Дезактивация радиоактивных отходов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет экономики и финансов

Кафедра БЗ в ЧС

Доклад

на тему:

«Понятие о дезактивации, переработке и захоронении радиоактивных отходов».

 

Выполнили:

студенты II курса

237 группы

Ювженко А. И.

Воевода И.И.

Принял:

преподаватель

Плещиц С.Г.

Санкт-Петербург

2010 г.

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………....2

2. Дезактивация радиоактивных отходов…………………………………...3

3. Переработка радиоактивных отходов ……………………………………6

4. Захоронение радиоактивных отходов ……………………………………7

5. Заключение…………………………………………………………………9

6. Список используемой литературы……………………………………....10

Введение

Радиоактивные отходы (РАО) — отходы, содержащие радиоактивные изотопы химических элементов и не имеющие практической ценности.

Согласно российскому «Закону об использовании атомной энергии» (от 21 ноября 1995 года № 170-ФЗ) радиоактивные отходы (РАО) — это ядерные материалы и радиоактивные вещества, дальнейшее использование которых не предусматривается. По российскому законодательству, ввоз радиоактивных отходов в страну запрещен.

Радиоактивные отходы образуются в различных формах с весьма разными физическими и химическими характеристиками, такими, как концентрации и периоды полураспада составляющих их радионуклидов. Эти отходы могут образовываться:

ü в газообразной форме, как, например, вентиляционные выбросы установок, где обрабатываются радиоактивные материалы;

ü в жидкой форме, начиная от растворов сцинтилляционных счётчиков из исследовательских установок до жидких высокоактивных отходов, образующихся при переработке отработавшего топлива;

ü в твёрдой форме (загрязнённые расходные материалы, стеклянная посуда из больниц, медицинских исследовательских установок и радиофармацевтических лабораторий, остеклованные отходы от переработки топлива или отработавшего топлива от АЭС, когда оно считается отходами).

 

Дезактивация радиоактивных отходов

В связи с продолжающимся загрязнением среды обитания человека и животного мира радиоактивными отходами, работы по поиску оптимальных методов дезактивации почв, водных водоемов, рек и стоков радиохимических производств остаются актуальными.

Известны способы дезактивации отходов радиохимических производств выщелачиванием радионуклидов из твердой фазы водой, щелочами, минеральными кислотами с последующим осаждением радиоактивных солей химическими реагентами.

Недостатки способа дезактивации:

ü значительный расход реагентов на дезактивацию;

ü большие объемы радиоактивных осадков, предназначенных для захоронения;

ü не обеспечивают удаления из фильтратов радионуклидов щелочной группы металлов, например, цезия-137;

ü имеют определенные ограничения в способности удалять радиоактивные загрязнители, связанные химической связью с твердой фазой, в случае использования в качестве выщелачивателей воды и щелочей.

Известен способ дезактивации твердых радиоактивных материалов и, в частности, почвы выщелачиванием радионуклидов карбонатом натрия с последующим извлечением радионуклидов из щелочного раствора ионообменными частицами, содержащими магнитный материал. Хелатные комплексы удаляются из раствора магнитом.

Недостатки способа: ограниченная химическая способность выщелачивателя (Na₂CO₃) в извлечении всей гаммы радиоактивных соединений из твердой фазы и перевода их в растворимое состояние, а также в дороговизне уникального хемосорбционного материала.

Известны способы переработки радиоактивных пульп и осадков растворением их в азотной кислоте или в смеси азотной кислоты с гидразином или гидроксиламином с последующей упаркой растворов и остеклованием. Недостатки этих способов: значительные экономические затраты, связанные с упаркой растворов и утилизацией оксидов азота.

Существует способ очистки радиоактивных отходов с отделением ценных компонентов растворением твердой фазы в азотной кислоте, с последующим извлечением радионуклидов многоступенчатой экстракцией трибутилфосфатом. Недостаток способа: в сложности технологической цепочки переработки радиоактивных отходов и в ограниченной элюирующей способности элюента.

Широко известны способы дезактивации почв и грунтов щадящими методами: элюированием их водой, водными растворами аммониевых солей и солей двухвалентного железа, растворами аммиака и солями аммония, водными растворами карбонатов с комплексообразователями, изотопным обменом и другими химическими, биохимическими и физическими методами. Общий недостаток перечисленных методов: малая эффективность извлечения радионуклидов, связанных химической связью с почвогрунтами.

Более эффективный способ, когда грунт обрабатывается соляной или азотной кислотой и фторидами или кремнефторидами аммония. Степень извлечения стронция-137 и других радионуклидов выше, чем в упомянутых способах дезактивации почв и грунтов. Это объясняется разрушением комплексов радионуклидов под действием минеральных кислот и переводом их в растворимые формы. Этот способ дезактивации грунтов эффективен, но экономически невыгодный без рециклизации реагентов выщелачивания.

Дезактивация жидких высококонцентрированных отходов радиохимических производств представлена тремя основными методами очистки растворов от радионуклидов.

Первый: физические методы – выпаривание или вымораживание растворов, с последующей герметизацией и захоронением шламов, например.

Второй: физико-химический:

ü экстракция радионуклидов из растворов селективными экстрагентами, с дальнейшей доочисткой растворов, например;

ü сорбция радиоактивных ионов природными и синтетическими сорбентами, например, сорбентами на основе ферроцианидов меди или никеля, с последующим обессоливанием и концентрированием электромембранным способом или обратным осмосом и дальнейшей доочисткой цеолитами или шабазитом;

ü очистка жидких радиоактивных отходов сорбентом-соосадителем.

Третий: химический, осаждение радионуклидов из растворов реагентами разной природы. Недостатки способов: неудовлетворительная степень дезактивации от дочерних радионуклидов и щелочных и щелочно-земельных металлов; значительный расход невозобновляемых реагентов; значительные объемы шламов, подлежащих захоронению.

Анализ общедоступной и патентной литературы дает основание сформулировать общие недостатки описанных методов дезактивации жидких отходов:

ü физические методы дезактивации – связаны с высокими затратами на выпарку и вымораживание растворов;

ü физико-химические и химические методы – большими объемами радиоактивных шламов, подлежащих захоронению и повышенное солесодержание растворов.