактивных отходов хранят в районе Саванна, штат Джорджия. В исследовательских лабораториях делают попытки превратить данные жидкие радиоактивные отходы в твердые. Но этот процесс еще не разработан в масштабе практического использования для отработки побочных продуктов ядерной энергетики. Любая утечка отработанного материала будет крайне нежелательной, в связи с чем тактика обращения с радиоактивными отходами строится на бетонировании высокорадиоактивных отработанных продуктов топлива для последующего окончательного долгосрочного захоронения.
Твердые отходы (ТРО) затем подвергают погребению глубоко под землей в стабильных геологических структурах, где они не должны представлять угрозы для окружающей среды и людей на очень длительный период времени.
Большинство из этих расщепляемых радиоактивных продуктов имеет период полураспада, не превышающий 30 лет. По истечении 700 лет останется менее одной миллионной части первоначальной активности, и тогда активность захороненных радиоактивных отходов будет сравнима с активностью в местах природных залежей урановых и ториевых руд. По указанной причине 700 лет часто принимают в качестве практического предела в отношении данной категории радиоактивных отходов. Одна из основных проблем ликвидации радиоактивных отходов в настоящее время состоит в выборе и определении подходящих мест для окончательного захоронения. Проблема скорее носит политический, чем технический характер, поскольку совершенно естественно стремление всякого живущего вблизи планируемого места захоронения человека во весь голос высказывать свои возражения! Мы все хотели бы, чтобы отходы любого сорта хоронились на чьем нибудь чужом участке, но только не на своем! Несмотря на то, что количество радиоактивных отходов большое в смысле активности, реальный их объем и площадь земли, необходимая для захоронения, относительно малы. Часто возникает вопрос о том, что подобные долгосрочные хранилища отходов представляют собой серьезные преступления не только по отношению к современному обществу и его ближайшим поколениям, но, возможно, и по отношению к другим цивилизациям в далеком будущем. Безусловно, это так. Хотя радиоактивные отходы не представляют большой опасности для населения сегодня, они могут создать проблему будущим жителям нашей планеты, даже если это окажется незначительным вредным фактором на фоне других промышленных загрязнений окружающей среды, таких как токсические вещества и двуокись углерода, накапливающуюся в атмосфере из-за сжигания ископаемых видов топлива.
На протяжении многих лет Великобритания следовала политике затопления высокорадиоактивных отходов в море далеко от берегов. Каждый год таким способом ликвидировали несколько тысяч тонн этих отходов. После проведения международных консультаций место затопления выбирали на очень больших глубинах, где отсутствует сильное течение и где нет промышленного вылова рыбы. Например, в настоящее время место затопления отходов расположено в нескольких сотнях миль от мыса Лендс-Энд в юго-западной части Великобритании. По замыслу авторов данного метода захоронения отходов, через какой-то период времени контейнеры на дне моря разрушаются, и радиоактивные вещества растворяются в огромном объеме воды, которая уже и так содержит много природных радиоактивных элементов. Согласно расчетам и математическим моделям существенного вреда от подобной практики захоронения радиоактивных отходов не произойдет.
Вместе с тем раздаются громкие, зачастую просто кричащие, голоса протеста консерваторов и сторонников охраны окружающей среды. Возможность сброса радиоактивных отходов в море была рассмотрена и в США, но отвергнута, поскольку контроль над радиоактивными веществами, находящимися на глубине, теряется. Современная американская стратегия по данному вопросу - хранение радиоактивных отходов в «склепах» или могильниках, где они доступны для контроля и из которых их можно будет извлечь в случае необходимости в любой момент.
В Великобритании слаборадиоактивные отходы выкачивают по трубопроводу в море, строго контролируя их количество и тщательно наблюдая за морской жизнью с целью определения возможного влияния радиоактивности на состояние здоровья человека.
История, которая произошла на самом деле, выглядит довольно поучительно. Английский завод по переработке ядерного топлива находится в г. Виндскейле (область Камберленд) на северо-западном побережье Великобритании. Радиоактивные отходы сливаются по трубам далеко в Ирландское море, но незначительная их часть возвращается обратно к берегу с течениями и приливами. Оказалось, что приблизительно 26000 человек из Южного Уэльса, расположенного на сотни километров к югу, подвергаются большой радиоактивной опасности. Это были люди, употребляющие в пищу «лавербред» — местный деликатес, приготовляемый из съедобной морской водоросли Porphira umbilicaris, являющейся кулинарной особенностью кухни побережья Говера. В готовом виде водоросль выглядит темно-зеленой влажной массой и мало чем отличающейся от шпината. Сердитые критики, пораженные ее видом, иронизировали, называя данное блюдо единственными в мире съедобными коровьими лепешками! Очевидно, они никогда не пробовали присыпать водоросли овсяной кашей и зажарить вместе с яичницей и беконом на завтрак. Это действительно довольно вкусно. Большинство любителей «лавербреда» из Южного Уэльса уверены в том, что эти морские водоросли ежедневно собирают свежими в прибрежных. На самом деле, запросы не удовлетворяются местными источниками, и большая часть водорослей доставляется железнодорожным транспортом из северо-западных районов Великобритании, где их собирают вблизи зоны сбрасывания радиоактивных отходов реактора. Поэтому водоросли содержат следы радиоактивного рутения и цезия.
Наиболее значительная доза радиации, получаемая любителями «лавербреда», приходится на нижний отдел толстого кишечника. У лиц, употребляющих деликатес регулярно, доза в указанном отделе кишечника может накапливаться и составлять 11 мЗв/год. Это не нарушает правил Международного комитета радиационной защиты, касающихся воздействия излучения на обычное население, и, по-видимому, не создает очень большого риска. Во всяком случае данное известие жителями Южного Уэльса встретили безропотно.