Альманах

Эврика  90

Как хоронят «Радиацию»

Газы и аэрозоли

Чтобы исключить поступление в атмосферу газообразных радиоактивных отходов различных ядерно-энергетических и радиохимических производств, на пути газового потока устанавливаются специальные фильтры.

В качестве фильтрующего материала хорошо зарекомендовали себя ткани из тонковолокнистых полимеров на марлевой основе. Они устойчивы к воздействию кислот, щелочей, высокой температуры (до 60 градусов Цельсия) и органических растворителей.

Основной недостаток таких фильтров — низкая пылеемкость. Поэтому на производствах, где содержание пыли в газовых выбросах превышает 0,5 миллиграмма на литр, перед ними устанавливают фильтры грубой очистки с волокнистыми — из стекловолокна, лавсана — или зернистыми — из гранитной крошки, пластика, резины, керамики — насадками.

Очищать воздух от радиоактивных аэрозолей можно и методом абсорбции (поглощения). При этом загрязненный газ либо движется навстречу распыляемой поглощающей жидкости, либо просто пронизывает ее слой. Еще интенсивнее процесс абсорбции протекает в пе-нообразующих аппаратах. Эффективность очистки в таких аппаратах достигает 37—99 процентов.

Твердые отходы

Основная задача при обезвреживании твердых радиоактивных отходов — уменьшить их объем и тем самым облегчить изоляцию от окружающей среды. Этот простой и дешевый метод позволяет сократить объем  отходов  в  2—10  раз.

Процесс прессования протекает так. Шесть-восемь упаковок помещают в загрузочный бункер. Открывается люк, бункер опрокидывается, и отходы попадают в камеру, где происходит сжатие при давлении 4,9 МПа. Получившийся брикет поступает в транспортный контейнер. Такая установка позволяет обработать до 3 кубометров отходов в час.

Московское   научно-производственное объединение «Радон» разработало метод горячего прессования твердых полимерных отходов. Поступающие сюда спецодежда и пленка, загрязненные радионуклидами, измельчаются, нагреваются до температуры 190—230 градусов Цельсия и прессуются в монолитные блоки.

Наиболее дорогой и трудно осуществимый способ переработки горючих твердых отходов — сжигание. Однако в мировой практике ему уделяется большое внимание, так как при сжигании объем отходов сокращается в 20—100 раз. Это существенно снижает затраты на захоронение.

Наиболее широко применяются для сжигания твердых отходов камерные и барабанные печи. Отходящие дымовые газы очищаются описанными ранее методами абсорбции и фильтрации. А зола, загрязненная радиоактивными элементами, заключается в цементные, битумные или стеклянные блоки.

Жидкости

Существует несколько методов очистки жидкостей от радиоактивных веществ. Например, при введении в радиоактивные растворы гидроокиси железа, смеси фосфора с известью, сульфата алюминия с глиной в осадок выпадают хлопья, которые адсорбируют на своей поверхности радиоактивные вещества. В этом и заключается так называемое     химическое     осаждение.

Механизм действия другого метода — ионного обмена — весьма сложен. Достаточно сказать, что для этих целей применяют синтетические органические смолы-катиониты. Довольно распространенный метод — выпаривание радиоактивных растворов. Объем    жидкости    в    таком       случае резко уменьшается, а оставшийся радиоактивный концентрат переводится в устойчивые формы.

Захоронение

Упоминалось, что перед захоронением твердые и жидкие отходы переводятся в устойчивые формы. Как это делается? Один из возможных способов — заключение радиоактивных отходов в цементные блоки. Этот способ не приводит к сокращению объема отходов. Поэтому применять его целесообразно лишь при последующем складировании цементных блоков в   хранилищах   простейшего   типа.

Цементирование применяется при захоронении сравнительно не-. больших объемов радиоактивных отходов, 3000—4000 кубометров в год. Блоки необходимо помещать ниже уровня промерзания грунта, либо обеспечить такие условия, при которых температура в хранилище не опускалась бы ниже нуля градусов по Цельсию.

Этих недостатков лишен способ создания устойчивых форм с использованием битумных или стек-лоподобных материалов. При смешивании радиоактивных отходов с предварительно нагретым материалом (например, битумом) получается водостойкий блок небольшого объема.

Захоронение цементных, битумных или стеклянных блоков, содержащих радиоактивные отходы, производится в специально оборудованные емкости, которые размещают выше уровня грунтовых вод.

Емкость представляет собой подземный прямоугольный резервуар со стенками и днищем, собранными из железобетонных конструкций, и перекрытием из сборных железобетонных плит. Резервуар вместимостью 5000 кубометров имеет размеры 25X50X4 метра и разделен на 10 отсеков. Внутренние поверхности емкости покрывают цементным раствором с добавкой жидкого стекла и промазывают битумом. Отходы загружают в проем после снятия одной-двух плит перекрытия.

Санитарная зона и радиационный контроль

Несмотря на комплекс мероприятий по обезвреживанию радиоактивных отходов, в атмосферный воздух и открытые водоемы могут поступать небольшие количества радиоактивных веществ.

Это обусловлено рядом причин. В частности, степень извлечения радионуклидов из газовых потоков даже при использовании высокоэффективных фильтров не достигает 100 процентов, а попытка дальнейшего повышения качества очистки приводит к резкому увеличению затрат.

Кроме того, в процессе эксплуатации очистных сооружений возможны непредвиденные, аварийные выбросы. Поэтому на практике для защиты окружающей среды проводится комплекс мероприятий — очистка выбросов, вывод газообразных отходов через высокие трубы (цель — снижение концентрации радионуклидов), создание санитарно-защищенных зон вокруг источников загрязнения и оптимальное размещение объектов.

Ширина санитарно-защитной зоны в каждом конкретном случае определяется на основании расчета выбросов радиоактивных веществ всеми возможными источниками с учетом используемой системы очистки, перспективы развития предприятия и метеорологических факторов. Вокруг пунктов захоронения радиоактивных    отходов    устанавливается    санитарно-защитная    зона радиусом 1000 метров.

Все источники радиоактивного загрязнения регулярно контролируются службами радиационной безопасности и органами государственного санитарного надзора. Помимо того, радиационному контролю подлежат системы канализации, открытые водоемы, подземные водные источники, атмосферный воздух, почва и растительность.

Радиационный контроль за состоянием окружающей среды предусматривает не только количественную, но и качественную оценку радиоактивных загрязнений. При этом с помощью радиохимических и спектрометрических методов определяют изотопный состав радиоактивных веществ.

Таким образом, благодаря комплексу инженерно-технических и санитарно-гигиенических мероприятий обеспечивается надежная система защиты окружающей среды при обезвреживании радиоактивных отходов.

«Энергия», 1988, № 11, с. 23—25