Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка):
В 1987 году конгресс Соединенных Штатов предложил использовать гору Юкка в пустыне Невада в качестве первого хранилища высокоактивных отходов. Хранилище рассчитано на 70000 т ядерных отходов в урановом эквиваленте, из которых 90% будет составлять отработавшее топливо коммерческих реакторов (что достаточно для захоронения всего отработавшего топлива до 2010 года) и 10% - переработанное топливо промышленных реакторов военного назначения и реакторов для двигателей ВМФ. Предлагаемое хранилище должно размещаться в плотно спекшемся расстеклованном туфе на глубине на 200-400 метров выше уровня подземных вод в ненасыщенной (вадозной) зоне.
Сам туф обеспечивает желательные характеристики изоляции, а в зонах дробления на этой территории содержатся цеолиты и другие минералы, обладающие высоким сорбционным сродством для большинства актиноидов. На основе богатых данных натурных наблюдений и сложного моделирования наиболее неблагоприятных сценариев исследователи предсказали, что для миграции отходов до уровня подземных вод (зоны насыщения) потребуется не менее 10000 лет. Этот прогноз согласуется с опытом, накопленным на близлежащем полигоне Невада, который показывает, что подвижность радионуклидов обычно очень невелика, - в большинстве случаев актиноиды, попавшие в подземные шахты в результате проведения ядерных взрывов, остались неподалеку от тех мест, где они осели. Однако в недавно проводившихся экспериментах было обнаружено одно исключение: повышенная скорость переноса плутония, что, по всей вероятности, было связано с его способностью соединяться с природными коллоидами и переноситься ими. Продолжение научных исследований на объекте горы Юкка покажет, можно ли будет использовать этот объект до 2010 года для размещения ядерных отходов.
В 1979 году конгрессом США было принято решение о хранении трансурановых отходов, образованных главным образом в процессе производства ядерного оружия, на Опытном заводе по изоляции отходов (ОЗИО), расположенном неподалеку от Карлсбада (Нью-Мексико). ОЗИО - это подземное геологическое хранилище, размещенное в соляном пласте морских отложений Саладо толщиной 600 м. Эти слоистые соли состоят из толстого слоя галита (NaCl) и промежу-
44
Los Alamos Science Number 26 2000
Исторический обзор
точных пластов минералов, таких как глины и ангидриты позднего пермского периода (возраст их составляет около 225 миллионов лет), которые не поддерживают течение вод. Соляные формации обладают очень низким содержанием воды и характеристиками непроницаемости, которые снижают возможность миграции радионуклидов с подземными водами. На ОЗИО предполагается использовать преимущества естественных геологических барьеров и осуществлять химический контроль для предотвращения миграции радионуклидов из отходов в доступную окружающую среду. В 1998 году была выдана лицензия на прием отходов, и первая их партия поступила в 1999 году.
Выбросы в окружающую среду и здоровье людей
Некоторые из наблюдавшихся факторов воздействия выбросов относительно ко-роткоживугцих продуктов деления в окружающую среду на состояние здоровья людей уже упоминались. Здесь мы ограничимся рассмотрением плутония и актиноидов, поскольку они вызывают наибольшее беспокойство с точки зрения отдаленных последствий. Плутоний и другие актиноиды могут оказать неблагоприятное воздействие на здоровье человека в том случае, если они попадут в организм через воздух, воду или почву. Содержащийся в воздухе плутоний представляет самую прямую угрозу, поскольку он попадает в организм человека непосредственно при дыхании. Плутоний, попавший в почву или воду, претерпевает многочисленные реакции с химикалиями и минералами, что препятствует его миграции на пути к поглощению организмом человека. Поскольку растворимость актиноидов в большинстве природных вод низкая - концентрация менее микромолей, - а сорбция многими минералами высокая, растворимость и сорбция актиноидов создают два основных естественных барьера для их переноса в окружающей среде. Менее изученные микроорганизмы представляют потенциальный третий барьер, поскольку плутоний образует связи с такими организмами и их метаболическими побочными продуктами. Поглощение актиноидов большинством растений также очень ограничено - растения обычно поглощают лишь одну десятитысячную долю имеющегося в почве плутония.
Сам организм обеспечивает некоторую дополнительную защиту. Удерживается лишь около 5-25% вдыхаемых частиц плутония, и в зависимости от их размера и химической формы они либо остаются в легких или лимфатической системе, либо попадают в кровь и поступают в печень или кости (чем меньше частицы плутония, тем выше риск их удержания). У взрослых лишь около 0,05% поступившего через органы дыхания плутония в форме растворимых соединений (и 0,001 % в форме нерастворимых соединений) поступает в кровь; остальная часть выводится из организма. Однако поглощение через кожные порезы - опасность главным образом для работников, имеющих дело с плутонием - представляет серьезный риск, поскольку это может привести к полному удержанию плутония в организме.
