на главную

Рефераты и курсовые для студентов заочного, вечернего и очного отделений геологоразведочных и горных ВУЗов и техникумов.

Рефераты и курсовые:

Экономика

Философия

Экология

Кристаллография

Структурная геология

Горные машины

Бурение скважин

Историческая геология

Метрология

Геохимия

Петрография

БЖД

 

Куда поехать
отдыхать в июне?

Куда поехать отдыхать в июне или где в июне можно лучше отдохнуть

Где в июне
лучше отдохнуть?

   

РЕФЕРАТ по дисциплине «Экология», «Геоэкология», «Безопасность жизнедеятельности»

на тему: «Переработка и захоронение радиоактивных отходов»

Скачать в формате MS Word или скопировать прямо с этой страницы ниже



1. Введение…………………………………....……….………………….3

2. Общий обзор. Определения и понятия……………………………….3

3. Источники появления отходов. …………………………………….....4
3.1. Природные источники радиации.……………………………...4
3.2. Медицинские радиоактивные отходы...….................................5
3.3. Промышленные радиоактивные отходы………………………5
3.4. Ядерный топливный цикл……………………………………...5
3.5. Переработка ядерного оружия………………………………….6

4. Классификация радиоактивных отходов…………………………6
• 4.1. Низкоактивные радиоактивные отходы……………………...6
• 4.2. Среднеактивные радиоактивные отходы…………………….6
• 4.3. Высокоактивные радиоактивные отходы…………………….7
• 4.4. Трансурановые радиоактивные отходы………………...…….7

5. Обработка (захоронение) радиоактивных отходов.........................7

6. Россия: современные проблемы захоронения радиоактивных отходов …8

7. Заключение………………………………………………………..……10

8. Источники информации для данного реферата…………...…………11



1. Введение


Проблема радиоактивных отходов является частным случаем общей проблемы загрязнения окружающей среды отходами человеческой деятельности. Но в то же время резко выраженная специфика радиоактивных отходов требует применения специфичных методов обеспечения безопасности для человека и биосферы.
Радиоактивные отходы опасны для человека и биосферы, потому что повышают, по сравнению с естественным природным фоном, концентрацию проявления радиоактивных свойств в локальных зонах или в целом в среде обитания человека и формирования жизни.
Проблема радиоактивных отходов состоит в необходимости снизить воздействие проявляемой ими радиоактивности, а также других свойств на человека и биосферу до уровня, близкого к естественному, существовавшему до извлечения человеком радиоактивных веществ из геосферы и использования их, не нарушая при этом основных балансов вещества и энергии и видового разнообразия в природных системах.

В данной работе даны основные понятия для области радиоактивных отходов, приведена их классификация, указаны основные источники появления этого вида отходов. Также, приведены сведения об уровне опасности для человека различных видов радиоактивных отходов.
Представлена информация о существующих нормах и способах переработки и утилизации радиоактивных отходов, а также упомянуты варианты захоронений, находящиеся в проектном состоянии.


2. Общий обзор. Определения и понятия.

Радиоактивные отходы (РАО) – отходы, содержащие радиоактивные химические элементы и не имеющие практической ценности. Это газы, растворы, различные материалы и изделия, биологические объекты, в которых содержание радионуклидов превышает значения, установленные действующими нормами и правилами. Часто это продукты ядерных процессов, таких как ядерное деление. Большую часть РАО составляют так называемые «малоактивные отходы», обладающие малой радиоактивностью на единицу массы или объема.
Нормы и правила по обращению с РАО устанавливаются Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ), Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) и национальными нормами и правилами. Существуют основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений и санитарные правила обращения с радиоактивными отходами, регламентирующие порядок сбора, удаления, хранения и захоронения PАО.
Радиоактивность всех отходов атомной промышленности со временем уменьшается. Все радиоизотопы, содержащиеся в РАО, имеют период полураспада — время, за которое радионуклид теряет половину радиоактивности; со временем все отходы распадаются на нерадиоактивные элементы. Некоторые элементы (например, плутоний-239) в отработавшем топливе останутся опасными для человека в течение сотен тысяч лет, другие – в течение миллионов лет. Таким образом, эти РАО должны быть изолированы от окружающей среды на сотни тысяч лет. Некоторые элементы, например йод-131, имеют короткий период полураспада, и поэтому перестанут представлять опасность гораздо быстрее, чем другие долгоживущие изотопы, однако их активность изначально гораздо выше. Чем быстрее радиоизотоп разлагается, тем более он радиоактивен. Энергия и тип ионизирующего излучения, испускаемые чистым радиоактивным веществом, являются важными для определения степени его опасности. Химические свойства радиоактивного элемента определяют, насколько легко он сможет попасть в окружающую среду и поразить человеческий организм. Этот вопрос усложняется тем, что многие радиоизотопы распадаются не до стабильного состояния, а превращаются в радиоактивный продукт распада, образуя тем самым цепочку распадов. Главная цель обращения с радиоактивными отходами – защитить людей и окружающую среду. Это означает изоляцию или разбавление отходов таким образом, чтобы концентрация любых радионуклидов, попадающих в биосферу, была безопасна. Чтобы достичь этого, предпочтительная технология в настоящее время – глубокие и защищенные хранилища для наиболее опасных отходов.


3. Источники появления отходов


3.1. Природные источники радиации.
Существуют вещества, обладающие природной радиоактивностью, известные как природные источники радиации. Бо́льшая часть этих веществ, образующихся в результате распада урана или тория, и испускающие альфа-частицы. При выжигании угля в зольной пыли остаются уран или торий, вдыхание которой представляет определенную опасность для человека. Сульфатные отложения в нефтяных скважинах могут быть богаты радием, вода, нефть и газ в скважинах часть содержат радон; при его распаде твердые радиоизотопы отлагаются в трубопроводах на нефтеперерабатывающих заводах. Отходы, полученные при обогащении других полезных ископаемых, могут обладать природной радиоактивностью.
3.2. Медицинские радиоактивные отходы.
В радиоактивных медицинских отходах преобладают источники бета- и гамма-лучей. В диагностической ядерной медицине используются короткоживущие гамма-излучатели, такие как технеций. Большая часть этих веществ распадается в течение короткого времени, после чего может быть утилизирована как обычный мусор. Другие изотопы, используемые в медицине: йод-131, цезий-90, иттрий-137, стронций-89.
3.3. Промышленные радиоактивные отходы.
Промышленные радиоактивные отходы могут содержать источники альфа-, бета-, нейтрон- или гамма-лучей. Гамма-излучатели используются в радиографии; источники нейтронного излучения применяются, например, при радиометрии нефтяных скважин.
3.4. Ядерный топливный цикл.
Основное количество радиоактивных отходов образуется в ядерном топливном цикле. Отходы начального периода ядерного топливного цикла – обычно полученная в результате извлечения урана пустая порода, испускающая альфа-частицы. Она обычно содержит радий и продукты его распада. Породы, содержащие диоксид урана, обогащаются, UO2 используется далее в качестве топливных элементов ядерных реакторов. Главный побочный продукт обогащения – обедненный уран, состоящий главным образом из урана-238, с содержанием урана-235 менее 0,3 %. Он находится на хранении и находят применение в областях, где ценится его крайне высокая плотность, например при изготовлении противотанковых снарядов. Также он используется (вместе с повторно используемым плутонием) для создания смешанного оксидного ядерного топлива и для обеднения переобогащенного урана, входящего ранее в состав ядерного оружия.
Вещества, в которых подошел к концу ядерный топливный цикл (в основном это отработавшие топливные стержни), содержат продукты деления, испускающие бета- и гамма-лучи. Использованное горючее содержит высокорадиоактивные продукты деления. Многие из них являются поглотителями нейтронов. В конечном итоге их количество возрастает до такой степени, что, улавливая нейтроны, они останавливают цепную реакцию даже при полном удалении стержней-поглотителей нейтронов. Достигшее этого состояния топливо необходимо заменить свежим, несмотря на по-прежнему достаточное количество урана-235 и плутония. В России далее это топливо перерабатывается с целью удаления продуктов деления, затем после дообогащения возможно его повторное использование. Процесс переработки включает работу с высокорадиоактивными веществами, а удаленные из топлива продукты деления — это концентрированная форма высокоактивных РАО, так же, как используемые в переработке химикаты.
3.5. Переработка ядерного оружия.
Отходы от переработки ядерного оружия содержат большое число актиноидов, испускающих альфа-лучи, таких как плутоний-239.


4. Классификация радиоактивных отходов


4.1. Низкоактивные РАО
Низкоактивные РАО — результат деятельности больниц, промышленных предприятий, а также ядерного топливного цикла. К ним относятся бумага, ветошь, инструменты, одежда, фильтры и т. д., содержащие малое количество преимущественно короткоживущих изотопов. Обычно эти предметы определяют как малоактивные отходы в качестве меры предосторожности, если они находились в любой области т. н. «активной зоны» с крайне незначительной возможностью заражения радиоактивными веществами. Низкоактивные РАО обычно обладают не большей радиоактивностью, нежели те же предметы, отправленные на свалку из нерадиоактивных зон, например, обычных офисов. Данный тип отходов не требует изоляции во время транспортировки и пригоден для поверхностного захоронения. Чтобы уменьшить объем отходов, их обычно прессуют или сжигают перед захоронением.
4.2 Среднеактивные РАО
Среднеактивные РАО обладают большей радиоактивностью и в некоторых случаях нуждаются в экранировании. К данному классу отходов относятся смолы, химический осадок, металлические оболочки тепловыделяющих элементов реакторов, а также загрязненные вещества из выведенных из эксплуатации АЭС. При транспортировке эти отходы могут закатываться в бетон или битум. Как правило, отходы с коротким периодом полураспада (в основном вещества из реакторов, не имеющие отношения к топливу) сжигают в поверхностных хранилищах, отходы с долгим периодом полураспада (топливо и продукты его переработки) размещают в глубоких подземных хранилищах.

4.3 Высокоактивные РАО
Высокоактивные РАО — результат работы ядерных реакторов. Они содержат продукты деления и трансурановые элементы, полученные в ядре реактора. Эти отходы крайне радиоактивны и часто имеют высокую температуру. На долю высокоактивных РАО приходится до 95 % общей радиоактивности, образующейся в результате процесса генерации электрической энергии в реакторе.
3.4 Трансурановые РАО
Элементы с атомными числами, большими, чем у урана, получили название «трансурановых». В связи с долгим периодом распада трансурановых отходов их захоронение проходит тщательнее, чем захоронение малоактивных и среднеактивных отходов.



5. Обработка (захоронение) радиоактивных отходов


Выделяют четыре основных подхода к обращению с радиоактивными отходами:
1) Очистка от высокоактивных примесей пылегазовых и жидких отходов с последующим сбросом низкоактивных радиоактивных отходов в атмосферу или водоемы, где происходит их разбавление до разрешенных уровней.
2) Сброс жидких PАО низкой и средней активности в фильтрующие колодцы и искусственные подземные полости в глинистых толщах.
3) Выдержка с целью уменьшения удельной активности во временных хранилищах (от нескольких суток до десятков лет перед переработкой и сбросом в окружающую среду. При временном хранении высокоактивных жидких и твердых радиоактивных отходов предусматривается их принудительное охлаждение. Нарушение режима хранения может иметь катастрофические последствия.
4) Переработка радиоактивных отходов с целью уменьшения их объема и проведение работ по изолированию их от биосферы. Для жидких отходов используют осаждение, экстракцию, ионный обмен (химические способы переработки), а также дистилляцию, отверждение (физические способы). Твердые радиоактивные отходы перерабатывают прессованием, сжиганием, кальцинацией, остатки улавливают и захоранивают. Надежных, абсолютно безопасных способов захоронения твердых радиоактивных отходов нет. Газообразные отходы перерабатывают посредством химического поглощения, адсорбции, фильтрации.

Конечным продуктом переработки различных радиоактивных отходов являются иммобилизованные твердые радиоактивные отходы в виде компактных блоков. Для иммобилизации и изолирования твердых радиоактивных отходов применяют следующие способы: цементирование и битумирование с низкой и средней удельной активностью; высокотемпературный обжиг (кальцинация и суперкальцинация) для получения спеченных частиц, упаковка в контейнеры из нержавеющей стали и свинца.
Длительное хранение переработанных радиоактивных отходов (десятки лет) ведется в траншеях, наземных или неглубоких подземных инженерных сооружениях, снабженных системами контроля за миграцией радионуклидов. Захоронение (на сотни лет) проводят в материковых геологических структурах (подземных выработках, соляных пластах, естественных полостях) и на дне океана в сейсмически неопасных районах. Как теоретически возможное захоронение радиоактивных отходов рассматривается превращение (трансмутация) долгоживущих радионуклидов в короткоживущие путем облучения в реакторе или на ускорителе. Выбор вида захоронения зависит от удельной активности и радионуклидного состава, степени герметизации упаковок и вероятной продолжительности захоронения. Механизмы миграции радионуклидов из мест хранения (или захоронения) в окружающую среду могут быть разными, основная причина - выщелачивание радионуклидов из упаковок и разрушение контейнеров водой. В настоящее время большее число высокоактивных радиоактивных отходов, образующихся при переработке ядерного топлива в различных странах, хранится либо в виде жидкостей (кислых или щелочных), либо в виде солевых концентратов в резервуарах из нержавеющей или низкоуглеродистой стали.
Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в специально оборудованных емкостях, помещенных в поверхностные слои земли выше уровня грунтовых вод. Транспортирование, переработка и захоронение радиоактивных отходов производится специализированными комбинатами. Участок для захоронения должен быть расположен вне территории перспективного развития населенных пунктов и пригородных зон на расстоянии не менее 500 м от водоемов и водозаборов на незатопляемой и незаболоченной местности. Вокруг комбината устанавливается санитарно-защитная зона радиусом не менее 1000 м. Служба пункта захоронения проводит систематический радиационный контроль, включающий контроль нуклидного состава радиоактивных веществ в аэрозолях, воде, открытых водоемах, подземных водах, выпадениях из атмосферы, в почве, растительности, гидробионтах, продуктах питания местного производства. Зона наблюдения в 3-4 раза превышает санитарно-защитную зону.

 6. Россия: современные проблемы захоронения радиоактивных отходов.

Несмотря на разработанный регламент хранения, транспортировки, захоронения радиоактивных отходов, к сожалению, в настоящее время множество работ в этой сфере производятся с нарушением действующих норм и правил. Причин здесь может быть много: несовершенство законодательства и, как следствие, уход от ответственности лиц, причастных к нарушениям (в этот же пункт можно отнести желание съэкономить, взяточничество), безответственность и халатность и множество других причин.
Вот один из ярких свежих примеров – лишь один эпизод, связанный с нарушениями в сфере захоронения радиоактивных отходов на территории России. Источник: собственные новости «Росбизнесконсалтинга»:
«Часть ядерных отходов, отправляемых французским энергетическим концерном Electricite de France (EdF) в Россию на переработку, хранится просто под открытым небом, а не в спецхранилищах. Таковы результаты расследования, проведенного французскими журналистами и частично опубликованные сегодня в прессе. По данным французских СМИ, на улице находится около 13% ядерных отходов, отправленных на переработку в небольшой закрытый сибирский город, передает Reuters. Electricite de France официально подтвердила, что отправляет ядерные отходы в Россию, однако об условиях их хранения, по заявлению представителей компании, им ничего не известно. Полный телерепортаж на тему хранения ядерных отходов в Сибири планируется пустить в эфир одного из французских телеканалов завтра, 13 октября. Французская EdF является крупнейшим в мире производителем атомной электроэнергии. Компания эксплуатирует 19 АЭС с 58 действующими энергоблоками общей мощностью 65 ГВ. Около 85% компании принадлежит правительству Франции. Напомним, что закон, разрешающий ввоз в Россию отработанного ядерного топлива, был принят российскими депутатами еще в июне 2001г. Всего в нашей стране насчитывается более 400 мест хранения ядерных материалов в различных видах. При этом РФ является единственной страной в мире, принимающей в промышленных масштабах отвальный гексафторид урана из-за рубежа. "Хранить на территории своей страны радиоактивные вещества с периодом полураспада в 24 тысячи лет слишком дорого, поэтому опасные для жизни грузы везут в Россию", - поясняют эксперты». Данная статья, датированная 12 октября 2009 г. (top.rbc.ru), – лишь один пример из постоянно возникающих новостей в сфере проблем с захоронением радиоактивных отходов в России. Проблема не нова, но ее решение не кажется простым. Оно не сложно технически – надо лишь соблюдать существующие нормы, но сложна в аспекте реализации именно в современной России из-за указанных в начале раздела причин.
Существуют проекты захоронения РАО в океанах, среди которых — захоронение под абиссальной зоной морского дна, захоронение в зоне субдукции, в результате чего отходы будут медленно опускаться к земной мантии, а также захоронение под природным или искусственным островом. Данные проекты имеют очевидные достоинства и позволят решить на международном уровне неприятную проблему захоронения РАО, но, несмотря на это, в настоящее время они заморожены из-за запрещающих положений морского права. Однако, утечка из подобного хранилища приведет к экологической катастрофе. Реальная возможность подобной опасности не доказана; тем не менее, запреты были усилены после сброса РАО с кораблей. Однако, в будущем о создании океанских хранилищ РАО всерьез способны задуматься страны, которые не смогут найти других решений данной проблемы.
Еще один вариант захоронения высокоактивных РАО – смешивание их с отходами из урановых рудников и обогатительных фабрик до первоначального уровня радиоактивности урановой руды и помещие в пустые урановые рудники. Достоинства данного проекта: исчезновение проблемы высокоактивных РАО, возврат вещества на место, предназначенное ему природой, обеспечение работой горняков, и обеспечение цикла удаления и обезвреживания для всех радиоактивных материалов.
Отправка РАО в космос является заманчивой идеей, поскольку РАО навсегда удаляются из окружающей среды. Однако у подобных проектов есть значительные недостатки, один из самых важных — возможность аварии ракеты-носителя. Кроме того, значительное потребное число запусков делает это предложение непрактичным. Дело также усложняется тем, что до сих пор не достигнуты международные соглашения по поводу данной проблемы.
Еще одним применением изотопам, содержащимся в РАО, является их повторное использование. Уже сейчас цезий-137, стронций-90, технеций-99 и некоторые другие изотопы используются для облучения пищевых продуктов и обеспечивают работу радиоизотопных термоэлектрических генераторов.


7. Заключение


Радиоактивные отходы являются одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Основная задача – переработка и захоронение уже накопленных радиоактивных отходов настоящее время не может считаться окончательно решенной.


8. Источники информации для данного реферата:

• Ru.wikipedia.org – Википедия, свободная энциклопедия (определения, понятия).
• Р.С. Моисеев. Захоронение радиоактивных отходов в геологических структурах на Дальнем Востоке: прoблемы оценки. Камчатский Институт Экологии и Природопользования ДВО РАН. Электронная версия.
• Xumuk.ru – сайт о химии.
• Лит.: Охрана окружающей среды па предприятиях атомной промышленности, под ред. Б. Н. Ласкорина, М., 1982; Электронная версия.
• Соболев И.А., Хомчик Л.М. Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах, М., 1983; Электронная версия.
• Ядерная энергетика, человек и окружающая среда, под ред. А. П. Александрова, 2 изд., М., 1984; Электронная версия.
• Кыштымская авария крупным планом, "Природа", 1990, № 5, с. 47-75. В.К.Власов.
• http://www.top.rbc.ru – лента новостей компании «Росбизнесконсалтинг».


 







 
     

 
     

© 2015 - 16 gde-kuda-chto.ru - Курсовые-рефераты геологам. nbsp; 



Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru