Радиационные отходы

     При возникшей огромной температуре  материал оболочки ядерного боеприпаса (ЯБП) и другие вещества, оказавшиеся  в зоне взрыва, испаряются. Таким  образом, в зоне взрыва образуется некий  объем раскаленного воздуха и испарившихся веществ, который получил название «огненный шар». Световое излучение вызывает ожоги у людей и пожары на объектах. Пожары по своим масштабам и интенсивности подразделяются:  на отдельные;  сплошные;  массовые; огненные штормы. Проникающая радиация – это ионизирующее излучение, образующееся непосредственно при ядерном взрыве и продолжающееся несколько секунд.

     Основную  опасность при этом представляет поток гамма-излучений и нейтронов, испускаемых из зоны взрыва в окружающую среду. Источником проникающей радиации является цепная реакция и радиоактивный распад продуктов ядерного взрыва. Проникающая радиация невидима, неощутима, распространяется в материалах и воздухе на значительные расстояния, вызывая поражение живых организмов (лучевую болезнь). Нейтроны вызывают наведенную радиацию в металлических предметах и грунте в районе взрыва. От воздействия проникающей радиации темнеет оптика, засвечиваются фотоматериалы, происходят обратимые или необратимые изменения в материалах и элементах аппаратуры.

     Радиоактивное заражение местности – это  заражение поверхности земли, атмосферы, водоемов и других объектов радиоактивными элементами, выпавшими из облака, образованного  ядерным взрывом. Источниками радиоактивного заражения являются: радионуклиды, образовавшиеся как продукт ядерной реакции; непрореагирововшая часть ядерного горючего; наведенная радиоактивность в районе ядерного взрыва. Радиоактивное заражение отличается масштабом и продолжительностью воздействия, скрытностью поражения и спадом уровня радиации со временем. Степень заражения на следе радиоактивного облака неодинакова: выделяют четыре зоны, каждая из которых характеризуется дозой облучения, которая может быть получена за время полного распада выпавших здесь радиоактивных веществ. Размеры зон радиоактивного заражения зависят от мощности ЯБП, метеоусловий и средней скорости ветра.

     В условиях сильного запыления радиоактивные  продукты проникают внутрь организма, всасываются в кровь, разносятся по организму и тканям, что приводит к лучевой болезни. Электромагнитный импульс. При ядерных взрывах в атмосфере возникают мощные электромагнитные поля с длинами волн от 1 до 1000 м и более. В силу кратковременности существования таких полей их принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ). Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением электрических напряжений и токов в проводах и кабелях воздушных и подземных линий связи, сигнализации, электропередач, в антенных радиостанциях.

     Одновременно  с ЭМИ возникают радиоволны, распространяющиеся на большие расстояния от центра взрыва; они воспринимаются радиоаппаратурой как помехи. Поражающим фактором ЭМИ является напряженность электрического и магнитного полей, которая зависит от мощности и высоты взрыва, расстояния от центра взрыва и свойств окружающей среды. Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и управления, а также аппаратуры. Все наружные линии должны быть двухпроводными, хорошо изолированными от земли, с малоинерционными разрядником и плавкими вставками. Химическое оружие.

     Под химическим оружием понимают боевые средства, поражающее действие которых основано на использовании токсических свойств отравляющих веществ (ОВ), ОВ – токсичные химические соединения, обладающие определенными свойствами, которые делают возможным их боевое применение в целях поражения людей, животных и заражения местности на длительный период. Для достижения максимального эффекта в поражении людей ОВ переводят в определенное состояние: пар, аэрозоль, капли. В зависимости от состояния ОВ поражают человека, проникая через органы дыхания, кожные покровы, желудочно-кишечный тракт, раны. Способность ОВ оказывать поражающее действие на человека называется токсичностью. Токсодоза – количественная характеристика токсичности ОВ, соответствующая определенному эффекту поражения.

     Количественной  характеристикой степени заражения  различных поверхностей является плотность  заражения, т.е. количество ОВ, находящихся  на единице поверхности зараженного  объекта, измеряемая .   ОВ классифицируют: по назначению (в военных целях) –  смертельные; временно выводящие из строя; раздражающие; учебные; физиологическому действию на организм – нервно-паралитического действия (зарин, зоман, ви-икс и др.); кожно-нарывные (иприт, люизит и др.); общеядовитого действия (синильная кислота, хлорциан); удушающие (фосген); психохимические (би-зет); раздражающие (си-эс и др.), быстроте наступления поражающего действия – быстродействующие ОВ, не имеющие скрытого периода (зарин, зоман, синильная кислота, хлорциан и др.); медленнодействующие ОВ, обладающие скрытым периодом действия (ви-икс, би-зет и др.).

     Кроме того, ОВ делят по стойкости: на стойкие: ви-икс, зоман, иприт, сохраняющие поражающее действие в течение нескольких часов; нестойкие: синильная кислота, хлорциан, зарин, фосген и другие, поражающее действие которых сохраняется в течение нескольких десятков минут. В результате применения химического оружия может создаться сложная химическая обстановка с образованием на значительной площади зон химического заражения и очагов химического поражения. Зона химического заражения включает территорию, подвергнувшуюся воздействию химического оружия, и территорию, над которой распространилось облако ОВ. Очагом химического поражения называют территорию, в пределах которой в результате воздействия химического оружия произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений.

     Хотя  химическое оружие непосредственного  влияния на здания, сооружения и  технологическое оборудование промышленных предприятий не оказывает, однако приводит к их химическому заражению, что сказывается на производственной деятельности предприятий. Работники предприятий, не прекращающих работу в условиях химического заражения (при химическом заражении движение поездов не прекращается), должны будут работать в средствах индивидуальной защиты. Там, где возможно остановить производственный процесс, люди укрываются в защитных сооружениях. Производственный процесс возобновляется после дегазации зданий, сооружений, прилегающей территории, оборудования и т.д.

     Бактериологическое (биологическое) оружие. Основу поражающего действия бактериологического оружия составляют бактериологические средства, к которым относятся болезнетворные микробы и вырабатываемые бактериями токсины (яды). В зависимости от строения и биологических свойств микробы подразделяются на бактерии, вирусы, риккетсии и грибки. При бактериологическом нападении используются следующие способы доставки бактериологического оружия к цели: сбрасывание с самолетов авиационных бомб, контейнеров и пакетов, снаряженных болезнетворными микробами и токсинами; рассеивание зараженных насекомых (клещей, комаров, мух, блох и др.) из специальных приборов, смонтированных на самолетах и воздушных шарах; заражение диверсионным путем водоисточников, воздуха, фуража, продуктов питания и др.

     Заражение людей может произойти путем вдыхания зараженного воздуха, употребления зараженных продуктов и воды, через укусы кровососущих насекомых, при попадании микроорганизмов и токсинов на слизистые оболочки и поврежденную кожу открытых участков тела, от соприкосновения с больными животными, а также при непосредственном контакте с инфицированными больными. В результате заражения внешней среды возбудителями особо опасных заболеваний (чума, холера, оспа) на местности образуется зона бактериологического заражения. На территории, где применено бактериальное средство, если не будут приняты специальные меры, может возникнуть эпидемия инфекционного заболевания. Чтобы предотвратить распространение заболевания людей, в очаге биологического поражения осуществляют комплекс лечебно-профилактических мероприятий и осуществляют карантин; в прилегающих районах вводится режим обсервации. Если на территории, в пределах которой в результате одновременного или последовательного применения двух и более видов оружия массового поражения, возникло большое количество пораженных, образуется очаг комбинированного поражения.

     Выполнение  спасательных работ в очаге комбинированного поражения связано с большими трудностями и опасностями, так  как в большинстве случаев  поражающие факторы каждого из видов ОМП вызывают дополнительные жертвы и помехи в защите от них, а также в борьбе с их последствиями.

     Для временного хранения высокоактивных РАО  предназначены резервуары для хранения отработанного ядерного топлива  и хранилища с сухотарными  бочками, позволяющие распасться короткоживущим изотопам перед дальнейшей переработкой.

     Эксперимент по витрификации радиоактивных отходов

     Витрификация

Долговременное  хранение РАО требует консервации  отходов в форме, которая не будет  вступать в реакции и разрушаться  на протяжении долгого времени. Одним из способов достижения подобного состояния является витрификация (или остеклование). В настоящее время в Селлафилде (Великобритания) высокоактивные РАО (очищенные продукты первой стадии пурекс-процесса) смешивают с сахаром и затем кальцинируют. Кальцинирование подразумевает прохождение отходов через нагретую вращающуюся трубу и ставит целью испарение воды и деазотирование продуктов деления, чтобы повысить стабильность получаемой стекловидной массы.

     В полученное вещество, находящееся в индукционной печи, постоянно добавляют измельченное стекло. В результате получается новая субстанция, в которой при затвердении отходы связываются со стеклянной матрицей. Это вещество в расплавленном состоянии вливается в цилиндры из легированной стали. Охлаждаясь, жидкость затвердевает, превращаясь в стекло, которое является крайне устойчивым к воздействию воды. По данным международного технологического общества, потребуется около миллиона лет, чтобы 10 % такого стекла растворилось в воде[источник?].

     После заполнения цилиндр заваривают, затем  моют. После обследования на предмет  внешнего загрязнения стальные цилиндры отправляют в подземные хранилища. Такое состояние отходов остается неизменным в течение многих тысяч  лет.

     Стекло  внутри цилиндра имеет гладкую черную поверхность. В Великобритании вся работа проделывается с использованием камер для работы с высокоактивными веществами. Сахар добавляется для предотвращения образования летучего вещества RuO4, содержащего радиоактивный рутений. На Западе к отходам добавляют боросиликатное стекло, идентичное по составу пирексу; в странах бывшего СССР обычно применяют фосфатное стекло. Количество продуктов деления в стекле должно быть ограничено, так как некоторые элементы (палладий, металлы платиновой группы и теллур) стремятся образовать металлические фазы отдельно от стекла. Один из заводов по витрификации находится в Германии, там перерабатываются отходы деятельности небольшой демонстрационной перерабатывающей фабрики, прекратившей свое существование.

     В 1997 году в 20 странах, обладающих большей частью мирового ядерного потенциала, запасы отработанного топлива в хранилищах внутри реакторов составляли 148 тыс. тонн, 59 % из которых были утилизированы. Во внешних хранилищах находилось 78 тыс. тонн отходов, из которых утилизировано 44 %. С учетом темпов утилизации (около 12 тыс. тонн ежегодно), до окончательного устранения отходов еще достаточно далеко.

     В 1989 и 1992 годах Франция ввела в  строй коммерческие заводы по витрификации высокоактивных РАО, оставшихся от переработки оксидного топлива, несмотря на наличие аналогичных заводов во многих других странах, особенно в Великобритании и Бельгии. Пропускная способность западноевропейских заводов составляет порядка 1000 тонн в год, некоторые из них работают уже 18 лет.

                  Геологическое захоронение

     Поиски  подходящих мест для глубокого окончательного захоронения отходов в настоящее  время ведутся в нескольких странах; ожидается, что первые подобные хранилища  вступят в эксплуатацию после 2010 года. Международная исследовательская лаборатория в швейцарском Гримзеле занимается вопросами, посвященными захоронению РАО. Швеция говорит о своих планах по прямому захоронению использованного топлива с использованием технологии KBS-3, после того, как шведский парламент счел ее достаточно безопасной. В Германии в настоящее время ведутся дискуссии о поисках места для постоянного хранения РАО, активные протесты заявляют жители деревни Горлебен региона Вендланд. Это место вплоть до 1990 года казалось идеальным для захоронения РАО благодаря своей близости к границам бывшей Германской демократической республики. Сейчас РАО находятся в Горлебене на временном хранении, решение о месте их окончательного захоронения пока не принято. Власти США выбрали местом захоронения Юкка-Маунтин, штат Невада, однако данный проект встретил сильное противодействие и стал темой жарких дискуссий. Существует проект создания международного хранилища высокоактивных РАО, в качестве возможных мест захоронения предлагаются Австралия и Россия. Однако власти Австралии выступают против подобного предложения.

     Существуют  проекты захоронения РАО в  океанах, среди которых — захоронение  под абиссальной зоной морского дна, захоронение в зоне субдукции, в результате чего отходы будут медленно опускаться к земной мантии, а также захоронение под природным или искусственным островом. Данные проекты имеют очевидные достоинства и позволят решить на международном уровне неприятную проблему захоронения РАО, но, несмотря на это, в настоящее время они заморожены из-за запрещающих положений морского права. Другая причина состоит в том, что в Европе и Северной Америке всерьез опасаются утечки из подобного хранилища, что приведет к экологической катастрофе. Реальная возможность подобной опасности не доказана; тем не менее, запреты были усилены после сброса РАО с кораблей. Однако, в будущем о создании океанских хранилищ РАО всерьез способны задуматься страны, которые не смогут найти других решений данной проблемы.