Більшість країн, що мають власні ядерні програми, здійснюють пошук і досліджують місця для розміщення відходів. Ціль цієї роботи – знайти такі місця розміщення, що мали б безліч бар'єрів до поверхні землі. Деякі з бар'єрів, як природні, так і штучні, складаються з:
· Нерозчинної форми відходів (скло, "синрок" або UO2 ).
· Герметичного збереження в корозійно-стійких ємностях.
· Бетонування відходів для виключення впливу на них ґрунтових вод і можливих руйнувань при переміщеннях земної кори.
· Розміщення глибоко під землею (на глибині більш 500 метрів) у стабільних геологічних структурах.
Для такого розміщення відходів вивчаються два типи геологічних порід – тверді кристалічні скельні породи і поклади кам'яної солі. Такі місця існують в деяких країнах, і в даний час здійснюється їхня детальна оцінка. Більшість підходів припускають використання звичайної гірничодобувної техніки для будівництва необхідних підземних шахт. Вони повинні мати досить площі для розміщення резервуарів у відділених друг від друга порожнинах на різних рівнях чи якось інакше. Одне їх таких підземних сховищ діє в США, але воно призначено для збереження довгоживучих відходів воєнної промисловості.
Питання геологічної стабільності земних порід дуже важливий для забезпечення довгострокової цілісності сховища відходів. На землі існує багато геологічних структур, що стійкі вже протягом більш 4,5 мільярдів років, і ймовірність зсувів порід протягом періоду збереження (а це більш тисячі років) у таких місцях близька до нуля.
Можна порівняти токсичність відходів атомної промисловості з отруйними відходами і газами, що виникають на сучасних індустріальних підприємствах щодня. Миш'як, наприклад, звичайно розповсюджується в навколишнім середовищі в складі гербіцидів і в обробленій деревині. На відміну від відходів атомної промисловості він має нескінченний термін токсичності. Далі, барій і хлор, що досить широко використовується. З огляду на їхні реальні кількості, можна стверджувати, що вони представляють набагато більшу небезпеку, ніж відходи атомної промисловості.
Можна стверджувати, що прийде час, коли збереження високоактивних відходів буде зовсім безпечним. Радіоактивні відходи, хоча і дуже токсичні в момент своєї появи, але, по-перше, їхня кількість мала, а по-друге, вони не більш небезпечні, ніж інші матеріали.
Хоча сьогодні кожна країна відповідальна за збереження і переробку своїх власних відходів усіх видів, проте, розглядається можливість створення міжнародного сховища відходів атомної промисловості. Австралія – це одна з деяких країн, у якій існують дуже сприятливі геологічні умови для створення такого підприємства.
Природний аналог: Окло
Хоча високоактивні відходи сучасної ядерної енергетики ще не зберігалися настільки довго, щоб спостерігати результати такого збереження, цей процес фактично уже відбувався в природних умовах, принаймні, в одному місці на земній кулі. У містечку Окло в Габону (на заході Африки), біля двох мільярдів років тому, принаймні, 17 природних ядерних реакторів почали працювати в багатій покладами уранової руди місцевості. Кожний з них мав, приблизно, по 20 кВт тепловій потужності. У той час концентрація урану-235 у природному урані складала, приблизно, 3,7 % (замість 0,7 відсотків сьогодні).
Природні ланцюгові реакції, що почалися спонтанно завдяки присутності води, що діє як сповільнювач, продовжувалися, приблизно, два мільйони років поки, нарешті, не згасли. Протягом цього часу в руді утворилося, приблизно, 5,4 тонн продуктів розпаду, а також 1,5 тонни плутонію разом з іншими трансурановими елементами.
Радіоактивні продукти розподу давно розпалися і перетворилися в стабільні елементи, а вивчення їхньої кількості і локалізації показало, що існувало невелике переміщення радіоактивних відходів, як у процесі, так і після припинення ядерних реакцій. Плутоній же та інші трансуранові елементи залишилися нерухомі. Це помітно тому що ґрунтові води мали повний доступ до продуктів розпаду, а самі вони не знаходилися в хімічно інертній формі (тобто не були остекловані). Таким чином, продукти розподілу не переміщаються вільно в земній поверхні, навіть у присутності води, через їхню адсорбцію в глиняних породах. Витоку з ємностей для збереження військових відходів у США також продемонстрували здатність глинистих ґрунтів до утримання продуктів розпаду і трансуранових елементів.
Таким чином, єдине відомий "іспит" підземного сховища відходів атомної промисловості в Окло виявилося успішним, незважаючи на несприятливі характеристики цього місця. Хоча глинисті ґрунти і відіграють важливу роль в утриманні відходів, таке затоплене, з піщаною структурою ґрунту місце, навіть не розглядалося б для розміщення на ньому сучасного сховища яких-небудь токсичних і ядерних відходів.
Однак, такий приклад спонукав учених більш детально вивчати поводження двоокису урану в ґрунтових водах разом з іншими хімічними елементами, що присутній у руді (які не піддаються розщепленню). Ці дослідження допоможуть в оцінці тривалої безпеки сховищ для високоактивних відходів.
Вартість – важливе питання. Організація економічного співробітництва і розвитку опублікувала оцінки витрат на розміщення і збереження відходів з використанням відомих технологій, описаних вище. Згідно з цими оцінками вартість розміщення і збереження відходів, імовірно, буде складати від 0,03 до 0,17 центів за зроблений кіловат годину електроенергії для остеклованих високоактивних відходів і від 0,04 до 0,18 центів для відпрацьованого палива (у цінах 1993 року). У США сумарні витрати на фінансування збереження відпрацьованого палива склали на кінець 1999 року 16 мільярдів доларів США. Канадські виробники збирають плату на майбутнє фінансування збереження відпрацьованого палива з розрахунку, приблизно, 0,1 центів за кіловат годину, і в 1997 році цей фонд склав 1,25 мільярдів канадських доларів. У Швеції це податок складає, приблизно, 0,3 центів за кіловат годину, і йде на фінансування нормально функціонуючого державного сховища радіоактивних відходів, і дослідження в цій області. Безпечне збереження радіоактивних відходів – це існуюча норма, що технології збереження добре розроблені, що витрати прийнятні і що повномасштабна демонстрація цього незабаром буде можлива в декількох країнах.
5.Основні заходи захисту населення від іонізуючого випромінювання.
Як уже відзначалося, біологічний вплив різних видів випромінювання неоднозначний, тобто та сама поглинена доза гама- і альфа- випромінювання приводить до різного біологічного ефекту.
Характер радіаційної поразки організму визначається не тільки видом випромінювання, але і в значній мірі залежить від того яким було опромінення – зовнішнім чи внутрішнім.
Одним з варіантів тимчасового захисту населення від радіоактивного зовнішнього опромінення, у комплексі з іншими заходами, є використання для цих цілей захисних властивостей усіляких будинків, споруд, глибинних сховищ, споруджень метрополітену, підземних гаражів, підвалів і т.д. Це зв'язано з тим, що проходячи через різні матеріали, потоки гама- і нейтронного випромінювань послабляються. Здатність того чи іншого матеріалу послабляти іонізуючі випромінювання характеризують «шаром половинного ослаблення», тобто товщиною шару чи матеріалу, що зменшує дозу випромінювання в 2 рази. Значення шарів половинного ослаблення для деяких матеріалів приведені в наступній таблиці:
Таблиця 6
| Матеріал | Густина, г/см3 | Товщина шару половинного ослаблення, см | |
Для нейтронів | Для гамма-випромінювання | ||
Вода | 1,0 | 2,7 | 23 |
Поліетилен | 0,92 | 2,7 | 24 |
Броня | 7,8 | 11,5 | 3 |
Свинець | 11,3 | 12 | 2 |
Ґрунт | 1,6 | 12 | 14,4 |
Бетон | 2,3 | 12 | 10 |
Деревина | 0,7 | 9,7 | 33 |
У середньому приблизно дві третини ефективної еквівалентної дози опромінення, що людина одержує від природних джерел радіації, надходить від радіоактивних речовин, що потрапили в організм з їжею, водою і повітрям. Перш ніж потрапити в організм людини радіоактивні речовини проходять по складних маршрутах у навколишнім середовищі і це приходиться враховувати при оцінці доз опромінення, отриманих від якого-небудь джерела. Радіоактивні речовини, що випадають на поверхню землі, включаються в біологічний круговорот речовин, насамперед через рослини.
Одним з істотних бар'єрів, що перешкоджають включенню продуктів розпаду в біологічний цикл, є ґрунт, що їх накопичує. У відмінності від більшості продуктів розподілу 90Sr порівняно легко десорбірується катіонами нейтральних солей, що полегшує його надходження в рослини і нагромадження в урожаї.