11 крупнейших проблем утилизации ядерных отходов и их решения

Появление ядерной энергетики открывает многообещающие возможности для недорогих и высокоэффективных источников энергии. Однако надлежащая утилизация ядерных отходов по-прежнему остается весьма сложной задачей.

Ядерные отходы являются одним из самых сложных видов отходов в обращении, поскольку они очень опасны. Следовательно, мы собираемся изучить самые большие проблемы утилизации ядерных отходов и их решения.

Материалы, полученные в результате ядерных процессов, которые либо являются радиоактивными по своей природе, либо были заражены другими радиоактивными элементами, называются ядерные отходы.

Это отходы, излучаемые в процессе производства ядерной энергии. Существует много споров о том, как следует утилизировать эти отходы, и это особенно верно в случае с высокоактивными отходами (ВАО).

По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), ядерные отходы сортируются по шести основным категориям. К ним относятся:

• Отработанное ядерное топливо ядерных реакторов
• Отходы уранового обогащения от добычи и переработки урановой руды
• Высокоактивные отходы переработки отработавшего ядерного топлива
• Низкоактивные отходы
• Трансурановые отходы оборонных программ.
• Радиоактивные материалы природного и ускорительного происхождения.

Утилизация ядерных отходов или обращение с радиоактивными отходами является важной частью производства атомной энергии, и атомные электростанции и другие компании должны соблюдать некоторые очень важные и строгие правила.

Эти руководящие принципы гарантируют, что все ядерные отходы утилизируются безопасно, бережно и с минимальным ущербом для жизни (животных или растений). На атомной станции производятся радиоактивные ядерные отходы, которые могут нанести серьезный ущерб здоровью человека и окружающей среде.

Следует избегать контакта с такими радиоактивными ядерными отходами. В некоторых странах невозможно обсуждать ядерную энергетику без поднятия головы так называемой проблемы «ядерных отходов», однако в других это вообще не является проблемой.

10 крупнейших проблем утилизации ядерных отходов и их решения

Мы собираемся изучить проблемы и решения утилизации ядерных отходов, и это обещает быть интригующим.

Проблемы захоронения ядерных отходов

• Не существует решения для долгосрочного хранения
• Дорогостоящая очистка
• Долгий период полураспада
• Проблема спецификации
• очистка
• Переработка ядерных отходов вредна

1. Не существует решения для долгосрочного хранения

Не существует безопасных хранилищ долговременного хранения отходов, хотя атомные электростанции обеспечивают 11 процентов мировой электроэнергии из 449 действующих ядерных реакторов.

Наш основной способ обращения с радиоактивными отходами на данный момент — просто хранить их где-нибудь и попытаться решить, что с ними делать позже. Одним из часто используемых «хранилищ» на протяжении десятилетий были наши моря и океаны из-за их огромной способности ослаблять радиацию.

Например, завод British Nuclear Fuels в Селлафилде сбрасывает ядерные отходы в Ирландское море с 1950-х годов. Подобные практики были зафиксированы и во многих других местах, таких как сброс радиоактивных реакторов советских подводных лодок и оружия в Северный Ледовитый океан или бесчисленные контейнеры, заполненные ядерными отходами, вдоль побережья Сан-Франциско.

Однако такой способ обращения с таким опасным материалом небезопасен, поскольку радиоактивное загрязнение распространяется по нашей морской экосистеме, нанося вред водоему и обитающим в нем видам.

2. Дорогостоящая очистка

Из-за опасного характера ядерных отходов их очистка обходится очень дорого и может негативно повлиять на здоровье тех, кто участвует в очистке.

Например, один неприятный сценарий произошел под прекрасными лесами северной Германии. Бывшая соляная шахта Ассе, которая в 126,000-х годах использовалась в качестве хранилища ядерных отходов для 1970 XNUMX контейнеров с радиоактивными отходами, демонстрирует признаки разрушения.

Хотя серьезные трещины в стенах появились еще в 1988 году, правительство лишь недавно решило, что ядерные отходы необходимо вывезти!» Только соблюдение мер безопасности для участников расследования, а не фактическое перемещение отходов обходится Германии в 140 миллионов евро в год.

Кроме того, транспортировка ядерных отходов сама по себе сопряжена со значительным риском. Если авария произойдет во время транспортировки на склад, загрязнение окружающей среды может оказаться разрушительным.

Стоимость очистки всего и восстановления безопасности для людей, животных и растений очень высока. Не существует простого и легкого пути при очистке разлитого радиоактивного материала; вместо этого могут потребоваться годы, чтобы убедиться, что этот район безопасен для проживания или даже для повторного посещения.

В случае очень серьезных аварий могут пройти многие десятки лет, прежде чем все снова начнет расти или жить нормально.

3. Длительный период полураспада

Если вам интересно, каков период полураспада радиоактивных элементов, то это просто количество времени, необходимое радиоактивным ядрам для распада на 50%.

Теперь продукты ядерного деления имеют длительный период полураспада. Это означает, что они будут продолжать оставаться радиоактивными в течение многих тысяч лет, т. е. излучать в течение длительного времени, тем самым все время оставаясь потенциальной угрозой. Поэтому их нельзя выбрасывать на открытой местности.

Более того, если что-нибудь случится с баллонами для отходов, в которых хранятся ядерные отходы, этот материал может быть чрезвычайно летучим и опасным на многие годы вперед. Срок службы радиоактивных ядерных отходов очень долгий.

4. Проблема спецификации.

Основная проблема утилизации радиоактивных отходов заключается в том, что правительства настаивают на определении отложенного зольного ядерного топлива как радиоактивных отходов и нечестно заявляют, что причина его хранения в хранилищах не в том, что оно никогда не причиняло там никакого вреда и имеет ценность в будущем. , но не известно способа навсегда выбросить его как мусор.

Еще одна ложь правительства заключается в том, что при хранении он представляет значительную опасность. Если в это поверить, то возникает дилемма: рискнуть закопать его или рискнуть сохранить, но оградить их от обвинений в зарабатывании денег на ископаемом топливе, отходы которого наносят вред людям.

5. очистка

Особенно серьезной проблемой в развивающихся странах является то, что люди часто собирают заброшенные ядерные отходы, которые все еще радиоактивны. В некоторых странах существует рынок подобных отходов, а это означает, что люди охотно подвергают себя опасным уровням радиации, чтобы заработать деньги.

Однако, к сожалению, радиоактивные материалы могут быть очень летучими и вызывать некоторые проблемы. Обычно люди, собирающие такие материалы, попадают в больницы и даже могут умереть от проблем, связанных с радиоактивными материалами или вызванных ими.

К сожалению, как только кто-то подвергся воздействию ядерных отходов, он может подвергнуть воздействию радиоактивных материалов других людей, которые не решили заняться сбором ядерных отходов.

6. Переработка ядерных отходов вредна.

Переработка ядерных отходов очень загрязняет окружающую среду и является одним из крупнейших источников антропогенной радиоактивности на планете.

Во время этого процесса плутоний отделяется посредством серии химических реакций от отработанного уранового топлива. Затем плутоний используется в качестве нового топлива или для создания ядерного оружия.

Хотя некоторые считают, что идея переработки отработавшего ядерного топлива принесет нам огромное преимущество, по-прежнему остается мнение, что ядерная переработка не является решением проблемы отходов; скорее, это проблема сама по себе.

Количество оставшихся отходов выше. Химические процессы, используемые для растворения отработавших топливных стержней, приводят к образованию значительного объема жидких радиоактивных отходов, которые необходимо безопасно хранить (проблема хранения повторяется еще раз).

Плутоний входит в число самых токсичных веществ, когда-либо известных человечеству. Он накапливается в костях и печени, что затрудняет оценку его воздействия на человека.

Ядерная переработка — чрезвычайно грязный процесс. Часть радиоактивности, вырабатываемой крупнейшим заводом по переработке ядерных материалов в Ла-Аге во Франции, была обнаружена за Полярным кругом.

Решения проблем утилизации ядерных отходов

• Построить ториевые реакторы на расплавленной соли
• Хранение отработанного топлива
• Глубокое геологическое захоронение
• Сохраняйте позитивный настрой при решении проблем
• Сокращение отходов в первую очередь

1. Построить ториевые реакторы на расплавленной соли.

Одним из способов решения проблемы ядерных отходов могло бы стать строительство ториевых реакторов на расплавленной соли. Эти типы реакторов можно сделать изначально безопасными, то есть они не могут «бумнуть», как Чернобыль, а также не расплавятся, как Фукусима, если электричество полностью отключится.

В ториевые реакторы со временем можно будет подавать существующие ядерные отходы, которые будут «сжигаться» в ходе ядерных реакций внутри реактора. Кроме того, реакторы будут производить электроэнергию.

Да, в результате реакции тория также образуются ядерные отходы, но линия распада тория производит стабильные элементы гораздо быстрее. Ядерные отходы необходимо безопасно хранить только в течение нескольких сотен лет, а не сотен тысяч лет в реакторах на основе урана и плутония.

Ториевая технология может быть спроектирована так, чтобы «сжигать» актиниды (остальную часть горизонтального семейства периодической таблицы).

Строительство ториевого завода обходится значительно дешевле. «След» реактора мощностью 450 МВт можно было бы закопать, и остались бы видны только электростанция, подключение к сети и подъездная дорога. Площадь солнечной энергии составит более 1000 акров, а срок ее полезного использования (в настоящее время) составит 20–30 лет.

Торий значительно упрощает управление энергией и всеми видами отходов.

2. Хранение отработанного топлива

Для отработанного топлива, отнесенного к высокоактивным отходам (ВАО), первым шагом является хранение, обеспечивающее распад радиоактивности и тепла, что делает обращение с ним намного безопаснее.

Хранение отработанного топлива обычно осуществляется под водой в течение не менее пяти лет, а затем часто в сухом хранилище. Хранение отработанного топлива может осуществляться в прудах или сухих контейнерах либо на площадках реакторов, либо централизованно.

Помимо хранения, было исследовано множество вариантов, направленных на обеспечение общественно приемлемых, безопасных и экологически обоснованных решений по окончательному обращению с радиоактивными отходами. Наиболее популярным решением является глубокое геологическое захоронение.

3. Глубокое геологическое захоронение

Радиоактивные отходы хранятся во избежание любого риска радиационного воздействия на людей или любого загрязнения. Радиоактивность отходов со временем снижается, что дает сильный стимул хранить высокоактивные отходы в течение примерно 50 лет перед их захоронением. 

Широко признано, что глубокое геологическое захоронение является лучшим решением для окончательного захоронения большинства образующихся радиоактивных отходов.

Большинство низкоактивных отходов (НАО) обычно отправляются на захоронение сразу после упаковки для долгосрочного обращения.

Это означает, что для большинства (90% по объему) всех видов отходов, образующихся при использовании ядерных технологий, разработаны и применяются во всем мире удовлетворительные средства утилизации.

Основное внимание уделяется тому, как и где строить такие объекты. Отработанное топливо, не предназначенное для прямого захоронения, вместо этого может быть переработано для переработки содержащегося в нем урана и плутония.

Некоторое количество отделенной жидкости (ВАО) образуется при переработке; его остекловывают в стекле и хранят до окончательной утилизации. Среднеактивные радиоактивные отходы (САО), содержащие долгоживущие радиоизотопы, также хранятся до захоронения в геологическом хранилище.

Некоторые страны утилизируют (САО), содержащие короткоживущие радиоизотопы, в приповерхностных хранилищах, как это происходит при захоронении (НАО).

Некоторые страны находятся на предварительных этапах рассмотрения вопросов захоронения САО и ВАО, в то время как другие, в частности Финляндия, добились хорошего прогресса.

Большинство стран исследовали возможность глубокого геологического захоронения, и официальная политика заключается в том, чтобы быть эффективным средством захоронения ядерных отходов.

4. Сохраняйте позитивный настрой при решении проблем

Во-первых, мы можем перестать преувеличивать и подчеркивать опасности и трудности обращения с радиоактивными отходами и ядерной энергетикой при каждой возможности.

Сейчас в США по всей стране лежат кучи высокоактивных отходов реакторов деления, медицинских источников, используемых для лечения рака, а также кучи низкоактивных отходов.

Никакой опасности для здоровья это не представляет. Но это не долгосрочное решение и не лучшее, что можно сделать, но мы не все окутаны облаками радиоактивной пыли.

Мы можем начать с рационального сравнения с проблемами утилизации отходов и загрязнения, связанными с другими методами производства электроэнергии.

Когда это будет сделано, мы сможем затем построить быстрые реакторы-размножители спектра для сжигания долгоживущих актинидов в «потоке отходов» легководных, тяжеловодных и тепловых реакторов с графитовым замедлителем, многие из которых являются делящимися, большинство из которых являются делящимися.

В качестве альтернативы мы могли бы научиться справляться с ростом мирового населения. Контролируйте этот рост, затем сократите население до какого-то разумного и стабильного уровня, и проблемы производства энергии и утилизации отходов внезапно станут гораздо более управляемыми, независимо от того, какой источник энергии в конечном итоге будет использован.

5. Сокращение отходов в первую очередь

Этот метод специально ориентирован на хранение и утилизацию отходов ядерных реакторов. Однако значительные инвестиции также были вложены в поиск способов сокращения количества образующихся отходов.

В настоящее время существует 55 ядерных стартапов с финансированием в размере 1.6 миллиарда долларов. Ядерный сектор носит очень ограничительный характер и представляет собой серьезные препятствия для новых игроков из-за истории NRC (Комиссии по ядерному регулированию) как организации, призванной препятствовать распространению ядерного оружия, а не организации, ориентированной на взаимодействие с инновационными предпринимателями.

Заключение

В заключение, исходя из этой статьи и нынешних социальных тенденций,  правильная утилизация ядерных отходов по-прежнему остается сложной проблемой, которая сдерживает рост ядерной энергетики.

Основная проблема заключается в периодах полураспада радиоизотопов, которые очень велики. Некоторым из них более миллиона лет. Следовательно, это значительно затрудняет контроль и обращение с ядерными отходами.

Однако наиболее часто используемым методом захоронения ядерных отходов является хранение либо с использованием стальных цилиндров в качестве радиоактивной защиты, либо с использованием методов глубокого геологического захоронения.

Однако утилизация ядерных отходов путем хранения по-прежнему вызывает много опасений, поскольку утечка ядерных отходов может вызвать огромные экологические катастрофы, а также повлиять на здоровье людей.

Рекомендации

• 7. Воздействие добычи железной руды на окружающую среду
  .
• 8 лучших магистров программ управления отходами
  .
• 14 методов утилизации химических отходов
  .
• Топ-10 негативных последствий неправильной утилизации отходов для окружающей среды
  .
• Цена срезания углов: скрытые опасности неправильной утилизации отходов бизнеса