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.
В 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.
Не 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.
Едва ли не самая крупная авария произошла в 1957 году на ядерном реакторе, действующем недалеко от Челябинска. Некоторые ее очевидцы и специалисты-ядерщики и сейчас утверждают, что по мощности она превышала Чернобыльскую в несколько раз. Очень немногие знали тогда о ее размерах и последствиях — ведь сам факт ее наличия совершенно сознательно скрывался советским правительством на протяжении многих десятков лет.
С 1964 по 1979-й случилось несколько аварий на Белоярской АЭС, итогом которых было переоблучение восьми человек, Ленинградская АЭС в 1974—1975 годах также не раз оказывалась в опасных ситуациях, жертвами которых стали три человека. В октябре 82-го произошел взрыв генератора на 1-м энергоблоке Армянской АЭС, приведший к потере энергоснабжения, а в сентябре того же года дала о себе знать АЭС в Чернобыле — там была разрушена центральная топливная сборка на 2-м энергоблоке, в итоге — произошло переоблучение ремонтного персонала и существенный выброс радиоактивных изотопов. В июне 85-го в результате аварии, случившейся на 2-м энергоблоке Балаклавской АЭС, погибло 14 человек. Ну а довершил этот мрачный список «черный апрель» 1986-го. Эта авария стала, пожалуй, единственной, о которой узнал весь мир, правда, далеко не сразу...
В США с 1951 по 1961-й происходили аварии на исследовательско-экспериментальных ядерных реакторах — в Детройте, Сан-Сюзане, а также неподалеку от Айдахо-Фолс. Три человека погибли. В 66-м, опять же близ Детройта, на реакторе «Энрико Ферми» произошло расплавление части активной зоны реактора, подобная же авария случилась в мае 79-го на АЭС «Тримайл Айленд», а в августе того же года на урановом заводе, производящем ядерное топливо, около 1 000 человек получили шестикратную дозу облучения. Две серьезные аварийные ситуации имели место в 1982-м — на реакторе «Джин» близ Рочестера и на реакторе рядом с Онтарио. Еще две аварии были в 1985-м — на АЭС «Саммер-Плант» и АЭС «Индиан-Поинт-2». В 1986-м в результате взрыва резервуара реактора в Уэбберс Фоле погиб один человек. Это далеко не полный перечень всех случившихся атомных аварий даже по двум государствам, и никто не может гарантировать, что этот список когда-нибудь будет завершен...
Особую тревогу и озабоченность мировой общественности вызвала, безусловно, Чернобыльская катастрофа. Именно после нее правительства многих стран всерьез задумались о том, насколько вообще целесообразна энергия атома. Хотя сам атом вряд ли можно обвинять в случившемся, ведь результатом всех аварийных ситуаций становились либо ошибка, либо некомпетентность, либо халатность людей.
Апрельская трагедия 15-летней давности также не стала исключением. Причиной этой аварии явился эксперимент, призванный выявить, какое количество электроэнергии способен «выдать» турбогенератор ядерного реактора на ... холостом ходу. При этом были нарушены правила безопасности, допущены отклонения от намеченной программы эксперимента. Персонал ЧАЭС был недостаточно компетентен и мало информирован о возможных последствиях. А потому никакие меры уже не смогли остановить пущенный в «разгон» реактор. Результат известен — мощнейший взрыв, полное разрушение 4-го энергоблока, чудовищной силы пожар и радиоактивный выброс невиданной силы не только от развороченного реактора, но и от продуктов горения, выбрасываемых в атмосферу в виде столба высотой несколько сот метров.
В первый день аварии погиб 31 человек, по прошествии 15 лет с момента катастрофы умерло 55 тысяч ликвидаторов, еще 150 тысяч стали инвалидами, 300 тысяч человек умерли от лучевой болезни, всего повышенные дозы облучения получили 3 миллиона 200 тысяч человек. На сегодня положение на Чернобыльской АЭС таково: из четырех действующих на момент аварии энергоблоков на 1-м и 2-м по решению правительства Украины, планирующего к концу нынешнего года полное закрытие ЧАЭС, проводятся работы по подготовке к снятию их с эксплуатации; защитный саркофаг, возведенный над 4-м энергоблоком, по результатам экспертизы находится в параметрах, близких к норме; а 3-й — осенью этого года был остановлен и отключен от энергосистемы.