Переработка отработанного топливаРефераты >> Технология >> Переработка отработанного топлива
Таким образом, единственное известное "испытание" подземного хранилища отходов атомной промышленности в Окло оказалось успешным, несмотря на неблагоприятные характеристики этого места. Хотя глинистые почвы и играют важную роль в удержании отходов, такое затопленное, с песчаной структурой грунта место, даже не рассматривалось бы для размещения на нем современного хранилища каких-либо токсичных и, тем более, ядерных отходов.
Однако, пример Окло побудил ученых более детально изучать поведение двуокиси урана в грунтовых водах вместе с другими химическими элементами, присутствующими в руде (которые не подвергаются расщеплению). Эти исследования помогут в оценке длительной безопасности хранилищ для высокоактивных отходов. Аналогичные исследования проводятся вблизи залежей в Кунгарра (на севере Австралии).
Стоимость
Наконец, важный вопрос о стоимости. Организация экономического сотрудничества и развития опубликовала оценки затрат на размещение и хранение отходов с использованием известных технологий, описанных выше. Согласно этим оценкам стоимость размещения и хранения отходов, вероятно, будет составлять от 0.03 до 0.17 центов за произведенный киловатт час электроэнергии для остеклованных высокоактивных отходов и от 0.04 до 0.18 центов для отработанного топлива (в ценах 1993 года). В США суммарные расходы (0.1 цента за киловатт час) на финансирование хранения отработанного топлива составили на конец 1999 года 16 миллиардов долларов США. Канадские производители собирают плату на будущее финансирование хранения отработанного топлива из расчета, приблизительно, 0.1 центов за киловатт час, и в 1997 году этот фонд составил 1.25 миллиардов канадских долларов. В Швеции это налог составляет, приблизительно, 0.3 центов за киловатт час, и идет на финансирование нормально функционирующего государственного хранилища радиоактивных отходов, и исследования в этой области.
В заключении можно с очевидностью отметить, что безопасное хранение радиоактивных отходов - это существующая норма, что технологии хранения хорошо разработаны, что затраты приемлемы и что полномасштабная демонстрация этого вскоре будет возможна в нескольких странах.
6. Снимаемые с эксплуатации реакторы
Пока только более 300 ядерных реакторов были сняты с эксплуатации, включая около 80 гражданских энергетических реакторов. В недавние годы были закрыты лишь некоторые из больших реакторов, и только малые и средние реакторы (с мощностью до 330 МВт) были полностью уничтожены с использованием специального оборудования с дистанционным управлением. Отдельные их части были размещены на хранение вместе с другими отходами среднего уровня активности.
Международное агентство по атомной энергии выделяет три подхода при снятии реакторов с эксплуатации, которые приняты во всем мире:
- Немедленный демонтаж (в США называют "Decon"): так называют мероприятия, которые следуют непосредственно после прекращения работы реактора. Обычно, дезактивация и демонтаж оборудования начинаются после нескольких месяцев или лет, в зависимости от типа оборудования. В последующем территория расположения атомной станции становится снова доступна для повторного использования.
- Безопасная консервация (или "Safestor"): предполагает, что до окончательного демонтажа оборудования должен пройти значительно больший период времени, обычно от 40 до 60 лет. Оборудование при этом находится в условиях безопасной консервации.
- Захоронение: означает, что демонтированное оборудование размещают на неограниченное специальное хранение, которое полностью исключает возможность утечек радиоактивности. При этом материалы, содержащие радиоактивные элементы, минимизируются в объеме и размещаются в бетонных структурах, исключающих какое либо попадание радиоактивности в окружающую среду.
Нет никаких критериев, по которым можно было бы отдать предпочтение какому-либо из этих подходов: каждый из них имеет свои выгоды и неудобства. В конечном счете, национальная политика государства определяет, какому подходу следовать. В случае немедленного демонтажа ответственность за последствия снятия с эксплуатации реакторов не перекладывается на плечи будущих поколений. Более того, в течение снятия с эксплуатации может использоваться опыт и навыки действующего штата станции. С другой стороны, безопасная консервация (или "Safestor") позволяет существенно уменьшить уровень остаточной радиоактивности и, таким образом, снизить радиационную опасность при процедурах демонтажа оборудования. Новые будущие технологии, несомненно, будут способствовать не только уменьшению рисков, но и стоимости проводимых работ.
Приблизительно 99 % радиоактивности в выработавшем свой ресурс ядерном реакторе, находится в отработанном топливе, которое удалятся на первой стадии. Наряду с возможными радиоактивными загрязнениями оборудования, имеется также наведенная активность, обусловленная воздействием нейтронных потоков на стальные конструкции реактора. В них появляются различные радиоактивные изотопы, такие как железо-55, кобальт-60, никель-63 и углерод-14. Первые два из них достаточно радиоактивны и их распад сопровождается испусканием гамма-излучения. Однако, период полураспада этих изотопов таков, что по прошествию 50 лет после завершения работы реактора, их радиоактивность уменьшается до безопасного уровня. В целом, через 100 лет после завершения работы реактора, уровень радиоактивности уменьшается в 100000 раз.
Для снятия с эксплуатации реакторов с газовым охлаждением на атомных станциях в Шиньоне, Багги и Cен-Лоране, Франция осуществляет частичный демонтаж на второй стадии, а окончательный (на третьей стадии) будет произведен через 50 лет. Поскольку в местах их размещения продолжают функционировать другие реакторы, то контроль над состоянием оборудования не увеличивает стоимости производимых работ.
Германия выбрала более быстрый способ прямого демонтажа для закрытия атомной электростанции в Грейфсвальд (бывшая Восточная Германия), на которой эксплуатировались пять реакторов. Аналогичным образом территория расположения атомной электростанции мощностью 100 МВт в Баварии была обещана в середине 1995 года для передачи в неограниченное сельскохозяйственное использование. Последующее удаление всех ядерных систем, систем радиационной защиты и некоторых материалов, содержащих наведенную активность, показало, что радиоактивность оставшихся объектов не превысило установленных пределов, и правительство одобрило окончательный демонтаж и очистку территории.
США имеют различный опыт в этой области. Четырнадцать энергетических реакторов снимаются с эксплуатации по схеме "Safstor", в то время как еще шесть демонтируются по принципу "Decon". Все выполняемые при этом процедуры установлены Комиссией по ядерному регулированию США.
Для реактора в Трое (1180 МВт, PWR), процедуры "Safstor" были объединены с промежуточным демонтажем, но временной масштаб работ, тем не менее, не изменился и все задачи были выполнены непосредственно переработчиками. Атомная станция была закрыта в 1993 году, а в 1995 году были удалены парогенераторы и размещены на хранение в Хенфорде. Затем, в 1999 году туда же был доставлен на хранение и демонтированный корпус реактора. Со всех строений удаляются возможные загрязнения, но полная очистка территории не планируется вплоть до 2018 года.