В повседневном использовании термин «ядерные отходы» относится к одному материалу; Однако радиоактивные отходы делятся на разные классы в зависимости от их источников, уровней радиоактивности, физических свойств и продолжительности контроля. Отработавшее топливо, удаленное из атомного энергетического реактора, также требует специального процесса обращения.
Как обращаться с отработавшим топливом, зависит от технических, экономических и политических решений. Некоторые стратегии топливного цикла готовят топливо для непосредственного хранения и окончательного захоронения, в то время как другие предусматривают переработку с получением отдельных материалов, которые можно использовать повторно.
Почему отработанное ядерное топливо горячее?
Хотя цепная реакция деления прекращается при удалении топлива из реактора, радиоактивный распад продуктов деления продолжается. В результате этого разложения выделяется остаточное тепло. При этом уровень радиации топлива высок. Поэтому на начальных этапах управления необходимы как охлаждение, так и защита.
Первая ступень: бассейн отработавшего топлива
Топливо, удаленное из реактора, обычно вывозится в специальный водный бассейн на территории объекта. Вода выполняет две важные функции:
- Это помогает удалить остаточное тепло, которое продолжает накапливаться в топливе.
- Обеспечивает защиту от радиации.
Бассейны не обычные. Контролируется химический состав воды, температура, уровень и системы охлаждения; топливо удерживается в заданной геометрии.
Второй этап: сухое хранение
После того, как топливо остынет в течение достаточного периода времени, его можно переместить в системы сухого хранения, используя соответствующую стратегию. В этих системах топливо хранится в защитных металлических и бетонных конструкциях. Отвод тепла в основном достигается с помощью таких методов, как пассивная циркуляция воздуха.
Объединение и сухое хранение — это не то же самое, что окончательное решение. Это могут быть промежуточные этапы, обеспечивающие безопасное обращение с отработавшим топливом до принятия решения о переработке или окончательном захоронении.
Что такое переработка?
Переработка — это отделение некоторых веществ, пригодных для повторного использования, в отработавшем топливе от других компонентов с помощью физических и химических процессов. Некоторые из выделенных материалов могут быть использованы при производстве нового топлива. В конце процесса образуются высокоактивные отходы, с которыми также необходимо обращаться.
Поэтому переработка не означает «уничтожение всех отходов». Это вариант топливного цикла, который меняет использование топливных ресурсов и состав остающихся отходов.
Что означает окончательная утилизация?
Был разработан метод глубокого геологического захоронения, позволяющий изолировать долгоживущие и высокоактивные радиоактивные материалы от людей и окружающей среды на длительное время. Этот подход; Он использует множество барьеров, таких как форма отходов, капсула, наполнители и подходящие геологические формации.
Выбор объекта – это не только инженерный вопрос. Регулирующий надзор, долгосрочный мониторинг, участие местного населения, прозрачность и корпоративная подотчетность также являются важными частями этого процесса.
Радиоактивные отходы поступают только с атомных электростанций?
Нет. Медицина, промышленность, исследования и различные ядерные применения также могут создавать радиоактивные отходы. Отработанные медицинские или промышленные источники могут иметь свойства, отличные от свойств топлива ядерных энергетических реакторов; Поэтому не все они управляются одинаково.
Часто задаваемые вопросы
Является ли отработанное топливо полностью отходами?
Это зависит от выбранной политики топливного цикла. Отработанное топливо может содержать вещества, подлежащие вторичной переработке; однако их разделение требует технических средств, мер безопасности и экономической оценки.
Можно ли сбрасывать ядерные отходы в море?
Современные подходы к управлению основаны на характеристике отходов, их переработке, упаковке, хранении и изоляции на соответствующих объектах захоронения. При обсуждении практики конкретной страны за основу следует брать действующие документы регулирующего органа этой страны.
Является ли сухое хранение постоянным?
Сухое хранение — способ промежуточного хранения, который можно использовать в течение длительного времени; это не то же самое, что окончательное удаление. Продолжительность и последующие шаги могут варьироваться в зависимости от стратегии топливного цикла страны.
Ресурсы
- МАГАТЭ, Система моделирования ядерного топливного цикла — Топливный цикл: https://infcis.iaea.org/nfcss/modeling
- МАГАТЭ, Топливный цикл, обращение с отработавшим топливом и безопасная транспортировка: https://gnssn.iaea.org/main/bptc/BPTC%20Module%20Documents/Module17%20Fuel%20cycle%20spent%20fuel%20management.pdf
- МАГАТЭ, Модули электронного обучения по радиоактивным отходам и отработанному ядерному топливу: https://www.iaea.org/newscenter/news/new-iaea-e-learning-modules-explore-what-happens-to-radioactive-nuclear-material-after-use