1. B32.011 - «Экологиялық қауіпсіздік» пәні
Дәріс №8
Тақырыбы: Радиоактивті қалдықтарды көму. Радиациялық қауіпсіздік саласындағы
нормалау қағидаттары
«Экология және геология» кафедрасы
аға оқытушы: Баймукашева Ш.Х.
2. Ядролық қаруды сынауға тыйым
салынғаннан кейін атом энергиясын
бейбіт мақсаттарда пайдалану процесінде
пайда болатын радиоактивті қалдықтарды
жою проблемасы радиациялық
экологияның барлық проблемаларының
арасында бірінші орындардың бірін алып
отыр.
Физикалық жай-күйі бойынша
радиоактивті қалдықтар (РАҚ) қатты, сұйық
және газ тәрізді болып бөлінеді.
Радионуклидтік құрамы белгісіз
болған кезде РАҚ-ға үлестік
белсенділігі жоғары
материалдарды жатқызу керек.:
100 кБк/кг – бета-сәулелену
көздері үшін;
10 кБк/кг – альфа-сәулелену
көздері үшін;
1 кБк/кг – трансурандық
радионуклидтер үшін (ураннан
кейінгі элементтердің периодтық
жүйесінде орналасқан химиялық
радиоактивті элементтер, яғни
атомдық нөмірі 92-ден артық.
Олардың барлығы жасанды
алынған, ал табиғатта өте аз
мөлшерде Np және Pu ғана
кездеседі).
3. Сұйық радиоактивті қалдықтарға бұдан
әрі пайдалануға жатпайтын органикалық
және органикалық емес сұйықтықтар,
пульпалар мен шламдар жатады, оларда
радионуклидтердің меншікті белсенділігі
НРБ-99 П-2 қосымшасында келтірілген
сумен келіп түсу кезіндегі араласу
деңгейінің мәнінен 10 есе артық болады.
Газ тәрізді радиоактивті қалдықтарға
пайдалануға жатпайтын радиоактивті
газдар және көлемді активтілігі бар
өндірістік процестер кезінде түзілетін,
рұқсат етілген орташа жылдық көлемдік
белсенділіктен (МДҰ) асатын аэрозольдер
жатады.)
4. Қатты және сұйық РАҚ-мен жұмыс
істеу жүйесі ашық сәулелену
көздерімен жұмыс істеуді
жоспарлайтын әрбір ұйым үшін
жобамен анықталады және оларды
жинауды, сұрыптауды, орауды,
уақытша сақтауды, кондиционерлеуді
(шоғырландыруды, қатаюды,
престеуді, жағуды), тасымалдауды,
ұзақ сақтауды және көмуді қамтиды.
Ұйымда радиоактивті қалдықтарды жинау үшін
арнайы жинақтар болуы тиіс. Жинақтардың
орналасу орындары олардың шегінен тыс
сәулеленуді рұқсат етілген деңгейге дейін
төмендету үшін қорғаныс құралдарымен
қамтамасыз етілуі тиіс.
Бетінде 2 мГр/сағ астам гамма-сәулелену
дозасын жасайтын РАҚ уақытша сақтау үшін
арнайы қорғау құдықтары немесе қуыстары
пайдаланылуы тиіс.
5. РАҚ қайта өңдеуді, ұзақ уақыт сақтауды
және көмуді мамандандырылған
ұйымдар жүргізеді. Жекелеген
жағдайларда, егер бұл жобада
көзделген болса немесе оған
мемлекеттік қадағалау органдарының
арнайы рұқсаты берілсе, бір ұйымда
РАҚ-мен жұмыс істеудің барлық
кезеңдерін жүзеге асыру мүмкін
болады.
Сақтау және көму кезеңдерін қоса
алғанда, радиоактивті қалдықтармен
шарттасқан халықтың сәулеленуінің
тиімді дозасы 10 мкЗв/жыл аспауы тиіс.
Радиоактивті қалдықтардың қоймалары
жер астына терең орналастырылады
(300 м-ден кем емес), бұл ретте оларды
тұрақты бақылау белгіленеді, себебі
радионуклидтер көп мөлшерде жылу
бөледі.
РАҚ ең үлкен көлемін атом электр
станциялары жеткізеді. АЭС сұйық
РАО-бұл буландыру
аппараттарының кубтық
қалдықтары, контурлық суды
тазалаудың механикалық және
ион алмасу сүзгілерінің
пульпалары. АЭС-да олар тот
баспайтын болатпен қапталған
бетон ыдыстарда сақталады.
Содан кейін олар арнайы
технологиямен бекітіледі. АЭС
қатты қалдықтарына істен шыққан
жабдықтар мен оның бөлшектері,
сондай-ақ жұмсалған материалдар
жатады. Әдетте, олардың
белсенділігі төмен және АЭС-да
кәдеге жаратылады. Белсенділігі
орташа және жоғары қалдықтар
арнайы жер асты қоймаларына
көмуге жіберіледі.
6. РАҚ жер асты қоймалары жүздеген
және мың жылға есептелген ұзақ
мерзімді болуы тиіс. Олар
сейсмикалық тыныш аудандарда,
жарықтан айырылған біртекті жартас
алқаптарында орналасады.
Жоғары белсенді қалдықтарды
көмудің перспективалық әдісі-
оларды ғарышқа алып тастау. Әдісті
1959 жылы академик А. П. Капицей
ұсынды. Қазір осы салада қарқынды
зерттеулер жүргізілуде.
Радиоактивті қалдықтарды көп
мөлшерде атом электр станциялары,
зерттеу реакторлары және әскери
сала (корабльдер мен су асты
қайықтарының ядролық
реакторлары) шығарады.
7. Теңіздер мен мұхиттар түбіне көму.
Теңіздер мен мұхиттарда радиоактивті
қалдықтарды көмуді көптеген елдер
жүзеге асырды. Бірінші болып 1946 жылы
АҚШ, содан кейін Ұлыбритания 1949
жылы, Жапония 1955 жылы, Нидерланды
1965 жылы. Сұйық радиоактивті
қалдықтардың бірінші теңіз қорымы КСРО-
да 1964 жылдан кеш емес пайда болды.
МАГАТЭ деректері бойынша 1946 жылдан
1982 жылға дейін әлемнің 12 елінің
жиынтық белсенділігі МКи (бір мегаКюри)
астам радиоактивті қалдықтарды су басты.
8. Жер шарының аймақтары жиынтық белсенділік шамасы
бойынша қазіргі кезде былайша бөлінеді:
Солтүстік Атлантика шамамен 430 кК және;
Қиыр Шығыс теңізі шамамен 529 кКи;
Арктика 700 ки аспайды.
Қар теңізіндегі жоғары
белсенді қалдықтарды
алғашқы су басқан уақыттан
бастап 25-30 жыл өтті. Осы
жылдар ішінде реакторлар
мен пайдаланылған
отынның белсенділігі табиғи
жолмен көп есе төмендеді.
Бүгінгі күні солтүстік
теңіздерде РАҚ жиынтық
белсенділігі 115 кг құрайды.
Бұл ретте, радиоактивті
қалдықтарды теңіз көмумен
сауатты адамдар айналысты
деп ойлаған жөн. РАО бухт
ойпаттарында суға батқан,
онда ағыстар мен су асты
сулары осы тереңдік қабаттар
қозғалмайды. Сондықтан РАО
онда" отырады " және
ешқайда таралмайды, тек
арнайы шөгінділер жұтылады.
9. Сондай-ақ белсенді радиоактивті
қалдықтар қатты қоспалармен
консервацияланғанын ескеру қажет.
Бірақ егер радионуклидтер теңіз суына
түссе де, олар су басу объектісіне жақын
орналасқан осы шөгінділермен
сіңіріледі. Бұл радиациялық жағдайдың
тікелей өлшеулерімен расталды.
Мұхиттың терең жартасты түбі шөгінділер қабатымен
жабылған және он метрлік шөгінділердің астындағы
терең емес жерлеу контейнерді борт сыртына жай
лақтыру арқылы алынуы мүмкін. Жүздеген метр
шөгінділердің астындағы терең жерлеу бұрғылау мен
қалдықтарды салуды талап етеді. Шөгінділер теңіз
суымен қаныққан, ол ондаған немесе жүздеген
жылдан кейін пайдаланылған отыннан жасалған отын
элементтері бар канистраны (коррозия нәтижесінде)
ажыратуы мүмкін. Алайда, шөгінділердің өзі бөлінген
өнімдерді мұхитқа енуіне кедергі келтіре отырып,
адсорбциялайды деп болжанады.
10. Тұзды шөгінділерде түпкілікті көму.
Тұзды шөгінділер радиоактивті
қалдықтарды ұзақ мерзімді көму үшін
тартымды орындар болып табылады. Тұз
геологиялық қабатта қатты түрде
орналасқандығы, бірнеше жүз миллион
жыл бұрын пайда болған сәттен бастап
жер асты суларының айналымының
жоқтығын көрсетеді. Осылайша, мұндай
шөгіндіде орналастырылған отын жер асты
суларымен сілтілеуге ұшырамайды.
Мұндай түрдегі тұзды шөгінділер өте жиі
кездеседі.
11. Геологиялық көму.
Геологиялық көму құрамында пайдаланылған отын
элементтері бар контейнерлерді тұрақты қабатта,
әдетте 1 км тереңдікте орналастыруды білдіреді.
Алайда, су контейнерлерден жылу беру кезінде
үлкен рөл атқармайды деп күтіледі, сондықтан
сақтау орны канистр бетінің температурасын 100-
ден артық емес С немесе шамамен ұстап тұру
мүмкіндігін ескере отырып жобалануы тиіс.
Дегенмен, жер асты суларының болуы сақтаулы
блоктардан жасалған материал су қабаты арқылы
өтуі мүмкін дегенді білдіреді. Бұл осындай
жүйелерді жобалау кезінде маңызды мәселе болып
табылады. Температура градиенттен туындаған
тығыздықтардың айырмасы ретінде тұқым арқылы
судың айналымы ұзақ уақыт бойы бөлу өнімдерінің
көшуін анықтау үшін маңызды.
Соңғы уақытта ұзақ мерзімді изотоптары
бар контейнерлерді ракеталардың
көмегімен айдың көрінбейтін кері жағына
лақтыру мүмкіндігі шындап талқылануда.
12. Плутонийді көму.
1996 жылдың күзінде Мәскеу қаласында
плутония бойынша халықаралық ғылыми
семинар өтті. Бұл өте улы зат атом
реакторының жұмысы нәтижесінде алынады
және бұрын ядролық оқ-дәрілерді өндіру
үшін пайдаланылған. Бірақ плутонияның
ядролық энергиясын пайдалану жылдары
жер бетінде ең көп тонна жиналды,бірде-бір
елде қару өндіру үшін қажет емес.
АЭС пайдаланылған отынынан бөлінетін
Плутоний жоғары активті изотоптардың
қоспасынан тұрады. Жылу нейтрондарының
әсерінен тек Pu-239 және Pu-241 бөлінеді, ал
тез нейтрондар барлық изотоптардың
бөлінуін тудырады.
13. Академик Ю. Трутнев плутонияны ядролық
жарылыстардың көмегімен салынатын жер асты
қоймаларында сақтауды ұсынды. Радиоактивті
қалдықтар тау-кен жыныстарымен бірге
шыныланады және қоршаған ортаға таралмайды.
Пайдаланылған ядролық отын (ОЯО) – жабық
цикл бойынша өңдеуге және пайдалануға
жататын атом өнеркәсібіне арналған құнды құрал:
уран – реактор – плутоний – қайта өңдеу – реактор
(Англия, Ресей, Франция).
Ауыл шаруашылығы жануарларының сәулелену
дәрежесіне бақылау жүргізу кезінде сыртқы
сәулелену мөлшерін анықтау қажет. Мұны
дозиметриялық аспаптардың көмегімен жасауға
болады, бірақ дозаны есептеу арқылы да
анықтауға болады. Сәулелену дозаларын
анықтаудың есептік әдістерінің негізінде
иондаушы сәулеленудің затпен өзара
әрекеттесуінің заңдылықтары жатыр. Сыртқы
гамма-сәулелендіру кезінде сәулелену дозасын
есептеу
