Как стать автором
Обновить

Комментарии 67

Спасибо, прекрасный обзор!

А как технологически обращаются с отходами после того, как «подождали 10-20 лет»? Тоже в духе «роботами под водой»? И возможно ли на этом этапе каким-то образом разделить изотопы: скажем, преимущественно плутоний — в одну кучу, преимущественно изотопы железа — в другую?
Если вы о окончательном выводе из эксплуатации ядерных реакторов, то процедура выглядит так:

1. Останавливаем реактор, штатно выгружаем топливо
2. Через n лет сливаем воду, промываем деконтаминационными растворами
3. Попутно разбираем неядерные части, вывозим ОЯТ на постоянное хранение
4. Через 10-20 лет радиоактивность железок падает в десять-двадцать раз, и можно начинать их резать. Часть — в ручную, часть — дистанционно. Все сортируется по уровню радиоактивности и отправляется в соответствующие хранилища.
5. После вывоза самых активных элементов можно провести деконтаминацию бетона, а остаток перевести в неядерный объект и дорушить уже традиционными способами.

При этом, разумеется, железки попадают в одно хранилище, а ОЯТ — в другое.

Тема очень обширная, поэтому писать можно просто километры. Я старался не очень отдалятся от прямого сравнения ТЯЭС и АЭС.
Можно поинтересоваться, как происходит резка этих железок в ручную? Насколько это вредно/опасно для человека?
Дозонагрузка персонала на ядерных объектах — предмет особого трепета и самих организаций и надзирающих органов. Так что за лимиты, типа 5 бэр в год на человека или например 100 бэр на коллектив за какую-то операцию, типа резки реактора (или переочехловки ОЯТ, которое начало корродировать в бассейне выдержки) никто не выйдет.
Спасибо, теперь стало более-менее понятно.
Кстати, что делают с водой и растворами для промывки? Напрашивается разложить на водород-кислород, а все, что не разложилось, вывезти на постоянное хранение. Либо вылить посреди океана.
Тема обращения с ЖРО вообще очень обширна. Например в радиохимии ведь образуется куча ЖРО. Или вот радиационная коррозия может надавать подарочков. Или что вот делать с органическими растворителями, в которых плавает что-то радиоактивное и они начинают меняться под воздействием излучения?

Т.е. я к тому, что в двух словах не опишешь. Чаще всего просто выпаривают, остаток захоранивают. Иногда фильтруют, а потом выпаривают. Иногда химические реакции какие-то проводя, например для высаживания радиоактивной части. Иногда просто сливают в океан, как в Ла-Аг. Если хорошенько разбавить, то это довольно безопасно, хотя звучит жутко :)
И да, прошу еще раз понять мысль — ОЯТ превосходит по радиационному потенциалу все остальное в десятки тысяч раз. Вот настоящий бич атомной энергетики, причем проблема эта будет только усугубляться.
Периодически рассматривались варианты отправки отходов челноками за пределы атмосферы земли. Сейчас это еще рассматривается? Или слишком большая удельная масса отходов делает этот сценарий практически невозможным?
Лично мне кажется, что захоронить в стабильных геологических структурах на глубине километра будет понадежнее, чем отправлять в космос, куда в среднем пара процентов носителей не добирается. Ну и дорого, конечно. Даже «сверхдорогая» переработка ОЯТ — это порядка 1000 долларов за килограмм, а вывод на орбиту — многие тысячи.
Несколько лет назад читал про проекты бурения скважин на дне океана (как вариант — в местах разломов) и скидывания отходов туда — они постепенно «упадут» до жидкой мантии и уже не будут представлять никакой опасности.
А я аналогичным образом несколько лет назад читал, что такой способ захоронения отвергли, т.к. промоделировали и оказалось: такая скважина однажды превратится в вулкан, первое же извержение которого выбросит всю дрянь к нам обратно. Да не компактно, а распылит по огромной территории.
Если мне память не изменяет, там, где я читал, этот вопрос рассматривали, и сказали, что маловероятно, что мелкая скважина может спровоцировать подобное. А потом, когда металлы упадут в мантию, то уже станет пофиг.
Основная же проблема тут в бурении такой скважины. Хоть это и дно океана, но и там, емнип, несколько километров в непростых условиях сверлить.
Казалось бы да, маленькая скважина не должна ни ни что влиять, но:
Урта-Булак. Не могли потушить скважину три года, пришлось устраивать ядерный взрыв
Грязевой вулкан в Сидоарджо — до сих пор заткнуть не могут
Deepwater Horizon — сколько не могли загерметизировать скважину?
Ну тут совсем немного другие механизмы «работы» и другие причины проблем.
Да, тогда понятно. Стоимость доставки килограмма на орбиту — от 8000 долларов. Чистая экономика. Плюс, как правильно заметили ниже — вероятность падения ракеты-носителя.
Насколько мне известно, основная проблема в последствиях потенциальной аварии при выводе челнока — упадёт-то всё обратно на землю…
Выбрасывать в космос любой мусор — это очень недальновидно. Это вещества нашей планеты, и в будущем они могут очень сильно пригодиться. Тем более — вещества из атомной энергетики, которые, в принципе достаточно редкие — это вам не азот или железо, которых хоть бочками соли. Сегодня отходы (хотя и сегодня из них в принципе можно что-нибудь сделать — например РИТЭГ), а завтра новый Курчатов изобретает новый тип ядерного реактора — и физики дружно посыпают голову пеплом, потому что топливо для него выброшено в далёкий космос или в Солнце. А ещё — хоть это и маловероятно, но всё же — если ракеты с отходами не сжигать в Солнце, а отправлять прочь из системы, потомки-колонисты однажды могут помянуть нас добрым словом, обнаружив засранную разбившейся ракетой экзоземлю и погубленные радиацией формы жизни на ней.
Сбросить что-то на Солнце невероятно энергозатратно. Сначала нужно добраться до орбиты (первая космическая). Потом её покинуть (вторая космическая). Потом погасить скорость вращения Земли вокруг Солнца, что тоже очень много энергии и топлива. Дешевле отправлять на Плутон.
Если нужно именно «доставить» груз до плутона или (теоретически) на поверхность Солнца, то энергозатраты огромны. Но если просто «швырнуть» без обязательной мягкой посадки, то в случае с Солнцем нужна вторая космическая которую можно частично гравитационным манёвром от луны получить, после чего нужен ещё один гравитационный манёвр для того чтобы периапсис орбиты получился ниже поверхности Солнца. Скорость там может быть сколь угодно большой, нас это не волнует.
Потенциально ОЯТ — смесь с включением редких и очень дорогих элементов и не является мусором. Но с нашими технологиями на них можно только облизываться. Поэтому много говорят о перспективах переработки ОЯТ в будущем.
>Но с нашими технологиями на них можно только облизываться.

Скорее со стоимостью этих технологий.
В промышленной ТЯЭС будет циркулировать количество трития, сравнимое по общей активности с выбросами в результате Фукусимской или Чернобыльской аварии (десятки мегакюри, что соответствует единицам килограмм трития).

Вроде одним из преимуществ ITER (и всей термоядерной промышленности в целом) указывалось то, что единовременно в реакторе будет находиться что-то порядка грамма топлива. И поэтому аварии с такими ужасными последствиями принципиально исключены.
В самом реакторе (в вакуумной камере) в любой момент времени не будет больше 100 мг топлива. А вот в в системе откачки — уже грамм 100. А в здании трития — до 3 килограмм. Конечно, для того, что бы все эти килограммы извлечь на свежий воздух, там нужно взорвать что-то большее, чем что там может взорваться. Но речь идет о том, что эти килограммы будут контролироваться бюрократически, организационно, влиять на конструктив ТЯЭС и т.п.
Это симпатичное синее свечение Вавилова-Черенкова — единственная возможность для человека напрямую ощутить (в данном случае — увидеть) радиацию. К сожалению, наши органы чувств ничего не скажут нам, даже если мы попадем под удар ионизирующего излучения, которое убивает за минуту.

И всё же боль человек испытать способен. Во всяком случае пишут, что при больших дозах испытывают сразу.
Да, только надо понимать, что там вспышка была на уровне десятков тысяч рентген/час. Я читал воспоминания ликвидаторов АЭС, у них были 30 секундные забегания в поле 1200 р/ч — и вот там не ощущалось ничего.
Так это ощущается не излучение, а его последствия. Попав под луч работающей РЛС тоже сразу можно испытать результат, в зависимости от мощности. Хоть механизм воздействия жесткого гамма-излучения, альфа- и бета-частиц и нейтронов и другой, но при повреждении органов боль и должна быть.
Так и свет ощущается, как тепло, хотя это лишь последствия нагревания.
Смотря какой свет — инфракрасное излучение хорошо воспринимается, а видимое в холодной части спектра — уже нет. Для видимой части спектра у нас есть глаза, а радиация — это и электромагнитное излучение, и поток частиц. В любом случае, если обобщать, то любое электромагнитное излучение есть радиация (если говорить по-русски). Только относительно ядерных исследований и промышленности подразумевается гамма-излучение, альфа- (потоки ядер гелия), бета- (потоки электронов) и нейтронное (потоки нейтронов) излучение. О всякой экзотике вроде нейтрино, позитронов и прочего говорить смысла нет, а тяжелые осколки деления далеко не летят.
Так что до того момента, когда покажется полярный лис, радиацию практически не ощутить.
Ещё в статье про радиотерапевтический аппарат Therac-25 писалось, что пациенты таки чувствовали сразу ожог, когда им из-за ошибок в аппарате давали огромную дозу.
Да, в принципе, если попасть частью тела в узкий поток, то такое может быть. Но нужно еще постараться найти такой луч. А еще вот что говорит Википедия о происшествии на ускорителе У-70:
Несчастный случай произошёл из-за сбоя механизмов безопасности, когда Бугорский наклонился над работающим со сбоями элементом оборудования и заглянул в ту часть, через которую проходил протонный луч.

Радиационная доза на входе составила 200 000 рентген, на выходе — 300 000 рентген (больше за счёт рассеяния на материале). Бугорский ощутил яркую вспышку, но без болевых ощущений. Пучок протонов с энергией 70 ГэВ и с поперечным размером 2×3 мм прошёл по траектории затылочная область головы — медиобазальные отделы левой височной области — пирамида левой височной кости — костный лабиринт среднего уха — барабанная полость — челюстная ямка — ткани левого крыла носа. Протонный луч в зоне поражения сжёг кожу, кость и ткань мозга. Считалось, что сверхвысокая доза радиации, которую получил пострадавший, должна убить человека. Бугорский был помещён в специализированную радиологическую клинику в Москве, где врачи готовились наблюдать его ожидаемую смерть. Однако Бугорский выжил и даже защитил (1980) кандидатскую диссертацию, подготовленную ещё до аварии.
Правда в работе используется радиоактивный тритий, который сравним по опасности с плутонием (а то, что он легко превращается в воду и встраивается в биологический цикл только добавляет паранойи)

Носи в штанах
@
Параной
imageimage
Что это?
Тритиевый брелок на ключи, Nite Glowring или аналогичный. У меня есть такой, только зелёный, очень прикольный гаджет. По-моему, сегодня это почти что единственный в своём роде пример, когда можно купить в личное пользование продукт ядерных технологий, притом продукт безопасный.
Ну, если не разбирать и не дышать им.
Не такой уж безопасный. Бета-излучение трития пределы капсулы не покидает, но тормозного рентгена она дает массу. Его энергия недостаточна для регистрации большинством детекторов (слюдяные счетчики Гейгера его видят, но с мизерной эффективностью, а сцинтилляторы на гамму не видят совсем). К тому же тритий все-таки диффундирует сквозь капсулу.
В интернете как-то мало независимой информации на эту тему.
Находится разве что вот эти видео:
тут вроде как неопасно, превышение незначительное.
www.youtube.com/watch?v=M-_4ijCPwTg
www.youtube.com/watch?v=XmgXZ9atf58

Вот тут поинтереснее, стрелка отклоняется на всю шкалу.
www.youtube.com/watch?v=yNNdCZo79hI
Счетчик гейгера с металлическими или стеклянными стенками не будет реагировать ни на бета-излучения трития, ни на тормозной рентген от него же (слишком мала ионизация). Нужен сцинцилятор. Это я вам как производитель дозиметров говорю :)
Вот как раз я (как радиохимик) говорю — именно сцинтиллятор здесь не очень-то годится. Потому что даже с самыми высокоэффективными сцинтилляторами, которые дают 50-60 фотонов на кэВ, количество фотонов света, которые выдаст сцинтиллятор на один фотон тормозного излучения, будут измеряться двумя-тремя сотнями (с учетом неизбежных потерь). Это очень малая величина, которую на «Трикарбе» (это установка для жидкостного сцинтилляционного счета, в том числе для анализа на тритий) регистрируют сразу тремя ФЭУ на совпадениях, так как этот сигнал соизмерим с шумовым фоном ФЭУ. Вот пропорциональные газоразрядные счетчики и счетчики Гейгера с бериллиевым, слюдяным или майларовым окном такие энергии регистрируют.
Хм, интересно. А литературу по измерению трития посоветуете какую? Подозреваю, что там много методических тонкостей.
Спасибо
А вот и видео про тритий от Олега Айзона:

Очень интересные результаты.
Не стоит судить об уровне опасности по показаниям приборов, которые не предназначены для регистрации таких энергий и никак не калиброваны для них. Даже Ludlum 44-3 расчитан на энергии от 10 кэВ, так что «ловит» только «вершину айсберга» — верхушку спектра тормозного излучения самых энергичных электронов бета-распада.
Тогда возникает несколько вопросов.
1) Получается, такой брелок может всё же причинить ущерб здоровью? Интересно, насколько значительный? С чем можно по-бытовому сравнить дозовую нагрузку, если каждый день часов по 10 носить его в кармане на ключах (полёты на самолёте, жизнь в горном посёлке, часы за компьютером с ЭЛТ-монитором и т.п.)?
2) Какое биологическое воздействие такого слабого рентгена? Он ведь не так проникает вглубь тканей, как нормальный рентген в рентген-кабинете?
3) Сейчас ведь не начало-середина XX века, когда о радиации и её вреде знали мало и пихали радий с ураном во всё, от минеральной воды до стрелок часов. Умные люди знают о радиации почти всё, и всё же тритиевые брелки для ключей разрешено продавать и использовать. Если они достаточно сильно светят рентгеном, почему их продают?
4) Если даже проф.радиометром измерить излучение сложно, какие есть ещё методы? Скажем, если завернуть брелок в фотоплёнку, защищённую чёрной бумагой (дедовский способ), сколько ждать потемнения плёнки?
1. Ущерб здоровью оценить в данном случае непросто. Нужно проводить измерения на калиброванных для данного диапазона энергий приборах. Нужно изучать действие мягкого рентгеновского излучения. И так далее. В общем, задачка еще та.
2. Такой мягкий рентген действует практически исключительно на кожу. Но доза, которая получена кожей, получается значительно больше, чем при облучении более жестким рентгеновским излучением, проникающим вглубь. Соответственно, риск рака кожи возрастает в той же пропорции.
3. Часы с тритием безопасны, и эта безопасность в них обеспечена конструктивно. Корпус часов защищает кожу руки, а для защиты со стороны стекла применяется достаточно толстое тяжелое стекло, к тому же излучение там направлено не в сторону тела. И именно в таком варианте тригалайт сертифицирован и разрешен к продаже (не везде, кстати — в США есть ограничения, а у нас в России вообще любые радиоактивные вещества запрещены к обороту). А не в виде брелока для ключей.
4. Если говорить о бытовых измерениях, я думаю, что решения нет. Если брелок завернуть в рентгеновскую пленку, защищенную очень тонкой алюминированной наглухо майларовой пленкой типа той, что применяется в рентгеновских сцинтилляционных детекторах, мы несомненно получим через какое-то время почернение. Даже известно, что пленка РМ-4 (безэкранная, экранная здесь не годится) имеет чувствительность 50 обратных рентген, то есть поглотив 20 миллирентген, она после проявления в стандартных условиях почернеет до оптической плотности 3. Но во-первых, это не для 5-10 кэВ, во-вторых эти стандартные условия нужно обеспечить. Но определенные представления о величине дозы можно составить.
Кстати, часть фотографий в статье — с выставки Цепная реакция успеха, очень рекомендую. Очень много интересной информации и экспонатов, можно прибиться к экскурсии. Проходит в московском Манеже до 29 сентября, вход 250 рублей.
Да, я там был, постил фотки в ЖЖ с этого мероприятия.
А почему бетон сверлить нельзя? И что делают в таком случае, при демонтаже бетонных конструкций?
Мне кажется, при сверлении может образоваться какая-нибудь трещина, которая пойдет вглубь, там однажды пересечется с другой трещиной — и прощай гермитичность.

Или не при сверлении, а из-за кристаллизации набившейся в просверленное отверстие воды. Или из-за несовпадения теплового коэффициента расширения бетона и вставленного в отверстие предмета. Результат один и тот же.

А при демонтаже сверлить уже можно будет.
Ну это некая паранойя французского атомнадзора, они считают, что при сверлении бетона может быть потеряна его герметичность.
У меня первая мысль была, что пыли боятся, образующейся при сверлении.
Да там запрещают сверлить и на этапе строительства тоже, когда ничего радиационного там еще нет.
https://www.youtube.com/watch?v=7eHkpUSaVwU

Почему в видео запуск такой быстрый? Я всегда думал, что реактор постепенно разгоняется до рабочих параметров.
Это принципиально импульсный реактор. Реально он работает меньше секунды, а остальное — процесс распада наработанных изотопов.
Анейтронные реакции пока недостижимы. Подробнее писал про гелий 3 (который не очень-то и анейтронный по некоторым причинам). p + B реакция вообще сегодня является чистой фантастикой. Три альфа просто красиво пиарится, реальная их цель пока — D + T Q=1.
Спасибо за отличную статью по последней ссылке!
Вот у меня такой вопрос. Если все отходы равномерно распределить по планете (восстановить статус-кво, так сказать), насколько увеличится средний уровень радиации по сравнению с «доядерным» временем?
А они изначально не очень равномерно распределены. Кстати, на высокогорьях немалый радиационный фон. Люди живут.
Это не будет восстановлением статус-кво. Количество и активность радионуклидов, образовавшихся в результате деятельности человека во много раз больше, чем количество и активность добытых. Причем сам по себе уровень радиации-то увеличится, я думаю, ненамного (прикинуть, конечно, надо). А вот внутреннее облучение из-за накопления в организме долгоживущих продуктов деления и трансурановых элементов возрастет весьма существенно.
Порезать металл на мелкие кусочки, запаять в капсулы и использовать в детекторах дыма.
В детекторах дыма вроде используют (использовали) только альфа-активные изотопы, не уверен, что металл с наведёнкой, светящий гаммой, сможет работать в детекторе дыма. В детекторах ведь принцип работы какой: есть 2 камеры, в которых воздух постоянно ионизирован и через них течёт одинаковый контрольный ток (так настроено). Одна камера закрыта герметично, вторая открыта в атмосферу. Когда в открытую попадает дым, ток в ней меняется по сравнению с контрольной и срабатывает тревога.
Это работает потому, что альфа в воздухе не летит далеко, соответственно плотно взаимодействует с ним и хорошо ионизирует. А рентген и гамма летят далеко и тот же объём воздуха будут ионизировать на порядки слабее, понадобится детектор с камерами размером с ведро, с мощным источником и радиационно опасный для окружающих, правильно я мыслю?

А вообще ну его нафиг, эти радиоизотопные дымоизвещатели опасны, так как могут легко попасть в руки дурака и неспециалиста, который наделает бед с ними.
А как дела с описываемыми проблемами у разрабатываемых реакторов на быстрых нейтронах. Я не очень в теме, но на сколько мне известно ОЯТ в них пережигаются в качестве горючего. Так называемое МОКС-топливо. Я понимаю, что это большая тема (реакторы на БН и МОКС-топливо), может быть, кстати, если вы «в теме», то попытаетесь освятить ее здесь отдельным постом. Очень много спекуляций на эту тему просто в инете. Кто-то называет это очередной «авантюрой», кто-то единственным правильным выходом, решающим проблемы ОЯТ.
>А как дела с описываемыми проблемами у разрабатываемых реакторов на быстрых нейтронах.

В плане опасности ОЯТ? Почти так же, чуть лучше ситуация с минорными актинидами.

>Я не очень в теме, но на сколько мне известно ОЯТ в них пережигаются в качестве горючего.

И да и нет. В двух словах не объяснить, но в целом надо понимать что все эти «пережигаются» по сути означает что надо ОЯТ от реактора с водой под давлением разобрать, радиохимически переработать, разделив ПД, МА, плутоний, уран. И только потом использовать их в новой ТВС. Причем вариантов может быть много (MOX — это один из них — использовать только выделенный плутоний в новом оксидном топливе, есть еще всякие REMOX, REMIX и т.п.), и пихать этом можно практически в любой реактор (в т.ч. все современные реакторы с водой под давлением, хотя по конструктивным особенностям в них нельзя поставить больше 1/3-1/2 MOX кассет). По некоторым причинам использовать MOX в водяных реакторах стратегически плохо, лучше в БН или тяжеловодных реакторах.

Но вообще у замкнутого ядерного топливного цикла столько вариантов (штук 150 где-то), что никакой физической возможности в комментарии описать все пространство «за» и «против». Главное что надо понять — переработка удорожает топливо в три раза (хотя стоимость топлива не очень значительна в стоимости электроэнергии АЭС, но все же 3 раза — это много), она сложна и не однозначна с точки зрения экологов. Это не панацея.

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Публикации

Истории