általános. kutatás. technológia

Hogyan nukleáris üzemanyagot eltemettek és mennyi ideig veszélyes

Amíg megtanuljuk, hogyan kell energiát szerezniA fúziós reakciókból kinyerésének leghatékonyabb és leggazdaságosabb módja az atomerőművek lesz. Csak ők képesek hatalmas energiát biztosítani minimális üzemanyag-fogyasztás mellett. A probléma más. Ez a tüzelőanyag, miután átkerült a "kiégett nukleáris üzemanyag" (SNF) kategóriába, terhessé válik bolygónk számára. Helyezni kell valahova, és fizetnie kell a haladásért. Mint mondják, a bejárat rubel, a kimenet két. De hogyan lehet megbirkózni vele, hogy ez az üzemanyag ne károsítsa a bolygót és annak lakóit? Kiderül, hogy a temetés mellett számos nagyon hatékony módszer létezik. Lássuk, mi alakul át egy atomerőmű „kipufogógátaként”.

Az ilyen hordók megijesztették megjelenésüket.

A tartalom

  • 1 Milyen típusú radioaktív hulladékok vannak?
  • 2 Mi a helyzet a radioaktív hulladékkal?
  • 3 A nukleáris ipar hulladékainak tárolása
  • 4 Hogyan lehet nukleáris üzemanyagot feldolgozni
  • 5 Hol ártalmatlanítják a nukleáris üzemanyagot?
  • 6 Miért ártanak el nukleáris üzemanyagot, nem pedig elpusztítják?
  • 7 Nukleáris üzemanyag alternatívája

Milyen típusú radioaktív hulladékok vannak?

Mindenekelőtt ezt meg kell értenieRadioaktív hulladékot nem csak atomerőművekből, hanem az emberi tevékenység más területeiről is keletkeznek. Például radioaktív izotópokkal végzett kutatások és laboratóriumi munkák, rákos betegek sugárterápiája és radioaktív izotópok termoelektromos generátorainak (RTG-k) segítségével, amelyeket energiához nehezen hozzáférhető helyeken használnak. Bár az utóbbi időben elsősorban csak űrállomásokon használták őket.

Van még egy nagyon nagy forrásradioaktív hulladékok, nevezetesen a katonai ipar, és különösen a hidegháború öröksége. Az akkori rakéták, bombák és tengeralattjárók még folyamatban vannak és a fertőzés veszélyét jelentik.

Általában radioaktív hulladék keletkezik éventetöbb százezer tonna, de nem csak azért, mert oly sok üzemanyagot állítanak elő, hanem azért is, mert a NAÜ (Nemzetközi Atomenergia Ügynökség) követelményei szerint a radioaktív hulladéknak olyan termelési hulladéknak kell tekinteni, amelynek kibocsátási szintje meghaladja a szabványos szintet. Tehát itt jönnek felszerelések, gépek, daruk, kezeslábasok, készülékek, akár irodaszerek és egész autók. A vállalkozások szabványai szerint mindent folyamatosan ellenőriznek, és a leírás előtt ellenőrző mérést végeznek, és úgy döntenek, hogy egyszerűen csak selejtezik vagy ártalmatlanítják.

Minden radioaktív hulladékot fel kell címkézni

Mellesleg, sietve kérem. Ellentétben az általános véleménygel, miszerint mindent pénzért Oroszországba szállítanak és Távol-Keleten eltemetnek, ez nem így van. Ezen túlmenően 2011 óta hatályban van egy törvény, amely megtiltja a nukleáris hulladék átadását a határon (mindkét irányba), kivéve az Oroszországban vagy a Szovjetunióban termelt üzemanyag-hulladék visszaszolgáltatását. Ez biztosítja a tüzelőanyagok és berendezések szállítására vonatkozó szerződések követelményeinek való megfelelést.

Hogyan működik egy atomerőmű? Az atomerőművek veszélyesek?

Természetesen hazánkban legyena radioaktív hulladékok további sorsával foglalkozó vállalkozások normál száma, és ezek például a jól ismert "Mayak" szoftver. Érdekes, hogy a közhiedelemmel ellentétben a hulladékokat nem csak ártalmatlanítják, hanem más, gyakran hasznos alkalmazásokban is megtalálják azokat.

Mi köze a radioaktív hulladékhoz?

A további megoldásnak többféle módja vana radioaktív hulladék problémája. A legfontosabb a feldolgozás, tárolás és ártalmatlanítás. Időnként kombinált módszereket alkalmaznak, amelyek bármilyen kombinációban alkalmazhatók, ha ez lehetővé teszi a megfelelő eredmény elérését.

Az ilyen rudakban nukleáris üzemanyagot töltnek be a reaktorokba. Akkor tennie kell valamit vele.

Mindenekelőtt a munka megkezdése előtt a hulladékokat összegyűjtik a megfelelő anyagokat használó vállalkozásoktól.

A jelenlegi jogszabályok szerint dolgozniradioaktív elemekkel és hulladékaikkal csak a megfelelő engedéllyel rendelkező vállalkozások vehetnek részt. A vállalkozások működését szigorú szabályok korlátozzák, és a „mi nem tilos, mi megengedett” elv nem működik. Éppen ellenkezőleg: „tilos az, ami nem megengedett”.

A hulladékot speciálisan növényekbe szállítjáktartályok, amelyek lehetnek acél, ólom, vasbeton, bór-polietilénnel dúsítva és mások. Az összes hulladékot a biztonsági előírások szigorú betartásával szállítják, a nagy szállítmányokat pedig konvoj kíséretében szállítják.

A radioaktív hulladékokat tehát vasúton szállítják.

A nukleáris ipar hulladékainak tárolása

Néhány hulladék esetében úgy döntött, hogy tárolja. Ez akkor fordul elő, amikor a feldolgozás nagyon drága vagy bonyolult, valamint amikor az összes többi módszer már nem megfelelő.

Példa arra, amit könnyebb eltemetni, mintújrahasznosítás, a hidegháború nukleáris tengeralattjárói. A Szovjetunióban a fegyverkezési verseny közepette több mint két és fél száz volt, és most körülbelül ötször kevesebb. A fennmaradó kétszáz csónak, mint az úszók, viccelődött, amíg el nem jött az idő, hogy átfordítsák őket. Igen, három kamrát (reaktor és két szomszédos) kivágtak belőlük és különleges csomagolásban tárolásra küldték. A maradékot normál módon dolgozták fel.

Úgy néz ki, mint egy reaktor tároló területetengeralattjáró rekeszek a Kola-öbölben. A jobb oldalon egy rozsdás rekesz "csak úszik", amely éppen készül a csomagolásra. Az előtérben egy dokkoló ponton szállítására és a nukleáris hajók rekeszekkel végzett egyéb műveletekre.

Az ilyen tárolást egy sziklás alapon végzik. Ennek érdekében a hegy egy részét el is távolították úgy, hogy nem álltak a földön, amelyen keresztül a talajvízszennyezés bekövetkezhet, amely az összes elemet tovább viszi.

Az ilyen tárolás teljesen biztonságos, de néz kiso-so. És egyszerűen, jobb, ha elrejti ezeket a hulladékokat a szem elől. Ehhez nagyjából ugyanazokat a tárolóhelyeket készítik, de bunkereket építenek körülöttük, és mindezt földre meghintik, hogy egyáltalán nem adják ki magukat. Ez csak nem nagyon veszélyes hulladékokkal történik, amelyeket egy idő után még újra felhasználhatnak.

Az egész olyan gyönyörű darab uránércről indult.

Időnként ideiglenes tárolásra kerül sorműanyag konzervdobozok, amelyeket nedvesnek is neveznek, de ez egy ideiglenes intézkedés is. Ehhez még mindig vastag betonfalak vannak, de évszázadok óta nem képesek biztonságosan tárolni a hulladékot magukban. Ehhez nem tárolóhelyeket kell építeni, hanem teljes temetkezési helyet kell létrehozni. Erről alig beszélünk.

Csak meg kell értenie, hogy néhány hulladéknak megvanmagas radioaktivitás, és néhányuk nem. Ezen túlmenően az egyik izotóp felezési ideje tíz év, például trícium, és néhány, például milliárdos egyes uránizotópok.

A nukleáris üzemanyag feldolgozása

A kiégett nukleáris fűtőelemek és amás hulladékok teljesen eltérő megközelítést alkalmaznak, attól függően, hogy mi az újrahasznosítás. Például a szilárd hulladék egy részét speciális kemencékben égetik kifinomult levegőszűrő rendszerrel. A kimenetnél keletkezett hamu és hamu hosszú ideig eltemetésre kerülnek a temetkezési helyekben. Tehát a hulladék jelentősen kevesebb helyet foglal el, és kevesebb kárt okoz.

Ha a hulladék folyékony, akkor az koncentrálódikpárolgás. Aztán hosszú távú tárolásra is elküldik őket, ha velük más nem lehetséges, és nagy veszélyt jelentenek. Ehhez vastag hordókba csomagolnak 100 vagy 200 liter ólmot vagy acélt.

Szerinted miért aggódik a tudósok az atomenergiával?

A hulladék legnagyobb része azonban lehetÚjrahasznosítva későbbi felhasználáshoz, például orvosi vagy kutatási célokra. Ilyen hulladékok azok, amelyek urán-235-et, urán-238-at, plutóniumot és számos más izotópot tartalmaznak. Így a nukleáris üzemanyag akár 97 százaléka újrafeldolgozható. Vagyis, amint látjuk, maga az üzemanyag nem annyira ijesztő a környezet számára. Nagyon jól használják fel. Teljesen más a hulladék, amelyet nem lehet újrahasznosítani, és amelyet tárolni nem lehet (és nincs semmi). Itt kezdődik a fejfájás.

A radioaktív izotópokat a gyógyászatban használják.

Hol ártalmatlanítják a nukleáris üzemanyagot?

Meg kell értenie, hogy az atomipar hulladéka,amelyek nagy radioaktivitással bírnak, és senkinek már nincs rá szükségük, azokat meg kell ártalmatlanítani, hogy ezrek és akár több tízezer évig megbízhatóan fekszenek a házukban. A tudósok régóta arra a következtetésre jutottak, hogy ehhez a legmegbízhatóbb helyek a nagy mélységben található sziklák.

A kőzetekben történő tárolás általában nagyon nagyígéretes és biztosítja a tízezres évek megbízható megóvását. Maga a Föld is segít ebben, de mi lehet a világunkban örökkévalóbb, mint a megszilárdulása? Ezért sziklákra van szükség. Például az Egyesült Államokban aktív vita folyik a Nevada sivatagban található Yucca Mountain temető építéséről. Több száz méterre kellene mennie egy vulkáni hegységbe. Még Svédország, az egyik leginkább környezetbarát ország, fontolgatja a temetkezési lehetőségeket a sziklás alapokon belül. És 2015 óta Finnország ezt gyakorolja, és továbbra is bővíti a használható tárolókapacitást. Kiderül, hogy ebben nincs semmi baj? Kiderül, hogy így van.

Szikla temetkezések 400 mélyenA méter és annál több olyan megbízható, hogy ellenálljon még egy meteoritnak is, amely elpusztítja a Föld életét. Akkor újra elkezdi fejlődni, és a hulladékot továbbra is biztonságosan elrejtik.

Ideiglenes temetkezési helyek vészhelyzetbenesetekben az ember alkotta tárolókat használják. Vastag beton alapokat készülnek nekik. A radioaktív hulladékot ezekbe a medencékbe helyezik, majd további néhány réteg betont öntenek a tetejére. Időnként az olvadt bór-szilikát üveggel történő öntést szintén használják kiegészítő biztonsági intézkedésként. A megóvás tehát még megbízhatóbb lesz, ám ezt a módszert inkább végső megoldásként használják, mivel a sziklák sokkal állandóbb dolgok. Egy millió évvel ezelőtt voltunk, egymillió évvel később, és csak azt tudjuk kitalálni, milyen konkrétan viselkedik majd 100 év elteltével. Sajnálom, megjósolni.

Ez az egyik lehetőség a beton tárolására.

Például vannak olyan temetkezési helyek Csernobilban, aholegyszerűen nincs értelme tonna földet és egyéb szemetet eltávolítani. Annak érdekében, hogy a szennyezés még kicsit kevesebb legyen, különösen a veszélyes hulladékokat ilyen hulladéklerakókban gyűjtik össze, közvetlenül a helyszínen felszerelve.

Fontos pont a temetkezési helyek építésébena kiégett fűtőelemek fűtése. Mivel továbbra is aktív, az atomszinten zajló folyamatok az anyag melegítéséhez vezetnek. Ezt figyelembe veszik, és a temetkezési helyek speciális hőelvezető szerkezettel rendelkeznek. Ha ezt nem vesszük figyelembe, akkor a hőmérséklet ellenőrizetlen emelkedése rosszul végződhet

Nem is olyan régen, nagyon meleg van a Telegram csevegésünkbenmegvitatta az űrben történő hulladékártalmatlanítás témáját. Ez az ötlet elvileg nagyon jó. Elég elemezni a hulladéktárolókat a Nap irányába vagy a Voyagerek üldözéséhez, és a probléma megoldódott, de az ilyen munka ára csak kozmikus lesz. Talán valamikor a technológia fejlődésének egy új szakaszában, körülbelül 1000-1500 év elteltével leszármazottaink képesek lesznek megtalálni a módját, hogy olcsón mikor kerüljenek pályára, és azután a hulladéklerakókból elküldik az összes szemetet a pokolba.

Miért ártanak el nukleáris üzemanyagot, nem pusztítják el?

Meg kell értenie, hogy a technológia jelenleg vanA technológiák legalább 50–100 év alatt teljesen más szinten vannak. Ennek alapján ésszerű, hogy ne vegyenek részt a radioaktív hulladékok drága mélyfeldolgozásában. Nem lehet ugyanúgy megtisztítani, de tíz- és százéves iparág után szükség lehet ritka izotópokra, amelyeket a jövő emberek megtalálhatnak a most építendő lerakatokban és temetkezési helyekben.

A felszerelést tehát a baleset következményeit követően temették el Csernobilban. A mínusz azonban az volt, hogy sokat loptak pótalkatrészekre, és a fertőzött autók most körüljárják a városokat.

Arra is van lehetőség, hogy a jövőbenA technológiák új szintre értek el, és amit egyszerűen nem tudunk most feldolgozni, elegendő egy vödörből való öntés (természetesen eltúlzott), és minden normálissá válik. Eddig a tudósok mindent megtesznek, de az eltemetés és az újrahasznosítás egyensúlyban vannak, és nem az a szándékuk, hogy a lehető legtöbb hulladékot bármilyen költséggel feldolgozzák.

Nukleáris üzemanyag alternatíva

Kiváló alternatíva a nukleáris üzemanyagok és a nukleáris energia területénAz állomások általában termonukleáris reaktorok. Már beszélt róluk, és ha érdekli, akkor részletesen elolvashatja egy külön cikkben a weboldalunkon.

Dióhéjban, ez a technológia volttalálták vissza a múlt század ötvenes éveiben. Ennek megvalósításához tokamakot (toroid kamrát mágneses tekercsekkel) használunk. Ebben vákuum jön létre, és levegő helyett deutérium és trícium keverékét szivattyúzzák (hidrogénvegyületek variánsai). A mágneses mező hatására a keverék felmelegszik a plazma állapotáig - az anyag negyedik aggregációs állapotához. A hőmérséklete már 70 évvel ezelőtt elérte a 70 millió Celsius fokot. Az ITER nemzetközi tokamakjában, amelyet Franciaország déli részén építenek, a plazma hőmérséklete eléri a 150 millió fokot. A kamra falai ilyen magas hőmérsékleten nem olvadnak el, mivel az összes plazma szuszpendált állapotban van, majdnem vákuumban.

Ez egy tokamak. Ezen az üreges fánkon belül a plazma több tízmillió fokos hőmérsékletet ér el.

Ez a technológia biztonságos. Még a kevés radioaktivitással rendelkező trícium felezési ideje is csak 12 év. Egy ilyen berendezés még vészhelyzetben sem robbant fel, mivel a belső nyomás sokkal alacsonyabb, mint a légköri nyomás, és a feltételek megsértése esetén a plazmaképződés azonnal leáll. Még csak az üzemanyag-ellátás kikapcsolása is azonnal megállítja a reakciót.

Mi a Tokamak? Csak egy fúziós reaktorról

A legjobb az, hogy szó szerint üzemanyagra van szükségeminimum. Tehát 80 gramm deutérium és trícium keveréke, amelyeket nagyon egyszerűen előállítanak a tiszta vízből és egy dollárba kerülnek, annyi energiát termelnek, mint 1000 tonna elégetett szén.

Sajnos eddig a technológia nem lehetipari méretben, de kedvező forgatókönyv mellett csak 10 évig tart. Ezután szinte végtelen energiaforrást szerezhetünk a Földön egy kis nap formájában. És ami a legfontosabb: egy ilyen energia ára minimális lesz, valamint annak megszerzésének kockázata.