radioaktyviosios atliekos

radioaktỹviosios ãtliekos, nenumatomas tolesniam naudojimui panaudotas branduolinis kuras ir kitos medžiagos, užterštos radionuklidais (arba turinčios jų), kurių koncentracija arba aktyvumas viršija valstybės institucijų nustatytas radioaktyvumo (savitojo aktyvumo, paviršiaus užterštumo, bendrojo aktyvumo) reikšmes. Didžioji dalis radioaktyviųjų atliekų susidaro per branduolinio kuro ciklą ir naikinant branduolinį ginklą, t. p. išgaunant ir perdirbant uraną. Radioaktyviosiose atliekose, be urano, dar yra alfa spinduolių (radžio ir jo skilimo produktų). Branduolinės energetikos radioaktyviųjų atliekų sudėtis priklauso nuo pradinės branduolinio kuro sudėties (pvz., ²³⁵U sodrinimo laipsnio), branduolinio reaktoriaus tipo, eksploatavimo (branduolinio kuro išdegimo laipsnio, įvykusių avarijų). Panaudoto branduolinio kuro aktyvumas sudaro daugiau kaip 95 % atominės elektrinės visų radioaktyviųjų atliekų aktyvumo, daugiausia jo susidaro eksploatuojant lengvojo vandens reaktorius (tokie veikė ir Ignalinos atominėje elektrinėje). apie 95,6 % šio kuro masės sudaro uranas (jį galima perdirbti ir panaudoti branduoliniam kurui gaminti), apie 3 % – stabilūs arba trumpaamžiai dalijimosi produktai (beta ir gama spinduoliai, beveik neturintys įtakos radioaktyviųjų atliekų laidojimui), apie 0,3 % – pagrindiniai dalijimosi produktai (⁹⁰Sr ir ¹³⁷Cs; iš pradžių jie skleidžia labai daug šilumos, suskyla per kelis šimtus metų), apie 0,1 % – ilgaamžiai dalijimosi produktai (⁹⁹Tc, ¹²⁹I ir ¹³⁵Cs; pusėjimo trukmė atitinkamai T_1/2 = 2,1 · 10⁵ m., 1,6 · 10⁷ m. ir 2,3 · 10⁶ m.), apie 0,9 % – plutonis (galima perdirbti ir panaudoti branduoliniam kurui ir branduoliniam ginklui gaminti) ir apie 0,1 % – kiti ilgaamžiai transuraniniai elementai (alfa daleles spinduliuojantys Np, Am, Cm). Dėl reaktoriaus konstrukcijų medžiagų neutronų aktyvacijos branduolinių reaktorių eksploatavimo ir eksploatavimo nutraukimo radioaktyviosiose atliekose, be dalijimosi produktų ir aktinoidų, susidaro gama fotonus ir beta daleles spinduliuojantys koroziniai radionuklidai: vandenyje ³H; grafite ³H, ¹⁴C, ³⁶Cl, ⁶⁰Co, ⁶³Ni, ¹⁵²Eu, ¹⁵⁴Eu, ¹⁵⁵Eu, ^166mHo; betone ³H, ⁴¹Ca, ¹³³Ba, ¹³⁴Cs, ¹⁵²Eu, ¹⁵⁴Eu, ¹⁵⁵Eu; pliene ³⁶Cl, ⁵⁴Mn, ⁵⁵Fe, ⁶⁰Co, ⁵⁹Ni, ⁶³Ni, ⁶⁵Zn, ⁹³Mo, ⁹⁴Nb, ^110mAg; cirkonio‑niobio lydiniuose ⁹³Zr, ^93mNb, ⁹⁴Nb, ¹²⁵Sb; suslėgto vandens reaktorių reguliavimo strypuose ^108mAg, ^110mAg. Branduolinio ginklo naikinimo atliekose dažniausiai yra ²³⁹Pu (T_1/2 = 2,4·10⁴ m.), ²³⁸Pu (T_1/2 = 87,7 m.) ir ²¹⁰Po (T_1/2 = 138,4 d). Kiti radioaktyviųjų atliekų šaltiniai – medicinos, pramonės ir moksliniuose tyrimuose naudojamos radioaktyviosios medžiagos bei gamtiniai radioizotopai. Medicinos radioaktyviosiose atliekose dažniausiai būna trumpaamžių radioizotopų, skleidžiančių gama ir beta spinduliuotę: ⁹⁰Y (T_1/2 = 64,0 h), ¹³¹I (T_1/2 = 8,0 d), ⁸⁹Sr (T_1/2 = 50,5 d), ¹⁹²Ir (T_1/2 = 73,8 d), ^99mTc (T_1/2 = 6,0 h), ⁶⁰Co (T_1/2 = 5,3 m.), ¹³⁷Cs (T_1/2 = 30,1 m.). Pramonės radioaktyviosios atliekos gali turėti alfa, beta, gama ir neutronų spinduolių. Daugelyje gamtinių medžiagų randama šiek tiek radionuklidų, dažniausiai urano, torio, radžio ir jų skilimo produktų, kurie gali kauptis gamtinių žaliavų gavybos ir perdirbimo atliekose, pvz., naftos ir dujų pramonės atliekose randama radžio ir jo skilimo produktų. Radioaktyviųjų atliekų tvarkymas susideda iš pradinio apdorojimo (rinkimas, rūšiavimas, cheminis apdorojimas, deaktyvavimas), apdorojimo (tūrio mažinimas, radionuklidų šalinimas iš radioaktyviųjų atliekų keičiant sudėtį), galutinio apdorojimo (sukietinimas, talpinimas į konteinerius), vežimo, saugojimo, laidojimo, radioaktyviųjų atliekų tvarkymo įrenginio eksploatavimo nutraukimo ir visiško kapinyno uždarymo. Radioaktyviosios atliekos klasifikuojamos ir rūšiuojamos pagal jonizuojančiosios spinduliuotės lygį, trukmę, fizikines (kietosios, skystosios ir dujinės) ir chemines (vandeningos atliekos, organiniai skysčiai) savybes bei kitus parametrus, nuo kurių priklauso tvarkymo strategija ir metodai. Tarptautinė atominės energetikos agentūra rekomenduoja radioaktyviąsias atliekas skirstyti taip: nebekontroliuojamos (atliekos, kurioms toliau netikslinga taikyti radiacinės saugos reikalavimus), labai trumpaamžės (pvz., nedidelis kiekis radioaktyviųjų atliekų, kurių T_1/2 < 100 d), labai mažo aktyvumo (dažniausiai branduolinio kuro ciklo radioaktyviosios atliekos, kurias reikia izoliuoti keliasdešimt metų kelių metrų žemių kaupu uždengtame specialiame sąvartyne), mažo aktyvumo (dažniausiai branduolinio kuro ciklo, medicinos, pramonės radioaktyviosios atliekos, kurias po galutinio apdorojimo reikia izoliuoti paviršiniame 5–50 m gylio kapinyne kelis šimtus metų, nes jose vyrauja trumpaamžiai radionuklidai, kurių T_1/2 ≤ 30,1 m.), vidutinio aktyvumo (dažniausiai branduolinių reaktorių ir panaudoto kuro tvarkymo įrangos ilgaamžės radioaktyviosios atliekos, kurios po galutinio apdorojimo dažniausiai laidojamos kelių šimtų metrų vadinamame vidutinio gylio kapinyne), didelio aktyvumo (dažniausiai naudotas branduolinis kuras, jo perdirbimo ir tvarkymo radioaktyviosios atliekos, kurių aktyvumas labai didelis ir jos išlieka karštos kelis šimtus metų, po galutinio apdorojimo turi būti izoliuotos kelis ar keliolika šimtų tūkstančių metų gilesniame negu keli šimtai metrų vadinamame giluminiame kapinyne). Radionuklidų koncentracija dujinėse radioaktyviosiose atliekose mažinama jas leidžiant pro aerozolių, aktyvintųjų anglių filtrus ir laikant specialiose kamerose (suskyla labai trumpaamžiai (T_1/2 < 30 min) radionuklidai). Po to jos per ventiliacijos kaminą išleidžiamos į aplinką. Skystųjų radioaktyviųjų atliekų radionuklidų koncentracijai mažinti naudojami jonitai, sorbentai, atvirkštinis osmosas, t. p. apdorojama chemiškai, centrifuguojama, jos laikomos specialiose, pvz., gelžbetoninėse su nerūdijančiojo plieno įdėklu, talpyklose. Labai mažo aktyvumo skystosios radioaktyviosios atliekos kontroliuojant jų kiekį išleidžiamos į aplinką. Didesnio aktyvumo skystosios radioaktyviosios atliekos garinamos, jų likutis maišomas su cemento skiediniu, bitumu, skystu stiklu arba polimerais ir išpilstomas į plienines statines (kieta medžiaga geriau sulaiko radionuklidus). Kietųjų radioaktyviųjų atliekų paviršinė tarša šalinama mechaniškai brūžinant šratais, apdorojant skysčio ar garų srove, ultragarsu, plaunant geliais, putomis, elektrocheminiu būdu. Degiosios kietosios radioaktyviosios atliekos presuojamos (tūris sumažėja nuo 2 iki 10 kartų), deginamos aukštoje temperatūroje, likę pelenai dažniausiai cementuojami. Didelių matmenų nedegios kietosios radioaktyviosios atliekos pjaustomos, kitos nedegios kietosios radioaktyviosios atliekos kartais presuojamos, mažai užterštos metalinės radioaktyviosios atliekos dažniausiai sulydomos su neužterštu metalu ir pakartotinai naudojamos (dažniausiai branduolinėje energetikoje). Kelios plieno statinės ar plieno konteineriai su radioaktyviosiosmis atliekomis sudedami į gelžbetoninį konteinerį ir užpilami cemento ar molio skiediniu. Jie iki laidojimo saugomi betoniniuose pastatuose, kurių sienų storis yra nuo 30 cm iki 1 m. Išimtas iš reaktoriaus branduolinis kuras apie 5 m. laikomas šalia esančiame išlaikymo baseine po kelių metrų vandens sluoksniu (taip saugomas ir Ignalinos atominėje elektrinėje panaudotas branduolinis kuras), po to jis metaliniuose ar gelžbetoniniuose storasieniuose (apie 30 cm) konteineriuose iki laidojimo (apie 50 m.) saugomas aptvertoje aikštelėje, betoniniame pastate arba keliasdešimties metrų gylio požeminėje saugykloje.

810

2509