Использование других геологических формаций для захоронения отвержденных отходов различного уровня активности

Кроме каменной соли, для захоронения отвержденных отходов рассматривают другие геологические формации. Наименее пригодны карбонатные породы, как наименее стойкие к воздействию воды, температуры, излучения.

Предпочтение отдают кристаллическим горным породам, которые обычно залегают большими массивами. Основные объекты изучения — граниты, порфириты, диабазы и др., обладающие достаточно высокой теплопроводностью. Однако они, в отличии от соляных и глинистых пород, не способны к самозатягиванию образующихся трещин.

В большинстве случаев функции оболочек предпочитают возлагать на геологическую формацию, обладающую необходимой термической, радиационной и химической стойкостью, обеспечивающую нераспространение активности за пределы зоны за весь период консервации хранилищ. Считаются приемлемыми для захоронения отходов породы с коэффициентом фильтрации 10^-5—10^-3м/сут при условии, что хранилища должны размещаться вне зоны свободного водообмена и с оставлением охранной толщи, мощность которой должна составлять до 40 % размеров зоны санитарного отчуждения.

Большое внимание уделяют допустимой предельной тепловой и радиационной нагрузке на горные породы. В процессе хранения окружающий хранилище массив будет подвержен неравномерному нагреву, что может вызвать сдвиговые напряжения и появление трещин. Большинство исследователей считает целесообразным ограничить температуру на границе емкость с отходами—горная порода 100-110°С, при которой практически исключается парообразование, и влияние на механические свойства пород незначительно. Существует и другая точка зрения. Учитывая, что эффект сдвиговых напряжений реализуется непосредственно у контура хранилища, можно предусмотреть зону санитарного отчуждения в несколько со­тен метров, за которой цель­ность массива будет сохранена. Это может позволить увеличить температуру разогрева до нескольких сотен градусов.

Проводится выбор принципиальных схем инженерных сооружений. Рассматривается возможность использования отработанных или специально сооружаемых шахт, шахтных стволов-колодцев различной конструкции, буровых скважин.

Основные барьеры распространения радионуклидов:

- матрица;

- инженерные барьеры;

- порода залегания;

- расстояние до открытой гидросети.

Обращение с ТРО

К ТРО ЯТЦ относятся: 1) конструкционные материалы; 2) различные виды оборудования; 3) вспомогательные материалы (обтирка, спецодежда, СИЗ).

Количество ТРО в ЯТЦ на различных стадиях разное и может изменяться от десятков до сотен тыс. м³/год. ТРО высокого уровня активности образуется, главным образом, при переработке ОЯТ, а также на экспериментальных установках в НИИ.

Согласно санитарным правилам твердые отходы считаются радиоактивными, если уровень загрязненности > 5 альфа-частиц /мин или > 20 бета-частиц /мин с площади 100 см². По гамма-излучению твердые отходы относят к радиоактивным, если при измерении вплотную к поверхности доза > 0,3 мбэр/час. ТРО, содержащие короткоживущие радионуклиды (Т_1/2 ≤ 15 сут), выдерживают в течении определенного времени до необходимого снижения активности и далее удаляют с обычным мусором.

Необходимость переработки ТРО вызвана сокращением их объема в хранилище. ТРО низкого и среднего уровня активности делят на: 1) сжимаемые и несжимаемые; 2) горючие и негорючие. Сжимаемые прессуют, горючие сжигают. Далее все твердые остатки направляют в хранилища (бетонированные каньоны, щели, где их заливают цементом, зачастую также содержащим РАО).

Механические методы сокращения объемов ТРО

Цель – изменение геометрической формы и размера для уменьшения объема, занимаемого загрязненным материалом. Наиболее распространенные методы – прессование и фрагментация.

Сжигание ТРО

Метод сжигания широко применяется на разных стадиях ЯТЦ, так как значительное количество ТРО является горючими. По оценкам, при сжигании объем ТРО может быть уменьшен в 50-100 раз, а масса – в 10-20 раз.

Не подлежат сжиганию:

1) взрывоопасные отходы;

2) отходы, образующие при сжигании большое количество паров и газов;

3) отходы, образующие коррозионно-активные продукты.

Метод сжигания иногда используют при совместной утилизации ТРО и ЖРО органического происхождения.

Зола и отходящие газы требуют утилизации. Улавливание газов осуществляется стандартной системой газоочистки (барботеры и т.д.).