Меры защиты при хранении и перевозке радиоактивных веществ и захоронений отходов

 Минобрнауки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Вятский государственный  гуманитарный университет»

 

 

Юридический факультет

 

 

 

Реферат

Учебная дисциплина – безопасность жизнедеятельности

Тема: Меры защиты при хранении и перевозке радиоактивных веществ и захоронений отходов.

 

 

 

 

 

Выполнил студент гр. ЮБДс-11

юридического факультета

направления подготовки юриспруденция

ЗФО с использованием ДОТ

Чебаевский Д.Н.

Проверил Оборин В.А.

____________________________________

Отметка______________(_____________)

Дата «19» декабря 2013 г.

 

 

 

 

 

 

 

КИРОВ

2013

 

 

Содержание.

 

1. Введение……………………………………………………………………3
2. Меры защиты при хранении и перевозке радиоактивных веществ и захоронений отходов………………………………………………………4
1. Происхождение радиоактивных веществ….………………………4
2. Классификация радиоактивных веществ…………………………..6
3. Обращение с радиоактивными веществами……………………….9
4. Основные стадии обращения с радиоактивными веществами….11
5. Перевозка и хранение радиоактивных материалов………….......12
6. Захоронение отходов………………………………………………16
3. Заключение………………………………………………………………..18

Список использованной литературы……………………………………21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

Вторая половина ХХ века ознаменовалась резким обострением  экологических проблем. Масштабы техногенной активности человечества в настоящее время уже сравнимы с геологическими процессами. К прежним типам загрязнений окружающей среды, получивших экстенсивное развитие, добавилась новая опасность радиоактивного заражения. Радиационная обстановка на Земле за последние 60-70 лет подверглась существенным изменениям: к началу Второй мировой войны во всех странах мира имелось около 10-12 г полученного в чистом виде естественного радиоактивного вещества - радия. В наши дни один ядерный реактор средней мощности производит 10 т искусственных радиоактивных веществ, большая часть которых, правда, относится к источникам ионизующего излучения. Они используются практически во всех отраслях промышленности, в здравоохранении, при проведении самых разнообразных научных исследований.

В своей работе я попробую рассмотреть меры защиты при хранении и перевозке радиоактивных веществ и захоронений отходов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Меры защиты  при хранении и перевозке радиоактивных  веществ и захоронений отходов.

  2.1 Происхождение радиоактивных отходов.

К радиоактивным отходам  относятся не подлежащие дальнейшему  использованию материалы, растворы, газообразные среды, изделия, аппаратура, биологические объекты, грунт и  т.п., в которых содержание радионуклидов  превышает уровни, установленные нормативными актами. В категорию «РАО» может быть включено также отработавшее ядерное топливо (ОЯТ), если оно не подлежит последующей переработке с целью извлечения из него компонентов и после соответствующей выдержки направляется на захоронение. РАО подразделяются на высокоактивные отходы (ВАО), среднеактивные (САО) и низкоактивные (НАО). Деление отходов по категориям устанавливается нормативными актами.

Радиоактивные отходы представляют собой смесь стабильных химических элементов и радиоактивных осколочных и трансурановых радионуклидов. Осколочные элементы с номерами 35-47; 55-65 являются продуктами деления ядерного топлива. За 1 год работы большого энергетического реактора (при загрузке 100 т ядерного топлива c 5% урана-235) вырабатывается 10% (0.5 т) делящегося вещества и производится примерно 0.5 т осколочных элементов. В масштабах страны ежегодно только на энергетических реакторах АЭС вырабатывается 100 т осколочных элементов. [1]

Основными и наиболее опасными для биосферы элементами радиоактивных отходов являются Rb, Sr, Y, Zr, Mo, Ru, Rh, Pd, I, Cs, Ba, La....Dy и трансурановые элементы: Np, Pu, Am и Cm. Растворы радиоактивных отходов высокой удельной активности по составу представляют собой смеси азотнокислых солей с концентрацией азотной кислоты до 2,8 моль/литр, в них присутствуют добавки HF (до 0,06 моль/литр) и H₂SO₄ (до 0.1 моль/литр). Общее содержание солей конструкционных элементов и радионуклидов в растворах составляет приблизительно 10 мас%. Трансурановые элементы образуются в результате реакции нейтронного захвата. В ядерных реакторах топливо (обогащенный природный уран) в виде таблеток UO₂ помещается в трубки из циркониевой стали (тепловыделяющий элемент - ТВЭЛ). Эти трубки располагаются в активной зоне реактора, между ними помещаются блоки замедлителя (графита), регулирующие стрежни (кадмиевые) и трубки охлаждения, по которым циркулирует теплоноситель - чаще всего, вода. Одна загрузка ТВЭЛов работает примерно 1-2 года.

Радиоактивные отходы образуются:  

 • при эксплуатации и снятии с эксплуатации предприятий ядерного топливного цикла (добыча и переработка радиоактивных руд, изготовление тепловыделяющих элементов, производство электроэнергии на АЭС, переработка отработавшего ядерного топлива); 

 • в процессе  реализации военных программ по созданию ядерного оружия, консервации и ликвидации оборонных объектов и реабилитации территорий, загрязненных в результате деятельности предприятий по производству ядерных материалов; 

 • при эксплуатации  и снятии с эксплуатации кораблей военно-морского и гражданского флотов с ядерными энергетическими установками и баз их обслуживания; 

 • при использовании  изотопной продукции в народном  хозяйстве и медицинских учреждениях;  

 • в результате  проведения ядерных взрывов в  интересах народного хозяйства, при добыче полезных ископаемых, при выполнении космических программ, а также при авариях на атомных объектах.

При использовании радиоактивных  материалов в медицинских и других научно-исследовательских учреждениях  образуется значительно меньшее количество РАО, чем в атомной отрасли промышленности и военно-промышленном комплексе – это несколько десятков кубических метров отходов в год. Однако применение радиоактивных материалов расширяется, а вместе с ним возрастает объем отходов.

2.2 Классификация радиоактивных отходов

РАО классифицируют по различным  признакам (рис. 1): по агрегатному состоянию, по составу (виду) излучения, по времени  жизни (периоду полураспада Т_1/2), по удельной активности (интенсивности излучения). Однако, у используемой в России классификации РАО по удельной (объемной) активности есть свои недостатки и положительные стороны. К недостаткам можно отнести то, что в ней не учитывается период полураспада, радионуклидный и физико-химический состав отходов, а также наличие в них плутония и трансурановых элементов, хранение которых требует специальных жестких мер. Положительной стороной является то, что на всех этапах обращения с РАО включая хранение и захоронение главной задачей является предотвращение загрязнения окружающей среды и переоблучения населения, и разделение РАО в зависимости от уровня удельной (объемной) активности именно и определяется степенью их воздействия на окружающую среду и человека. На меру радиационной опасности влияет вид и энергия излучения (альфа-, бета-, гамма – излучатели), а также наличие химически токсичных соединений в отходах. Продолжительность изоляции от окружающей среды среднеактивных отходов составляет 100-300 лет, высокоактивных – 1000 и более лет, для плутония – десятки тысяч лет. Важно отметить, что РАО делятся в зависимости от периода полураспада радиоактивных элементов: на короткоживущие период полураспада меньше года; среднеживущие от года до ста лет и долгоживущие более ста лет.

Рис.1 Классификация радиоактивных  отходов.

Среди РАО наиболее распространенными по агрегатному состоянию считаются жидкие и твердые. Для классификации жидких  РАО был использован параметр удельной (объемной) активности таблица 1.Жидкими РАО считаются жидкости, в которых допустимая концентрация радионуклидов превышает концентрацию установленную для воды открытых водоемов.  Ежегодно на АЭС образуется большое количество жидких радиоактивных отходов (ЖРО). В основном большинство ЖРО просто сливается в открытые водоемы, так как их радиоактивность  считается безопасной для окружающей среды. Жидкие РАО образуются также на радиохимических предприятиях и исследовательских центрах.

Таблица 1. Классификация  жидких радиоактивных отходов

Категории РАО	Удельная активность, Ки/л (Бк/кг)
Низкоактивные	ниже 10-5 (ниже 3,7*105)
Среднеактивные	10-5 – 1 (3,7*105 - 3,7*1010)
Высокоактивные	выше 1 (выше 3,7*1010)

Из всех видов РАО  жидкие наиболее распространены, так  как в растворы переводят как  вещество конструкционных материалов (нержавеющих сталей, циркониевых  оболочек ТВЭЛов и т.п.), так и технологические элементы (соли щелочных металлов и др.). Большая часть жидких РАО образуется за счет атомной энергетики. Отработавшие свой ресурс ТВЭЛы, объединенные в единые конструкции - тепловыделяющие сборки, аккуратно извлекают и выдерживают в воде в специальных бассейнах-отстойниках для снижения активности за счет распада короткоживущих изотопов. За три года активность снижается примерно в тысячу раз. Затем ТВЭЛы отправляют на радиохимические заводы, где их измельчают механическими ножницами и растворяют в горячей 6-нормальной азотной кислоте. Образуется 10% раствор жидких высокоактивных отходов. Таких отходов производится порядка 1000 т в год по всей России (20 цистерн по 50 т.).

Для твердых РАО был использован вид доминирующего излучения и мощности экспозиционной дозы непосредственно на поверхности отходов таблица 2.

Таблица 2. Классификация  твердых радиоактивных отходов

Категории РАО	Мощность экспозиционной дозы, Р/ч	Вид доминирующего излучения
		альфа-излучатели, Ки/кг	бета-излучатели, Ки/кг	Мощность дозы гамма-излучения (0,1м от поверхности), Гр/ч
Низкоактивные	ниже 0,2	2*10-7 – 10-5	2*10-6 – 10-4	3*10-7 – 3*10-4
Среднеактивные	0,2 – 2	10-5 – 10-2	10-4 – 10-1	3*10-4 – 10-2
Высокоактивные	выше 2	выше 10-2	выше 10-1	выше 10-2

Твердые РАО — это та форма радиоактивных отходов, которая непосредственно подлежит хранению или захоронению. Существует 3 основных вида твердых отходов :

остатки урана или  радия, не извлеченныме при переработке  руд,

искусственные радионуклиды, возникшие при работе реакторов и ускорителей, 

выработавшие ресурс, демонтированные реакторами, ускорителями, радиохимическим и лабораторным оборудованием.

Для классификации  газообразных РАО также  используется параметр удельной (объемной) активности  таблица 3.

Таблица 3. Классификация газообразных радиоактивных отходов

Категории РАО	Объемная активность, Ки/м3
Низкоактивные	ниже 10-10
Среднеактивные	10-10 - 10-6
Высокоактивные	выше 10-6

Газообразные РАО образуются в основном при работе АЭС, радиохимических  заводов по регенерации топлива, а также при пожарах и других аварийных ситуациях на ядерных объектах.

Это радиоактивный изотоп водорода ³Н (тритий), который не задерживается нержавеющей сталью оболочки твэлов, но поглощается (99 %) циркониевой оболочкой. Кроме того при делении ядерного топлива образуется радиогенный углерод, а также радионуклиды криптона и ксенона.

Инертные газы, в первую очередь  ⁸⁵Kr (T_1/2 = 10,3 года), предполагают улавливать на предприятиях радиохимической промышленности, выделяя его из отходящих газов с помощью криогенной техники и низкотемпературной адсорбции. Газы с тритием окисляются до воды, а углекислый газ, в котором присутствует  радиогенный углерод, химически связывается в карбонатах.

2.3. Обращение с радиоактивными отходами

Изначально считалось, что достаточной мерой является рассеяние радиоактивных изотопов в окружающей среде, как и в других отраслях промышленности.

На данный момент сформирован  ряд принципов, нацеленных на такое  обращение с радиоактивными отходами, которое обеспечит защиту здоровья человека и охрану окружающей среды сейчас и в будущем, не налагая чрезмерного бремени на будущие поколения.

Основополагающие принципы обращения с радиоактивными отходами:

1) Защита здоровья человека. Обращение с радиоактивными отходами осуществляется таким образом, чтобы обеспечить приемлемый уровень защиты здоровья человека.