Радиоактивные отходы, газы, растворы, различные материалы и изделия, биологические объекты и т. п., в которых содержание радионуклидов превышает значения, установленные действующими нормами и правилами, и которые не подлежат дальнейшему использованию. Радиоактивные отходы представляют опасность для человечества, поэтому нормы и правила по обращению с радиоактивными отходами устанавливаются Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ), Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) и Национальными нормами и правилами. Существуют основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП - 72/87) и Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-85), регламентирующие порядок сбора, удаления, хранения и захоронения радиоактивных отходов. Безопасность обращения с радиоактивными отходами регламентирована Нормами радиационной безопасности (НРБ-76/87). В соответствии с этими нормами и правилами жидкие отходы (растворы, пульпы, органически жидкости) считаются радиоактивными, если содержание в них отдельных радионуклидов или их смесей превышает допустимые концентрации для воды ДКБ. Индекс Б означает категорию облучаемых лиц, которые не работают непосредственно с радиоактивными отходами, но по ряду причин могут подвергаться воздействию излучения: лица, работающие во вспомогательных или административно-хозяйственных учреждениях, проживающие в пределах санитарно-защитной зоны, а также проживающие в прилегающей к месту захоронения зоне наблюдения. Для 90Sr, 137Cs, 226Ra, 239Pu значения ДКБ составляют соответственно 14,8; 555; 2,0; 81,4 Бк/л. Для жидких отходов любого состава должно выполняться условие:
где Aiи (ДКБ)i-радиоактивность i-го радионуклида в смеси и его допустимая концентрация в воде. Жидкие радиоактивные отходы подразделяют на слабоактивные (до 370 кБк/л), среднеактивные (от 370 кБк/л до 37 ГБк/л) и высокоактивные (выше 37 ГБк/л).
Твердые отходы (отработанное ядерное горючее, источники излучения, оборудование, ионообменные смолы, фильтры, остатки выпаривания растворов-соляные кеки, горючие материалы, биол. объекты) считаются радиоактивными, если их уд. активность превышает: для b-излучателей 74 кБк/кг, для a-излучателей 7,4 кБк/кг, для трансурановых элементов 0,37 кБк/кг. Для отходов с преимущественным содержанием γ-излучателей нормируется величина (А/т)Гси с размерностью Грм2с-1кг-1, где А - активность излучателя в Бк, m-его масса в кг, Гси-g-постоянная (Грм2x x с-1Бк-1). Твердые отходы считаются радиоактивными, если (А/т)ГСИ > 0,210-12 Грм2с-1кг-1. К твердым радиоактивным отходам относят также материалы и изделия, уровни загрязнения поверхности которых превышают 5 α-частиц/(см2мин) или 50 β-частиц/(см2мин) при площади загрязнения больше 100 см2. При транспортировке и переработке твердых радиоактивных отходов для рационального построения защиты от внешнего γ-излучения их делят на три группы, в зависимости от мощности дозы излучения на расстоянии 10 см от любой точки поверхности: первая-с мощностью дозы до 0,3 мГр/ч; вторая-с мощностью дозы от 0,3 до 10 мГр/ч; третья-с мощностью дозы выше 10 мГр/ч.
Основное количество радиоактивных отходов образуется в ядерном топливном цикле (ЯТЦ). Суммарное поступление радионуклидов в окружающую среду составляет: в атмосферу 1,31016 Бк/ГВт (эл) год (электрической мощности в год), в гидросферу 3,31014 Бк/ГВт (эл) год. В состав газовых выбросов входят в основном радиоактивные благородные газы85Кr, 85mКr, 88Кr, 133Хе, 135Хе и небольшие количества (несколько процентов от уровней, допустимых НРБ-76/87) других радионуклидов (3Н, 14С, 131I, 129I, 90Sr, 89Sr). Оценочные сведения об объемах и общей радиоактивности Р.O., накопившихся во всем мире к 1990, приведены в таблице.
Методы обращения с радиоактивными отходами и их последовательность указаны на схеме. Выделяют 4 основных подхода к обращению с Радиоактивные отходы: 1) очистка от высокоактивных примесей пылегазовых и жидких отходов с последующим сбросом низкоактивных радиоактивных отходов в атмосферу или водоемы, где происходит их разбавление до разрешенных уровней.
2) Сброс жидких радиоактивных отходов низкой и средней активности в фильтрующие колодцы и искусственные подземные полости в глинистых толщах. Таким способом в Хэнфорде (США) до 1959 удалено 1,5107 м3 жидких радиоактивных отходов общей активностью 11017 Бк.
3) Выдержка с целью уменьшения удельной активности во временных хранилищах (от нескольких суток до десятков лет) перед переработкой и сбросом в окружающую среду. При временном хранении высокоактивных жидких и твердых Радиоактивные отходы предусматривается их принудительное охлаждение. Нарушение режима хранения может иметь катастрофические последствия. Напр., 29 сентября 1957 близ г. Кыштым (Южный Урал) произошел взрыв емкости с высокоактивными радиоактивными отходами. В результате в атмосферу была выброшена смесь радионуклидов144Се и 144Pr, 95Zr и 95Nb, 106Ru и 106Rh, 90Sr и 90Y, 137Cs общей активности около 7,41016 Бк. Общая площадь загрязнения составила (15-23)103 км2, плотность загрязнения - от 3,7109 до 1,51014 Бк/км2.
4) Переработка радиоактивных отходов с целью уменьшения их объема и проведение работ по изолированию радиоактивных отходов от биосферы. Для жидких радиоактивных отходов используют осаждение, экстракцию, ионный обмен (хим. способы переработки), а также дистилляцию, отверждение (физические способы). Твердые радиоактивные отходы перерабатывают прессованием, сжиганием, кальцинацией (обжигом при 773-973 К), остатки улавливают и захоранивают. Надежных, абсолютно безопасных способов захоронения твердых радиоактивных отходов нет. Газообразные радиоактивные отходы перерабатывают посредством химического поглощения (радионуклиды I, Вr, Те), адсорбции, фильтрации, их хранят в баллонах при повышенном давлении.
Конечным продуктом переработки различных радиоактивных отходов являются иммобилизованные твердые радиоактивные отходы в виде компактных блоков. Для иммобилизации и изолирования твердых радиоактивных отходов применяют следующие способы: цементирование и битумирование радиоактивных отходов с низкой и средней удельной активностью; высокотемпературный обжиг (кальцинация и суперкальцинация) для получения спеченных частиц; остекловывание с применением боросиликатных (при 1273 К) или фосфатных (при 773 К) стекол, упаковка в контейнеры из нержавеющей стали и свинца.
Длительное хранение переработанных радиоактивных отходов (десятки лет) ведется в траншеях, наземных или неглубоких подземных инженерных сооружениях, снабженных системами контроля за миграцией радионуклидов. Захоронение (на сотни лет) проводят в материковых геол. структурах (подземных выработках, соляных пластах, естественных полостях) и на дне океана в сейсмически неопасных районах. Как теоретически возможное захоронение Радиоактивные отходы рассматривается превращение (трансмутация) долгоживущих радионуклидов в короткоживущие путем облучения в реакторе или на ускорителе (протонное и g-выжигание). Выбор вида захоронения зависит от удельной активности и радионуклидного состава Радиоактивные отходы, степени герметизации упаковок и вероятной продолжительности захоронения. Механизмы миграции радионуклидов из мест хранения (или захоронения) в окружающую среду могут быть разными, основная причина - выщелачивание радионуклидов из упаковок и разрушение контейнеров водой. Скорость выщелачивания считается приемлемой на уровне 10-5 -10-8 г/см2 в сутки, что обеспечивает хранение в течение несколько тысяч лет без загрязнения окружающей среды выше допустимых уровней. Согласно Лондонской конвенции по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (1972), запрещен сброс в океан отработавшего ядерного топлива, а также некоторых других видов Радиоактивные отходы с уд. активностью, превышающей 5107 Бк/кг (a-излучатели), 21010 Бк/кг (β-и γ-излучатели с периодом полураспада Т1/2 более 1 года, кроме трития), 31012 Бк/кг (для трития и β-и γ-излучателей с Т1/2 менее 1 года). В настоящее время большая часть высокоактивных радиоактивных отходов, образующихся при переработке ядерного топлива в различных странах, хранится либо в виде жидкостей (кислых или щелочных), либо в виде солевых концентратов в резервуарах из нержавеющей стали (кислые растворы) или из низкоуглеродистой стали (щелочные растворы).
Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в специально оборудованных емкостях из нержавеющей стали, помещенных в поверхностные слои земли выше уровня грунтовых вод. Транспортирование, переработка и захоронение радиоактивных отходов производится специальными пунктами или специализированными комбинатами. Участок для захоронения должен быть расположен вне территории перспективного развития населенных пунктов и пригородных зон на расстоянии не менее 500 м от водоемов и водозаборов на незатопляемой и незаболоченной местности. Вокруг пункта или комбината устанавливается санитарно-защитная зона радиусом не менее 1000 м.
Служба пункта захоронения проводит систематический радиационной контроль, включающий контроль нуклидного состава радиоактивных веществ в аэрозолях, воде, открытых водоемах, подземных водах, выпадениях из атмосферы, в почве, донных отложениях, растительности и кормах местного производства, гидробионтах, продуктах питания местного производства. Зона наблюдения в 3-4 раза превышает санитарно-защитную зону.
Радиоактивные отходы являются одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Основная задача - переработка и захоронение уже накопленных радиоактивных отходов - в настоящее время не может считаться окончательно решенной. В Нидерландах, Финляндии, Швейцарии, Швеции в настоящее время не перерабатывают и не захоранивают радиоактивные отходы, но разрабатывают национальные программы по обращению с радиоактивными отходами
Лит.: Охрана окружающей среды па предприятиях атомной промышленности, под ред. Б. Н. Ласкорина, М., 1982; Соболев И.А., Хомчик Л.М., Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах, М., 1983; Ядерная энергетика, человек и окружающая среда, под ред. А. П. Александрова, 2 изд., М., 1984; Кыштымская авария крупным планом, "Природа", 1990, ? 5, с. 47-75. В.К.Власов.
