Методы обезвреживания радиоактивных отходов

В настоящее время с целью предупреждения загрязнения окружающей среды радионуклидами допускается сброс отходов с такой активностью, уровень которой предупреждает возможность поступления в организм человека искусственных радионуклидов в количестве, превышающем предел их годового поступления для отдельных лиц из населения или предел дозы внешнего облучения от присутствия в воздухе радионуклидов аргона, криптона, ксенона и короткоживущих изотопов углерода, азота и кислорода.

К радиоактивным отходам относятся растворы, изделия, материалы, биологические объекты, содержащие радионуклиды в количестве, превышающем величины, установленные действующими санитарными правилами (СПОРО-2002) и не подлежащие дальнейшему использованию. К радиоактивным отходам относятся также отработавшие источники ионизирующих излучений.

Радиоактивные отходы по агрегатному состоянию подразделяются на жидкие, твердые и газообразные.

Жидкие радиоактивные отходы - органические и неорганические жидкости, пульпы и шламы, не подлежащие дальнейшему использованию, в которых суммарная объемная активность радионуклидов более чем в 10 раз превышает значения, приведенные в

приложении НРБ-99/2009.

Твердые радиоактивные отходы - отработавшие свой ресурс радионуклидные источники, не предназначенные для дальнейшего применения материалы, изделия, оборудование, биологические

объекты, а также отвержденные жидкие радиоактивные отходы, в которых удельная активность радионуклидов превышает минимально значимую удельную активность, приведенную в приложении НРБ-99/2009. При неизвестном радионуклидном составе твердые отходы считаются радиоактивными, если их удельная активность более

• 100 кБк/кг - для β-излучающих радионуклидов;

• 10 кБк/кг - для α-излучающих радионуклидов;

• 1 кБк/кг - для трансурановых радионуклидов.

Газообразные радиоактивные отходы - не подлежащие использованию радиоактивные газы и аэрозоли, образующиеся при производственных процессах.

Радиоактивные отходы с известным радионуклидным составом подразделяют по удельной (объемной) активности на 3 категории.

Классификация жидких и твердых радиоактивных отходов представлена в табл. 54.

Таблица 54.Классификация радиоактивных отходов

γ-Излучающие отходы неизвестного состава считаются радиоактивными, если мощность поглощенной дозы у их поверхности (0,1 м) превышает 0,1 мГр/ч над фоном.

Для предварительной сортировки твердых отходов рекомендуется использовать уровень радиоактивного загрязнения (табл. 55) и мощность дозы γ-излучения на расстоянии 0,1 м от поверхности:

• низкоактивные - 0,001 до 0,3 мГр/ч;

• среднеактивные - от 0,3 до 10 мГр/ч;

• высокоактивные - более 10 мГр/ч.

Таблица 55.Классификация РАО по уровню радиоактивного загрязнения, част/(см²-мин)

На объектах, где ведутся работы с радионуклидами, разрешается удалять вентиляционный воздух без очистки, если его активность на выбросе не превышает ДОА_норм для воздуха рабочих помещений. При этом уровень внешнего и внутреннего облучения отдельных лиц из населения не должен превышать предела дозы, установленного для этой категории населения.

Удаляемый из укрытий, боксов, камер, шкафов и другого оборудования загрязненный воздух должен подвергаться перед выбросом в атмосферу очистке на эффективных фильтрах. При работах I и II классов, когда суммарная активность удаляемых газов и аэрозолей может достигать значительного уровня, предусматриваются, кроме фильтров, выбросные трубы, высота которых должна обеспечивать снижение загрязнения атмосферного воздуха до величин, не превышающих ДОА для населения и пределов доз внешнего и внутреннего облучения этой категории населения, предусмотренных НРБ-99/2009.

В том случае, когда выполнить указанные выше условия невозможно, отходы, содержащие радионуклиды, должны быть пере- работаны таким образом, чтобы их радиоактивность была снижена до требуемого уровня.

Единственным окончательным решением проблемы отходов является полный естественный распад содержащихся в них радиоактивных продуктов. Методы, которые применяют при переработке отходов, можно условно разделить на две категории.

К I категории относится выдержка-хранение отходов в условиях, обеспечивающих абсолютную безопасность для здоровья людей до тех пор, пока все или почти все радионуклиды не распадутся.

Выдержка во времени - уникальный способ снижения активности отходов. Обычно при наличии в отходах смеси радиоактив- ных элементов максимальный срок выдержки устанавливают по изотопу, имеющему наибольший период полураспада, а сам срок принимают равным 10 периодам полураспада (например, для отходов, содержащих ¹³¹I, 82 дня). За это время существенно снижается удельная активность отходов (примерно в 1024 раза), почти всегда обеспечивающая возможность последующего их выпуска в хозяйственно-фекальную канализацию (при жидких отходах). Твердые отходы, уровень активности которых при хранении снижается до допустимых величин, в дальнейшем удаляют, как обычный мусор. Если присутствуют долгоживущие изотопы, то отходы необходимо хранить в течение многих лет в герметичных контейнерах, снабженных защитой. Поскольку такое хранение возможно только при больших экономических затратах, а количество отходов достигает значительного объема, этот метод требует предварительного извлечения радионуклидов из отходов, их концентрирования с помощью различных способов и последующего надежного хранения концентратов.

Метод, относящийся ко II категории, предусматривает разбавление при малом объеме и низкой удельной активности отходов до ничтожно малого уровня активности, не представляющего опасности для здоровья населения. Кроме того, этот способ пригоден при наличии реальных условий для разбавления. Однако хотя этот метод и привлекает своей простотой и дешевизной, он часто неприменим на практике, особенно для высокоактивных и средне- активных отходов. Так, например, для разбавления до допустимого уровня активности 1 м³ жидких отходов при их активности по ¹³¹I, равной 0,74 МБК/л, требуется около 10 000 м³ воды. Понятно, что в подобных случаях метод разбавления неэффективен.

В зависимости от агрегатного состояния радиоактивных отходов применяют различные способы их переработки.