Рисунок 15. Изоляция высокоактивных отходов

Такие покрытые эмалью боросиликатные капсулы, изготавливаются на заводе по остекловыванию отходов в Великобритании начиная с 1960-ых годов. В такой капсуле содержится материал, химически идентичный высокоуровневым отходам, после переработки отработанного ядерного топлива, затраченного на производство электроэнергии для одного человека.

Для транспортировки высокоуровневых отходов (или отработанных топливных сборок) используются специальные прочные контейнеры. Они разработаны таким образом, что выдерживают все возможные аварийные ситуации, сохраняют свою целостность и защищают от радиоактивного излучения. В ситуациях, при которых такие контейнеры были вовлечены в серьезные инциденты, они ни разу не создали никакой опасности радиоактивного загрязнения. Высокие требования, предъявляемые к конструкциям таких контейнеров, делают практически невозможным их повреждение даже с использованием взрывчатых веществ и поэтому они совершенно непривлекательны для попыток террористического нападения.

4. Размещение и хранение отработанного топлива

Принцип прямого захоронения отработанного ядерного топлива принят в США Швеции, хотя в последнем случае предполагается его регенерация в будущем. С 1988 года Швеция имеет действующее централизованное хранилище для отработанного ядерного топлива (CLAB) емкостью 5000 тонн. Отработанное топливо отправляется на это хранилище после, примерно, их годичного хранения в реакторах в бассейнах выдержки.

В CLAB для охлаждения и защиты от ионизирующих излучений отработанное топливо будет храниться под водой в течение, примерно, сорока лет. К 2020 году это хранилище будет полностью заполнено, и к этому времени должно быть готово новое хранилище для окончательного захоронения, хотя уже сегодня строятся и несколько больше емкости.

Рисунок 16A

Уменьшение уровня радиоактивности продуктов деления в одной тонне отработанного ядерного топлива PWR реактора

В то время как выделенные высокоактивные отходы остекловывают для придания им физической устойчивости к разрушению, отработанное топливо, предназначенное для прямого размещения и хранения, всегда изготавливается в очень устойчивой керамической форме UO2. При непосредственной работе с отработанным ядерным топливом или извлекаемыми из него отходами, важная роль принадлежит степени их охлаждения и радиоактивного распада. Спустя сорок лет после выгрузки топлива из реактора, в нем остается менее одной тысячной доли начального уровня радиоактивности, и с таким материалом намного легче обращаться (см. Рисунок 16A). Эта особенность отличает отходы атомной промышленности от химических отходов, которые всегда остаются опасными. Чем более длительному сроку хранения подвергаются отходы атомной промышленности, тем менее опасными они становятся, и тем более проще их подвергать последующей обработке.

Рисунок 16B

Радиоактивность высокоактивных отходов, выделенных из одной тонны ядерного топлива PWR реактора (приведено сравнение с активностью того количества руды из которого эта тонна топлива была получена)

В США все отработанное топливо хранится в месте расположения реактора и в настоящее время это является частью топливного цикла. В дальнейшем отработанное топливо перемещают из бассейнов выдержки или сухих хранилищ на государственные склады промежуточного хранения. Здесь отработанное топливо ожидает своего окончательного захоронения. Заказчики этих операций по хранению и размещению отработанного топлива оплачивают дополнительно, примерно, 0.1 цента за киловатт час затраченной электроэнергии на эти процедуры. К концу 1999 года эти расходы составили почти 16 миллиардов долларов США.

5. Размещение и хранение остеклованных отходов

Независимо от того остеклованы ли высокоактивные отходы после переработки или они находятся в отработанных топливных сборках, с ними, в конечном счете, необходимо распорядиться самым безопасным образом. В дополнение к концепциям безопасности, применяемым к ядерному топливному циклу, это означает, что после захоронения отходы не должны подвергаться каким-либо дополнительным процедурам. Хотя конечное размещение высокоактивных отходов не будет производится еще в течение нескольких ближайших лет, но все приготовления уже сделаны с учетом природных условий хранения и количества таких отходов.

Комитет по управлению радиоактивными отходами при Агентстве по ядерной энергии Организации экономического сотрудничества и развития (OECD) указал принципы геологического размещения радиоактивных отходов исходя из экологических и этических перспектив. При этом особенно подчеркивались интересы последующих поколений. В 1995 году Комитет установил "что геологическая стратегия размещения отходов должна разрабатываться и осуществляться с учетом фундаментальных этических и экологических аспектов", и состоит в том, чтобы:

. "сбалансировано учитывая экологические и этические принципы, продолжать разработку геологических хранилищ для долгоживущих радиоактивных отходов, которые должны быть изолирована от биосферы в течение более нескольких сот лет", и

. постепенная " реализация схем геологического размещения отходов давала возможность их адаптации, в свете научного прогресса и развития социальной терпимости, в течение нескольких десятилетий, и не исключала бы возможности применения иных технологий, которые могли бы появиться на более поздних стадиях".

Конечное размещение высокоактивных отходов должно осуществляться с очень высокими гарантиями безопасности. Вопрос в том, насколько мы можем быть уверены в долговременной безопасности, до того как это не предпринято в больших масштабах? Очевидно, что высокий уровень доверия может быть достигнут на основе продолжения тщательных научных и проектных исследований, которые осуществляются в настоящее время. Решаемые задачи при этом не являются ни очень большими, ни исключительно сложными.

Во-первых, выделенные радиоактивные отходы (или отработанное ядерное топливо) находятся в устойчивой и нерастворимой форме. Во-вторых, они помещаются в массивные сосуды, изготовленные из нержавеющей стали, или коррозионно-стойкие резервуары (например, стальные или медные). В-третьих, они геологически изолируются.

Степень опасности иллюстрируется на Рисунке 16B (подобная картина имеет место и для отработанного ядерного топлива). Из приведенных данных можно сделать два важных вывода. Первый состоит в том, что степень радиационной опасности уменьшается в тысячу раз за период времени от 10 до 1000 лет, с относительно небольшим последующим изменением. Это связано с тем, что почти все короткоживущие продукты деления распадаются за это время до незначительных концентраций.

Их концентрация становится меньше малых количеств очень тяжелых "трансурановых" элементов типа америция и нептуния, которые имеют намного большие периоды полураспада. Хотя промежуток времени в тысячу лет достаточно велик с точки зрения человеческой жизни, тем не менее, размещение таких материалов должно осуществляться в устойчивых геологических формированиях, где геологическое время становится более значимым фактором. Даже время, необходимое для распада плутония, мало по сравнению с геологическими масштабами времени.