Радиохимический завод

Кому нужна переработка ОЯТ?

Радиохимическое производство или радиохимический завод (РХЗ) военного назначения - это комплекс химических производств, на которых с помощью различных физико-химических процессов производится выделение из облучённого урана образовавшегося в реакторе плутония и очистка его от осколочной активности и других радиоактивных изотопов.


Радиохимический завод военного назначения


Деление ядер урана-235 и плутония-238

"Осколки"

При облучении в реакторе сам природный уран также становится ядерным горючим, так как под воздействием нейтронов наряду с образованием плутония происходит и деление содержащегося в нём урана-235. В результате деления ядер атомов урана-235 (а также и плутония-239) образуются "осколки" деления, или осколочные элементы. Это радиоактивные изотопы (радионуклиды) 30-35 химических элементов центральной части таблицы Менделеева. Общее же число изотопов достигает нескольких сотен (иногда более десятка на один химический элемент).

Урана-235 в блочках выгорало, то есть делилось и превращалось в "осколки", несколько сотен граммов (500-600 г из имевшихся 7 кг в каждой тонне). Именно они и определяли исключительно высокую радиоактивность облучённого урана.

Если говорить кратко, то РХЗ это:

  • выдержка облучённых урановых блочков под водой (в искусственном бассейне) для некоторого снижения активности за счёт распада короткоживущих радионуклидов;
  • растворение урановых блочков в азотной кислоте;
  • отделение урана и плутония от основной массы радионуклидов ("осколков" и активированных элементов);
  • разделение урана и плутония;
  • доочистка того и другого от осколочной и наведённой активности;
  • получение основного готового продукта - плутония, а также побочных продуктов - урана и огромных объёмов жидких и твёрдых радиоактивных отходов (РАО);
  • обращение с радиоактивными отходами.

Активированные элементы

Конструкционные материалы реактора, различные трубы, датчики, приборы, инструмент и т. д. изготовлены из самых разных химических элементов - из обычных стабильных изотопов. Они постоянно находятся в активной зоне реактора, либо периодически контактируют с ней.

В результате взаимодействия с нейтронами - нейтронной активации - они превращаются в радиоактивные изотопы (активированные элементы) и наряду с осколочными определяют радиоактивность облучённого урана и отработавшего ядерного топлива. Активируются также и газы, входящие в состав воздуха, охлаждающая вода и растворённые в ней элементы.

В сумме с осколочными это уже сотни радиоактивных изотопов практически всех элементов таблицы Менделеева.

До начала атомной эры этих радиоактивных изотопов в природе не было!


Пример нейтронной активации

Все основные процессы ведутся с дистанционным контролем и управлением. С целью максимальной полноты разделения и очистки некоторые процессы многократно повторяются и сопровождаются образованием очень больших объёмов жидких радиоактивных отходов (ЖРАО) различной степени активности (высоко-, средне- и низкоактивных, то есть ВАО, САО и НАО), а также и твёрдых РАО.

Радиоактивные отходы

РАО, как твёрдые, так и жидкие, образуются на всех этапах производства.

Твёрдые - это элементы тепловыделяющих сборок, технологической аппаратуры, приборов и оборудования, зданий и др., расходуемые материалы, грязная спецодежда и так далее. Твёрдыми РАО становятся все приборы и аппараты, материалы и оборудование, которые соприкасаются с радиоактивными растворами в технологическом процессе, применяются при обслуживании реактора и становятся радиоактивными в результате загрязнения или активации под воздействием нейтронов. Они подлежат либо дезактивации (в лучшем случае), либо длительной выдержке, либо захоронению в могильниках.

Жидкие - это технологические растворы (водные и органические), содержащие различные, в том числе незначительные, или не поддающиеся извлечению количества ценных компонентов (урана и плутония) и самые различные количества радиоактивных изотопов.

На РХЗ военного назначения жидкие САО и НАО (а также часть ВАО) сливались в озёра, реки, бассейны-отстойники, закачивались в подземные горизонты (и продолжают сливаться, закачиваться и т.п.). Большая часть ВАО хранится в стальных ёмкостях - "банках" и ждёт своего часа (в смысле их переработки, отверждения и захоронения). Твёрдые отходы помещаются в приповерхностные могильники.

В настоящее время все виды жидких отходов (как на РХЗ военного, так и гражданского назначения) предполагается переводить в твёрдые (отверждённые). Естественно, что очень большие объёмы слабоактивных растворов вряд ли экономически выгодно и целесообразно упаривать и затем отверждать. Поэтому они должны очищаться до допустимых уровней загрязнения и либо возвращаться в производство, либо в бассейны-отстойники, а затем в природную среду.

По оценкам, приводящимся в литературе, при переработке одной тонны ОЯТ образуется 4,5 тонны жидких ВАО, 150 тонн САО и более 2000 тонн НАО.

Кроме перечисленного, РХЗ - это "горячие камеры" для работы с плутонием и высокоактивными материалами; аналитические лаборатории; вспомогательные производства; узлы и цеха по обеспечению основной технологии и работы завода в целом.

Это системы контроля технологических процессов, системы тепло- и электроснабжения, подготовка реагентов, многочисленные насосы и системы подачи сжатого воздуха, вакуумные системы, ремонтно-механические цеха, участки по дезактивации оборудования, транспорт, вентиляционные системы со своими фильтрами и ловушками, санпропускники, душевые и прачечные, всевозможные коммуникации и т.д. и т.п.


Радиоактивные отходы

Это хранилища твёрдых и жидких радиоактивных отходов, в том числе бассейны-отстойники, а также полигоны для закачки под землю жидких РАО.

Это системы внутреннего и внешнего мониторинга и контроля окружающей среды.

Это система охраны производства и многое-многое другое.

И наконец, РХЗ - это подавляющее количество выбросов радиоактивных веществ в природную среду по сравнению с любым другим предприятием атомной энергетики от уранового рудника до могильника РАО.




Страница:

  Copyright © 1998, «NuclearNo.ru»