Высокоактивные отходы ( ВАО ) - это тип ядерных отходов, образующихся при переработке отработавшего ядерного топлива. [1] Он существует в двух основных формах:
- Рафинат первого и второго цикла и другие потоки отходов, образующиеся при ядерной переработке .
- Отходы, образующиеся при стекловании жидких высокоактивных отходов.
Жидкие высокоактивные отходы обычно временно хранятся в подземных резервуарах до остекловывания. Большая часть высокоактивных отходов, образовавшихся в результате Манхэттенского проекта и оружейных программ времен холодной войны, существует в этой форме, потому что финансирование для дальнейшей переработки обычно не входило в первоначальные оружейные программы. Как отработавшее ядерное топливо, так и остеклованные отходы рассматриваются [2] как подходящие формы для долгосрочного захоронения после периода временного хранения в случае отработавшего ядерного топлива.
ВАО содержат многие продукты деления и трансурановые элементы, образующиеся в активной зоне реактора, и представляют собой наиболее активный вид ядерных отходов. На ВАО приходится более 95% общей радиоактивности, производимой в процессе ядерной энергетики. Другими словами, хотя большинство ядерных отходов представляют собой отходы низкого и среднего уровня активности, такие как защитная одежда и оборудование, которые были загрязнены радиацией, большая часть радиоактивности, образующейся в процессе производства ядерной энергии, происходит из высокоактивных отходов.
В США ВАО от переработки отработавшего топлива электростанций составляют менее 1% от общего объема ВАО США; остальное связано с обороной. [3] Некоторые другие страны, в частности Франция, перерабатывают коммерческое отработавшее топливо.
Высокоактивные отходы очень радиоактивны и поэтому требуют специальной защиты при обращении и транспортировке. Первоначально он также нуждается в охлаждении, так как выделяет много тепла. Большая часть тепла, по крайней мере после распада короткоживущих нуклидов, исходит от средноживущих продуктов деления цезия-137 и стронция-90 , период полураспада которых составляет порядка 30 лет.
Типичный большой ядерный реактор мощностью 1000 МВт производит 25–30 тонн отработавшего топлива в год. [4] Если бы топливо было переработано и остекловано , объем отходов составил бы всего около трех кубических метров в год, но остаточное тепло было бы почти таким же.
Принято считать, что окончательные отходы будут захоронены в глубоком геологическом хранилище , и многие страны разработали планы для такого захоронения , в том числе Финляндия , Франция , Япония , США и Швеция .
Определения
Нуклид | т 1 ⁄ 2 | Урожай | Энергия распада [a 1] | Режим распада |
---|---|---|---|---|
( Ма ) | (%) [a 2] | ( кэВ ) | ||
99 Тс | 0,211 | 6,1385 | 294 | β |
126 Sn | 0,230 | 0,1084 | 4050 [a 3] | β γ |
79 Se | 0,327 | 0,0447 | 151 | β |
93 Zr | 1,53 | 5,4575 | 91 | βγ |
135 Cs | 2.3 | 6.9110 [a 4] | 269 | β |
107 Pd | 6.5 | 1,2499 | 33 | β |
129 Я | 15,7 | 0,8410 | 194 | βγ |
Реквизит: Единица: | t ½ ( а ) | Доходность ( % ) | Q * ( кэВ ) | βγ * |
---|---|---|---|---|
155 евро | 4,76 | 0,0803 | 252 | βγ |
85 кр | 10,76 | 0,2180 | 687 | βγ |
113м кд | 14.1 | 0,0008 | 316 | β |
90 Sr | 28,9 | 4,505 | 2826 | β |
137 Cs | 30,23 | 6,337 | 1176 | β γ |
121 м Sn | 43,9 | 0,00005 | 390 | βγ |
151 см | 88,8 | 0,5314 | 77 | β |
Высокоактивные отходы - это высокорадиоактивные отходы, образующиеся в результате переработки отработавшего ядерного топлива, включая жидкие отходы, образующиеся непосредственно при переработке, и любой твердый материал, полученный из таких жидких отходов, который содержит продукты деления в достаточных концентрациях; и другой высокорадиоактивный материал, который, как установлено в соответствии с действующим законодательством, требует постоянной изоляции. [5]
Отработанное (отработанное) реакторное топливо .
- Отработанное ядерное топливо - это реакторное топливо, которое более неэффективно для выработки электроэнергии, поскольку процесс его деления замедлился из-за накопления реакционных ядов . Однако он по-прежнему термически горячий, очень радиоактивный и потенциально опасный.
Отходы от переработки .
- Материалы для ядерного оружия приобретаются путем переработки отработавшего ядерного топлива реакторов-размножителей . Переработка - это метод химической обработки отработавшего топлива для отделения урана и плутония . Побочным продуктом переработки является высокорадиоактивный осадок .
Утилизация
Высокоактивные радиоактивные отходы хранятся в течение 10 или 20 лет в бассейнах отработавшего топлива , а затем могут быть помещены в хранилища сухих контейнеров .
В 1997 г. в 20 странах, на долю которых приходится большая часть мирового производства ядерной энергии, емкость хранилищ отработавшего топлива на реакторах составляла 148 000 тонн, из которых было использовано 59%. Емкость внереакторного хранилища составила 78 000 тонн, при этом загружено 44%. [6] При ежегодном добавлении около 12 000 тонн вопросы окончательного захоронения не являются срочными.
Смотрите также
- Радиоактивные отходы
- Низкоактивные отходы
- Трансурановые отходы
- Смешанные отходы
- В вечность (фильм)
Заметки
- ^ MI Ojovan и WE Ли. Введение в иммобилизацию ядерных отходов. Эльзевир, Амстердам (2005)
- ^ Управление радиоактивными отходами
- ^ Агентство по охране окружающей среды США, Отработанное ядерное топливо и высокоактивные радиоактивные отходы, www.epa.gov
- ^ Управление радиоактивными отходами WNO
- ^ Департамент энергетики - РУКОВОДСТВО ПО УТИЛИЗАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ - DOE M 435.1-1
- ^ «Радиоактивные отходы» . martinfrost.ws. Архивировано из оригинала 3 декабря 2012 года . Проверено 16 апреля 2013 года .
Рекомендации
- Фентиман, Один В. и Джеймс Х. Салинг. Обращение с радиоактивными отходами . Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис, 2002. Второе изд.
- Large, John H. Риски и опасности, связанные с транспортировкой облученного топлива и ядерных материалов в Соединенном Королевстве R3144-A1, март 2006 г. [1]
Внешние ссылки
- Справочная информация NRC по радиоактивным отходам