Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд. - Синев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
В последние годы все шире применяется включение концентрированных жидких отходов низкой и средней активности в битумы различных типов. Битумирование значительно уменьшает возможность попадания радиоактивных веществ в окружающую среду. Было предложено и испытано в лабораторном и опытном масштабе еще несколько методов отверждения этих отходов. Промышленное же применение до настоящего времени нашли только цементирование и битумирование.
Радиоактивные отходы, включенные в бетон или битум, можно хранить в бункерах и направлять на постоянное хранение в любое сухое место при условии обеспечения биологической защиты и исключения возможности соприкосновения с водой.
Хранилище жидких CAO в Карлсруэ (ФРГ). В качестве иллюстрации приведем данные о сооруженном в конце 1975 г. в ФРГ при заводе WAK в Карлсруэ хранилище отходов средней активности, в проекте которого стремились учесть все последние требования к таким сооружениям в условиях густонаселенной местности. Капитальные затраты на строительство составили 18 млн. марок (~7 млн. дол.).
Хранилище предназначено для временного хранения жидких отходов средней активности в количестве 1000—1500 м3, которые образуются ежегодно на заводе WAK в результате переработки топлива. В хранилище полезной вместимостью 2500 м3 находится пять резервуаров вместимостью 500 м3 каждый, а также один запасной резервуар такой же вместимости. Каждый резервуар (диаметром ~10 м и высотой 7 м) размещен в отдельной камере. Общая площадь оснований всех камер, размещенных на глубине 5 м ниже уровня поверхности, составляет 1320 м2. В верхней части комплекса камер находятся ремонтные и вспомогательные службы. Наружные стены хранилища из железобетона толщиной 2 м обеспечивают защиту в случае падения самолета или землетрясения.
Нижняя часть каждой камеры выполнена в виде поддона (из легированной стали), который может вместить содержимое резервуара. Каждая ванна из нержавеющей стали дополнительно заключена в ванну из пластмассовой пленки толщиной 2 мм. И наконец, весь корпус камеры для защиты от грунтовых вод помещен еще в одну ванну, толщина стенки которой 15 мм. Такой принцип многослойной конструкции обеспечивает высокую степень ее надежности и защиту окружающей среды.
Жидкие отходы средней активности, образующиеся при переработке топлива, сначала собираются в резервуарах завода WAK (полезной вместимостью ~ 120 м3), а затем по стационарным трубопроводам, снабженным защитой, или в специальной цистерне направляются в резервуары хранилища. В нем можно хранить жидкие отходы средней активности не только с завода WAK, но и с других установок.
Рядом с хранилищем планировалось построить цех по выпариванию и отверждению жидких отходов средней активности. Ot-
Радиохимический завод
Гчзообразные отходы
Уладлидание, концентрирование, консерди-
. рование, удаление и юКг,іаІ,1,1І,"'Хе,аН
захоронение
'H
Жидкие отходы
Высокоактивные отходы
Выделение актиноидов (зкстракция/ ионный обмен /неорганические иони-ты/ осаждение)
ГШ
Включение актиноидов в специальную матрицу или возврат в ним
JpOO акты деле \ния и остатки
Кальцинирование ~\остгкловывание-~ Металлический) І і _ д {матрицу
Другие процессы отверждения
Промежуточное хранение с охлаждением
Средне-активные отходы
битумирование -
Низкоактивные отходы
Цементирование
Включение в пластики
Разделение на низко- и средне-активные отходы
Остаток в среднеактивные отходы—-\
Выпаривание
Химическая обработка
Промежуточно е хранение
Транспортирование в пос--тоянное хранилищу или удаление
Транспортирование в "постоянное хранилище
Твердые отходы
Горючие ~|-|—| Сжигание
Включение остатков в битум или цемент
Негорючие
Прессование
—^Цементирование^
Отходы предварительной обработки
і і
J
включение в металлическую ~ матрицу
Извлечение актиноидод
Очищенная вода ^-на рециркуляцию. Газь/
в трусу
Транспортиродание к месту постоянного удаления
Рис. 10.19. Схема основных процессов обработки и хранения радиоактивных отходов
вержденные отходы будут отправлять на хранение в бывший соляной рудник «Ассе-П».
На рис. 10.19 приведена наглядная схема основных стадий обработки, локализации и удаления отходов.
В настоящее время в соответствии с рекомендациями экспертов МАГАТЭ признано, что основным наиболее эффективным и безопасным методом обезвреживания радиоактивных отходов, а в первую очередь высокоактивных и содержащих актиноиды, является их концентрирование и отверждение различными методами.
Битумирование, кальцинирование и остекловывание. Высокоактивные жидкие растворы подвергают наиболее надежному способу концентрирования — высушиванию и прокаливанию с последующим превращением в химически инертную форму, например в стекло или битум. Схема установки для битумирования показана на рис. 10.20. Основное достоинство битумирования — безопасное хранение радиоактивных отходов в простых, недорогих хранилищах в земле или на открытом воздухе. Включение в битум допустимо для радиоактивных отходов с удельной активностью менее 10 Ки/л. Очень важно, что битумирование можно вести не только на сухих порошках, но и на пульпах и концентрированных растворах (при температуре до 70—800C) с соответствующим упариванием.