Odpady radioaktywne. Utylizacja odpadów promieniotwórczych

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-12 11:41

Odpady radioaktywne stały się niezwykle poważnym problemem naszych czasów. Jeśli u zarania rozwoju energetyki jądrowej niewiele osób myślało o konieczności przechowywania zużytego materiału, to teraz zadanie to stało się niezwykle pilne. Dlaczego więc wszyscy tak się martwią?

Radioaktywność

Zjawisko to zostało odkryte w związku z badaniem związku między luminescencją a promieniowaniem rentgenowskim. Pod koniec XIX wieku, podczas serii eksperymentów ze związkami uranu, francuski fizyk A. Becquerel odkrył nieznany wcześniej rodzaj promieniowania przechodzącego przez obiekty nieprzezroczyste. Podzielił się swoim odkryciem z Curie, którzy dokładnie je przestudiowali. To światowej sławy Marie i Pierre odkryli, że wszystkie związki uranu, takie jak sam czysty uran, a także tor, polon i rad, mają właściwość promieniotwórczości naturalnej. Ich wkład był naprawdę nieoceniony.

Później okazało się, że wszystkie pierwiastki chemiczne, począwszy od bizmutu, są radioaktywne w takiej czy innej formie. Naukowcy zastanawiali się również, w jaki sposób można wykorzystać proces rozpadu jądrowego do generowania energii i byli w stanie ją sztucznie inicjować i odtwarzać. I dlapomiar poziomu promieniowania dozymetr został wynaleziony.

Aplikacja

Oprócz energii, radioaktywność jest szeroko stosowana w innych gałęziach przemysłu: medycynie, przemyśle, badaniach i rolnictwie. Za pomocą tej właściwości nauczyli się powstrzymywać rozprzestrzenianie się komórek rakowych, stawiać dokładniejsze diagnozy, poznawać wiek skarbów archeologicznych, monitorować przemiany substancji w różnych procesach itp. Lista możliwych zastosowań radioaktywności jest stale coraz bardziej się rozwija, więc jest nawet zaskakujące, że kwestia utylizacji odpadów stała się tak dotkliwa dopiero w ostatnich dziesięcioleciach. Ale to nie tylko śmieci, które można łatwo wyrzucić na wysypisko.

Odpady radioaktywne

Wszystkie materiały mają żywotność. Nie jest to wyjątkiem dla pierwiastków stosowanych w energetyce jądrowej. Produktem wyjściowym są odpady, które nadal są napromieniowane, ale nie mają już wartości praktycznej. Z reguły zużyte paliwo jądrowe, które można przetworzyć lub wykorzystać w innych obszarach, rozpatruje się oddzielnie. W tym przypadku mówimy po prostu o odpadach promieniotwórczych (RW), których dalsze wykorzystanie nie jest przewidziane, dlatego należy je unieszkodliwić.

Źródła i formularze

Ze względu na różnorodność zastosowań materiałów radioaktywnych, odpady mogą mieć różne pochodzenie i warunki. Są albo stałe, albo płynne lubgazowy. Źródła mogą być również bardzo różne, ponieważ w takiej czy innej postaci takie odpady często powstają podczas wydobycia i przetwarzania minerałów, w tym ropy i gazu, istnieją również takie kategorie, jak medyczne i przemysłowe odpady promieniotwórcze. Istnieją również źródła naturalne. Konwencjonalnie wszystkie te odpady promieniotwórcze dzieli się na nisko-, średnio- i wysokoaktywne. Stany Zjednoczone również wyróżniają kategorię transuranowych odpadów promieniotwórczych.

Opcje

Przez dość długi czas uważano, że utylizacja odpadów promieniotwórczych nie wymaga specjalnych zasad, wystarczyło rozproszyć je do środowiska. Jednak później odkryto, że izotopy mają tendencję do gromadzenia się w niektórych układach, takich jak tkanki zwierzęce. Odkrycie to zmieniło opinię o odpadach promieniotwórczych, gdyż w tym przypadku prawdopodobieństwo ich przemieszczania się i dostania się do organizmu człowieka wraz z pożywieniem stało się dość wysokie. Dlatego postanowiono opracować kilka opcji postępowania z tego typu odpadami, szczególnie w przypadku kategorii wysokiego poziomu.

Nowoczesne technologie pozwalają w jak największym stopniu zneutralizować zagrożenie, jakie stwarzają odpady radioaktywne, przetwarzając je na różne sposoby lub umieszczając w przestrzeni bezpiecznej dla ludzi.

1. Witryfikacja. W inny sposób ta technologia nazywa się zeszkleniem. Jednocześnie odpady promieniotwórcze przechodzą kilka etapów przetwarzania, w wyniku czego uzyskuje się raczej obojętną masę, którą umieszcza się w specjalnych pojemnikach. Następnie te kontenery są wysyłane do magazynu.
2. Synrock. To jest wciążjedna metoda unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych opracowana w Australii. W tym przypadku w reakcji stosuje się specjalny związek kompleksowy.
3. Pogrzeb. Na tym etapie trwają poszukiwania odpowiednich miejsc w skorupie ziemskiej, w których można by umieścić odpady radioaktywne. Najbardziej obiecujący jest projekt, zgodnie z którym zużyty materiał jest zwracany do kopalń uranu.
4. Transmutacja. Obecnie trwają prace nad reaktorami, które mogą przekształcać wysoce radioaktywne odpady w mniej niebezpieczne substancje. Równocześnie z unieszkodliwianiem odpadów są w stanie generować energię, dlatego technologie w tym obszarze uważane są za niezwykle obiecujące.
5. Usunięcie w kosmos. Pomimo atrakcyjności tego pomysłu ma on wiele wad. Po pierwsze, ta metoda jest dość kosztowna. Po drugie, istnieje ryzyko awarii rakiety nośnej, która może być katastrofą. Wreszcie zapychanie przestrzeni kosmicznej takimi odpadami po pewnym czasie może przerodzić się w duże problemy.

Zasady utylizacji i przechowywania

W Rosji gospodarowanie odpadami promieniotwórczymi reguluje przede wszystkim prawo federalne i komentarze do niego, a także niektóre powiązane dokumenty, takie jak Kodeks Wodny. Zgodnie z prawem federalnym wszystkie odpady radioaktywne muszą być zakopywane w najbardziej odizolowanych miejscach, podczas gdy zanieczyszczenie zbiorników wodnych jest zabronione, wysyłanie w kosmos jest również zabronione.

Każda kategoria ma swoje własne regulacje, dodatkowo kryteria klasyfikacji odpadów jakow takiej czy innej formie oraz wszystkie niezbędne procedury. Jednak Rosja ma w tym zakresie sporo problemów. Po pierwsze, unieszkodliwianie odpadów promieniotwórczych może bardzo szybko stać się zadaniem nietrywialnym, ponieważ w kraju nie ma zbyt wielu specjalnie wyposażonych magazynów, a wkrótce zostaną one zapełnione. Po drugie, nie ma jednego systemu zarządzania procesem recyklingu, co bardzo utrudnia kontrolę.

Projekty międzynarodowe

Biorąc pod uwagę, że składowanie odpadów radioaktywnych stało się najpilniejsze po zakończeniu wyścigu zbrojeń, wiele krajów woli współpracować w tej sprawie. Niestety nie udało się jeszcze osiągnąć konsensusu w tej dziedzinie, ale dyskusja na temat różnych programów w ONZ trwa. Najbardziej obiecującymi projektami wydają się być budowa dużego międzynarodowego składowiska odpadów radioaktywnych na słabo zaludnionych obszarach, zwykle w Rosji lub Australii. Jednak mieszkańcy tych ostatnich aktywnie protestują przeciwko tej inicjatywie.

Skutki napromieniowania

Niemal natychmiast po odkryciu zjawiska promieniotwórczości stało się jasne, że ma ona negatywny wpływ na zdrowie i życie ludzi oraz innych organizmów żywych. Badania prowadzone przez Curie przez kilka dziesięcioleci doprowadziły ostatecznie do ciężkiej postaci choroby popromiennej u Marii, chociaż dożyła 66 lat.

Ta dolegliwość jest główną konsekwencją narażenia ludzi na promieniowanie. Przejawy tej choroby i jej nasilenie zależą głównie od całkowitej otrzymanej dawki promieniowania. Mogąbyć dość łagodne i powodować zmiany genetyczne i mutacje, wpływając w ten sposób na przyszłe pokolenia. Jednym z pierwszych, który cierpi, jest funkcja hematopoezy, często pacjenci mają jakąś formę raka. Jednocześnie w większości przypadków leczenie okazuje się dość nieskuteczne i polega jedynie na przestrzeganiu reżimu aseptycznego i eliminowaniu objawów.

Zapobieganie

Zapobieganie schorzeniu związanemu z narażeniem na promieniowanie jest dość proste - wystarczy nie wchodzić w obszary z jego zwiększonym tłem. Niestety nie zawsze jest to możliwe, ponieważ wiele nowoczesnych technologii obejmuje aktywne elementy w takiej czy innej formie. Ponadto nie każdy ma przy sobie przenośny dozymetr promieniowania, aby wiedzieć, że znajduje się w obszarze, w którym długotrwałe narażenie może spowodować szkody. Istnieją jednak pewne środki zapobiegania i ochrony przed niebezpiecznym promieniowaniem, chociaż jest ich niewiele.

Po pierwsze, to jest ekranowanie. Stawiali temu czoła prawie wszyscy, którzy przyszli na prześwietlenie pewnej części ciała. Jeśli mówimy o odcinku szyjnym kręgosłupa lub czaszce, lekarz sugeruje założenie specjalnego fartucha, w który wszyte są elementy ołowiu, który nie przepuszcza promieniowania. Po drugie, można wspomóc odporność organizmu poprzez przyjmowanie witamin C, B₆ i R. Wreszcie są specjalne preparaty - radioprotektory. W wielu przypadkach są bardzo skuteczne.