Уменьшение объема и обезвреживание радиоактивных отходов

Одной из основных задач переработки радиоактивных отходов является уменьшение их объема, что облегчает их транспортирование и последующую изоляцию от окружающей среды.

Применяются четыре основных метода уменьшения объема отходов: прессование, обезвоживание, кристаллизация и сжигание. Прессование и сжигание используется преимущественно для низко- и среднеактивных отходов с короткоживущими изотопами, образующихся в процессе эксплуатации реакторов.

Технология сжигания (прокаливания) в основном используется для уменьшения объема горючих отходов низкого уровня активности. После прокаливания остается зола, которая содержит радионуклиды. Для нее может потребоваться дальнейшее кондиционирование вплоть до удаления посредством цементирования или битуминизации. Также для дальнейшего снижения объема зольных отходов может использоваться технология прессования. Процесс сжигания позволяет достигнуть коэффициента снижения объема вплоть до 100 в зависимости от плотности отходов.

Прессование – высокотехнологичная и надежная технология уменьшения объема, которая используется при переработке РАО, главным образом, при обращении с твердыми промышленными отходами низкого уровня активности. Некоторые страны (Германия, Великобритания и США) также используют эту технологию для уменьшения объема среднего уровня активности. Диапазон установок для прессования может быть достаточно широк: от систем уплотнения с низкой силой давления (~5 тонн или выше) до прессов с силой уплотнения более 1000 тонн. Коэффициенты уменьшения объема обычно находятся между 3 и 10, в зависимости от обрабатываемых отходов.

Уплотнение с низкой силой давления осуществляется на гидравлических или пневматических прессах для сжатия отходов в подходящие для этого контейнеры.

По своей конструкции установка суперуплотнения может быть передвижной или стационарной, снабженной как базовой системой ручного управления, с минимумом вспомогательного оборудования, так и детально разработанной системой компьютерного управления, которая выбирает металлические бочки, предназначенные для обработки, измеряет вес и уровни излучения, сжимает бочки и размещает сжатые бочки в наружные контейнеры, записывает данные о содержании бочек и наружных контейнеров в автоматизированные системы памяти.

Уменьшение объема жидких высокоактивных отходов и перевод их в твердую фазу после временной выдержки проводится путем испарения, кристаллизации, пропускания через ионообменные смолы. В последнем случае из отходов извлекаются долгоживущие радионуклиды (в основном ⁹⁰Sr и 137Cs) и происходит частичное их обезвреживание. Извлеченные радионуклиды используются в радиационной диагноскопии, для лучевой терапии, в качестве генераторов энергии (тепла и электричества) и т.п.

Обезвреживание применяется в основном для средне- и высокоактивных отходов. Единственным способом обезвреживания является переработка с последующим длительным хранением на специальных предприятиях (в хранилищах или могильниках). Наиболее предпочтительной в экологическом отношении является переработка отходов с получением твердого препарата (путем цементирования, битумирования, остекловывания) и дальнейшая его локализация на неопределенно длительное время в условиях, полностью исключающих воздействие излучения на людей и загрязнение окружающей среды радионуклидами.