Схема пункта захоронения высокоактивных РАО в Красноярском крае. Источник.
Источники и виды РАО
Помимо основной массы непрореагировавшего урана, на каждую тонну ОЯТ приходится до 10 кг плутония и до 20-30 кг осколков деления – новых радиоактивных элементов, образовавшихся в результате деления ядерного топлива. Этот ядерный компот не только чрезвычайно химически токсичен, но и является настолько мощным источником излучения, что может убить человека буквально за минуты. При этом само ОЯТ в нашей стране, как и в некоторых других, не считается отходом (хотя это не везде так), поскольку в России принята стратегия постепенного перехода на замкнутый ядерный топливный цикл с переработкой ОЯТ и выделением из него урана и плутония для последующего вторичного использования.
Однако при переработке ОЯТ образуются самые высокоактивные отходы, которые содержат как продукты деления, так и долгоживущие трансурановые элементы. Всего РАО по российской классификации делятся на несколько классов:
Классификация РАО. Источник
Так вот, при переработке ОЯТ образуются самые опасные из них — 1-го (высокоактивные отходы с высоким тепловыделением) и 2-го класса (высоко- и среднеактивные отходы с низким тепловыделением). Переработка каждой тонны ОЯТ дает десятки кубометров высокоактивных жидких отходов. Перерабатывают их пока только на ПО «Маяк» путем остекловывания. Сейчас на временном хранении там накопилось около 7000 м3 таких остеклованных отходов, в которых заключено более 700 млн Ки активности. Про остекловывание ВАО на Маяке можно посмотреть вот этот репортаж:
По действующему законодательству все РАО должны отправляться на окончательное захоронение. Созданием таких пунктов захоронения РАО (ПЗРО) с 2011 года занимается специальная организация — Национальный оператор по обращению с РАО. Уже введен в строй первый пункт ПЗРО в Новоуральске, строятся еще несколько пунктов вблизи мест образования и временного хранения РАО (В Озерске, Северске и др). Но все эти ПЗРО рассчитаны на РАО 3 и 4 классов – средне и низкоактивные отходы. Для них достаточно создать приповерхностные хранилища, в которых радионуклиды распадутся естественным образом за 400-500 лет.
В поисках надежного места
А как быть с отходами 1 и 2 классов, которые будут распадаться еще тысячи и миллионы лет? Для них нужно построить такое хранилище, которое позволит локализовать отходы в одном месте в течение такого длительного срока. Но у людей попросту нет опыта строительства чего-либо, рассчитанного на такой срок службы. Даже египетским пирамидам всего несколько тысяч лет.
Поэтому в мире принят подход по поиску чего-то надежного, что создано гораздо лучшим строителем и изобретателем – самой природой. Речь о подземных геологических породах, сохраняющихся миллионы лет. Интересно, что природа уже дала людям подсказки, что такой способ захоронения РАО в принципе реализуем. Около 2 млрд лет назад «работал» известный ядерный реактор в урановом месторождении Окло в Габоне, в Африке. Естественная цепная реакция привела к образованию того же типа радиоактивных отходов, как и в искусственных ядерных реакторах. Исследования показали, что большинство продуктов деления, а так же плутоний, переместились не более чем на 1,8 м от того места, где они сформировались 2 млрд лет назад.
Но прежде чем организовать такого рода искусственное хранилище, надо изучить предполагаемые места их размещения и убедиться, что они для этого подходят. Для этого сначала на месте будущего глубинного ПЗРО (ПГЗРО), или независимо от него, строят подземную исследовательскую лабораторию (ПИЛ). Подобных лабораторий в мире существует около трех десятков, а некоторые уже функционируют как пункты глубинного геологического захоронения, например, опытная установка по изоляции трансурановых РАО WIPP в США (соляные формации на глубине 650 м) и пункт захоронения короткоживущих НАО и САО в Венгрии, сооруженный на глубине 250 м в гранитных породах. Однако подобных сооружений, предназначенных для дальнейшего захоронения высокоактивных отходов, на 2015 год было всего 4:
Статус сооружения глубинных лабораторий и пунктов захоронений для высокоактивных отходов на 2015 г. Источник.
Схема подземного хранилища ОЯТ Онкало в Финляндии — одного из самых первых и наиболее продвинутых подобных хранилищ. Подробнее о нем можно почитать в посте у tnenergy
В России сейчас пока нет ПГЗРО для опасных отходов, но работы по его созданию ведутся давно. И сейчас уже начато строительство подземной лаборатории. Место для нее начали выбирать еще с начала 1990-х. Как и с другими видами РАО, подходящие места для пунктов финальной изоляции подыскивались вблизи объектов образования отходов для сокращения транспортных операций. Поскольку отходы 1-го и 2-го класса образовывались в основном при переработке ОЯТ, т.е. на комбинатах «ПО «Маяк», ФГУП «ГХК», и АО «СХК» (там, где работали промышленные реакторы), то рассматривались площадки рядом с ними. Подходящее место нашлось возле Горно-химического комбината в Нижнеканском массиве (НКМ) скальных пород, в 6 км от города Железногорска и в 4,5 км от реки Енисей. Немаловажным оказался и сам факт длительной эксплуатации подземного Горно-химического комбината. Но еще важнее то, что именно на ГХК уже создано хранилище ОЯТ ВВЭР-1000, а в будущем тут планируют построить масштабный завод РТ-2 по переработке этого ОЯТ, так что в будущем ПГЗРО будет как раз вблизи места образования высокоактивных РАО.
Площадка для подземной исследовательской лаборатории в Нижнеканском массиве.
В 2008-2011 для обоснования строительства ПИЛ пробурили геологоразведочные скважины глубиной до 700 метров. Возможность размещения пункта, прежде всего, зависит от геологических условий. Среда должна быть малопроницаемой – это может быть глина, соль, непористые скальные породы. В Финляндии и Швеции, например, подобные ПЗРО разместили в скальных породах, во Франции – в глинах. В НМК геологическая среда — горная порода гнейс, возрастом более 2,5 млрд лет в виде цельного массива размером полтора на полтора километра.
Подземная исследовательская лаборатория
Подземная исследовательская лаборатория будет представлять из себя сеть подземных сооружений на глубине 450-550 метров и будет включать в себя:
- три вертикальных ствола (технологический для спуска РАО, а на этапе стройки — для подъема породы, вспомогательный – для спуска работников, третий — вентиляционный.), два из которых будут иметь диаметр 6 и 6,5 метров;
- горизонтальные выработки, оконтуривающие площадь будущего размещения подземных сооружений ПГЗРО для захоронения РАО на горизонте 450 м;
- исследовательские выработки НКМ-лаборатории на горизонтах глубиной 450 и 525 метров;
- дополнительно на горизонте 450 метров создается поперечная выработка для исследований массива горных пород внутри площади будущего размещения подземных сооружений ПГЗРО.
Схема ПИЛ
РАО 1-го класса планируется захоранивать в вертикальных скважинах глубиной 75 метров, в толстостенных пеналах, с мощным бентонитовым барьером. РАО 2-го класса – в штабелях контейнеров в горизонтальных подземных выработках. Однако загрузка РАО начнется не раньше, чем через 10 лет.
До этого надо построить ПИЛ и провести в ней поэтапные исследования по 150 направлениям – это и дополнительные исследования пригодности горных пород для безопасного глубинного захоронения долгоживущих РАО, исследование свойств системы инженерных барьеров, созданных человеком, отработка транспортно-технологических схем строительства и эксплуатации объекта. Часть работ будет идти параллельно со строительством ПИЛ. Курировать проведение исследований будет Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН.
Вид на стройплощадку ПИЛ в 2019 году. Источник.
Строительные работы начались на объекте в 2018 году. Сейчас они ведутся на поверхности, идет выравнивание площадки, строительство наземных объектов, ведётся подготовка к горнопроходческим работам. Буровые работы начнутся в следующем году, после завершится строительство энергетического комплекса мощностью 40 МВт. На каждый ствол при проходке потребуется около 4 МВт, так что мощности будут с запасом. С началом бурения начнутся и исследования.
Помимо ПИЛ создается наземный Демонстрационно-исследовательский центр (ДИЦ). В нем будут тренироваться работать с оборудованием по обращению с РАО, с его упаковками и транспортными контейнерами, с системами контроля, а также работать с общественностью и экспертами. Т.е. это будет своего рода наземный офис ПИЛ.
Завершить создание ПИЛ планируют в 2026 году. Затем еще в течение минимум 5 лет буду идти исследования, однако планы могут сдвинуться, т.к. объект уникальный и заранее запланировать все нельзя, а ответственность огромная. Зарубежная практика такова, что исследования на подобных объектах идут минимум 10-20 лет. Плюс в том, что мы можем частично использовать чужой опыт.
После проведения всех исследований, где-то в 2030-х, начнется поэтапное строительство собственно пункта захоронения, а затем и его эксплуатация. Конечно, лишь в случае, если исследования подтвердят, что место пригодно для захоронения РАО 1-го и 2-го классов. Если нет, то его можно будет перепрофилировать под хранение менее долгоживущих отходов.
Цена вопроса
Как и большинство программ по атомному наследию, работы по созданию ПИЛ и ПГЗРО ведутся в рамках федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2016-2020 годы и на период до 2030 года» (ФЦП ЯРБ-2). Бюджет проекта по созданию ПИЛ составляет 24 млрд рублей. По федеральному закону «Об обращении с РАО...» от 2011 года отходы поделены на федеральную собственность (то что накоплено до 2011) и собственность производителей РАО. Собственники отходов в будущем будут сдавать их на захоронение на платной основе, при этом текущие тарифы составляют около 1,4 млн. рублей за 1 м3 РАО 1-го класса и около 600 тыс. р. за 1 м3 РАО 2-го класса.
Использованные источники и полезные ссылки по теме:
- Интервью научного руководителя ФГУП «НО РАО» Виктора Красильникова
- Статья «Уйти на глубину», журнал Атомный эксперт.
- Технологии окончательной изоляции РАО: Европейский опыт и тенденции
- Обзор зарубежных практик захоронения ОЯТ и РАО
- Подземная исследовательская лаборатория. Доклад Беллоны, 2018.
- «Концепция создания подземной исследовательской лаборатории для пункта окончательной изоляции высокоактивных РАО в Красноярском крае». Доклад Ю.Д. Полякова, директора ФГУП «НО РАО»
- А так же рекомендую документальный фильм «Убежище для атома. Подземные исследовательские лаборатории мира»:
Комментарии (76)
pz_true
25.11.2019 11:31А вот еще такой, дилетантский вопрос.
А если отходы не концентрировать а наоборот «размазывать». В океан сливать допустим (да простят меня все экологии)? Вон японцы с Фукусимы сливают и вроде пока ничего страшного.
egigd
25.11.2019 13:37Если распределить радиоактивные отходы однородно по всему объёму океана, то всё шикарно. Можно вообще все накопленные за историю отходы туда отправить — и всё в норме, активность океанской воды будет в несколько раз ниже норм для питьевой воды.
НО, как эти отходы так равномерно размазать?.. Океан огромный, нам нужно будет выливать отходы даже не по всей его поверхности, а по всему объёму! Иначе в месте слива концентрация будет неизбежно превышать безопасные уровни.
Далее, как избежать повторной концентрации?.. Например, живые организмы могут иметь в себе концентрацию веществ в сотни и тысячи раз выше, чем в окружающей среде, а значит вода может быть пригодна для питья, но при этом выловленная из этой же воды рыба — уже далеко не факт.pz_true
25.11.2019 16:18Ну рыбу, в основном, едят там же в море. Со временем оно размажется равномерно по биому, кости осядут в ил.
Хотя конечно дать временные оценки я не берусь.egigd
26.11.2019 13:00И во всём биоме равномерно будет в сотни раз выше допустимого уровня…
И не дай бог чтобы в ил осело! Всё должно оставаться в воде! Иначе ил вообще смертелен будет.
arkamax
25.11.2019 19:18+1Тут еще проблема в том, что океан — совсем не однородная субстанция, мгновенно распределяющая любые примеси. Я своими глазами видел, как выглядит подводное течение — представьте себе этакую призрачную трубу, которую видно глазами только потому, что в ней температура воды градусов на 5 ниже чем вокруг, т.е. насколько я знаю, индекс преломления меняется. В нее можно засунуть руку и почувствовать и движение, и смену температуры (я ухитрился целиком залезть, ощущения как от прыжка в холодное озеро, даже сквозь гидрокостюм прохватило). И это по масштабу даже рядом не Гольфстрим и прочие подобные ему вещи. Такие течения могут довольно быстро унести все, что будет сброшено с повышенной концентрацией, и равномерного распределения добиться не удастся.
Dimsml
26.11.2019 07:11+2Ещё есть такая интересная вещь как подводное соляное озеро. Это скопление более солёной и плотной воды в угллублениях на морском дне. На видео с исследовательских аппаратов выглядит как будто кусочек мира из Subnautica перенесли сюда.
arkamax
26.11.2019 19:49Под водой вообще часто чувствуешь себя как на другой планете… даже оборудование чем-то отдаленно смахивает на скафандр :)
ua30
25.11.2019 18:19+2Это типа взять веник и по разметать мусор по всей комнате? Да еще желательно под ковер и под диван не забыть. Знакомо. :)
А если серьезно, в любом деле есть вероятность, когда что то пойдет не по плану. Поэтому загрязнения лучше держать в одном месте, а не распылять по миру, ИМХО.
SlimShaggy
25.11.2019 23:01Или пробурить скважину до магмы и туда их, поближе к центру Земли)
egigd
26.11.2019 13:04Если до магмы, то она тут же потечёт по скважине вверх — вулкан сделаете.
Бурить нужно на глубину 3-5 км. Этого более чем достаточно чтобы гарантировать, что ближайший миллион лет мы с этими отходами никак не столкнёмся.
Но пока все реально строящиеся проекты — это глубины менее километра, ибо дёшево. 3-5 км — это только на бумаге. Но в связи с удешевлением бурения со временем столь глубокое захоранивание может стать реальностью.SlimShaggy
26.11.2019 13:08Ну так бурить нужно из гранитной камеры как в статье, предварительно создав в ней давление, равное магматическому. Тогда не потечет.
egigd
26.11.2019 13:24Т.е. вы хотите создать в граните полость, в которую поместится установка для бурения рекордной глубины. Оно вот так выглядит, если что:
Затем вы собираетесь загнать туда три смены буровиков, запечатать их и поднять давление где-то так до 2000 атмосфер, чтобы они могли спокойно бурить литосферную плиту насквозь.
Прекрасный план!
jh7
28.11.2019 14:58+1Нет. Кольская сверхглубокая скважина показала, что даже не такой глубине есть разломы, подземные течения и невозможно предсказать куда просочится загрязнение
egigd
28.11.2019 18:03Даже на глубине 500 метров уже есть места, где все перемещения прогнозируемо не выведут радиоактивные элементы на поверхность в течении ближайших тысяч лет.
На глубине 5000 метров таковых «немного» больше…
Nucl0id Автор
28.11.2019 15:04Ну до магмы далеко, но вот бурить и закачивать жидкие отходы напрямую на глубину несколько сот метров — так уже полвека делают. В Железногорске том же, Северске и Димитровграде. Тут вот подробнее — www.atomic-energy.ru/articles/2010/01/11/7429
oq0po
25.11.2019 11:36Учитываются ли в цене тепловой и электроэнергии, вырабатываемой АЭС затраты на переработку РАО, строительство и эксплуатацию (в течение тысяч лет) подобных ПЗРО?
Nucl0id Автор
25.11.2019 11:42Учитываются — насколько я понимаю ОЯТ на хранение, переработку и сдачу отходов после переработки нацоператору (смотрите последний пункт с тарифами) передаются по специальным тарифам. Но это не покрывает всех расходов на строительство хранилища, поэтому оно строится в рамках ФЦП в том числе и за бюджетные деньги. Но это отчасти справедливо, ведь там будут хранятся не только отходы нынешних АЭС но и предприятий ядерно-топливного цикла, работающих на оборонку (считай государство) и занимающихся утилизацией отходов, накопленных еще в советское время (т.е. опять же созданных государством).
myemuk
25.11.2019 12:05+1Если используете аббревиатуры, указывайте их расшифровку, пожалуйста. Хотя бы один раз. Если с «РАО» сообразил сразу, то вот с «ОЯТ» помог Google.
Nucl0id Автор
26.11.2019 23:56Хорошо, добавил пояснения в текст. Согласен, что это правильный тон, стараюсь его придерживаться. Просто с серией моих статей как-то уже решил что эти термины уже более-менее понятны…
Berks
25.11.2019 14:35А вообще насколько энергонезависимым будет такое хранение? Например, множество шахт при отсутствии электроснабжения и остановке насосов просто затапливаются. А здесь как? Требуется ли постоянная циркуляция какого-нибудь охладителя?
egigd
26.11.2019 13:05Задумано так, что нет. Т.е. строят в непроницаемых для воды слоях, конструкцию делают так, чтобы охлаждение было пассивным и т.д.
А вот что будет на практике — это уже другой вопрос…
gabirx
25.11.2019 19:05Это ценное сырье в будущем, просто сейчас не умеют его использовать
drWhy
25.11.2019 23:08В будущем любая материя в полном соответствии с формулой E = mc2 обеспечит всех желающих энергией в избытке. Если что-то невозможно использовать в обозримой перспективе — копить это не нужно.
shaggyone
26.11.2019 05:33А как добыть эту энергию без антиматерии? С радиоактивными отходами в этом плане примерно понятно.
drWhy
26.11.2019 10:14Мопед не мой, вопрос к автору формулы.
shaggyone
26.11.2019 10:21Разделять ценные радиоактивные изотопы сейчас мы уже умеем, проблема скорее в мощностях и экономической целесообразности, да и отходы нужно куда-то девать, желательно чтобы за ними был присмотр. А вот выделять энергию просто из массы мы не умеем, что-то мне подсказывает, что даже физического принципа, на основе которого это можно было бы сделать нет.
drWhy
26.11.2019 10:36Ну обработать в будущем остеклованные отходы труда бы не составило, а утечек было бы меньше. Экономическая целесообразность не велит сейчас вкладываться в технологии переработки, а позже может быть поздно.
egigd
26.11.2019 13:09Есть физический принцип — чёрные дыры. Создаём маленькую чёрную дыру, её температура (если она маленькая) оказывается равна миллионам, а то и миллиардам градусов, от чего она с неистовой силой светится. Это свечение мы преобразуем в удобную нам форму энергии (в электричество, например), а чёрную дыру периодически подкармливаем новой массой чтобы она не уменьшалась.
Есть, правда, маленькая проблемка: если забыть подкормить дыру, то её температура возрастёт и она сожжёт всю энергоустановку, а потом вообще взорвётся.
Это если забыть о том, что мы даже в перспективе 1000 лет не обладаем технологиями создания чёрных дыр подобного размера.shaggyone
26.11.2019 13:36На правах ненастоящего сварщика, который буквально сегодня видео со скептикона про чёрные дыры смотрел. Насколько моих прошлых знаний и новополученных хватает, проблема с получением энергии от чёрных дыр (не говоря уж о том, что мощностей для того чтобы материю до таких плотностей в том же БАК'е ужать у нас тоже пока не предвидится).
egigd
26.11.2019 13:39Есть ощущение, что вы забыли что-то написать…
shaggyone
26.11.2019 13:42Вроде нет. Только что излучение Хокинга которое в теории есть, но его, насколько я понял, не обнаружили. Либо микроквазар создавать.
egigd
26.11.2019 14:42В каком смысле «его не обнаружили»?..
Температура всех реальных чёрных дыр много ниже температуры реликтового излучения, поэтому излучение самой дыры, если брать естественную, невозможно обнаружить в принципе!shaggyone
27.11.2019 05:59Собственно, вроде как Хокинг предположил, что чёрные дыры при некоторых условиях могут «испаряться», даже есть математика, какого размера и массы они для этого должны быть, но практически излучение Хокинга не обнаружено.
Ну и ловить их излучение всё же не я, а вы предлагали. Скорее к вам вопрос, что именно имелось ввиду.egigd
27.11.2019 10:09Не «при некоторых условиях», а всегда неизбежно испаряются!
И тем интенсивнее, чем меньше дыра.
Любая естественная чёрная дыра огромна (т.к. образуется из огромной звезды), а потому её испарение ничтожно и не может быть зафиксировано на практике. Самая маленькая естественная чёрная дыра всё равно должна иметь массу примерно 3 массы Солнца, а значит температуру примерно 0,00000002 К. Обнаружить на астрономических расстояниях излучение тела с такой ничтожной температурой абсолютно невозможно, и все это изначально знали.
Но если искусственно сделать чёрную массой не 3 массы Солнца, а «всего лишь» три миллиарда тонн, то температура «немного» возрастёт до примерно сорока миллиардов кельвин.shaggyone
27.11.2019 10:26Т.е. нужно «прикатить» небольшой астероид, и каким то макаром сделать маленькую чёрную дыру, с массой меньше чем земной шар и микрометрическим размером. Для начала для фантастики прокатит, если у какого нибудь автора хватит тяму вытянет сравнительно достоверно технические решения в мире, где такой шайтан-девайс придумали без применения магии описать.
Потом, ну температура в миллиарды кельвинов это хорошо, но насколько я помню, температура газа в люминисцентной лампе тоже тысячи или десятки тысяч градусов, при в общем то скромной мощности. Тут как с мощностью будет?
Кстати, а излучение в каком диапазоне выходит?egigd
27.11.2019 12:54Мощность излучения пропорциональна четвёртой степени температуры. Поэтому тело с температурой 40 000 000 000 кельвин излучает в по сравнению с телом с температурой 40 000 кельвин в 1024 раз мощнее. Т.е. если лампочка с температурой 40 000 К (кстати, таких «горячих» не существует, максимум что-то типа 10 000 К делают) излучает 10 Вт, то точно такая же, но с температурой 40 000 000 000 К, будет светить уже 1025 Вт, что в 5 000 000 000 000 раз больше суммарной мощности всех электростанций Земли и составляет примерно 3% от мощности Солнца.
Впрочем, в реальности чёрная дыра массой 3 000 000 000 тонн будет излучать «всего лишь» 39,6 МВт, т.к. будет иметь очень маленькую площадь.
Излучение — жёсткое гамма + поток электронов и позитронов (которые будут аннигилировать в гамма-излучение же).shaggyone
27.11.2019 12:59По крайней мере для лампочки излучаемая мощность зависит не только от температуры. И одна и две лампочки по 100 ватт будут иметь примерно одну и ту же температуру, но очевидно, что мощность двух лампочек будет в два раза больше чем у одной.
Можно говорить об удельной мощности, на объём либо на массу нагретого материала.egigd
27.11.2019 13:28+1У чёрной дыры всё зависит только от массы.
Если масса чёрной дыры (в килограммах) равна M, то:
— мощность равна 3,56*1032/M2 Вт;
— температура равна 1,23*1023/M кельвин или 1,06*1019/M эВ;
— диаметр равен 1,49*10-27*M метров;
— время жизни равно 8,41*10-17*M3 секунд или 2,67*10-24*M3 лет.
Так, например, если мы хотим заменить чёрной дырой все электростанции Земли, то нам с некоторым запасом хватит дыры массой 10 000 000 тонн.
Правда её температура превысит 1 ГэВ, что приведёт к появлению в спектре излучения протонов, нейтронов, антипротонов и антинейтронов, что может несколько усложнить преобразование потока в энергию. Пара десятков чёрных дыр массой по 50 000 000 тонн с этой точки зрения могут оказаться практичнее: да, масса возрастает в 100 раз при прежней излучаемой мощности, зато в спектре почти нет тяжёлых стабильных частиц.
wergjg
27.11.2019 12:13А нельзя ли поступить чуточку по проще — попросить Илона Маска забросить пару контейнеров с радиоактивными отходами на Солнце. По моему, это будет дешевле и безопасней, чем возиться с миниатюрной черной дырой.
egigd
27.11.2019 12:57Это «чуточку» сложнее, чем отправить их к Альфа Центавре, а потому просто безумие.
«Реалистично» — это на Юпитер отходы отправлять.
Только вот вопрос в том, нафига тратить безумные ресурсы на то, чтобы отправить в недоступное нам место другие ценнейшие ресурсы?..
S-trace
25.11.2019 22:08Очень интересно, как именно остекловываются жидкие отходы. По сути ведь это вода — а вода при температуре 311,5 градусов даёт давление пара 100 атмосфер. А температура плавления бутылочного стекла — 1200..1400 градусов. Полагаю, там давление будет сотни тысяч атмосфер, то есть в закрытом контейнере вылить воду в стекло нельзя — контейнер просто разорвёт.
Применяются ли какие-то способы обезвоживания отходов перед остекловыванием, типа выпаривания и переплавки сухого остатка? Если да — куда девается полученный радиоактивный водяной пар? Конденсируется и сбрасывается в водоёмы как низкоактивные отходы? В том, что этот пар в какой-то степени радиоактивен я практически уверен — из ТВЭЛов, которые купались ранее в этой воде и сделали её радиоактивной ведь в любом случае вылетают нейтроны, поглощаемые водой и активизирующие атомы водорода и кислорода? Или в этой воде в дистилированном виде содержатся только стабильные изотопы кислорода (17, 18) и водорода (2, дейтерий), а остальные изотопы уже успели распасться ранее? И что делают с газами, которые ранее были растворены в этой воде?
vanxant
25.11.2019 23:43Ну кислород на 99.8% состоит из изотопа 16О, он при облучении в реакторе даёт азот 16N с периодом полураспада ~7 секунд. Короче через пару-тройку минут уже не фонит.
А вот водород, накапливая нейтроны, в конце концов даёт тритий. Ещё больше его даёт бор, который используется для регулирования реакторов путём добавления в реакторную воду борной кислоты. У трития период полураспада 12,3 года — с одной стороны, фонит не очень сильно, с другой пить это точно не стоит.
В целом, иппонцы фукусимскую водичку с тритием сливают в море и не парятся.
Matshishkapeu
26.11.2019 02:27Воду выпаривают. Если и правда интересны детали то вот отличный источник
Nucl0id Автор
26.11.2019 23:54Упаривают. Вообще, это довольно популярный способ уменьшения объема жидких РАО (ЖРО) — его применяют практически на каждой АЭС. Тепла там навалом, вот и парят все что у них жидкое (не только из первого контура с продуктами активации, но и гораздо менее активные отходы из спецпрачек, трапных вод и т.д.), накапливая так называемые кубовые остатки — солевые растворы (до 200-300 г/л), оставшиеся при упарке жидких отходов. Правда они максимум среднеактивные, не ВАО. И там доля продуктов активации не очень большая, так что конденсат там достаточно чистый.
ВАО же остекловывают на Маяке, где растворы получаются при переработке отработанного топлива — там не только продукты активации воды и примесей, там полный состав продуктов деления должен быть. Насколько понимаю, конденсат чистят на фильтрах. Но возможно он и после этого направляется в хранилища низкоактивных ЖРО, благо на МАЯКе их довольно большие объемы. Вот тут ссылочка для подробного изучения темы остекловывания (в том числе и для меня самого на память) — www.atomic-energy.ru/technology/33037
Ubuntaykin
26.11.2019 11:00А нельзя ли эти высокоактивные долгоживущие отходы чем-нибудь облучать так, чтобы они превратились во что-то менее долгоживущее? Насколько понимаю, большая их часть — это трансурановые элементы, правильно?
egigd
26.11.2019 13:12Можно. Быстрыми нейтронами. Но для этого нам нужны как минимум реакторы на быстрых нейтронах, а в идеале — термоядерные реакторы.
Сейчас в России реализуется проект по созданию термоядерного источника нейтронов как раз для подобных работ.
Vnetizen
26.11.2019 18:50Реакторы серии БН (БН-600, БН-800, г. Заречный, Свердловская обл.) в том числе и для этого строились.
Nikola_Piterskiy
26.11.2019 13:43А куда нибудь в космос (далеко-далеко) нельзя «запулить» их (отходы)…?
Serge78rus
26.11.2019 14:23Можно и не так далеко, а на Солнце, и теоретически такие проекты рассматривались. Но свести вероятность аварии такой ракеты на старте к нулю не получится, а в случае аварии все будет ну очень нехорошо.
egigd
26.11.2019 14:43На Солнце — самый тупой вариант. Проще до Альфа Центавры долететь, чем до Солнца.
«Реалистичные» (в кавычках т.к. и этот вариант совершенно невообразимо дорогой) идеи заключаются в сбросе отходов на Юпитер.Hab_Reader
28.11.2019 13:48Потому что пытаясь сбросить отходы на Солнце — очень легко промахнуться.
egigd
28.11.2019 14:13Нет. Потому, что для полёта к Альфа Центавре delta-V нужна 17 км/с, а к Солнцу — в районе 40 км/с.
Разумеется, гравитационные манёвры у Венеры позволяют добраться до Солнца с куда меньшим бюджетом delta-V, что нам наглядно показывает Паркер, но даже с ними нам требуется тяжёлый носитель на более чем 28 т груза чтобы доставить менее чем 0,7 т в окрестности Солнца (до самого Солнца ещё сложнее!). При этом к другим звёздам тоже можно лететь с помощью гравитационных манёвров (Пионер-10, Вояджер-1, Вояджер-2 и т.д.), так что всё равно к Альфа Центавре проще, чем к Солнцу.
Nucl0id Автор
27.11.2019 00:05Это гораздо дороже (объемы ВАО — тысячи тонн, а цена отправки груза далеко-далеко в космос — космическая) и опаснее (потенциальные аварии при старте ракет).
Absolemcheg420
26.11.2019 18:50У меня пара вопросов. Почему такая небольшая глубина. На севере из-за гидроразрывов углеводороды всплывают в бассейнах местных рек. Даже рыба приобрела привкус нефтепродуктов. А не может из-за сдвигов в результате тектонических процессов, выдавить наружу продукты так сказать.? А почему не сделать подземный взрыв цель благая. Магатэ будет не против наверно. Ps: огромное спасибо за ваши статьи читаю с интересом. Знакомые на двух химкомбинатах работают. Но там секретность, даже удивительно что статьи, подобные появляются. Вы разрешение получали, или госзаказа? госзаказу. Извиняюсь за форматирование, не могу набор на смартфоне освоить.
Nucl0id Автор
27.11.2019 00:13По первому — потому и выбран такой массив, который не меняется миллионы лет, глубже нет смысла зарываться (массив не такой глубокий + экономика). По поводу PS — спасибо. На самом деле в моих статьях нет никаких секретов, все из открытых и официальных источников (большинство их я указываю), собственного опыта и знаний или собственных поездок на предприятия, в т.ч. в качестве прессы. Есть открытые и гораздо более подробные в техническом плане материалы, я же стараюсь наоборот описывать все более простым и понятным языком, мне интересно это так сказать «популяризировать», видя как много мифов гуляет на тему ядерных технологий.
Arb9i
26.11.2019 18:50знакомый живет в Северске, не сказала бы, что они прям сильно закапывают. часть остается стоять на верху. но это по рассказам…
с другой стороны, когда это везли через питер прошлый раз, то прям на станциях была во много раз превышена доза радиации…
morsadis
26.11.2019 23:36+1Это все супер здорово и познавательно. Вот только я живу в 30 минутах езды от железногорска.
Не написали самое главное, про то, где мы живем.
Вспоминаем зенит арены, космодромы восточные, и прочие эпохальные качественные постройки. После этого смотрим в каком состоянии ядерные могильники советской эпохи, даже 100 лет еще не прошло. И после этого читаем цифры МИЛЛИОН, Карл, лет. Человечество столько не живет.
А потом вспоминаем что по контрактам нашего любимого росатома мы обслуживаем аэс, которые продаем забугром. Итого ко мне рядом с домом будут свозить ядерные отходы со всего мира, отравляющие землю милллион лет.
Учитывая что могильники делают по всей стране, то даже бежать отсюда особо не куда, кроме как в загнивающую европу, вслед за слугами народа.
Сложилось такое впечатление, что статья заказная от росатома.
chiandr
26.11.2019 23:36Вызывает сомнения утверждение: «Исследования показали, что большинство продуктов деления, а так же плутоний, переместились не более чем на 1,8 м от того места, где они сформировались 2 млрд лет назад.».
Естественные реакторы были водяными с авто-стабилизацией цепной реакции за счёт кипения замедлителя. Из такого реактора большинство радиоактивных веществ стразу вымывается в окружающую среду. На месте остаются только нерастворимые вещества (например, свинец). Ну а плутоний, даже если бы и остался на месте, за прошедшие 2 миллиарда лет давно распался.
Sergey_Mavrov
26.11.2019 23:37Такое впечатление, что статью писал Шариков, столько абревиатур. ПИЛ, ЯТО, КРУГО, ВАСИ… Вторцветчермет… невозможно читать просто.
pz_true
Вот интересно. РАО 1 класса насколько сильно греются?
Их поместят компактно в одном месте под землей. И они нагреют область вокруг себя, а это деформации, трещины. Блин все как-то сильно не просто выходит.
Nucl0id Автор
Для этого и будут изучать варианты и процессы безопасного захоронения в ПИЛ, в т.ч. с помощью греющихся имитаторов.
ZlobniyShurik
Могу наврать, но тепловыделение там, вроде как, падает по экспоненте. Если правильно помню, то свежевытащенный отработанный твэл выделяет около 15-20 киловатт тепла, ну и фонит очень нехило. Поэтому его перемещают в спец. бассейн, где циркулирует охлаждаемая вода. Через некоторое время тепловыделение падает до 1.5-2 киловатт тепла, заодно снижается фон за счет распада самых короткоживущих изотопов. Вот где-то на этом этапе твэлы уже можно сушить, распихивать по пеналам и перерабатывать или закапывать куда поглубже.
P.S. Повторюсь, я не спец, слушал бабок на соседней лавочке :)