Газообразные радиоактивные отходы

В воздух необслуживаемых помещений зоны строгого режима энергоблока возможно выделение радиоактивных инертных газов и аэрозолей. Это выделение имеет место: в процессе работы реакторной установки при наличии неорганизованных протечек теплоносителя первого контура, активных сред системы обработки борсодержащих вод; при переработке и хранении трапных вод; при утечке из системы временного хранения сорбентов и других систем. Кроме того, потенциальными источниками радионуклидов в воздухе помещений контролируемой зоны являются: газы и аэрозоли, образующиеся при ремонтных работах и при выводе энергоблока из эксплуатации; водяные пары, выходящие в центральный зал при вскрытии реактора; водяные пары из бассейна выдержки в периоды перегрузки топлива и хранения отработавшего топлива. Максимальная расчетная активность воздуха в основных необслуживаемых помещениях поддерживается ниже допустимых концентраций по отдельным радионуклидам, а в сумме составляет: по инертным радиоактивным газам — до 0,015 Бк/л; по йоду — до 0,06 Бк/л; по аэрозолям — до 0,3 Бк/л.

Поступления радиоактивных продуктов в атмосферу помещений зоны свободного режима (и далее — в окружающую среду) с вентиляционным выбросом не происходит ввиду отсутствия в них радиоактивных источников. Исключение составляет оборудование второго контура, расположенное в турбинном зале, однако содержание радиоактивных веществ в воздухе при этом составляет не более 0,01 %допустимой концентрации для свободной зоны.

Количество радиоактивных веществ, выбрасываемых из реакторного отделения при номинальном режиме работы энергоблока, определяется наличием неорганизованных протечек теплоносителя первого контура в помещениях реакторного отделения и сдувок (отводов газа) из технологического оборудования. Основной выброс радиоактивных веществ из вентиляционной трубы реакторного отделения осуществляется системами спецвентиляции. Очистка радиоактивного выброса фильтрами спецвентиляции снижает его активность на два порядка. Радиоактивные газы перед выбросом в вентиляционную трубу проходят очистку на фильтрах и выдерживаются в специальных емкостях (криптон в течение не менее 51 ч, ксенон не менее 773ч).

з

Варианты подземного хранения и захоронения рао

В основу современной концепции локализации РАО положен принцип многобарьерности защиты, согласно которому на пути возможной миграции радионуклидов в окружающую среду создается система защитных барьеров.

Для ЖРО защитными барьерами являются баки временного хранения и сооружения хранилища. В случае, если ЖРО закачиваются в глубокие скважины то роль барьеров выполняют пласты земной коры. Для ТРО и отвержденных ЖРО служат матрица, в которой зафиксированы радионуклиды, стенки металлических защитных контейнеров, сооружения приповерхностного хранилища.

РАО могут быть помещены в подземное хранилища. Хранилище включает в себя геологическую среду и искусственные сооружения. В окружающую хранилище геологическую среду входят: пласты, в которых размещаются РАО; соседние пласты и природные материалы на поверхности земли. К числу искусственных сооружений относятся: вырытые полости; инженерные конструкции внутри полостей; материалы для герметизации, а также сооружения на поверхности, которые связаны с эксплуатацией подземного хранилища (например, технические барьеры для защиты от эрозии и движения вод установки для обращения с РАО).

Вариантами подземного хранения являются:

а) помещение твердых отходов в специально спроектированные и сооруженные хранилища на достаточных глубинах (как правило, более 200 м) в таких континентальных породах, как каменная соль, глинистые образования или кристаллические породы;

б) размещение ТРО в искусственных или природных скальных полостях на различных глубинах, в том числе на глубине менее 200 м;

в) размещение ТРО в приповерхностных слоях с использованием или без использования технических барьеров (этот тип хранилищ также включает в себя хранилища, построенные на поверхности с последующей засыпкой их землей);

г) закачка самотвердеющих ЖРО в искусственные трещины в водонепроницаемых пластах;

д) закачка жидких или газообразных отходов в изолированные пористые и водопроницаемые пласты.

Для осуществления подземного захоронения РАО необходимо выполнение положении общих критериев:

1. для оценки вероятности возможных негативных событий следует провести исследование геологической структуры района вне зоны хранилища;

2. отходы следует помещать на достаточную глубину, чтобы они не оказались на поверхности в результате влияния природных явлений (например, эрозии или подъема почвы) до тех пор, пока уровни активности остаются неприемлемо высокими. Необходимо учесть возможные изменения климата в будущем;

3. геологические слои в зоне расположения отходов должны иметь достаточные толщины и протяженность для того, чтобы была обеспечена надежная защитная зона вокруг хранилища. Зона позволит создать необходимую степень отделения ее от нижележащих и вышележащих пластов, переходных боковых зон и разломов. Этот критерий является важным для большинства концепций захоронения, вособенности при размещении жидких отходов в пористых и водопроницаемых пластах;

4. геологическая структура, в которой размещаются РАО, и близлежащие структуры должны быть геологически устойчивы и находиться в районе, где ожидается, что данная геологическая структура останется стабильной на протяжение расчетного периода;

5. зона выемки грунта и разведочные испытательные скважины должны быть засыпаны или герметизированы в целях ограничения проникновения компонентов отходов в окружающую среду;

6. хранилище должно быть расположено в районе, в будущем не представляющем интереса для изысканий такими способами, которые могут нарушить целостность системы локализации РАО;

7. гидрогеологическая характеристика геологической среды должна быть совместима с формой захороненных РАО. Гидрологический характер окружающей среды должен быть таким, чтобы свести к минимуму вероятность контакта грунтовых вод с РАО;

8. подземное хранилище должно быть сооружено таким образом, чтобы; оно практически не вносило негативных изменений в окружающую геологическую среду или улучшало ее гидрологические характеристики;

9. следует рассмотреть возможные нежелательные химические реакции между грунтовыми водами и отходами, в первую очередь с материалом упаковки, а затем непосредственно с РАО. При выборе материала для упаковки отходов следует учитывать возможное повышение влияния грунтовых вод на коррозию материала;

10. следует учесть вероятность замедления потенциально возможной миграции радионуклидов за счет взаимодействия их с геологической средой и инженерными конструкциями;

11. инженерные конструкции и геологические пласты должны быть рассчи­таны на влияние тепловыделения и излучения РАО;

12. хранилище должно быть спроектировано таким образом, чтобы свести к минимуму возможное возникновение путей миграции отходов в случае повреждения инженерных конструкций.

Приведенные общие критерии рассчитаны в основном на осуществление захоронения высокоактивных и альфа-активных отходов в глубокие континентальные породы. Однако большинство критериев являются в том или ином виде общими для всех вариантов подземного захоронения РАО.

Таким образом, назначение подземного хранилища состоит в обеспечении защиты от возможного выхода радиоизотопов в окружающую среду в пределах приемлемых уровней активности. Конструкционные особенности хранилища могут способствовать решению этой задачи различными способами в зависимости от структуры геологической формации, технических барьеров и условий содержания РАО.

Организация захоронения РАО является сложной научно-инженерной проблемой, требующей всесторонних исследований по ряду направлений. При захоронении РАО применяют различные сочетания геологической среды и технических барьеров.

На сегодняшний день всеобще признано (в том числе и МАГАТЭ), что наиболее эффективным и безопасным решением проблемы окончательного захоронения РАО является их захоронение в глубинных геологических формациях с соблюдением принципа многобарьерной защиты, хотя нет никакой эффективной системы многобарьерной защиты в случае серьезных динамических, в том числе и тектонических воздействий.

Комментарии к нашим предложениям

Одним из альтернативных вариантов многобарьерной защиты является создание системы бессточного дренажа. Его суть состоит в создании таких гидравлических условий, при которых градиент уклона подземных вод в зоне источника загрязнения был бы близок к нулю. При этом не будет конвективного выноса фильтрационных вод из хранилища и, следовательно, загрязнения окружающей среды радиоактивными отходами.

Принципиальная схема миграции воды в окрестности захоронения локального источника загрязнений при использовании объемной системы сообщающихся сосудов