Внутри ядерного реактора атомы 235U, упакованные в ТВЭЛы, расщепляются и высвобождают энергию, трансформирующуюся в электрическую.
Отработанное топливо удаляют из реактора спустя год с момента загрузки. Топливные стержни, продолжающие излучать радиацию, помещают в водные резервуары, остужающие их и «смягчающие» тем самым уровень радиации. Так стержни хранятся от нескольких месяцев до нескольких лет.
После отработки ядерное топливо содержит в себе 95% 238U, около 1% не прошедшего расщепления 235U, 1% плутония (вновь образовавшееся ядерное топливо) и 3% высокорадиоактивных продуктов деления. Воспроизводство отработанного топлива — это его очистка от радиоактивных продуктов деления, а также извлечение неиспользованной части урана и плутония. На обогатительном заводе происходит повышение содержания 235U.
Те же продукты расщепления, которые были отделены в процессе воспроизводства, после выпаривания или отверждения направляются в спецхранилища.
Ядерные отходы и их утилизацияВ зависимости от количества излучаемой энергии ядерные отходы делятся на три категории: низко-, средне- и высокосодержащие.
Низкосодержащие в основном образуются на предприятиях, перерабатывающих урановую руду, и в специальных системах вентиляции и канализации.
Среднесодержащие включают в себя составляющие реакторов, другое оборудование АЭС, загрязненные материалы, спецодежду и т.д.
Высокосодержащие — это отработанное ядерное топливо, а также соединения, образующиеся в процессе его воспроизводства.
Ядерные отходы бывают газообразными, жидкими и твердыми.
Газообразные — это выбросы, содержащие летучие соединения радиоактивных изотопов, а также образующиеся радиоактивные аэрозоли. Их после очистки удаляют в атмосферу через вентиляционную трубу.
Жидкие — это в основном те, что возникают в процессе воспроизводства ядерного топлива. Они, как правило, очищаются от радиоактивных изотопов с помощью методов коагуляции, ионного обмена и выпаривания, концентрируются до минимальных объемов и либо захораниваются в герметичных емкостях из нержавеющей стали, либо переводятся в твердые, не растворимые в воде формы, либо хранятся в специальных резервуарах в виде солевых концентратов для повторного промышленного использования.
Твердые — это не поддающиеся отмыванию загрязненные материалы, использованная спецодежда, а также отходы процесса добычи и переработки урановой руды и производства топлива. Металлические конструкции, предварительно переплавленные, зачастую используют для повторного применения, так как после переплавки все радиоактивные соединения удаляются вместе со шлаками. Другие твердые отходы переносятся в бетонные траншеи, где их цементируют, битумируют, остекловывают или захоранивают в контейнерах из нержавеющей стали. Если их предполагается хранить десятки лет, то в специальных траншеях, а если сотни — то в подземных выработках и в соляных пластах.
Но все перечисленные выше способы утилизации и хранения ядерных отходов не могут считаться ни окончательно надежными, ни абсолютно безопасными, ведь и металл, используемый в качестве «панциря» для смертоносного «мусора», подвергается коррозийному воздействию, бетон и стекло, которыми его укутывают, не вечны, в то время как распад радиоактивных элементов занимает сотни тысяч лет, а объемы накопленных отходов продолжают расти. Предполагается, что в 2030 году в результате работы АЭС по всему миру их накопится более 500 000 тонн.
Именно поэтому специалисты всего мира ищут пути выхода из этой критической ситуации. Экологи яростно выступают в поддержку полной ликвидации всех АЭС и запрещения использования энергии атома, медики с тревогой отмечают растущее число заболеваний и генетических изменений в человеческом организме вследствие возрастающего воздействия радиации. И всех их можно понять, ведь от того, насколько ответственно и серьезно нынешние жители Земли отнесутся к проблеме защиты нашей планеты от возможных аварий, утечек, разгерметизации захораниваемых ядерных отходов, зависит не только наша жизнь и жизнь наши детей, но и всех тех, кто станет нашими далекими потомками.
АварииНе прошло и 8 лет со дня пуска первого в мире ядерного реактора, как был открыт счет первым атомным авариям. С 1954 по 1988 год на ядерных реакторах их произошло как минимум 152, а результатом явились различные по масштабам выбросы радиоактивных изотопов, а главное — человеческие жертвы.