Тема 6. Способы и средства локализация радиоактивных отходов.

Эксплуатация ядерного энергоблока сопровождается накоплением отработавшего ядерного топлива и наработкой жидких, твердых и газообразных радиоактивных отходов.Значительные объемы РАО нарабатываются и в процессе вывода ядерного энергоблока из эксплуатации. При этом, как и при штатной работе энергоблока, основополагающим условием проведения работ является последовательная реализация концепции гарантированной безопасности населения, персонала и окружающей среды. Гарантия безопасности может быть обеспечена надежной локализацией отработавшего ядерного топлива и наработанных радиоактивных отходов, их должной обработкой, а затем хранением и окончательным захоронением продуктов обработки.

Отработавшее ядерное топливо

На атомных электростанциях основное количество наиболее радиологически значимых нуклидов (более 99,5 %) находится в ядерном топливе тепловыделяющих сборок (ТВС), поэтому отработавшие штатный ресурс ТВС обладают значительной активностью. Образование высокотоксичных радионуклидов, в том числе долгоживущих альфа-активных искусственных трансурановых элементов (йода-129, плутония, нептуния, америция, кюрия и др.), обуславливаетбольшую потенциальную опасность, которая может сохраняться на протяжениитысяч лет.

Часть радионуклидов может быть подвергнута длительному нейтронному облучению в реакторах в целях снижения общей активности и может быть использована повторно. Однако, в конечном счете, при любых технологиях дальнейшего использования ОЯТ и любой организации топливного цикла останется значительное количество высокотоксичных долгоживущих радионуклидов, не подлежащих использованию и являющихся высокоактивными радиоактивными отходами.

Проведенные исследования показали, что по ряду причин в настоящих условиях радиохимическая переработка отработавшего ядерного топлива с относительно низким содержанием в нем изотопа урана-235 U (например, ОЯТ реакторов типов РБМК-1000, АМБ, ЭГП)временно экономически нецелесообразна, поэтому отработавшие ТВС данных реакторов находятся на хранении или в бассейнах выдержки энергоблоков, или в специальных хранилищах отработавшего ядерного топлива (ХОЯТ) на промплощадках АЭС.

Особо следует отметить, что при работе реактора под нагрузкой периодически происходит разгерметизация оболочек части тепловыделяющих элементов (твэлов) и продукты деления могут попадать в теплоноситель, заметно увеличивая уровень его активности. Кроме того, так как ряд ТВС с отработавшим ядерным топливом в той или иной мере являются дефектными, то эти ТВС в ходе перегрузки реактора помещаются в бассейн выдержки, что приводит к росту активности воды бассейна выдержки (БВ).

Химический состав отработавшего ядерного топлива для энергоблоков различных типов практически одинаков — диоксид урана в смеси с материалом оболочек тепловыделяющих элементов и конструкционными материалами тепловыделяющей сборки (как правило, это сплав циркония с ниобием и легированная сталь).

Тепловыделяющие сборки с отработавшим ядерным топливом выгружаются из активной зоны реактора и помещаются в бассейн выдержки, а затем перегружаются в хранилище отработавшего ядерного топлива, в котором они должны храниться вплоть до транспортировки на перерабатывающий комбинат.