Переработка опят: Как хранят отработавшее ядерное топливо, а, главное, зачем?

Переработка опят: Как хранят отработавшее ядерное топливо, а, главное, зачем?

Как хранят отработавшее ядерное топливо, а, главное, зачем?

Хранение облученного ядерного топлива — сложный процесс, требующий повышенных мер безопасности. На Горно-химическом комбинате в г. Железногорск (Красноярский край) действуют водоохлаждаемое и сухое хранилища ОЯТ. Комбинат развивает технологии переработки отработавшего топлива, что поможет Росатому двигаться в сторону замыкания ядерного топливного цикла.

Отходы или ценное сырье?

Судьба ОЯТ может складываться по-разному. В большинстве стран ядерное топливо, отработавшее положенный срок в реакторе АЭС, считают радиоактивными отходами и отправляют в могильники или вывозят за рубеж. Сторонники такого подхода (среди них, например, США, Канада, Финляндия) придерживаются мнения, что на планете достаточно запасов урановой руды, чтобы осваивать дорогостоящий, сложный и потенциально опасный процесс переработки ОЯТ. Россия и еще несколько ядерных держав (в том числе Франция, Англия, Индия) развивают технологии переработки облученного топлива и стремятся к тому, чтобы в перспективе полностью замкнуть топливный цикл.

Замкнутый цикл предполагает, что полученное из урановой руды и отработавшее в реакторе топливо будет снова и снова перерабатываться и использоваться на АЭС. В результате ядерная энергетика фактически превратиться в возобновляемый ресурс, снизится количество радиоактивных отходов, а человечество будет обеспечено относительно дешевой энергией на тысячи лет.

Привлекательность переработки ОЯТ объясняется малой глубиной выгорания ядерного топлива в ходе одной кампании: на наиболее распространенных водо-водяных реакторах (ВВЭР) она не превышает 3-5%, на устаревших канальных реакторах большой мощности (РБМК) — всего 2 %, и только на реакторах на быстрых нейтронах (БН) может достигать 20 %, но таких реакторов промышленного масштаба пока всего два в мире (оба в России, на Белоярской АЭС). Таким образом, ОЯТ представляет собой источник ценных компонентов, в том числе изотопов урана и плутония.

Путь ОЯТ: от реактора до места хранения

Напомним, что на АЭС ядерное топливо поступает в виде тепловыделяющих сборок (ТВС), состоящих из герметичных стержней (тепловыделяющих элементов — ТВЭЛов), наполненных таблетками гексафторида урана.

Тепловыделяющая сборка для ВВЭР состоит из 312 ТВЭЛов, закрепленных на шестигранном каркасе (фото ПАО «НЗХК»)

Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) атомных электростанций требует особого обращения. Находясь в реакторе, ТВЭЛы накапливают большое количество продуктов деления, и даже спустя годы после извлечения из активной зоны выделяют тепло: на воздухе стержни разогревается до нескольких сотен градусов. Поэтому по окончании топливной кампании облученные сборки помещают в пристанционные бассейны выдержки. Вода отводит избыточное тепло и защищает персонал АЭС от повышенного уровня радиации.

Спустя три-пять лет ТВС все еще выделяют тепло, но временное отсутствие охлаждения уже не опасно. Атомщики пользуются этим, чтобы вывезти ОЯТ с электростанции в специализированные хранилища. В России отработавшее топливо отправляют на ПО «Маяк» (Челябинская область) и Изотопно-химический завод Горно-химического комбината (Красноярский край). ГХК специализируется на хранении топлива реакторов  ВВЭР-1000 и РБМК-1000. На предприятии действуют «мокрое» (водоохлаждаемое)  хранилище, построенное в 1985 году, и сухое, поэтапно запущенное в 2011-2015 гг.

Отделение приемки «мокрого» хранилища. Здесь разгружают вагоны с ОЯТ

«Для транспортировки ОЯТ ВВЭР по железной дороге топливные сборки помещают в ТУК (транспортный упаковочный комплект), сертифицированный по стандартам МАГАТЭ, — рассказывает Игорь Сеелев, директор Изотопно-химического завода ГХК. —  Каждый ТУК вмещает 12 сборок. Такой контейнер из нержавеющей стали обеспечивает полную защиту персонала и населения от излучения. Целостность упаковки не нарушится даже в случае тяжелой железнодорожной аварии. Состав с ОЯТ сопровождает сотрудник нашего комбината и вооруженная охрана».

 

В пути ОЯТ успевает разогреться до 50-80 °С, поэтому прибывший на комбинат ТУК отправляют в узел расхолаживания, где к нему по трубопроводам подается вода со скоростью 1 см/мин — резко менять температуру топлива нельзя. Через 3-5 часов контейнер охлаждается до 30°С. Воду сливают, и переносят ТУК в бассейн глубиной 8 м — для перегрузки. Крышку контейнера открывают прямо под водой. И под водой же переносят каждый ТВС в 20-местный чехол для хранения. Конечно, никаких водолазов на ГХК нет, все операции выполняют с помощью особого крана. Этот же кран перемещает чехол со сборками в отсек хранения.

Перегрузка ОЯТ под водой

Освободившийся ТУК отправляют на дезактивацию, после которой его можно без дополнительных предосторожностей перевозить по железной дороге. В год ГХК выполняет более 20 рейсов на атомные станции, по несколько контейнеров в каждом эшелоне.  

«Мокрое» хранилище

«Мокрое» хранилище можно было бы принять за гигантский школьный спортзал, если бы не металлические листы на полу. Если приглядеться, можно заметить, что желтые разделительные полосы — это узкие люки. Когда нужно поставить чехол в тот или иной отсек, кран движется по этим полосам как по направляющим, перемещая груз под водой.
Над сборками надежный барьер для излучения — двухметровый слой обессоленной воды.

  В зале хранилища нормальная радиационная обстановка. Гости даже могут пройтись по крышкам люков и заглянуть в них.

Длина «мокрого» хранилища — 240 м, а ширина — 36 м

Хранилище спроектировано с учетом проектных и запроектных аварий, то есть устойчиво к невероятным по силе землетрясениям и другим малореальным происшествиям. Для безопасности бассейн хранилища разделен на 20 отсеков. В случае гипотетической течи каждый из этих бетонных модулей можно изолировать от остальных и перенести сборки в неповрежденный отсек. Продуманы пассивные средства поддержания уровня воды для надежного отвода тепла.

В 2011 году, еще до событий на Фукусиме, хранилище расширили и усилили меры безопасности. По итогам реконструкции в 2015 году было получено разрешение на эксплуатацию до 2045 года. Сегодня «мокрое» хранилище принимает тепловыделяющие сборки типа ВВЭР-1000 российского и зарубежного производства. Бассейны позволяют разместить более 15 тысяч ТВС. Вся информация о размещенном ОЯТ фиксируется в электронной базе данных.

Сухое хранилище

«Мы стремимся к тому, чтобы водоохлаждаемое хранилище было лишь промежуточным этапом перед сухим хранением или переработкой. В этом смысле стратегия ГХК и Росатома соответствует общемировому вектору развития, — поясняет Игорь Сеелев. — В 2011 году мы сдали в эксплуатацию первую очередь сухого хранилища ОЯТ РБМК-1000, а в декабре 2015 — завершили строительство всего комплекса. В том же 2015-м на ГХК было запущено производство МОКС-топлива из переработанного ОЯТ. В декабре 2016 года была выполнена первая перегрузка топлива ВВЭР-1000 из «мокрого» хранилища в сухое».

Сухое хранилище ОЯТ

В зале хранения размещаются бетонные модули, а в них — герметичные пеналы с ОЯТ, заполненные азотно-гелиевой смесью. Охлаждает сборки наружный воздух, который самотеком поступает по воздуховодам. При этом не требуется принудительной вентиляции: воздух движется из-за определенного расположение каналов, а отвод тепла происходит за счет конвективного теплообмена.

Принцип тот же, что у тяги в камине.

Хранить ОЯТ сухим способом значительно безопаснее и дешевле. В отличие от «мокрого» хранилища здесь нет расходов на водоснабжение и водоподготовку, не нужно  организовывать циркуляцию воды. Объект не пострадает при потере электропитания, да и от персонала не требуется никаких действий, кроме собственно загрузки топлива. В этом смысле создание сухой технологии — огромный шаг вперед. Однако полностью отказаться от водоохлаждаемого хранилища нельзя. Из-за повышенного тепловыделения сборки ВВЭР-1000 должны находиться в воде первые 10-15 лет. Только после этого их можно перемещать в сухой зал или отправлять на переработку.

«Принцип организации сухого хранилища очень прост, — говорит Игорь Сеелев, — однако его никто не предложил раньше. Сейчас патент на технологию принадлежит группе российских ученых. И это подходящая тема для экспансии Росатома на международный рынок, потому что технологией сухого хранения интересуются во многих странах. К нам уже приезжали японцы, французы и американцы. Ведутся переговоры о том, чтобы на ГХК привозили ОЯТ с тех АЭС, которые российские атомщики строят за рубежом».

Сухое хранение — дешевле и безопаснее «мокрого»

Запуск сухого хранилища был особенно важным для станций с реакторами РБМК. До его создания был риск остановки мощностей Ленинградской, Курской и Смоленской АЭС из-за переполнения пристанционных хранилищ. Нынешней емкости сухого хранилища ГХК достаточно, чтобы разместить отработанные сборки РБМК всех российских станций. Благодаря меньшему тепловыделению, их сразу направляют в сухом хранилище, минуя «мокрое». Здесь ОЯТ могут находиться на протяжении 100 лет. Возможно, за это время будут созданы экономически привлекательные технологии для его переработки.

Переработка ОЯТ

Планируется, что строящийся в Железногорске Опытно-демонстрационный центр (ОДЦ) по переработке отработавшего ядерного топлива будет сдан к 2020 году. Первый пусковой комплекс по производству МОКС-топлива (смешанное оксидное уран-плутониевое) выпускает всего 10 сборок в год, поскольку технологии пока отрабатываются и совершенствуются.

В будущем мощность завода существенно вырастет. Сегодня на переработку можно отправлять сборки из обоих хранилищ Изотопно-химического завода, но очевидно, что с экономической точки зрения выгоднее начинать с переработки ОЯТ, накопившегося в «мокром» хранилище. Планируется, что в дальнейшем помимо сборок ВВЭР-1000 предприятие сможет перерабатывать ТВС реакторов на быстрых нейтронах, ТВС высокообогащенного урана (ВОУ) и ТВС зарубежного дизайна. На производстве будут получать порошок закиси-окиси урана, смесь оксидов урана, плутония, актинидов и отверждённые продукты деления.

Строительство ОДЦ

ОДЦ позиционируется как самый современный в мире радиохимический завод поколения 3+ (заводы французской компании Areva имеют поколение 2+). Главная особенность внедряемых на ГХК технологий — отсутствие жидких и меньшее количество твердых радиоактивных отходов при переработке ОЯТ.

МОКС-топливо поставляется на реакторы типа БН Белоярской АЭС. Также Росатом работает над созданием РЕМИКС-топлива, которое после 2030 года, возможно, будет использоваться на реакторах типа ВВЭР. В отличие от МОКС-топлива, где плутоний смешивается с обедненным ураном, РЕМИКС-топливо планируется изготавливать из смеси плутония с обогащенным ураном.

При условии, что в стране будет достаточное количество АЭС с разными типами реакторов, работающих на смешанном топливе, Росатому удастся приблизиться к замыканию ядерного топливного цикла.

Горно-химический комбинат, Федеральное государственное унитарное предприятие, Федеральная ядерная организация (ФГУП ФЯО «ГХК»), предприятие Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом», дивизион ЗСЖЦ. Расположено в ЗАТО Железногорск Красноярского края. ФГУП ФЯО «ГХК» является ключевым предприятием Росатома по созданию технологического комплекса замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) на основе инновационных технологий нового поколения.

Глава 9 РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ И ОТРАБОТАВШЕЕ ЯДЕРНОЕ ТОПЛИВО

Глава 9 РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ И ОТРАБОТАВШЕЕ ЯДЕРНОЕ ТОПЛИВО

Это неприятное слово «отходы»

Да, неприятное, но вряд ли более того. В Интернете несложно найти фотографии городских свалок – настоящие горы, на фоне которых мощные машины, работающие там, кажутся мелкими насекомыми. При взгляде на эти несметные количества мусора возникает странное чувство, смесь брезгливости и своего рода благоговейного ужаса. Тем не менее, в большинстве случаев человек склонен относиться к таким «красивейшим» пейзажам с известным пониманием: в конце концов, отходы являются неотъемлемым элементом существования цивилизации. Как говорится, никуда от этого не денешься.   

Городская свалка

Честно говоря, подобные «веселые» картинки мало кого заставляют переосмыслить отношение хотя бы к бытовому мусору, который в итоге оказывается все там же, – на свалке, становясь частью общей огромной кучи. И ладно, если бы речь шла только об относительно безобидных предметах, вроде картона или испорченной пищи. В мусоропровод идут батарейки, люминесцентные лампы и прочие отходы, которые представляют опасность для окружающей среды, – несмотря на то, что в крупных городах уже давно существуют пункты приема таких продуктов. Получается, что человек сам способствует загрязнению природы и повышению техногенных рисков, не испытывая при этом никаких душевных терзаний.

Но тот же человек, без задней мысли выбрасывающий в ведро токсичный мусор, может всерьез обеспокоиться, если вдруг узнает о строительстве в своем регионе хранилища радиоактивных отходов. Конечно! Они же Р-А-Д-И-О-А-К-Т-И-В-Н-Ы-Е! Местная общественность, без преувеличения, встает на дыбы, стараясь всеми силами воспрепятствовать появлению столь неприятного «соседа» у себя под боком.

С другой стороны, известная пословица гласит: «Не так страшен черт, как его малюют». Чтобы сделать вывод о том, насколько это применимо к радиоактивным отходам, следует для начала понять, откуда они вообще берутся, что собой представляют, и, главное, – какие меры предпринимаются для обеспечения безопасности человека и окружающей среды.

«Хвосты» на пути к реактору

В традиционном понимании радиоактивные отходы – это твердые, жидкие или же газообразные вещества, которые не предназначены для дальнейшего использования и в которых содержание радиоактивных изотопов превышает установленные пределы. В соответствии с этим, к радиоактивным отходам относится широкий круг всевозможных материалов и изделий: от загрязненной воды до сложных измерительных приборов. Впрочем, главный признак, который их объединяет – ненужность. То есть радиоактивные отходы, равно как и любые другие, называют отходами потому, что они исчерпали свой полезный ресурс.

Радиоактивные отходы (РАО) в обязательном порядке возникают в процессе любой повседневной работы с радиоактивными веществами. Это данность, и с ней приходится мириться. Но в человеческих силах сделать так, чтобы отходы образовывались в минимальном количестве и, в конце концов, были надежно изолированы от окружающей среды.

Рассказ об отходах атомной отрасли можно начать с первой стадии ядерного топливного цикла – добычи урана. В третьей главе уже говорилось, что извлечение его руд из недр карьерным или шахтным способом сопровождается образованием больших холмов – отвалов пустой породы. А после «вскрытия» руды, то есть обработки химически агрессивным раствором (кислоты или соды), не растворившийся остаток передают в хвостохранилище. Это естественная впадина или сухая долина, изолированная слоем глины, бетона или другого материала. Таким образом, хвосты как бы заливают в «ванну», где они и хранятся в изоляции от окружающей среды. С экономической точки зрения урана в отвалах и хвостах слишком мало, возиться не стоит; но с точки зрения охраны окружающей среды – он есть. Следовательно, за упомянутыми объектами нужно внимательно следить, не допуская просачивания загрязненных вод в водоносные горизонты. С этой целью создается система контрольных скважин, из которых регулярно отбирают пробы грунтовых вод. Кроме того, хвостохранилища дополнительно изолируют, создавая целый ряд защитных барьеров, препятствующих вымыванию урана дождевыми водами и его проникновению в грунт.

Но можно ли назвать отвалы и хвосты радиоактивными отходами? Их радиоактивность обусловлена естественными изотопами, извлеченными из-под земли; к тому же она сравнительно невелика: содержание урана хоть и превышает фон, все равно меньше по сравнению с урановой рудой. Поэтому приставка «радиоактивные» применима к этим материалам, скорее, формально – они не представляют заметной радиационной опасности.  К слову, отвалы пустой породы и «хвосты» образуются при любых горнорудных работах, причем, зачастую в более значительных количествах по сравнению с урановыми шахтами.

1 – пульпопровод; 2 – чаша хвостохранилища; 3 – пруд-отстойник; 4 — водосбросной колодец; 5 – во вторичный пруд-отстойник.

Схема постепенного заполнения хвостохранилища: хвосты в форме пульпы – смеси измельченной руды и воды – заливают в «ванну» с укрепленными водонепроницаемыми бортами типа дамбы. Вода отводится, а измельченная порода остается на месте.

По дозе облучения проживание в непосредственной близости от отвалов сопоставимо с проживанием, например, в Финляндии. Почему именно в Финляндии? Потому что значительная часть территории этой страны расположена на гранитных породах, из-за чего средняя годовая доза для жителя Финляндии составляет около 8 миллизивертов, что примерно в два раза больше среднего показателя по России.

Когда запасы руды истощатся и месторождение закроют, площадку вполне можно восстановить: вырастить на ней лес или даже сделать пригодной для сельскохозяйственной деятельности. Другой вопрос, что это не всегда целесообразно с экономической точки зрения.

Следует напомнить, что при добыче урана подземным выщелачиванием руда из-под земли не извлекается; а значит, хвосты и отвалы пустой породы не образуются.

Но добыча урана сопровождается образованием не только твердых отходов. Существует еще и проблема рудничных вод, с которыми приходится иметь дело при прокладке уранодобывающих шахт. Вода попадает в рудник из подземных водоносных слоев; просачиваясь через урановую породу, она растворяет часть урана и сопутствующих ему радиоактивных веществ, и сама становится слаборадиоактивной. Однако рудничные и сточные воды не так сложно очистить. Для этого используют химические и биологические технологии. К примеру, растительные экосистемы в прудах-отстойниках могут выступать в качестве природных фильтров: растворенные радиоактивные вещества поглощаются водорослями и другими растениями. Поскольку исходная активность рудничных вод невелика, то данная мера оказывается достаточной, и за пределы прудов вытекает очищенная вода, которую вполне можно сбросить в природный водоем. 

От руды до центрифуги

Полученный раствор урана идет на дальнейшую переработку. Конечным продуктом данного этапа является твердое вещество, так называемый «желтый кек». При этом образуются и жидкие отходы с небольшим количеством радиоактивных веществ, от которых можно практически полностью избавиться с помощью уже упомянутых биотехнологий.

Уран в форме «желтого кека» еще не является ядерным топливом. Содержание «полезного» урана-235 в нем слишком маленькое – всего семь атомов на тысячу. Поэтому далее урану предстоит пройти процедуру обогащения. Следует напомнить, что с этой целью уран подвергают конверсии: превращают из оксидов в гексафторид. Это соединение затем подогревают, чем переводят в газообразное состояние, и прогоняют через каскад центрифуг, чтобы увеличить долю урана-235 до нужных тридцати-пятидесяти атомов на тысячу. На выходе центрифужного каскада получают обогащенный уран в форме гексафторида, который – наконец-то! – можно использовать для изготовления ядерного топлива. Но вместе с ним образуется обедненный уран, точнее, обедненный гексафторид урана (ОГФУ). Снова отходы? Не совсем… 

Чем богат обедненный уран?

Как уже было сказано, отходами называют вещества, полностью исчерпавшие свой полезный ресурс. Но к обедненному гексафториду урана (ОГФУ) это относится только частично. Например, при переработке ОГФУможно получить фтор – важный элемент, который широко используется в различных отраслях промышленности.

Но не фтор определяет основную ценность ОГФУ, а именно обедненный уран, состоящий в основном из урана-238. Уран является одним из самых тяжелых элементов, поэтому в виде металла он может использоваться, например, в бронебойных снарядах, в качестве противовесов в самолетах, или, как ни странно, в качестве экранирующего материала для защиты от радиации. Однако и этим потенциал обедненного урана не исчерпывается. Так, изначально уран-238 был использован в качестве «сырья» для получения оружейного плутония-239 – начинки ядерных бомб. Но плутоний-239, как и уран-235, относится к так называемым делящимся материалам. Иными словами, его можно использовать для изготовления не только заряда для атомной бомбы, но и ядерного топлива, чтобы впоследствии «сжечь» в ядерном реакторе и получить энергию. Это и продемонстрировали французские атомщики, давно сумевшие приспособить плутоний для нужд энергетики.

Эффективная технология наработки плутония-239 из урана-238 подразумевает использование реакторов на быстрых нейтронах. Как рассказывалось ранее, наша страна удерживает лидирующие позиции в «быстрой» энергетике, и эту ветвь планируют развивать и дальше. Выстраивается следующая последовательность действий: загрузка обедненного урана в быстрые реакторы → наработка из него плутония-239 → выделение плутония из облученного материала → очистка плутония → изготовление ядерного топлива на его основе. Если удастся решить сопутствующие технические проблемы и наладить этот процесс, то наши атомные станции будут обеспечены топливом на многие сотни и даже тысячи лет. В связи с этим, термин «радиоактивные отходы» применим к обедненному гексафториду урана лишь частично.

Отдельным вопросом, требующим решения, является хранение ОГФУ: на данный момент многие тонны гексафторида дожидаются своего «звездного часа» на специальных охраняемых площадках. Рядом с контейнерами, где хранится данный материал, радиационный фон повышен, но не это является главным фактором риска. Здесь на первое место выходит химия – гексафторид урана является весьма ядовитым веществом, которое хорошо растворимо в воде, а при нагреве всего до пятидесяти шести градусов и вовсе переходит в газообразное состояние. А поскольку масштабное строительство быстрых реакторов, куда планируется загружать обедненный уран, представляется весьма неблизкой перспективой, то следовало бы подстраховаться от возможных напастей, переведя уран из гексафторида в более безопасную форму. Приемлемым вариантом мог бы стать возврат в форму оксидов, достаточно стойких с химической точки зрения, что и реализуется на некоторых обогатительных предприятиях.

Площадка хранения контейнеров с обедненным гексафторидом урана

Казалось бы, все написанное выше бросает тень на атомную отрасль: еще не дошли до выработки электроэнергии, а уже столько отходов! Но к этому следует отнестись философски. Ведь мало найдется людей, которые едят орехи вместе со скорлупой или бананы в кожуре. Продукты сначала моют и очищают, иными словами, готовят к употреблению. Так почему в случае с ураном, который загружается отнюдь не в кастрюлю, а в ядерный реактор, должно быть иначе? К тому же, отходы, о которых шла речь до сих пор, содержат только природные радиоактивные вещества, а по уровню опасности не превосходят шламы нефтедобычи. Однако далее по циклу следует сжигание обогащенного урана в реакторах атомных электростанций, и отходы, образующиеся на этой стадии, уже требуют более серьезного отношения. 

Отработавшее ядерное топливо – «зола» атомных электростанций

Ядерное топливо, подвергаясь воздействию нейтронного потока, выделяет тепловую энергию, которая используется для получения электричества. Но тепловыделяющие сборки (ТВС), несмотря на их огромную энергоемкость, не могут работать вечно: в современных тепловых реакторах срок их службы составляет от трех до пяти лет. После этого их выгружают из реактора, заменяя на свежие. Разумеется, воздействие мощного нейтронного потока, которому ядерное топливо подвергается в активной зоне, не проходит бесследно. Нейтроны вызывают деление урана-235, поэтому к концу цикла от начальных тридцати-пятидесяти атомов на тысячу остается лишь небольшое количество; говорят, что уран-235 «выгорает». Кроме того, в процессе работы протекает уже рассмотренная выше реакция: «балластный» изотоп уран-238 ловит нейтроны и превращается в уран-239, который постепенно превращается в плутоний-239. Вдобавок, образуются еще и другие тяжелые изотопы урана, нептуния, плутония, америция. Наконец, не следует забывать и о продуктах деления – осколках уранового ядра, которые так и остаются в топливе.

Таким образом, отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) представляет собой весьма сложную смесь, содержащую менее одного процента урана-235, примерно столько же плутония-239 и, конечно, многочисленные радиоактивные продукты деления – широкий спектр различных радиоактивных атомов, представляющих едва ли не половину элементов из таблицы Менделеева. И если свежее ядерное топливо можно спокойно брать руками, то с ОЯТ подобное не пройдет: облучившийся в реакторе уран является источником жесткой радиации, которую испускают образовавшиеся изотопы – продукты деления. Мощность дозы настолько велика, что все операции по перегрузке ОЯТ выполняются дистанционно, без прямого вмешательства человека.

Урановое ядерное топливо: до и после работы на АЭС

Высокая радиоактивность отработавшего топлива обусловливает его саморазогрев, поэтому от ОЯТ требуется непрерывно отводить тепло – в противном случае оно просто расплавится. По этой причине выгрузка ОЯТ из реактора происходит при непрерывном охлаждении водой. Специальный аппарат (в случае с РБМК – разгрузочно-загрузочная машина, на блоке с ВВЭР – так называемый полярный кран) перемещает облученные тепловыделяющие сборки в бассейн выдержки. Там они хранятся под слоем воды в течение трех-пяти лет; вода одновременно служит охлаждающей средой и защитой от радиации. За указанное время значительная часть изотопов, входящих в ОЯТ, успевает превратиться в стабильные изотопы, поэтому уровень активности и тепловыделение значительно снижаются. Излучение от «тэ-вэ-эсок» все равно остается довольно сильным, – к ним по-прежнему не подойти. Но после выдержки в бассейне их хотя бы можно переместить в более объемное хранилище, расположенное в отдельном здании на территории АЭС. 

Эти хранилища также представляет собой большие бассейны, облицованные нержавеющей сталью, оборудованные системой очистки воды и вентиляции. В них отработавшее топливо, уже изрядно «подрастерявшее пыл», может храниться довольно долго в ожидании дальнейшей судьбы. В последнее время во всем мире внедряются «сухие» хранилища ОЯТ: в них тепло от пеналов с отработавшими «тэ-вэ-эсками» отводится воздухом. Преимущество перед «мокрым» хранением налицо: бассейн с водой может «прохудиться», и возникшую в этом случае течь будет непросто устранить из-за высокого фона. Понятно, что сухому хранилищу подобное не грозит.

Не следует считать, что течь в «мокром» хранилище отработавшего топлива приведет к серьезному радиоактивному загрязнению окружающей среды. Вода в бассейнах тщательно очищается от различных примесей, и от радиоактивных изотопов в том числе. Некогда, чтобы убедить в этом сомневающихся, сотрудники хранилища на производственном объединении «Маяк» использовали весьма веский аргумент: на глазах восторженных зрителей пили воду, зачерпнутую прямо из бассейна. По слухам, некоторые посетители, проникшись доверием, повторяли подобный нехитрый «фокус».

Первое «сухое» хранилище ОЯТ в России, сооруженное на Горно-химическом комбинате (ГХК), было готово к концу 2011 года. К безопасности хранения отработавшего топлива относятся очень ответственно, поэтому к проектированию нового хранилища подошли со всей серьезностью: это современный объект, оснащенный новейшим оборудованием с высокой степенью автоматизации. Стены способны выдержать и восьмибалльное землетрясение, и даже падение самолета. Как и на ядерных энергоблоках, на «сухом» хранилище использован принцип «пассивной» безопасности, рассмотренный в предыдущей главе: защита от аварий не требует ни участия человека, ни электропитания. Она обеспечивается продублированными системами, которые в критической ситуации срабатывают «сами по себе».

Что хорошего есть в ОЯТ, кроме радиации?

С одной стороны, вырисовывается не слишком привлекательная картина: ОЯТ, которое также называют «ядерной золой», представляет немалую опасность: «хвосты» сортировки и переработки руды по сравнению с ним – просто «цветочки». Выходит, что, производя электроэнергию на атомных станциях, в качестве «довеска» мы получаем опасные радиоактивные материалы, к которым и близко нельзя подойти даже после десятилетней выдержки. Но важный вопрос заключается в том, относятся ли данные материалы к отходам? И здесь еще раз уместно напомнить, что отходами являются вещества, которые нельзя полезно использовать. Справедливо ли это по отношению к ОЯТ? И да, и нет.

Спецвагон, предназначенный для перевозки отработавшего ядерного топлива по железной дороге к месту длительного хранения и переработки

В облученном топливе содержится немало ценных компонентов: остатки урана-235, плутоний-239 и – в меньшей степени – другие «тяжелые» изотопы. Некоторые из радиоактивных продуктов деления тоже представляют интерес: стронций-89, стронций-90, цирконий-95, ниобий-95, рутений-106, цезий-137 и другие. Возможности их извлечения из ОЯТ, очистки и последующего использования начали прорабатывать еще в пятидесятые годы прошлого века. Но эта задача оказалась не из простых, поскольку для получения нужных изотопов приходится возиться с материалом, испускающим жесткое излучение.

Иными словами, извлечь из ОЯТ целевые компоненты можно только с помощью дорогостоящей и весьма «грязной» с точки зрения радиационной угрозы технологии. Не следует забывать и о том, что большинство продуктов деления, содержащихся в ОЯТ, не может быть полезно использовано – это балласт, причем балласт опасный, относящийся к категории высокоактивных отходов. От них нужно как-то избавляться, – и это тоже требует расходов.

И еще один момент, который необходимо учесть, прежде чем приступать к каким-либо манипуляциям с ОЯТ: если исходное обогащение урана слишком низкое, то перерабатывать облученное топливо будет заведомо невыгодно. Поэтому, в частности, в нашей стране не берутся за переработку ОЯТ уран-графитовых реакторов типа РБМК-1000, в то время как топливо водо-водяных «котлов» (ВВЭР-440, ВВЭР-1000), в котором содержится больше урана-235, имеет гораздо более весомый экономический потенциал.

Поразмыслив так и этак, большинство стран, обладающих развитой ядерной энергетикой, вообще отказались от переработки ОЯТ. С их точки зрения облученное топливо однозначно относится к опасным радиоактивным отходам. А вот что с ним делать – уже другой вопрос. Некоторые государства (например, США, Канада, Швеция) нацелены на то, чтобы запечатать отработавшие сборки в герметичные капсулы и захоронить на большой глубине. Другие страны поступают проще: за деньги отправляют свое ОЯТ туда, где его умеют перерабатыват. В Европе основным «пунктом утилизации» топлива, извлеченного из ядерных реакторов, является Франция; и французские атомщики на этом очень неплохо зарабатывают! Так же могла бы зарабатывать и российская атомная отрасль, ведь Росатом владеет соответствующими технологиями. Но здесь уже возникают другие, политико-экономические препятствия: французы весьма ревниво оберегают свою «поляну» от посторонних игроков.

Если подвести краткий итог всего сказанного, можно констатировать следующее: отработавшее ядерное топливо современных реакторов после извлечения из активной зоны еще может быть использовано. Исходя из этого, ОЯТ не относится к радиоактивным отходам – разумеется, при условии, что страна имеет предприятия, занимающиеся его переработкой, – или, как говорят, реализует замкнутый ядерный топливный цикл. Почему замкнутый? Потому что уран-235 в буквальном смысле «гоняют по кругу»: отслужив свое в реакторе, он выделяется из ОЯТ и снова возвращается на АЭС в виде свежих топливных таблеток.

Пурекс-процесс – путь к замыканию ядерного топливного цикла

Наиболее популярной технологией переработки ОЯТ сегодня является так называемый Пурекс-процесс .

Непривычное уху обозначение «Пурекс» пришло из английского: это переложенная на русский лад аббревиатура «PUREX» (Plutonium Uranium Recovery by EXtraction). В дословном переводе это означает «экстракционное извлечение плутония и урана».

В общих чертах суть Пурекс-процесса сводится к следующему. Сначала тепловыделяющие сборки разрезают на куски и растворяют в концентрированной азотной кислоте. При этом растворяются и сами топливные таблетки, и циркониевые трубки, в которые они помещены. Данный вариант наиболее приемлем, – ведь «вытряхнуть» таблетки из трубок не так-то легко, особенно учитывая, что речь идет о материале, с которым можно работать только дистанционно. В результате получается раствор, содержащий уран, плутоний и многочисленные радиоактивные продукты деления. Следует отметить, что все операции выполняются автоматически или посредством манипуляторов, а контроль ведется с помощью видеокамер или через специальные толстые стекла, «непробиваемые» для радиации.

На следующем этапе этот водный кислотный раствор перемешивают с органическим веществом, которое «вытягивает» из водной фазы уран и плутоний. Данный метод называется экстракцией, а упомянутое органическое вещество – экстрагентом. Таким образом, в результате экстракции главные компоненты – уран и плутоний – оказываются в органической фазе, а остаток с продуктами деления – в растворе кислоты.

Может быть, простой бытовой пример поможет лучше понять суть происходящего. Взять, хотя бы, «валерьянку» – препарат для успокоения нервов, также известный своим весьма необычным действием на кошек. Для получения этого средства корни валерианы лекарственной вымачивают в спирте, который в данном случае служит экстрагентом, извлекающим нужные соединения из растительных тканей.

Далее происходит разделение урана и плутония: для этого плутоний восстанавливают с помощью соответствующего реагента. Восстановленному плутонию уже «не сидится» в органической среде, и он вымывается в специально подобранный водный раствор. Иными словами, происходит обратный процесс – реэкстракция. После этого пути урана и плутония расходятся: каждый из них проходит цикл очистки, позволяющий выделить элемент без примесей.

Не забудем про водный остаток – раствор, содержащий продукты деления. Он не бесполезен, поскольку в нем есть изотопы, нужные промышленности. Они извлекаются в последующих циклах экстракции-реэкстракции, тоже очищаются и идут в дело. Ну, а «хвост» этого остатка, увы, уже относится к радиоактивным отходам, к тому же весьма опасным (так называемым высокоактивным отходам). Их перерабатывают, переводя в подходящую форму. Впрочем, об этом – чуть позже.  

Пурекс-процесс – технология извлечения ценных компонентов из отработавшего ядерного топлива

В общем, Пурекс-процесс – весьма сложная последовательность, поэтому неудивительно, что на данный момент по всему земному шару наберется лишь… четыре страны с замкнутым циклом: Франция, Великобритания, Япония и, конечно, Россия.

В современной России отработавшим ядерным топливом занимаются на заводе РТ-1, который входит в комплекс ПО «Маяк». Завод вступил в строй еще в советские времена, в 1977 году, и работает до сих пор. На РТ-1 поступает топливо от энергоблоков с ВВЭР-440, БН-600, атомных подводных лодок и исследовательских реакторов. Установки с более крупными «вэ-вэ-эрами» (ВВЭР-1000) пока находятся в стороне: их топливо после извлечения из активной зоны по-прежнему находится в «сухих» и «мокрых» хранилищах. Ну а ОЯТ уран-графитовых РБМК-1000, как было сказано выше, не собираются перерабатывать – тут «овчинка» выделки не стоит. Во всяком случае, пока. Выходит, на сегодняшний день в России перерабатывается не все отработавшее топливо, а лишь некоторая доля (примерно одна шестая). Этот факт нередко используют для нападок на нашу атомную отрасль, говоря не без ехидства, что российский ядерный топливный цикл замкнут только на бумаге.

Надо сказать, что наши атомщики и сами понимают, что в данном вопросе давно пора заняться укреплением позиций. В перспективе (уже после 2025 года) планируется ввод в действие нового крупного завода РТ-2, который будет перерабатывать топливо ВВЭР-1000, ВВЭР-1200 и других реакторов, опираясь на более совершенные технологии. Вопрос в том, откуда они возьмутся? Об этом тоже подумали. В настоящее время в Красноярском крае, на уже упомянутом Горно-химическом комбинате создается опытно-демонстрационный центр по переработке ОЯТ. Там будут осваивать сразу несколько технологий многоуровневой переработки отработавшего топлива нового поколения, – технологий, обладающих лучшими экономическими и экологическими показателями по сравнению с теми, что используются на РТ-1, – с тем чтобы прибыль была больше, а вред для природы – меньше. Причем полный ввод в строй данного центра планируется на ближайшие годы.

Наиболее радикальные «зеленые» круги требуют, чтобы Росатом «избавил всех от иллюзий»: признал ОЯТ отходами и начал обращаться с отработавшим топливом соответствующим образом. В частности, приводится в пример США и прочие так называемые высокоразвитые страны, отказавшиеся от переработки ОЯТ. Вот и нам предлагается вслед за ними «закрыть» технологию, которой мы обладаем, и вместо нее начать создавать какую-нибудь альтернативу. Может, это и выход. Но более здравой кажется мысль о том, что от имеющихся достижений следует не отказываться, а, напротив, развивать их, поднимать на новый уровень. Тем более, что со временем ситуация может и поменяться: запасы урана-235 постепенно истощаются, и его извлечение из отработавшего топлива (вместе с плутонием-239), которое многим представляется невыгодным, в будущем может оказаться более чем привлекательным. И будет не слишком здорово, если мы «потеряем нить» сейчас: создание подобной технологии заново, «с нуля», является сложнейшей и дорогостоящей задачей.

Откуда взяться отходам на АЭС?

Образуются ли при сжигании урана еще какие-либо отходы, помимо отработавшего топлива и связанного с ним высокоактивного «хвоста»? Да, образуются. Однако не следует сильно беспокоиться по этому поводу, поскольку появление радиоактивных отходов предусмотрено проектом и происходит при обычной, безаварийной работе АЭС.

Основным источником их образования является, конечно же, реактор. Взять, к примеру, любой ядерный энергоблок с водным теплоносителем. Вода заходит в активную зону, чтобы забрать тепло у твэлов, но при этом она подвергается воздействию мощного нейтронного потока. Однако угрозу несет даже не сама вода, а содержащиеся в ней стабильные изотопы металлов – железа, хрома, никеля, кобальта, марганца. Откуда они берутся? Из труб и аппаратов, внутри которых течет вода, ведь они изготовлены из металла, главным образом, из нержавеющей стали!

Известно, что металл подвергается коррозии даже в специально подготовленной, очень чистой воде. Правда, не следует рисовать в воображении знакомую картину: сталь, покрытая толстой пленкой коричневой ржавчины, как слоем шоколада; о подобном в данном случае речи не идет. Стабильные металлы переходят в воду в очень малых количествах. Судьба растворенных металлов проста: они прокачиваются с потоком воды сквозь активную зону, где подвергаются действию мощного нейтронного потока, пронизывающего реактор. Ядра атомов металлов захватывают нейтроны, становятся радиоактивными и создают целый ряд проблем.

Во-первых, происходит радиоактивное загрязнение теплоносителя, сохраняющееся в течение длительного времени. Во-вторых, образовавшиеся радиоактивные вещества разносятся по трубам и аппаратам и откладываются на внутренних поверхностях: в результате оборудование тоже начинает серьезно «фонить». Наконец, следует помнить о ситуациях, когда приходится открывать оборудование основного контура, например, при перегрузке топлива, а также при выполнении ремонтных работ. В данных условиях радиоактивные изотопы могут загрязнить полы, стены, наружные поверхности оборудования и даже воздух рабочих помещений.

Очевидно, что нейтроны воздействуют не только на теплоноситель – нейтронный поток облучает все узлы реактора. Это приводит к возникновению так называемой «наведенной» активности: в толще конструкционных материалов стабильные ядра тоже превращаются в радиоактивные.

В реакторе типа РБМК облучению подвергаются технологические каналы, в которые вставляются кассеты с ядерным топливом, и графитовые «кирпичи» замедлителя/отражателя. В случае с ВВЭР «основной удар» принимает на себя стальной корпус реактора и устройства, находящиеся внутри него.

Впрочем, пока ядерная установка эксплуатируется, «наведенная» активность компонентов реактора не представляет опасности, поскольку реактор находится за толстыми плитами бетонной защиты. А вот радиоактивное загрязнение теплоносителя создает проблемы, ведь оно распространяется вместе с водой (а в случае с РБМК – еще и с паром) по различным узлам ядерной установки. Со стороны может показаться, что данный факт обусловливает серьезную угрозу для персонала. На деле же фактор риска учтен, и работа организуется таким образом, чтобы дозы, получаемые людьми, находились ниже допустимых уровней. В то же время удаление радиоактивных веществ из теплоносителя и с загрязненных поверхностей приводит к образованию радиоактивных отходов (РАО).

 Не стоит заниматься пространным перечислением всех источников РАО на атомных станциях – это долго и скучно. Вместо этого можно рассмотреть несколько конкретных примеров, чтобы сформировать представление о проблеме в целом.

Пример № 1. Группа любознательных школьников или студентов решила посетить АЭС. На входе в так называемую «контролируемую» зону посетителей заставят надеть на обувь бахилы, но не такие, как в поликлинике, а из более толстого и прочного полимерного материала. На выходе из зоны бахилы придется снять и выбросить в контейнер: возможно, они загрязнены радиоактивными веществами. Содержимое этого контейнера нельзя выкинуть на обычную свалку, ведь теперь это – твердые органические радиоактивные отходы.

Пример № 2. Часто приходится наблюдать, как уборщицы моют пол в школе, на вокзале, в торговом центре и т.п. Помещения АЭС также нуждаются в регулярном мытье, значит, на АЭС тоже требуются уборщики. Правда, их должность именуется более весомо: рабочие-дезактиваторы. Водный раствор, которым они моют полы и стены, в процессе использования вбирает радиоактивные вещества и превращается в жидкие радиоактивные отходы, которые собирают в специальные емкости.

Пример № 3. На одноконтурных ядерных установках с реакторами типа РБМК-1000 пар, как рассказывалось ранее, образуется непосредственно в реакторе. Этот пар радиоактивен. Он идет на турбину, и, отработав на ней, снова превращается в воду, – но не полностью. Тот газ, который не сконденсировался, направляется в специальные емкости для сбора газообразных сред (газгольдеры). Причем это не просто газ, а газообразные радиоактивные отходы.

Пример № 4. Нет такого промышленного оборудования, которое могло бы работать вечно. Рано или поздно оно изнашивается, и появляется необходимость его полной или частичной замены. АЭС в этом смысле также не является исключением. Куда деваются изношенные детали, остающиеся, например, после ремонта насоса, прокачивавшего по трубам радиоактивную воду? Они не вывозятся на обычную свалку, а отправляются на участок хранения металлических радиоактивных отходов.

Пример № 5. Узлы, которые подвергаются воздействию нейтронного потока непосредственно в реакторе, сами становятся радиоактивными за счет «наведенной» активности. Когда срок службы ядерной установки подходит к концу, эти облученные изделия автоматически попадают в категорию радиоактивных отходов.

Итак, суть проблемы ясна: в процессе работы ядерных энергоблоков образуются радиоактивные отходы, которые представляют потенциальную опасность для персонала АЭС, населения, окружающей среды. Но известно, что каждая проблема имеет решение.

О связи между отходами и кондиционерами

Вещество может находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Соответственно, радиоактивные отходы также бывают твердыми, жидкими и газообразными. Впрочем, газообразные отходы недолго остаются таковыми: они очищаются на фильтрах, заполненных твердым сорбентом. Из системы фильтрации выходит чистый воздух, а радиоактивные вещества удерживаются внутри: так отходы из газообразных превращаются в твердые. В другом варианте загрязненный воздух подвергается «мокрой» очистке, проходя через слой жидкости, аналогично тому, как это происходит в пылесосе с аквафильтром. В результате из газообразных отходов образуются жидкие. 

А что предпринять в отношении жидких и твердых радиоактивных отходов (специалисты называют их сокращенно ЖРО и ТРО), чтобы снизить их потенциальную опасность?

Проблема в том, что радиоактивность отходов нельзя уменьшить обычными способами, поскольку повлиять на скорость радиоактивных превращений с помощью привычных инструментов практически невозможно. В общем виде это означает примерно следующее: если взять один грамм радиоактивного цезия-137 с периодом полураспада тридцать лет, то в результате радиоактивного распада спустя три десятилетия на руках останется половина исходного количества, полграмма. При этом цезий можно плавить, испарять, прессовать, травить кислотами и щелочами, обрабатывать плазмой, но любые подобные манипуляции не заставят его распадаться быстрее.

Таким образом, нельзя сделать радиоактивные отходы менее радиоактивными; можно лишь терпеливо ждать, пока их опасность не снизится за счет распада. Но ждать придется долго – десятки, сотни, а для отдельных изотопов тысячи и даже миллионы лет. Поэтому отходы требуется кондиционировать.

Вообще говоря, есть способ, позволяющий реально снизить радиоактивность отходов, – так называемая трансмутация. Ее суть в том, что радиоактивные отходы помещают в реактор, где под действием нейтронного потока происходит превращение долгоживущих изотопов в короткоживущие, которые распадаются быстрее. Данный способ, хотя и считается перспективным, имеет свои ограничения, поэтому пока трансмутация нигде в мире реально не применяется.

Всем известный прибор, называемый кондиционером, «оптимизирует» такие важные параметры воздуха в помещении, как температура и влажность. В этом смысле кондиционирование радиоактивных отходов по духу не отличается от кондиционирования воздуха. Вопрос заключается в том, какие параметры считать оптимальными в отношении отходов? Чтобы это понять, следует рассмотреть ряд ситуаций, с которыми можно столкнуться на практике.

Пример № 1. Радиоактивный раствор хранится в стальном баке. Но нержавеющая сталь, несмотря на название, все же подвержена коррозии. Поэтому, если оставить отходы в таком виде на десятки и сотни лет, бак проржавеет до дыр, и раствор протечет наружу. Даже если зарыть бак в землю, это не решит проблему, – ведь в этом случае радиоактивные вещества впитаются в почву и попадут в грунтовые воды. Отсюда следует первый важный вывод: жидкие радиоактивные отходы непригодны для длительного хранения. Поэтому жидкие отходы в процессе переработки всегда переводятся в твердую форму.

Пример № 2. Жидкие отходы переработали, превратив их в сухие соли, которые поместили в бочки. Но если бочка разгерметизируется при контакте с теми же грунтовыми водами, соль начнет растворяться. Получается, что такой вариант тоже не лишен изъянов. Значит, желательно получить на выходе цикла переработки нерастворимый материал.

Твердые радиоактивные отходы с небольшим уровнем активности допускается помещать в стальные бочки

Пример № 3. В атомной отрасли широко используется способ цементирования отходов, суть которого состоит во включении радиоактивных веществ в цементные блоки. А если из-за неосторожных действий погрузчика блок треснет и раскрошится? Результат очевиден: куски радиоактивного цемента на полу, радиоактивная пыль в воздухе. Следовательно, надо стремиться к тому, чтобы конечные материалы, которые получаются в процессе переработки, были механически прочными.

И вот теперь можно объяснить, что имеется в виду под кондиционированием радиоактивных отходов: кондиционирование – это перевод отходов в химически стойкое, экологически безопасное состояние. Иными словами, в результате переработки и кондиционирования РАО должны быть получены твердые прочные блоки из химически инертного материала.

Что перерабатывать, как перерабатывать

Очевидно, что переработка радиоактивных отходов – не бесплатный процесс. Приходится тратиться на оборудование,  на реагенты, на зарплату рабочим, на защиту от радиации, на электроэнергию, – но и это еще не все. Кондиционированные отходы с серьезным уровнем радиоактивности нельзя сваливать под открытым небом, как пустую породу; для них нужны хранилища. А к хранилищам для радиоактивных отходов предъявляют многочисленные требования, из-за чего их строительство обходится намного дороже по сравнению с обычными промышленными зданиями. В связи с этим, важной задачей становится сокращение объема отходов: чем меньше будет объем, тем меньше придется потратить на сооружение хранилищ и могильников.

Например, на крупном ядерном энергоблоке за год образуется порядка десяти тысяч кубометров радиоактивной воды. Если все это количество зацементировать, затраты будут непомерно велики. Но есть выход из положения. Большинство радиоактивных изотопов в водных растворах находятся в форме нелетучих соединений: они не «улетают» с паром при кипячении. Этим свойством успешно пользуются, направляя жидкие отходы в выпарной аппарат.

В нем радиоактивный раствор кипятят, совсем как в чайнике. Но если в последнем пар вылетает из носика наружу, то в выпарном аппарате он отводится из верхней части, охлаждается, конденсируется и собирается в емкости в виде практически чистой воды. Почти все радиоактивные вещества – из-за своей нелетучести – остаются в нижней части аппарата, в упаренном растворе, называемом кубовым остатком. Кубовый остаток сливается из пресловутого «чайника» в бак-сборник, где ожидает дальнейшей переработки. При этом объем кубового остатка оказывается в пятьдесят-семьдесят раз меньше, чем было жидких отходов в самом начале кипячения. Значительная экономия!

Выпаривание в несколько десятков раз сокращает объемы жидких радиоактивных отходов

Что же делать с полученным кубовым остатком, в котором сконцентрировались не только радиоактивные вещества, но и соли, также присутствовавшие в выпариваемых отходах? Между прочим, их концентрация может достигать трехсот-четырехсот граммов в литре – это очень соленая вода. Конечно, ее можно окончательно упарить и получить сухую радиоактивную соль. Но последняя растворима в воде, то есть требует особой изоляции от окружающей среды. В принципе, соль можно засыпать в специально разработанные прочные железобетонные контейнеры, закрыть крышкой, загерметизировать стык – такой вариант подойдет для длительного хранения. Но что, если по тем или иным причинам необходимо повысить уровень безопасности кондиционированных РАО? В этом случае соль желательно перевести в нерастворимое состояние. И здесь на помощь атомщикам приходит технология из общей промышленности: цементирование.

Цементирование в принципе является универсальным приемом кондиционирования отходов с низким и средним содержанием радиоактивных веществ, то есть низко- и среднеактивных отходов. Действительно, чего уж проще: использовать цемент, затворив его не водой, а радиоактивным раствором. При этом не требуется применять особо сложное оборудование: аппараты для перемешивания цемента с отходами принципиально не отличаются от обычных бетоносмесителей, используемых на стройке. Однородная смесь («цементное тесто») выгружается из нижней части смесителя в специальную форму, в которой затвердевает.

Цементирование предназначено для перевода радиоактивных отходов в твердую нерастворимую форму

Полученный цементный блок устойчив к действию воды, перепадам температур и достаточно прочен, поскольку для радиоактивных отходов используют наиболее прочные марки портландцемента, а также специально разработанные цементоподобные композиции. В таком виде радиоактивные отходы уже можно отправлять в хранилище: при соблюдении ряда условий цементные блоки сохранят свои свойства на протяжении сотен лет.

Если взять и зацементировать все кубовые остатки, накопленные на атомных станциях, то суммарный объем РАО в форме цементных блоков окажется весьма и весьма велик. Поэтому наши инженеры разработали способ, позволяющий в еще большей степени снизить количество отходов. Основу способа составляет технология так называемой селективной очистки: концентрированные растворы кубовых остатков прогоняют через фильтры, которые избирательно «вытаскивают» из водной среды радионуклиды. Таким образом, на выходе образуется чистый солевой раствор. Его затем выпаривают до сухих солей, которые засыпают в бочки. Сказать, что эти соли совсем уж безопасны, нельзя: в них содержатся соединения, способные нанести вред природе. Но речь здесь идет уже о чисто химической опасности, к тому же сравнительно небольшой. А главное в том, что пугающее всех прилагательное «радиоактивные» к данным отходам уже не применимо. Все радиоактивные вещества улавливаются на фильтрах, объем которых гораздо меньше по сравнению с исходными кубовыми остатками.

Селективная очистка позволяет извлечь радиоактивные изотопы из растворов с высоким содержанием солей (кубовых остатков)

Давим, жжём, плавим…

Для снижения объема твердых радиоактивных отходов существуют свои подходы. Один из них – прессование. Ведь если исходная активность отходов низка, то нет необходимости заключать их в прочный, химически стойкий монолитный блок. Достаточно спрессовать материал и поместить его в металлическую бочку. Современная промышленность предлагает очень мощные прессы, и сейчас на отечественных предприятиях внедряются суперкомпакторы – аппараты, действующие с усилием до двух тысяч тонн. Это число сопоставимо с давлением, которое оказывали бы на прессуемый объект полсотни тяжелых танков!

В частности, суперкомпакторы используются для дополнительного сокращения объема уже утрамбованных и загруженных в бочки отходов. Модуль прессования устроен таким образом, что диаметр «расплющенной» бочки немного меньше по сравнению с исходным, поэтому образовавшиеся «блины» легко помещаются в точно такие же стандартные бочки – по пять штук в одну. Соответственно, и объем отходов уменьшается в пять раз.  

Прессование – способ снижения объема твердых радиоактивных отходов

Однако, если исходная активность отходов значительна, то стенка бочки уже не является достаточным барьером. Для более опасных радиоактивных материалов требуется использовать более надежные способы кондиционирования.

Одним из них является уже упомянутое цементирование. В частности, твердые РАО можно заливать цементом прямо в бочках. Есть и другой вариант: заполненные бочки устанавливают в бетонный контейнер, в промежутки между бочками засыпают мелкий радиоактивный мусор, и все содержимое заливают цементным раствором. Соответственно, в хранилище поступают уже не бочки, а что-то наподобие цементных «пирожков с начинкой».

Железобетонные контейнеры НЗК для хранения и захоронения РАО с низким и средним уровнем активности (НЗК означает «невозвратные защитные контейнеры»)

Другой широко известный способ переработки – сжигание. Эта технология применяется, прежде всего, для горючих твердых отходов, хотя «палить» можно и органические жидкости. Следует отметить, что при горении количество радиоактивных атомов не уменьшается, а лишь разрушается содержащий их материал. В результате от отходов остается небольшое количество радиоактивной золы, вдобавок некоторая часть радиоактивных веществ уходит вместе с горячими дымовыми газами. Эти газы требуют особого обращения: их нельзя просто выбросить в воздух через трубу, а нужно охладить и очистить на фильтрах. Ясно, что в результате фильтры становятся радиоактивными, то есть постепенно превращаются в твердые отходы.

Что касается золы, то она является лишь полупродуктом, который еще предстоит перевести в экологически безопасное состояние. Для этого ее можно зацементировать, как описано выше. Другим вариантом является остекловывание.

Как следует из названия, в данном случае золу включают в матрицу из стекла. Но почему именно стекло? Казалось бы, это далеко не самый прочный материал. Но его выбор обусловлен, в первую очередь, превосходными химическими показателями: матрицы из стекла более надежно удерживают радионуклиды внутри по сравнению с цементными блоками. Кроме того, остеклованные отходы могут храниться многие сотни и даже тысячи лет, что подтверждается находками археологов, а именно древними изделиями из стекла, демонстрирующими, несмотря на возраст, прекрасное состояние.

На практике остекловывание может быть реализовано следующим образом: горючие отходы сжигают в камере, золу выгружают из ее нижней части и смешивают со стеклообразующими добавками. Полученную смесь (шихту) загружают в тигель – специальную емкость, способную выдержать высокие температуры. Тигель помещают в печь и нагревают. К слову, для остекловывания радиоактивных отходов применяют индукционные печи: источником тепла в них служат электрические токи, возникающие под действием переменного электромагнитного поля. (Аналогичный принцип используется в индукционных кухонных плитах). Шихта плавится, и радиоактивный расплав сливают в заранее подготовленную форму. Остывая, расплав превращается в цельный стеклоблок, который можно отправлять в хранилище.

Если же речь идет о кондиционировании отходов с высоким уровнем активности, то остекловывание является единственным приемлемым вариантом из тех, что используются в наши дни, поскольку цементные матрицы разрушаются под действием слишком сильной радиации; стекло же ее выдерживает.

Транспортные контейнеры с остеклованными высокоактивными отходами (Германия)

Следует напомнить, что жидкие высокоактивные отходы образуются в ядерном топливном цикле при переработке отработавшего топлива. Однако их не включают в стекло непосредственно в жидком виде: вначале воду практически полностью выпаривают, а оставшиеся соли дополнительно сушат. Дальнейшая же схема аналогична уже описанной: радиоактивную соль смешивают со стеклообразующими добавками и загружают в тигель, тигель устанавливают в печь и нагревают, получают жидкий расплав, который остывает и превращается в стекло.

Немного в стороне стоит такой метод переработки отходов, как переплав. Данная технология используется только для металлических отходов, что лишний раз свидетельствует об условности такого понятия, как «отходы». Дело в том, что радиоактивное загрязнение обычно не проникает вглубь металлических изделий, а держится на поверхности. Причем это загрязнение можно удалить множеством способов. Например, дробеструйной обработкой – аналогичный подход широко применяется для очистки поверхности бронзовых памятников или гранита, хотя в подобных работах вместо дроби используют песок.

Но изделия из металла, обработанные дробью, еще недостаточно чисты, поэтому их режут на куски и отправляют в печь переплава. Радиоактивные вещества при этом частично переходят в шлак, образующийся на поверхности расплава; а их небольшой остаток равномерно распределяется по всему объему горячего жидкого металла, который разливают по формам. Образующиеся после застывания металлические слитки уже не относятся к радиоактивным материалам: содержание радиоактивных веществ в этих «чушках» ниже допустимых уровней, поэтому их можно использовать в промышленности. Таким образом, загрязненный металл возвращается в производство вместо того, чтобы разделить судьбу прочих радиоактивных отходов.

После остывания расплав превратится в слитки очищенного металла, пригодного для использования в промышленности

В землю закопать и надпись написать…

Кондиционированные радиоактивные отходы помещают в хранилища. Это очень ответственные сооружения, к которым предъявляются жесткие требования. Наиболее строги условия для хранения высокоактивных отходов, в то время как для материалов с низкой активностью допустимы значительные послабления. К примеру, контейнеры и бочки с отходами, не представляющими серьезной радиационной угрозы, можно хранить в легких ангарах – это вполне безопасный вариант. Но зачастую обстоятельства требуют повышения уровня безопасности, – и тогда приходится создавать более дорогостоящие конструкции.  

Наземное хранилище РАО на Калининской АЭС – зал для временного хранения капсул с отходами

Несмотря на определенные удобства временного хранения, конечной стадией обращения с отходами является все же их окончательная изоляция от окружающей среды и людей, то есть захоронение. Чем отличается одно от другого? Из хранилищ отходы можно без труда извлечь, однако там их приходится держать под постоянным наблюдением на охраняемой территории. К тому же срок службы хранилища ограничен, и, когда он закончится, отходы придется перевозить в другое место, а может, и перекладывать  в новые контейнеры. Поэтому, с точки зрения снижения радиационных рисков, отходы целесообразнее захоронить: «в землю закопать и надпись написать», в полном соответствии с цитатой из известного фильма. Иными словами, загрузить отходы в специальное сооружение, тщательно запечатать и забыть о них.

 На международном уровне уже давно сформировалось концепция захоронения радиоактивных отходов в так называемых пунктах окончательной изоляции – выражаясь более простым языком, могильниках. Но захоронить отходы не так-то просто, ведь определение «окончательная изоляция» ко многому обязывает. Действительно, «хоронить» можно тогда и только тогда, когда есть гарантия, что материалы, испускающие радиацию, будут оставаться там, куда их поместили, и до тех пор, пока не станут практически безопасными – с радиационной точки зрения. Причем в ряде случаев речь идет об огромных периодах времени вплоть до сотен тысяч и даже миллионов лет.

Содержание радиоактивных веществ в отходах со временем неизбежно уменьшается благодаря радиоактивному распаду. Таким образом, опасность захороненных РАО в перспективе будет снижаться, и однажды достигнет уровня, при котором отходы могут быть сняты с радиационного контроля. Вплоть до этого момента барьеры безопасности могильника должны обеспечивать надежную изоляцию РАО от окружающей среды и злонамеренных действий.

Сложность конструкции могильника зависит от того, с какой категорией радиоактивных отходов имеют дело. Есть два главных параметра РАО, определяющих способ их захоронения: первый – это удельная активность, то есть количество радиоактивных веществ, содержащихся в одном килограмме отходов, а второй – период полураспада, иными словами, время жизни радиоактивных веществ в них. Понятно, что самой надежной изоляции требуют высокоактивные отходы (ВАО), содержащие долгоживущие изотопы.

Чтобы могильник выполнял свои функции, в нем должно быть создано несколько барьеров безопасности, чья задача – не допустить выхода радиоактивных веществ в биосферу. Поэтому в могильнике укладывают толстые слои (стены) из материалов, которые, во-первых, эффективно задерживают радиоактивные вещества, если те «пытаются пробраться» наружу, и, во-вторых, не дают грунтовым водам просочиться к контейнерам с отходами. Даже место размещения могильника выбирают так, чтобы горные породы служили дополнительным барьером. А если речь идет о высокоактивных отходах, то требуется еще и система отвода тепла, выделяющегося при радиоактивных превращениях.

Надежной породой для удержания радиоактивных веществ является всем известная глина. Например, затонувшие корабли хорошо сохраняются под слоем глины, поэтому глинистые материалы применяют для защиты контейнеров с радиоактивными отходами от воды. Согласно исследованиям, даже если все рукотворные барьеры в могильнике будут разрушены и радиоактивные вещества попадут в глину, то за десять тысяч лет они сумеют «проползти» всего лишь… один метр.

Как обустроить «кладбище» для отходов?

Чем руководствуются при выборе места для размещения объекта окончательной изоляции радиоактивных отходов? Важнейшим критерием является тектоническая, вулканическая и сейсмическая стабильность территории: защитные барьеры могильника не должны быть разрушены при землетрясении или смещении горных пород. Кроме того, в сооружение не должны проникать подземные воды.

Мировой опыт показал, что подходящими свойствами для размещения объектов окончательной изоляции, помимо глины, обладают солевые формации и магматические горные породы (граниты, базальты).

Наконец, могильники должны находиться на достаточно большом удалении от крупных городов, ценных природных объектов, месторождений полезных ископаемых. В противном случае, нет гарантии, что спустя много лет какой-нибудь водоискатель или геологоразведчик не пробурит туда скважину.

Если отходы характеризуются низким и средним уровнем активности – это, например, отходы АЭС, – их можно захоранивать вблизи земной поверхности.

Хорошим примером приповерхностного объекта является Эль Кабриль в Испании, где создан единый центр по обращению с РАО и их окончательной изоляции. Могильник рассчитан на объем, превышающий пятьдесят тысяч кубометров. В нем есть несколько барьеров безопасности: выходу радиоактивных веществ препятствуют твердая матрица, в которую включены отходы, стенки контейнера, инженерные сооружения и геологические условия природной террасы, на которой размещен объект.

Захоронение низко- и среднеактивных отходов производится так: отвержденные или спрессованные отходы в бочках помещают в специальные бетонные контейнеры; полости между бочками заполняют цементным раствором, а контейнеры укладывают в железобетонные каньоны  для захоронения. Когда каньон заполняется, его закрывают железобетонной плитой, которую дополнительно изолируют и защищают от осадков с помощью крыши. Под каньонами находится инспекционная галерея, содержащая дренажную систему для отвода воды.

Загрузка РАО в отсек могильника Эль Кабриль (Испания)

Могильники подобного типа существуют и во Франции. Один из них расположен в департаменте Манш, рядом с заводом по переработке отработавшего ядерного топлива Ла Аг. Его эксплуатация продолжалась с 1969 по 1994 год, всего было захоронено более полумиллиона кубометров. Сейчас этот объект находится на стадии наблюдения (мониторинга), которая продлится несколько сотен лет.

Устройство могильника траншейного типа, предназначенного для захоронения радиоактивных отходов в России

В мире можно найти и примеры могильников, предназначенных для глубинного захоронения РАО. В частности, в Германии в свое время активно изучались соляные формации, в результате чего в одной из соляных шахт появилось ныне законсервированное хранилище низко- и среднеактивных отходов Морслебен. А в США хранилище WIPP размещено в соляных породах на глубине примерно семьсот метров, – оно предназначено для захоронения радиоактивных отходов от американской военной программы, в том числе содержащих долгоживущие радиоактивные вещества.

Глубинное захоронение РАО в соляной шахте (Морслебен, Германия)

В Швеции для захоронения отходов среднего и низкого уровня активности вблизи АЭС Форсмарк построено и эксплуатируется централизованное подземное хранилище SFR, которое впоследствии предполагается превратить в могильник. Данный объект размещен под дном моря, в скале на глубине пятидесяти метров. Его проектная  емкость составляет  девяносто тысяч кубометров, но планируется расширение хранилища для размещения РАО, образующихся при выводе из эксплуатации атомных станций. Причем проектом предусмотрено, что РАО с разной удельной активностью будут размещаться в разных туннелях. Хранилище спроектировано так, что во время заполнения и после «закрытия» любая утечка радиоактивных веществ в окружающую среду в опасных количествах исключена.

Туннели подземного хранилища SFR (Швеция)

Что касается высокоактивных отходов от переработки отработавшего ядерного топлива, то для них приповерхностные могильники признаны слишком ненадежными: только захоронение на глубине в несколько сотен метров позволяет обеспечить долговременную безопасность окружающей среды и населения. В России одним из наиболее подходящих мест для окончательной изоляции высокоактивных отходов считается гранитный массив в Красноярском крае:  остеклованные отходы в специальных контейнерах предполагается опускать в горные выработки на глубину несколько сотен метров, и размещать в скважинах. Имеющиеся пустоты будут заполнять смесью песка и бентонита, а камеры после заполнения скважин запечатывать специальной твердеющей смесью. Такой подход позволит обеспечить безопасность на много тысячелетий вперед.

Радиационный контроль вентиляционной шахты хранилища РАО (Россия)

Если разделить количество радиоактивных отходов, накопленных за всю историю мировой атомной энергетики, на число людей на Земле, то получится всего несколько литров на человека. Не так много, как казалось. Причем большая часть этих отходов характеризуется малой активностью и, следовательно, обладает низкой потенциальной опасностью. Так что, игра стоит свеч.

Когда реактор уходит на покой

Отдельно следует сказать о такой проблеме, как вывод из эксплуатации ядерных энергоблоков, да и других предприятий атомной отрасли, где имеют дело с радиоактивными веществами. Суть проблемы как раз в том, что при очистке оборудования и помещений, при демонтаже аппаратов, конструкций и зданий образуется большое количество радиоактивных отходов. Подсчеты показывают, что их львиная доля, как правило, приходится на загрязненный бетон, являющийся основой зданий; объемы металлических и других материалов будут на порядок ниже. 

Однако загрязнение бетона в большинстве случаев довольно незначительное. Как правило, бетон относится к категории отходов с очень низким уровнем активности. В связи с этим, правила обращения с ним весьма мягкие, ведь отходы данного класса можно захоранивать прямо на территории предприятия приповрхностным способом, в специально оборудованных емкостях или траншеях, с минимальным набором защитных барьеров. К тому же значительную часть бетона можно очистить: снять верхний загрязненный слой каким-нибудь подходящим механическим способом. В этом случае с оставшейся массой материала можно будет обойтись как с промышленными отходами, то есть отправить на обычную свалку.

Содержание радиоактивных веществ в других типах отходов может быть значительно выше по сравнению с бетоном. Что касается атомных электростанций, то при их выводе из эксплуатации отдельную проблему представляют материалы с уже упомянутой «наведенной» активностью, а именно – реакторные конструкции. Ведь здесь речь идет о радиоактивных веществах, «сидящих» внутри материала – их оттуда никак не «выковырять». Что делать с реактором при выводе ядерного энергоблока из эксплуатации? Демонтировать его вручную нельзя: рабочий не сможет забраться в шахту реактора без риска получить внушительную дозу от сильно «фонящего» оборудования. А технические средства для дистанционной разборки пока еще, к сожалению, не так продвинулись, чтобы позволить выполнить эту сложную процедуру без участия человека.

В связи с этим, инженеры склоняются к такому варианту, как отложенный демонтаж: предлагается снять все, что снимается без угрозы недопустимого облучения рабочих, плотно «законопатить» все коммуникации, через которые может просочиться радиоактивность, и оставить реактор на своем месте на длительный период – от полувека до ста лет. С одной стороны, это не очень хорошо, поскольку получается, что мы перекладываем проблему на плечи потомков. С другой же стороны, подобное решение кажется оправданным: ведь за долгие годы «наведенная» активность снизится в сотни, а то и в тысячи раз, и демонтаж реактора уже не будет такой опасной процедурой. Вдобавок техника не стоит на месте: можно надеяться на появление в будущем нового поколения роботизированного оборудования, которое позволит обойтись в этом деле вообще без человеческих рук.

Можно подвести предварительный итог: при производстве ядерного топлива, в процессе выработки энергии на АЭС, при обращении с отработавшим топливом образуются газообразные, жидкие и твердые радиоактивные отходы. Однако атомщики умеют с ними обращаться, в их руках есть обширный арсенал методов перевода отходов в безопасную форму. А размещение РАО в специализированных хранилищах или объектах окончательной изоляции (могильниках) позволяет полностью устранить исходящую от них опасность.

А что там у соседей?

Логично попытаться сравнить атомную энергетику и прочие энергетические сферы именно по «отходному» показателю. В этом отношении самыми безотходными можно считать гидроэлектростанции: вода, отрабатывая на турбине, ничем не загрязняется и течет себе дальше. Однако следует напомнить, что строительство плотины и обустройство водохранилища само по себе весьма негативно влияет на окружающую среду, – прежде всего, на реку и приречные экосистемы.

Тепловые станции на природном газе тоже, с одной стороны, не образуют отходов: метан сгорает и уходит в атмосферу в виде углекислого газа. Получается, других отходов нет? Ну, не совсем. Газ в природе зачастую сопутствует нефти, поэтому метан и нефть могут добывать совместно. Нефтегазодобыча приводит к образованию нефтешламов – довольно неприятных отходов, состоящих из органических веществ, воды и грунта. Нефтешламы весьма опасны для окружающей среды, кроме того, следует учесть, что они часто «фонят» за счет присутствия в них природных радиоактивных изотопов, и в ряде случаев – содержат тяжелые металлы. Да, действительно, газовые станции сами по себе почти безотходные, но если обратить внимание на «голову» процесса, позитивная картинка несколько портится.

Угольная энергетика в этом смысле намного хуже газовой. Во-первых, большое количество отходов образуется на стадии добычи угля – это настоящие рукотворные горы (терриконы), состоящие из отвалов пустой породы, складываемой в районах расположения угольных шахт. Во-вторых, уголь, в отличие от метана, не сгорает полностью – остается примерно десять процентов золы, которая в виде жиденькой кашицы (пульпы) выгружается на специальные открытые площадки – золоотвалы. Золоотвалы содержат тяжелые металлы, а иногда еще и «фонят» за счет концентрирования в золе природных радиоактивных веществ, входящих в состав сжигаемого угля. Подобный объект представляет опасность для человеческого организма и окружающей среды и при пылении, и при проникновении влаги из них в грунтовые воды: в обоих случаях происходит распространение токсичных веществ. В общем, соседство с такой площадкой – малоприятно.

А как обстоят дела с «чистой» альтернативной энергетикой? Если говорить об отходах, то довольно двусмысленно. Для начала, производство огромного количества ветрогенераторов, солнечных батарей и зеркал подразумевает использование промышленных технологий, которые, разумеется, не обходятся без отходов. Использование энергии ветра и солнца само по себе отходов не дает. Но вот, к примеру, панели, которые используются на солнечных электростанциях, отнюдь не вечные – их требуется довольно часто менять. А на вышедшие из строя модули, содержащие канцерогенный мышьяк или кадмий, при всем желании нельзя прилепить популярный ярлык «экологически безопасно»; да и на обычную промышленную свалку их не отвезешь.

Примерно то же можно сказать и о ветрогенераторах. Отдельную проблему представляют лопасти «ветряков», изготовленные из композитных материалов. Их срок службы не так велик – двадцать-двадцать пять лет. При этом число ветряных электростанций, построенных по всему миру, таково, что в ближайшем будущем придется вплотную взяться за утилизацию большого количества отработавших лопастей: по оценкам, к 2035 году их суммарная масса вырастет до впечатляющих двухсот тысяч тонн. Популярным способом переработки композитных лопастей является сжигание, которое тоже не относится к «экологически безопасным» процессам, – особенно если учесть, что при сгорании стеклопластика в воздух летит еще больше вредных веществ, чем при сжигании угля.

Так ли страшен черт…

А чем могут похвастаться в отношении отходов другие отрасли промышленности? Какова судьба опасных материалов, образующихся на целлюлозно-бумажных, нефтеперерабатывающих, металлургических, пищевых производствах? Чтобы ответить, достаточно регулярно смотреть новости. Конечно, следует критически относиться к совсем уж радикальным сведениям вроде сообщения о том, что дожди, идущие в поселке, расположенном неподалеку от крупного предприятия, прожигают зонты. Однако и без таких информационных «вбросов» причин для беспокойства хватает. Реки разных регионов нашей страны то и дело окрашиваются в приятные «морские» тона (бирюзовый, зеленый, аквамариновый), а иногда еще и светятся в темноте. Зимой выпадают снега почти всех цветов радуги. Сопки в окрестностях металлургических заводов чудесным образом «лысеют». В одной области с завидной регулярностью горят токсичные отходы на крупном полигоне, в другой – «побочные продукты» птицефермы распространяют такой аромат, что местные жители задыхаются; в третьей – специалисты ломают головы над тем, что делать с залитой нефтью почвой.

То здесь, то там обнаруживаются несанкционированные свалки опасных отходов: многие производители предпочитают свозить их туда, чтобы не платить деньги специализированным организациям за хранение и переработку. На одной из таких свалок было найдено несколько килограммов опаснейшего продукта – жидкой ртути, разлитой в бутылки. Но это лишь капля в море, один случай из множества. Впрочем, и население часто, не задумываясь, сливает в раковину и отправляет в мусорное ведро все, что попало.

На фоне прочих отраслей промышленности ядерная энергетика выглядит весьма достойно. Действительно, на деле выходит так, что атомная отрасль является чуть ли не единственным сектором российской экономики, который несет полную ответственность за свои отходы и оплачивает все расходы по их сбору, переработке и хранению. А ведь главное, что должно волновать, – это не то, насколько опасны отходы ВООБЩЕ, а то, насколько они опасны ДЛЯ НАС. А для человека опасность представляют оксиды серы и азота, бензпирены и диоксины в воздухе, соединения хрома, марганца, мышьяка и кадмия в воде, нефтепродукты в почве. К сожалению, фактор риска повышается и за счет того, что система учета, сбора и переработки этих веществ в нашей стране несовершенна и требует серьезных улучшений.

В то же время «опасные» радиоактивные отходы постепенно приводятся в соответствие с самыми жесткими требованиями российских и мировых стандартов и хранятся в специальных сооружениях на охраняемых площадках. Их безопасность обеспечивается целым рядом мер, – начиная с организации сбора жидких и твердых отходов и заканчивая размещением в хранилищах продуманной конструкции. В итоге, сложно привести пример еще хотя бы одной крупной отрасли, помимо атомной, которая относилась бы к своему «мусору» с таким вниманием.

---

Заготовки из опят на зиму

Соленые опята холодным способом 3.9

Вот достанешь зимой баночку соленых опят, кушаешь их и вспоминаешь о прошедшем лете. Ну а чтобы воспоминания были еще ярче и приятней, предлагаю вам очень интересный способ заготовки опят — холодный. …далее

Добавил: Dashuta 06.08.2014

Маринованные опята 3.9

Опята – одни из самых вкусных грибов, а поскольку грибной сезон уже начался, то вам, несомненно, надо запастись отличным рецептом маринованных опят. Мариновать опята очень просто — рассказываю, как! …далее

Добавил: Dashuta 22.08.2013

Маринованные опята без уксуса 2.7

Этот рецепт не требует от вас особых усилий, на все про все у вас уйдет один час времени. Маринованные опята — являются очень хорошей закуской на каждый день или даже на праздничный стол. …далее

Добавил: Алексей Марчук 01.08.2014

Маринованные опята в масле 4.1

На день рождения, юбилей или любой другой праздник самая лучшая закуска на все времени — это маринованные опята. Вариантов их приготовления так много, что трудно выбрать, поэтому я предлагаю вам свой. …далее

Добавил: Dashuta 11.08.2014

Маринованные опята с горчицей

Эти ароматные грибочки станут отличной закуской или вкуснейшим дополнением к любому гарниру. Приготовьте их по этому простому рецепту и всю зиму радуйте себя, родных и близких потрясающими опятами. …далее

Добавил: Dashuta 28.07.2014

Маринованные опята с гвоздикой 3.8

Мариновать грибы на самом деле совсем несложно, особенно если это опята, вам нужно только подобрать специи по вкусу, тогда грибочки получатся не только очень вкусными, но и невероятно ароматными. …далее

Добавил: Dashuta 05.08.2014

Грибная икра из опят на зиму 3.7

Рецепт приготовления грибной икры из опят на зиму довольно простой. Я люблю, чтобы в готовом продукте чувствовался вкус лесных грибов, поэтому не добавляю почти никаких приправ. Вкусно и натурально! …далее

Добавил: Даша Петрова 08.10.2015

Маринованные опята с чесноком 4.2

Как приятно зимой открыть баночку маринованных опят и порадовать себя, родных и гостей отличным угощением. Но для того, чтобы зимой было что открыть, осенью грибочку нужно заготовить, итак, приступим. …далее

Добавил: Dashuta 14.08.2014

Маринованные опята с уксусом 3.9

Из всех возможных лесных грибочков опята готовятся проще всего, и, конечно же, они — очень вкусные. И если вы еще никогда не заготавливали их на зиму, я расскажу вам, как это сделать просто и быстро. …далее

Добавил: Dashuta 23.07.2014

Маринованные опята с корицей 4.0

Для маринования опят обычно используют стандартный набор специй: лавровый лист, перец черный и душистый горошком, гвоздику. Но если добавить к этому списку немного корицы, то вкус выйдет потрясающий. …далее

Добавил: Dashuta 13.08.2014

Маринованные опята в аэрогриле 5.0

Легко, просто и вкусно! Именно этими словами можно описать данный рецепт. Опята маринуются в приготовленном маринаде, а затем поджариваются в аэрогриле, получается очень хорошо! …далее

Добавил: Алексей Марчук 06.09.2014

Соленые опята в бочке 4.1

Соление грибов в бочке — это очень старинный способ, но довольно эффективный и интересный. Грибочки получаются хрустящими, красивыми и вкусными. Такие не затеряются на любом столе! …далее

Добавил: Алексей Марчук 05.09.2014

Соленые опята в банках 3.5

Только представьте, как аппетитно выглядит отварная кортошечка с солеными опятами, а про вкус и аромат даже говорить нечего — просто объедение, этим отличным блюдом мы сможем лакомиться всю зиму. …далее

Добавил: Dashuta 04.08.2014

Соленые опята на зиму 3.3

Есть два самых популярных способа заготовки опят на зиму: маринование и соление. Каждый выбирает вариант на свой вкус, а я хочу рассказать вам в этом рецепте, как приготовить соленые опята на зиму. …далее

Добавил: Dashuta 28.07.2014

Опята осенние соленые 3.9

Опята радуют нас не только своим отличным вкусом, но также и тем, что растут как летом, так и осенью. А поскольку сезон созревания осенних опят уже близко, я предлагаю вам всей способ их заготовки. …далее

Добавил: Dashuta 06.08.2014

Икра грибная из опят 3.3

Потрясающе аппетитная, ароматная и действительно очень вкусная икра грибная из опят в домашних условиях — отличная идея для заготовки на зиму. Такая закуска точно не оставит вас равнодушными. …далее

Добавил: Марина Золотцева 13.09.2016

Опята маринованные 4.5

Маринованные грибочки – излюбленное лакомство многих. Они вкусны и летом, и зимой, поэтому рекомендуем запасаться этим лакомством. Предлагаем узнать, как приготовить опята маринованные. …далее

Добавил: Антон Сорока 19.09.2016

Замороженные жареные грибы 4.3

Многие любят только пожаренные ароматные опята. Лично для меня этот чудный аромат — один из самых любимых! Поэтому и расскажу, как сделать замороженные жареные грибы, чтобы и зимой они вас радовали! …далее

Добавил: Даша Петрова 31.05.2015

Опята маринованные вкусные

Опята хороши и как гарнир, и в качестве ингредиента для салатов. Сегодня я расскажу вам, как приготовить вкусные маринованные опята. Внимательно читайте, пригодится. …далее

Добавил: Alesia Haurylovich 18.11.2017

Маринованные опята в собственном соку 3.7

Маринование грибов — процесс абсолютно несложный. Предлагаю попробовать замариновать опята в собственном соку. С опятами проблем не возникнет, ведь это аккуратные и чистые грибы! …далее

Добавил: Алексей Марчук 07.08.2014

Маринованные опята без закатки 4.1

Каждая хозяйка заготавливает грибы по своим особым рецептам, ну а для тех, кто еще не нашел подходящий способ, предлагаю попробовать сделать вот такие замечательные маринованные опята без закатки. …далее

Добавил: Dashuta 02.09.2014

Маринованные опята без стерилизации 2.3

В самом разгаре грибной сезон, поэтому самое время задуматься о заготовках. И даже если у вас нет возможности поехать в лес, купите пару кило опят на рынке, зимой нет ничего вкуснее заготовок из них. …далее

Добавил: Dashuta 30.07.2014

Маринованные опята без сахара 4.2

Поскольку уже как раз появились первые опята, нужно поспешить заготовить их на зиму, я могу предложить вам для этого свой простой рецепт маринованных опят без сахара, поверьте, это отличная закуска. …далее

Добавил: Dashuta 02.09.2014

Опята, маринованные в банках 3.7

Если урожай опят в этом году удался и вы уже нажарили и наморозили их вдоволь, а они все не заканчиваются, тогда их остается только мариновать. У меня есть для вас отличный рецепт по этому случаю. …далее

Добавил: Dashuta 28.07.2014

Маринованные опята в томатном соусе 3.6

Недавно узнал про этот рецепт и теперь он стал одним из моих любимым. Делюсь с вами рецептом приготовления маринованных опят в томатном соусе. Получается просто великолепно! …далее

Добавил: Алексей Марчук 08.09.2014

Опята, соленые с капустой 3.7

Из опят и капусты получается обалденный салат-заготовка на зиму. Конечно же, можно использовать и другие грибы, но, по-моему, именно сочетание овощей с грибами опятами — просто идеальное! …далее

Добавил: Алексей Марчук 31.07.2014

Опята соленые 3.0

Что может быть вкуснее соленых грибочков в виде закуски? Они хороши с жареной или отварной картошечкой, мясом и в салатах. Обязательно заготовьте пару баночек таких грибочков! …далее

Добавил: Яна Горностаева 23.08.2018

Маринованные опята в мультиварке 4.0

К счастью, в наше время необязательно ждать грибного сезона, чтобы замариновать грибы, ведь мы просто можем купить замороженные опята и приготовить их в мультиварке — быстро и невероятно вкусно. …далее

Добавил: Dashuta 28.07.2014

Засолка опят горячим способом 5.0

В грибной сезон хочется сделать много вкусных и разнообразных заготовок. Иногда маринованных грибов сделано много, вот тогда и можно воспользоваться засолкой. Я отдаю предпочтение горячему способу. …далее

Добавил: Кристина 07.09.2019

Рассол для опят 5.0

Опята — одни из самых ароматных и плотных грибочков, которые нужно запасти на зиму. Предлагаю мой любимый рассол для заготовки опят. …далее

Добавил: Лариса Трямкина 16.09.2020

Маринованные опята на зиму 5.0

Маринованные опята — одни из моих любимых грибов. Да и как не любить эти плотненькие, ароматные грибочки, которые могут быть закуской, начинкой для пирожков или дополнением в салаты. …далее

Добавил: Лариса Трямкина 12.09.2020

описание и виды, утилизация и переработка ядерного мусора, могильники РАО в России

Радиационное загрязнение приносит смертельную опасность. Больше 20 стран используют радиоактивные материалы в промышленности, энергетике и научных исследованиях. Ни одна страна не нашла безопасного и долговечного места для содержания ядерных отходов. С каждым годом эта проблема становится острее, поскольку старые сооружения не в состоянии накапливать заражённый мусор.

Понятие ядерных отходов

Такие материалы представляют собой опасные вещества с радионуклидами. Согласно ФЗ № 170 «Об использовании ядерной энергии» субстанции с радиоактивными составляющими повторно применять запрещается. Они излучают огромные дозы радиации, что приводит к разрушению организма. В Россию нельзя ввозить ядерные отходы из других стран.

В зависимости от степени насыщенности опасными элементами РАО делят на такие виды:

1. Низкорадиоактивные — до 0,1 Кюри на 1 м³.
2. Средней активности — от 0,1 до 1 тыс. Кюри на 1 м³.
3. Высокорадиоактивные — от 1 тыс. Кюри на 1 м³.

Отходы классифицируются на твёрдый ядерный мусор, жидкие растворы и части конструкций реакторов на АЭС. Первая группа включает предметы техобслуживания энергетических предприятий, одежду персонала, бытовой мусор. Утилизация происходит путём сжигания в печи, а пепел смешивают с цементом. Жидкий состав заливают в ёмкости и перемещают в хранилище.

Ко второй категории относят воду для очистки костюмов и мытья сотрудников, технологические растворы. Жидкость перерабатывают, и она становится топливом для атомных реакторов. Элементы механизмов, транспорта и инструментов технического контроля предприятий относятся к третьему виду. Утилизация таких вещей — дорогостоящий процесс. Для подобных объектов строят саркофаг или частично демонтируют с целью снизить уровень радиации. Снятые фрагменты отправляют на захоронение.

РАО путают с отработанным ядерным топливом. Последнее содержит в себе тепловыделяющие элементы с фрагментами цезия 137 и стронция 90. Эти радиоактивные нуклиды применяются в промышленности, медицине, сельском хозяйстве. Такие растворы — ценный источник получения нового топлива для АЭС и изотопов. Отдельным видом отходов считаются жидкие технологические РАО. Они формируются после работы оборонных предприятий, АЭС и изготовления радиоизотопной продукции.

Методы утилизации

Субстанции с нуклидами применяются в различных сферах. Источники заражённого материала — АЭС, электростанции и научные институты при исследовании излучений. В промышленности эти материалы используют для ликвидации микроорганизмов, бактерий и вирусов на продуктах питания.

Переработка ядерных отходов в России проводится на специальных комбинатах. Когда на предприятии появляются РАО, начинают сбор, дают характеристику мусору и проводят сортировку. После временного хранения ненужные материалы отправляются на заводы, где происходит их уничтожение. Технология утилизации зависит от вида остатков и правил обращения с ними.

Сжигание опасного мусора

Процесс происходит в специализированной печи. Она проектируется так, чтобы снизить выброс радиации в атмосферу. Пепел смешивают с цементным раствором и наполняют резервуары. Эти контейнеры отправляют на склады в шахты или соляные штоки. Таким способом избавляются от облучённого сырья: дерева, бумаги, одежды и других вещей со средним или маленьким уровнем радиации.

Сжатие и цементирование

Твёрдые отходы уменьшают в размере. Метод не применяют для легко воспламеняющихся и взрывоопасных материалов. Уплотнение подходит для веществ с невысоким уровнем опасности. Утилизация ядерных отходов в России с помощью цементирования считается распространённой практикой. Облучённые фрагменты помещают в контейнеры и заливают раствором из химических элементов. На такие смеси не влияет внешняя среда. Способом пользуются при захоронении жидкостей со средним уровнем радиации. Текучие вещества соединяют с битумом. Эта процедура сложнее, чем цементирование. Главное преимущество битумирования — испарение влаги.

Вторичное использование

В энергетике радиоактивные материалы эксплуатируются не до конца. Отработанные элементы используются повторно как источник энергии. Изотопы помогают обрабатывать продукты и запускают термоэлектрические реакторы. За границей проводят регенерацию топлива. В процессе выделяют до 3% урана 235 и плутония 239. Европейские АЭС переправляют ядерные отходы для подобной переработки в США, но утилизация радиоактивных отходов в России таким методом не развивается.

Остекловывание и захоронение

Стекло в состоянии поглотить инородные вещества в огромных объёмах. Такой обработке подвергают вещества разного уровня загрязнения. Опасный мусор заливают расплавленным стеклом в стальных ёмкостях — кокилях. В РФ процедура реализуется с помощью печи прямого электрического нагрева. Она создаётся из огнеустойчивого материала и делится на 3 зоны. В каждую из них закрепляют молибденовые электроды для проведения тока. Полученная стекломасса переливается в бидоны.

Контейнеры после охлаждения и герметизации скрепляют по 3 штуки и транспортируют в хранилище. Для отвержения отходов применяют другие материалы: стеклокерамику, витромет, суперкальцинаты. После переработки отходы отправляют в специально оборудованные места — могильники. Из предприятий РАО забирают в твёрдом состоянии и в правильной упаковке. Захоронения делятся на следующие виды:

1. Геологические — для отходов используют постройки в крепких слоях породы на глубине от 100 метров. Они подходят для высокорадиоактивных материалов.
2. Приповерхностные — сооружения с контейнерами размещаются близко к земле или в шахтах. В таких местах прячут вещества с незначительной степенью радиации.
3. Глубоководные — заражённые ёмкости опускают в море до 1 тыс. м.
4. Могильники в глубинных отложениях дна — контейнеры опускают ниже 1 тыс. м.
5. Под дном океана — ядерный мусор хранится в постройках прибережной линии.

Могильники радиоактивных отходов в России на воде прекратили создавать в 1984 году, поскольку они выдерживали десятилетие. Хранилища сооружают в местах, где они не подвергнутся влиянию воды, землетрясения или других природных явлений. На АЭС строят конструкции для временного содержания таких контейнеров.

Сохранение РАО на территории РФ

Утилизация проходит на специальных комбинатах с соответствующим оборудованием. Каждый год в стране набирается до 5 млн тонн РАО, а переработке поддаются 60%. До 2025 года планируется содержать 89,5% веществ в безопасной форме, а остальное — в ёмкостях и временных сооружениях.

Для хранения ядерных отходов в России использовали реку Теча — первый могильник РАО времён СССР. В 1957 году, кроме хранения радиоактивных материалов, добавились фрагменты воспламенения опасных контейнеров. Появившееся после взрыва облако развеяло вредные элементы на 300—350 км. После аварии хранилище построили на озере Карачай.

Засуха 1967 года привела к распространению отходов в радиусе десятков километров. После этого водоём начали консервировать. В озере сохраняется до 200 тыс. м3 суглинков с радиацией.

В 1978 году для сейсмического зондирования провели подрыв объекта Кратон-3 в Якутии. Выброс радиоактивных веществ способствовал формированию облака, которое накрыло ближние посёлки. После аварии заражённое оборудование и землю из площадки закопали на глубину 2,5 м и засыпали грунтом. Радионуклиды распространились на территории в 5 тыс. м2 и в систему реки.

В районе Красноярска расположилось огромное геологическое захоронение радиоактивных отходов. На территории собрали жидкие РАО. Отходы закачивали в землю на глубину от 50 до 500 м. По состоянию на 2012 год полигон вмещал от 88 тыс. м3 мусора. Каждый год его количество увеличивается на 100 тыс. м3.

На Кольском полуострове в губе Андреева размещается хранилище непригодного ядерного горючего из реакторов подводных лодок. В 1982 году после аварии в здании комплекса в Баренцевом море вытекло 700 тыс. тонн заражённой воды. В бетонных стержнях заключены 22 тыс. опасных элементов. В 2017 году началась процедура вывоза РАО из этой территории.

Россия проработает условия переработки ядерного топлива немецких реакторов

https://ria.ru/20190524/1554860893.html

Россия проработает условия переработки ядерного топлива немецких реакторов

Россия проработает условия переработки ядерного топлива немецких реакторов

Россия и Германия проработают условия переработки в РФ отработавшего ядерного топлива немецких исследовательских реакторов, следует из открытых материалов на… РИА Новости, 24.05.2019

2019-05-24T03:44

2019-05-24T03:44

2020-03-03T14:21

россия

государственная корпорация по атомной энергии «росатом»

германия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn22.img.ria.ru/images/152647/16/1526471621_0:111:3071:1839_1400x0_80_0_0_327decd4a5bc5e6412eaedbc57567591.jpg

МОСКВА, 24 мая — РИА Новости. Россия и Германия проработают условия переработки в РФ отработавшего ядерного топлива немецких исследовательских реакторов, следует из открытых материалов на сайте закупок госкорпорации «Росатом».Речь идет об отработавшем топливе «исследовательских реакторов Россендорфа или Гархинга».Согласно материалам, компания «Росатома» «Техснабэкспорт» должна будет, в частности, получить результаты правового анализа условий возможной переработки отработавшего топлива немецких исследовательских реакторов в России и обращения с переработанной продукцией. «Техснабэкспорт» также должен будет получить итоги анализа технических и логистических возможностей и препятствий для перевозки отработавшего ядерного топлива на переработку в Россию.Переработка отработавшего ядерного топлива — высокотехнологичный процесс, направленный на минимизирование его радиационной опасности, безопасную утилизацию неиспользуемых компонентов, выделение полезных веществ и обеспечение их дальнейшего использования. Сейчас на предприятии «Росатома» «Маяк» (Озерск, Челябинская область) создается уникальный комплекс, позволяющий перерабатывать отработавшее ядерное топливо любого типа, в том числе из исследовательских реакторов. Этот проект даст «Росатому» дополнительные конкурентные преимущества на мировых рынках.В Россендорфе работал исследовательский реактор RFR — построенный СССР первый ядерный реактор в ГДР, работавший с 1957 года и закрытый летом 1991 года. Его топливо — уран советского производства. По общепринятой практике, такое топливо должно быть возвращено в страну-поставщика, в данном случае в Россию. Оставшееся неиспользованным свежее топливо RFR было вывезено в Россию еще в 2006 году. Отработавшее топливо размещалось в Германии во временном хранилище.Германия еще в 2010 году планировала поставить в Россию для переработки на «Маяке» отработавшего топлива с RFR. Однако минприроды Германии отказало в выдаче разрешения на транспортировку отработавшего топлива, мотивируя это в том числе тем, что необходимая установка по переработке на «Маяке» тогда не работала. Тем не менее, в России была завершена подготовка к ввозу этого отработавшего топлива с полным обоснованием безопасности.В Гархинге в технологическом университете Мюнхена действует основной немецкий исследовательский реактор FRM II на уран-силицидном топливе производства группы Areva. Этот реактор задействован при проведении исследований в атомной, промышленной и медицинской областях.

https://ria.ru/20190523/1554845136.html

https://ria.ru/20190522/1554807638.html

россия

германия

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn24.img.ria.ru/images/152647/16/1526471621_342:0:3071:2047_1400x0_80_0_0_9578d3b4ae326bcc0bf94c57b9841a34.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

россия, государственная корпорация по атомной энергии «росатом», германия

МОСКВА, 24 мая — РИА Новости. Россия и Германия проработают условия переработки в РФ отработавшего ядерного топлива немецких исследовательских реакторов, следует из открытых материалов на сайте закупок госкорпорации «Росатом».

Речь идет об отработавшем топливе «исследовательских реакторов Россендорфа или Гархинга».

Согласно материалам, компания «Росатома» «Техснабэкспорт» должна будет, в частности, получить результаты правового анализа условий возможной переработки отработавшего топлива немецких исследовательских реакторов в России и обращения с переработанной продукцией. «Техснабэкспорт» также должен будет получить итоги анализа технических и логистических возможностей и препятствий для перевозки отработавшего ядерного топлива на переработку в Россию.

23 мая 2019, 15:37Ядерные технологииВ Росатоме летом завершат на «ядерном Lego» эксперименты для Китая

Переработка отработавшего ядерного топлива — высокотехнологичный процесс, направленный на минимизирование его радиационной опасности, безопасную утилизацию неиспользуемых компонентов, выделение полезных веществ и обеспечение их дальнейшего использования. Сейчас на предприятии «Росатома» «Маяк» (Озерск, Челябинская область) создается уникальный комплекс, позволяющий перерабатывать отработавшее ядерное топливо любого типа, в том числе из исследовательских реакторов. Этот проект даст «Росатому» дополнительные конкурентные преимущества на мировых рынках.

В Россендорфе работал исследовательский реактор RFR — построенный СССР первый ядерный реактор в ГДР, работавший с 1957 года и закрытый летом 1991 года. Его топливо — уран советского производства. По общепринятой практике, такое топливо должно быть возвращено в страну-поставщика, в данном случае в Россию. Оставшееся неиспользованным свежее топливо RFR было вывезено в Россию еще в 2006 году. Отработавшее топливо размещалось в Германии во временном хранилище.

22 мая 2019, 16:25Ядерные технологии»Росатом» и Вьетнам подписали меморандум по Центру ядерной науки

Германия еще в 2010 году планировала поставить в Россию для переработки на «Маяке» отработавшего топлива с RFR. Однако минприроды Германии отказало в выдаче разрешения на транспортировку отработавшего топлива, мотивируя это в том числе тем, что необходимая установка по переработке на «Маяке» тогда не работала. Тем не менее, в России была завершена подготовка к ввозу этого отработавшего топлива с полным обоснованием безопасности.

В Гархинге в технологическом университете Мюнхена действует основной немецкий исследовательский реактор FRM II на уран-силицидном топливе производства группы Areva. Этот реактор задействован при проведении исследований в атомной, промышленной и медицинской областях.

10 ядерных технологий, которые изменят мир

В институтах и на предприятиях «Росатома» работает 260 тысяч человек. Чем они занимаются?

26 октября 2020 11:22

Работы у атомщиков хватает. Ученые и инженеры «Росатома» создают технологии, которые меняют не только атомную промышленность, но и мир вокруг нас. Они работают над тем, чтобы природных запасов урана людям хватило на тысячи лет, а отработавшее ядерное топливо и отходы перерабатывались и вновь использовались. Они разрабатывают и создают атомные реакторы для космических аппаратов и морских судов. Они запускают энергоблоки нового поколения, развивают ядерную медицину и производят новые материалы. А еще российские атомщики участвуют в создании «искусственного солнца» — самого большого в мире термоядерного реактора ITER во Франции — и работают над собственной программой управляемого термоядерного синтеза.

При помощи «Росатома» «Популярная механика» составила список десяти самых важных направлений научной работы. В него вошли технологии чистой энергетики, лазерные и медицинские технологии, переработка ядерного топлива и ядерные реакторы будущего.

1. Развитие технологии водо-водяных реакторов

Водо-водяные реакторы типа ВВЭР сегодня составляют 60% всех действующих ядерных реакторов в России; есть они и за рубежом — в Европе и странах СНГ, Индии и Китае; строятся на экспорт — в Бангладеш, Белоруссии, Турции и других странах. Это современные и безопасные установки, но всегда есть возможность сделать хорошее еще лучше. Уже к концу 2020-х годов «Росатом» планирует начать строительство первого водо-водяного реактора со спектральным регулированием. Подобные реакторы внесут вклад в решение одной из главных проблем ядерной энергетики: сократят расход природного урана, запасы которого на планете велики, но не бесконечны. При той же мощности реактор со спектральным регулированием будет потреблять на 30% меньше урана и нарабатывать для себя новое топливо. Будут у него и другие преимущества: так, реактор со спектральным регулированием можно полностью загрузить МОКС-топливом, содержащим плутоний, который получают в ходе переработки отработавшего ядерного топлива. Это значит, что реакторы со спектральным регулированием могут помочь замкнуть ядерный топливный цикл.

ГК «Росатом» Реактор ВВЭР на АЭС Куданкулам в Индии, построенной «Росатомом».

---

Спектральное регулирование — это управление свойствами реактора за счет изменения соотношения воды и урана в активной зоне. В начале топливного цикла, когда в активную зону загружают свежее топливо, в реактор помещают специальные устройства (вытеснители), уменьшающие долю воды в активной зоне. В присутствии вытеснителя скорость нейтронов становится выше, а быстрые нейтроны позволяют нарабатывать новый делящийся материал — новое топливо. Ближе к концу топливного цикла, по мере выгорания ядерного топлива, вытеснители выводятся из активной зоны, и реактор работает как обычный ВВЭР.

Еще один способ улучшить ВВЭР — изменить параметры теплоносителя, который превращает тепло делящегося урана во вращение турбины электрогенератора. Все превращения энергии из одной формы в другую сопровождаются потерями; в современных ВВЭР около трети энергии деления атомных ядер в конце концов превращается в электроэнергию. В действующих ВВЭР вода на выходе из активной зоны имеет температуру около 320 °C. В сверхкритическом реакторе температура воды составит 540 °C, а значит, перенос энергии будет эффективнее. Изменятся и другие параметры: давление вырастет в полтора раза, и проектировщики, возможно, откажутся от второго контура охлаждения, а горячий теплоноситель пойдет из реактора сразу на турбину — это позволит использовать энергию деления урана намного эффективнее, чем раньше. По расчетам, КПД реактора вырастет до 40−44%, а значит, энергия, производимая на атомной электростанции с реакторами типа ВВЭР со сверхкритическими параметрами, будет дешевле. Работа над проектом сверхкритического ВВЭР-СКД в «Росатоме» уже началась.

2. Толерантное топливо

Современная концепция безопасности ядерных реакторов включает много уровней защиты на случай возможных отклонений в режимах работы и серьезных аварийных ситуаций — гермооболочку, аварийные системы подачи охладителя, пассивные системы отвода тепла, ловушку расплава на случай расплавления активной зоны и корпуса реактора и многое другое. Но безопасности много не бывает, особенно когда дело касается атомного реактора. Новое слово в обеспечении безопасности — устойчивое к авариям, или толерантное, топливо.

Толерантное — значит, такое, которое не разрушится и не вступит в реакцию с теплоносителем даже при аварии, если отвод тепла из активной зоны реактора будет нарушен. Сам по себе уран с водой не взаимодействует даже при температуре 2500 °C, до которой топливо может разогреться в случае аварийной потери охлаждения. Зато циркониевая оболочка топливных стержней может вступить в реакцию с водой уже при 800 °C. Это очень опасно, ведь в пароциркониевой реакции выделяется много водорода и тепла. Все вместе это может привести к взрыву или разрушить оболочки тепловыделяющих элементов.

ГК «Росатом» Линия производства тепловыделяющих элементов. ПАО «МСЗ», Электросталь, Московская область.

Раньше с этой опасностью боролись с помощью дополнительных систем защиты — уловителей водорода и газообменников. Но в 2011 году на АЭС «Фукусима» в Японии эти приемы не сработали, и водород привел к взрыву и повреждению реактора после того, как отказала поврежденная цунами система охлаждения. Поиски способа устранить первопричину пароциркониевой реакции велись и до 2011 года, но после «Фукусимы» стали особенно актуальны.

Защититься от пароциркониевой реакции можно, заменив циркониевый сплав на другой материал. Подбор материала для таких экстремальных условий — задача сложная. Сегодня топливная компания «ТВЭЛ» (входит в структуру «Росатома») занимается поиском материалов, более подходящих для оболочек. Меняя материал оболочек, можно менять и саму топливную композицию. Ученые «Росатома» экспериментируют со сплавами, композитными материалами для оболочек и плотными видами топлива для самих твэлов. Некоторые из разработок уже прошли испытания в лабораториях и исследовательских реакторах.

3. Замкнутый ядерный топливный цикл

Одна из главных проблем мирного атома — это проблема радиоактивных отходов. Вынимая из земли слаборадиоактивную урановую руду, мы выделяем из нее уран, обогащаем его и используем в ядерных реакторах, на выходе получая опасную субстанцию. Некоторые из составляющих ее изотопов будут радиоактивны еще много тысяч лет. Ни одно сооружение не может гарантировать безопасность хранения отработавшего топлива на такой долгий срок. Но отработавшее ядерное топливо можно перерабатывать: дожигать самые долгоживущие нуклиды и выделять те, что можно использовать в топливном цикле снова.

Для того чтобы делать это, нужны реакторы двух типов: на тепловых нейтронах и на быстрых. На тепловых, или медленных, нейтронах работает большинство современных ядерных реакторов; теплоносителем в них является вода, она же и замедляет нейтроны (в реакторах некоторых типов замедлителями работают и другие вещества — например, графит в РБМК). Вода омывает топливные стержни; нейтроны, замедленные водой, взаимодействуют преимущественно с одним изотопом урана — редким в природе ураном-235 — и заставляют его делиться, выделяя тепло: оно-то и нужно для выработки электроэнергии. После того как тепловыделяющие сборки полностью отработают положенный срок в активной зоне реактора, отработавшее ядерное топливо (ОЯТ), накопившее в себе осколки деления, выгружается из реактора и заменяется свежим.

В реакторах на быстрых нейтронах в качестве теплоносителя используются вещества, которые гораздо меньше замедляют нейтроны — жидкий натрий, свинец, сплавы свинец-висмут и некоторые другие. Быстрые нейтроны взаимодействуют не только с ураном-235, но и с ураном-238, которого в природном уране гораздо больше, чем урана-235. Захватывая нейтрон, ядро урана-238 превращается в делящийся изотоп плутония, который подходит в качестве топлива и для тепловых, и для быстрых реакторов. Поэтому быстрые реакторы дают и тепло, и новое топливо. Кроме того, в них можно дожигать особо долгоживущие изотопы, которые вносят наибольший вклад в радиоактивность ОЯТ. После дожигания они превращаются в менее опасные, более короткоживущие изотопы.

ГК «Росатом» Белоярская АЭС

Чтобы полностью избавиться от долгоживущих радиоактивных отходов, нужно иметь и быстрые, и тепловые реакторы в одном энергетическом комплексе. Кроме того, нужно уметь перерабатывать топливо, извлекая из него ценные компоненты и используя их для производства нового топлива. Сегодня Россия — единственная страна, в которой работают сразу два промышленных реактора на быстрых нейтронах — это реакторы БН-600 и БН-800 на Белоярской АЭС.

Созданием и промышленной реализацией замкнутого ядерного топливного цикла «Росатом» занимается в рамках уникального проекта «Прорыв». На площадке Сибирского химического комбината возводится Опытно-демонстрационный энергокомплекс, где будут отрабатываться технологии замыкания ядерного топливного цикла: там будет работать завод по фабрикации и переработке топлива и уникальный инновационный реактор на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем БРЕСТ-ОД-300. Наряду с этим в рамках проекта разрабатывается индустриальный натриевый реактор на быстрых нейтронах БН-1200. Ученым и инженерам «Росатома» еще предстоит решить много и научных, и технологических вопросов, чтобы замкнуть топливный цикл и получить возможность использовать природный энергетический потенциал урана почти полностью.

4. Новые материалы

Новые технологии — это новые машины, инструменты, установки; чтобы их строить, нужны материалы. Требования к материалам в атомной промышленности и других наукоемких отраслях бывают очень необычными. Одни должны выдерживать радиацию и высокие температуры внутри корпусов ядерных реакторов, другие — справляться с высокими механическими нагрузками при низких температурах в суровых арктических условиях. Сотрудники институтов и предприятий «Росатома» создают такие материалы — новые сплавы, керамику, композиты.

Некоторые материалы в России делать еще недавно почти не умели: сверхпроводящие материалы, например, выпускались только небольшими партиями на заводах экспериментальной техники. Ситуацию изменило участие России в строительстве термоядерного реактора ITER: сейчас в нашей стране ежегодно производится несколько сотен тонн сверхпроводников. Часть отправляется на строительство ITER и других больших научных машин. Возможно, именно российские сверхпроводники будут использованы при строительстве в CERN нового коллайдера FCC. Другая часть останется в России — пойдет на сверхпроводящие трансформаторы, накопители и другие высокотехнологичные приборы.

5. Переработка ОЯТ

Атомная энергетика может стать по‑настоящему зеленой только тогда, когда перестанет генерировать опасные отходы — особенно те, снижение радиоактивности которых занимает тысячи лет. Для этого нужно научиться повторно использовать отработавшее ядерное топливо и избавляться от самых долгоживущих изотопов, которые неизбежно накапливаются в топливе в процессе работы ядерного реактора. Технологии, позволяющие это делать, уже существуют, но еще не внедрены повсеместно.

Урановое топливо не выгорает до конца. Доля отработавшего в реакции, или «выгоревшего», урана не превышает 6−7%. В большинстве стран отработавшее ядерное топливо после всего одного полного цикла использования в реакторе (который может составлять до 4,5 лет) считают ядерными отходами и отправляют на долговременное хранение. Переработку отработавшего топлива в промышленных масштабах ведут лишь несколько стран в мире — Россия, Франция, Великобритания, Индия, еще несколько стран работают над внедрением технологий переработки.

ГК «Росатом» Новые технологии позволили избавиться от радиоактивных отходов, накопленных за прошлые десятилетия. На фото — операция по вывозу с Камчатки реакторных блоков атомных подводных лодок в рамках ликвидации ядерного наследия.

«Невыгоревший» уран и плутоний можно снова использовать для работы в ядерном реакторе. Уже сейчас все РБМК в России используют регенерированный уран — то есть извлеченный из отработавшего в реакторе ядерного топлива. А основа реакторного парка страны — ВВЭР — в перспективе могут быть переведены на частичное использование РЕМИКС-топлива, состоящего из выделенной из ОЯТ смеси урана и плутония с небольшой добавкой обогащенного урана. Часть выделенного из ОЯТ плутония может быть использована для производства МОКС-топлива для двух реакторов на быстрых нейтронах на Белоярской АЭС.

6. Водородная энергетика

Переход на водородную энергетику сегодня считается одним из самых разумных способов очистить воздух Земли. Ведь при сжигании водорода в чистом кислороде образуются только высокотемпературное тепло и вода — и никаких вредных выхлопов. Но на пути к водородному транспорту и полномасштабному использованию водорода в других отраслях существует несколько препятствий, одно из которых — маленькие объемы производства водорода. В мире производится всего около 80 миллионов тонн этого газа; эти объемы покрывают только современную промышленную потребность в водороде. Для создания водородной энергетики этого газа понадобится намного больше.

Решением могут стать атомные станции. АЭС работают на постоянной мощности, и по ночам, когда энергопотребление ниже, чем днем, часть энергии остается невостребованной. Ее можно использовать для производства водорода, который в этом случае становится «накопителем» энергии.

Сейчас ученые Росатома работают над проектом атомного энерготехнологического комплекса для производства водородсодержащих энергоносителей. Сердцем кластера станут модульные высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы. Они позволят получать водород из метана. Обычный электролиз воды дает водород, но этот процесс требует очень высоких затрат энергии. Используя в качестве сырья природный газ, можно получать «чистый» водород с гораздо меньшими затратами. Побочными продуктами кластера станут такие полезные вещества, как аммиак, этилен, пропилен и другие продукты, которые сегодня производятся на нефтехимических заводах.

7. Ядерная медицина

Ядерная физика подарила нам химические элементы, которых в природе не бывает, и в том числе тяжелые элементы, массой превосходящие уран. Некоторые изотопы этих элементов нашли применение в ядерной медицине: их используют как источники нейтронов для облучения опухолей и для диагностики заболеваний. Такие элементы невероятно сложны в получении, а потому дороги и редки. Один из самых редких изотопов, калифорний-252, например, нарабатывают всего в двух местах — Национальной лаборатории в Окридже (США) и НИИ атомных реакторов в Димитровграде.

Впрочем, в ядерной медицине для диагностики и лечения различных заболеваний используют не только самые редкие и тяжелые изотопы: применение в лечебной практике нашли десятки различных радиоизотопов. «Росатом» является одним из ключевых игроков на мировом рынке радиоизотопов промышленного и медицинского назначения: производственные возможности его предприятий по выпуску радиоизотопной продукции многократно превышают текущие и перспективные потребности России, и изотопная продукция предприятий «Росатома» регулярно поставляется более чем в двадцать стран мира.

ГК «Росатом» Фабрика сверхтяжелых элементов. ОИЯИ, Дубна, Московская область

Разрабатывают в России и новую технику для ядерной медицины. В прошлом году был построен первый экспериментальный образец линейного ускорителя частиц для лучевой терапии «Оникс». Фотоны высоких энергий, которые генерирует «Оникс», будут вести «точечный обстрел» раковых опухолей и убивать раковые клетки, не трогая здоровые. В НИИ технической физики и автоматизации недавно модернизировали терапевтический комплекс АГАТ, позволяющий проводить контактную лучевую терапию; в НИИ электрофизической аппаратуры создали новый гамма-томограф для диагностики. Этими машинами планируют в ближайшем будущем обеспечить в первую очередь российские радиологические отделения, в которых сейчас остро не хватает современного оборудования.

8. Будущее энергетики — термояд

Энергия, заключенная в атомном ядре, выделяется не только в процессе деления тяжелых ядер вроде урана и плутония. Ее дает и слияние легких ядер водорода, которых на Земле гораздо больше, чем урана. Эта реакция называется термоядерной. Современная атомная энергетика использует только делящиеся ядра, получая их из урановой руды. Второй путь — использование энергии термоядерного синтеза — пока еще не освоен.

Крупнейший экспериментальный термоядерный реактор ITER строится рядом с исследовательским центром Кадараш на юге Франции. Его цель — продемонстрировать возможность использования термоядерной реакции для выработки электроэнергии. Россия — один из главных участников проекта ITER. Но в России строятся и собственные термоядерные установки.

ГК «Росатом» Россия поставляет важнейшие узлы для строящегося во Франции термоядерного реактора ITER.

Так, в середине 2030-х в институте «Росатома» ГНЦ РФ в Троицке планируют построить машину нового поколения — токамак реакторных технологий. Строительство начнется не с нуля: в институте уже есть уникальная установка, токамак с сильным полем, на базе которого запустят новую машину. На ней можно будет экспериментировать, отрабатывать новые технологии поддержания термоядерной реакции.

А в Курчатовском институте уже заканчивают работу над гибридной установкой с элементами ядерного и термоядерного реакторов. Запуск «сердца» гибридной машины — токамака Т-15МД, — запланирован на декабрь 2020 года. Токамак станет прототипом будущего гибридного реактора, на котором ученые отработают один из вариантов замыкания топливного цикла в атомной энергетике. По задумке ученых, в гибридной установке оболочка зоны термоядерной реакции может содержать торий для наработки ядерного топлива для обычных ядерных реакторов. В этом случае нейтроны, рожденные в ходе термоядерной реакции внутри токамака, будут захватываться ядрами тория и превращать его в уран-233 — топливо для атомных станций. Предполагается, что в оболочке токамака может быть размещен и литиевый сегмент для наработки трития — топлива самого термоядерного реактора.

9. Лазеры для космоса, промышленности и медицины

Атомные технологии нужны не только на Земле, но и в космосе. Планируется, что предприятия «Росатома» примут участие в эксперименте по организации оптического канала связи между МКС и транспортным кораблем «Прогресс». Сейчас «космический грузовик» и МКС общаются по старинке, используя радиосвязь; новый способ передачи данных с помощью мощного лазера должен повысить скорость передачи как минимум в шесть раз.

Другие лазеры производства предприятий «Росатома» решают вполне земные задачи — режут толстые металлические трубы и листовой металл. Мобильные лазерные установки производства ГНЦ РФ Тринити используют в том числе для ликвидации аварий на газодобывающих предприятиях: когда действовать нужно на расстоянии от пылающих газовых факелов, справляются лазерные лучи. А в ВНИИНМ им. Бочвара в Москве разрабатывают комплекс подводной лазерной резки, который будет работать на большой глубине; его появления ждут нефтяники, газовики и спасатели.

ГК «Росатом» Оптическая лаборатория НИИ НПО «ЛУЧ»

Если для лазерного резака важнее всего мощность, то для медицинского лазера — точность настройки. Чтобы рассечь роговицу глаза, раздробить камни в почках или восстановить сердечный ритм, нужен очень послушный лазерный луч. Такие лазеры и компьютерные программы для них делают лазерщики «Росатома» совместно с Российской академией наук. Одна из самых востребованных разработок — лазерный комплекс для диагностики рака на ранней стадии: система будет направлять лазерный луч на ткани и органы, а компьютер — анализировать спектр рассеяния и поглощения и искать даже незаметные человеческому глазу новообразования.

10. Компактные реакторы малой мощности

Сегодня атомная станция — это целый городок: энергоблоки, турбины, генераторы, конденсаторы, градирни, технические сооружения. Но все чаще звучат разговоры о том, что будущее атомной энергии будет связано совсем с другими — компактными — атомными станциями малой мощности, которые будут снабжать электроэнергией и теплом не целые регионы, а отдельные города, поселки, предприятия.

В деле строительства АЭС малой мощности Россия — мировой лидер. В 2018 году российские атомщики первыми в мире запустили реакторы плавучей атомной станции «Академик Ломоносов». Стоящая в порту Певек, эта самая северная в мире атомная электростанция показала, что использовать мобильные плавучие АЭС можно и для снабжения прибрежных населенных пунктов электричеством, и для теплоснабжения. Следующая задача — построить компактные наземные АЭС.

ГК «Росатом» ПАТЭС «Академик Ломоносов» — первая в мире плавучая атомная теплоэлектростанция.

Сейчас в «Росатоме» разрабатывается сразу несколько проектов таких небольших АЭС. Самые проработанные из них предполагают создание станций на основе уже имеющихся реакторов малой мощности — таких, как созданная ОКБМ имени И. И. Африкантова реакторная установка РИТМ-200 электрической мощностью 50 МВт и проектируемая НИКИЭТ им. Н. А. Доллежаля реакторная установка «Шельф» электрической мощностью 6,6 МВт. Для сравнения: плавучая атомная электростанция «Академик Ломоносов», на которой эксплуатируется два реактора электрической мощностью 35 МВт каждый, может обеспечить электроэнергией и теплом город с населением до 100 тысяч человек.

Планов по использованию компактных ядерных реакторов у атомщиков много: например, в качестве источников энергии для удаленных районов и для океанских добывающих платформ. Кроме того, ими можно замещать выходящие из эксплуатации электростанции, прежде всего, мазутные и угольные. Проекты атомных станций малой мощности, как правило, предусматривают полную автономность реакторов и длительный топливный цикл; обслуживать компактные реакторы не нужно, достаточно установить и запустить, а в конце срока службы извлечь топливо и переработать его.

Российский мирный атом сегодня — одна из самых наукоемких и высокотехнологичных отраслей промышленности, большая и важная часть несырьевого экспорта страны. По многим магистральным ядерным направлениям российская атомная отрасль по‑прежнему опережает весь мир — например, в технологиях промышленных реакторов на быстрых нейтронах, замыкания ядерного топливного цикла, производстве атомных станций малой мощности. Сейчас российские атомщики закладывают основу для технологий будущего — в энергетике, медицине, промышленности, материаловедении и, конечно, в фундаментальной науке.

Еще больше об атомной промышленности на www.atom75.ru

Обработка меда — NAFIS

Производство меда

Обработка меда включает удаление из меда воска и любых других посторонних материалов.

Медогонки

• Это могут быть машины с электрическим или ручным приводом, работающие по принципу центробежной силы.
• Экстракторы различаются по размеру: от маленьких двухрамных до больших, вмещающих до 85 рамок.
• Ручные экстракторы оснащены либо рукояткой, либо велосипедной цепью, а электрические экстракторы имеют моторный привод.

Ручной экстрактор с ручным приводом

Простой метод деформации:

• Этот метод подходит для свежесобранного меда.
• Откройте крышку (удалите тонкий слой воска, закрывающий ячейки меда) мед и дайте ему пройти через фильтровальную ткань или сетку в чистую и сухую подходящую емкость.
• Сложите сетку для фильтрации (в основном нейлон) один раз, чтобы сформировать два слоя, и закрепите на горловине контейнера.
• Используйте емкость с широким горлышком для сбора процеженного меда
• Дайте жидкому меду отстояться в течение ночи.
• Удалите пену (крем) с поверхности меда ложкой до того, как мед будет упакован.

Простой метод деформации

Метод водяной бани:

• Это также называется пакетной обработкой. Этот метод подходит для полуфабрикатов меда, который хранился в течение некоторого времени и, возможно, кристаллизовался.
• Мед сначала нагревают на водяной бане (непрямой нагрев) примерно до 45–50 ° C.
• Мед нагревают для облегчения процеживания и быстрой обработки, во-вторых, для разрушения дрожжей, которые могут присутствовать и вызывать брожение, особенно если содержание влаги превышает 17%.
• Метод непрямого нагрева включает использование двух «суфурий»; меньший, содержащий мед, помещается в больший, содержащий немного воды и кусок дерева, помещенный на дно так, чтобы меньший не касался дна большей суфурии.
• Мед нагревается, чтобы равномерно распределить тепло.
• Ткань для фильтрования затем складывается дважды (образует четыре слоя) и плотно привязывается к чистому, сухому подходящему контейнеру, как в случае простого метода фильтрования, описанного выше.
• Когда весь теплый мед пройдет через ткань, накройте ведро крышкой и дайте ему отстояться минимум на 3 дня, чтобы накипь собралась на поверхности процеженного меда.

Мед, процеживающий через ткань

Массовая обработка:

• Используется для большого количества меда.
• В этом методе мед пропускают через сита разного размера.
• Сита расположены концентрически, причем мелкая сетка находится снаружи, а более крупная — внутри.
• Полурафинированный мед нагревается до 45-50 ° C в отстойнике и затем самотеком течет через сита, обычно называемые сетками; в отстойник и оставляют там минимум на 3 дня.
• Пена собирается поверх процеженного меда, затем ее удаляют и мед упаковывают.

Метод прессования:

• Мед выталкивают из соты, выдавливая его с помощью пресса для меда.
• Это следует делать как можно скорее после сбора урожая.
• После выдавливания мед нагревают на водяной бане и процеживают.

Медовый купаж

• Мед из разных источников будет иметь разные характеристики.
• Чтобы добиться единообразия, нужно смешать разные сорта меда.
• Это включает в себя перемешивание меда во время обработки, чтобы конечный продукт стал однородным и имел те же физические и химические свойства.

Извлечение меда на центрифуге

• Этот метод используется для извлечения меда из сот без разрушения сот.
• Особенно используется там, где мед производился с использованием ульев Лангстрота.
• Некоторые экстракторы можно использовать с гребнями из КТБХ и даже из колоды

Ложное отравление опята: симптомы, лечение

Симптомы и лечение отравления грибами

Мед — любимый многими осенними грибами.Но мало кто знает, что они могут спровоцировать сильнейшее пищевое отравление. В этой статье мы рассмотрели отравление грибами, съедобными грибами, основные причины, симптомы и лечение этих патологических состояний.

Причины отравления

Многие задаются вопросом, а можно ли грибами травить? Как выяснилось, опасны для организма человека не только грибы, но и съедобные виды Armillaria.

Ниже приведены основные причины отравления грибами.

• Случайное проглатывание около грибов. Эти грибы по внешнему виду и вкусу очень похожи на своих съедобных собратьев, но в отличие от них ядовиты для человека и очень опасны.
• Потребление съедобных грибов, выращенных на загрязненных территориях. Грибы похожи на губки, которые поглощают вещества из воздуха и почвы. В них могут накапливаться радионуклиды, ртуть, медь, нитраты, пестициды, канцерогены. Особенно опасны грибы, собранные вдоль автомобильных дорог, железных дорог, возле объектов крупной промышленности.
• Готовим из испорченных и тухлых грибов. При длительном хранении эти грибы портятся и становятся непригодными для употребления в пищу.

Клиническая картина отравления грибами

Отравление грибами клинически проявляется большим количеством симптомов. Они приходят через 1-2 часа после употребления этих грибов внутрь. Симптомы и признаки отравления грибами и Лиопетри отличаются друг от друга и приводят к разным последствиям.

Симптомы отравления грибами

Спустя какое-то время первые признаки опьянения по поводу грибов? Первые симптомы появляются через 10-20 минут после приема внутрь.Симптоматика развивается остро, приводит к быстрому нарушению состояния пострадавшего.

Основные клинические признаки отравления:

• сильное головокружение и потеря координации. Больной чувствует, как земля ускользает у него из-под ног;
• тошнота и рвота. Эти симптомы являются результатом раздражения слизистой оболочки желудка и головокружения. Рвота состоит вначале из съеденной пищи, а затем из желудочного сока и желчи;
• дыхательная недостаточность.Он становится очень поверхностным, часто возникает одышка. Пациент испытывает одышку;
• ярких галлюцинаций могут быть слуховыми, тактильными или визуальными;
• понос при отравлении грибами обильный и частый. Это приводит к быстрому развитию обезвоживания и нарушению электролитного баланса;
• судорог, которые могут быть местными или общими;
• нарушение сознания до комы.

Симптомы отравления съедобными грибами

Симптомы отравления съедобными грибами развиваются в течение первых двух часов.Яд можно солить, мариновать, жарить и тушить грибы.

Признаками отравления съедобными грибами являются:

• тошнота и рвота;
• диарея;
• боли в области желудка, кишечника;
• изжога и отрыжка;
• слабость;
• головная боль;
• повышение температуры тела до 37,5 градусов;
• метеоризм в кишечнике.

Первая помощь при отравлении грибами

При развитии первых клинических проявлений отравления грибами необходимо вызвать скорую помощь.Подробно перечислите диспетчеру симптомы пациента и назовите точный адрес.

Обращаем ваше внимание, что при отравлении медом лечение проводится в условиях стационара. В одиночку пытаться справиться с болезнью опасно, потому что это может привести к серьезным осложнениям и смерти.

Пока ждете команду SMP, нужно начать оказание первой помощи. В некоторых случаях это зависит от прогноза пациента.

Состав первой помощи при отравлении или о съедобных грибах описан ниже.

Промывание желудка

Первое, что нужно сделать при появлении клинических признаков отравления грибами — промыть желудок. Это можно сделать дома.

Чтобы промыть желудок, нужно выпить 1 литр простой воды и набрать его. Эту процедуру желательно повторить несколько раз подряд.

Благодаря промыванию желудка для предотвращения всасывания в кровь токсинов, которые еще не были переварены. Это эффективная и доступная процедура.

Помните, что промывание желудка раствором перманганата калия категорически запрещено. Это может ухудшить состояние пациента.

Очищение толстой кишки

Использование клизм для очистки кишечника от шлаков и элементов отравленной пищи для уменьшения проявлений интоксикации. В домашних условиях клизму проводят с использованием простой кипяченой воды комнатной температуры. Добавлять лекарства запрещено. Клизма выполняется до появления чистой воды для мытья.

Сорбенты

Сорбенты — единственное лекарство, которое следует пить при отравлении грибами до приезда медиков.Эти лекарства нейтрализуют токсины и выводят их из кишечника.

Сорбенты для напитков требуют большого количества воды. Жидкость ускоряет их действие. Дозировка препаратов рассчитывается с учетом веса или возраста пациента. Перед приемом внимательно прочтите инструкцию.

Лекарства:

• смектит;
• активированный уголь;
Белый уголь
• ;
• энтеросгель;
• сорбекс.

Пейте много жидкости

Обезвоженный, организму нужна жидкость.Пить нужно маленькими глотками, понемногу и часто. Можно пить минеральную или столовую воду без газа.

Особенности лечения

Врачи, приехавшие к вам по вызову, осмотрят и оценит состояние пациента. Они будут проверять его пульс, сатурацию крови кислородом (сатурацию), артериальное давление и частоту дыхания. Расскажите им подробнее об объеме, который вам оказали.

Перед транспортировкой пациента в больницу медработники стабилизируют его состояние.При необходимости могут провести промывание желудка через зонд, подключить пациента к капельнице и кислороду, ввести против тошноту и обезболивающие.

Лечение отравления грибами проводится в токсикологической реанимации или стационаре. Его продолжительность зависит от тяжести состояния пациента. При легком отравлении может быть выписан на третьи сутки.

В стационаре проходят лечение:

• лечебная диета;
• постельный режим;
• жидкостей для внутривенного введения для коррекции обезвоживания;
• гемодиализ — очищение крови от токсинов с помощью искусственной почки при интоксикации грибами;
• нормализация работы сердечно-сосудистой системы, почек, печени, поджелудочной железы.

Обследование пациента

Для выявления осложнений, постановки правильного диагноза и подбора эффективной терапии врачу могут потребоваться результаты дополнительных лабораторных и инструментальных исследований. Отравление грибами может вызвать нарушения в различных органах и системах. Эти осложнения следует своевременно выявлять и лечить.

Обследование при отравлении грибами проводится параллельно с оказанием первой помощи и реанимационными мероприятиями.Включает в себя следующие методы диагностики:

• Общий общий анализ крови позволяет выявить гемолиз, анемию, наличие острого воспалительного процесса в организме, а также может быть использован для оценки степени обезвоживания;
• общий анализ мочи нужен для оценки функциональной активности почек и выявления их поражения. Почки одними из первых страдают от употребления в пищу ядовитых видов грибов;
• биохимический анализ крови необходим для выявления электролитных изменений в крови, нарушений работы внутренних органов;
• электрокардиография (ЭКГ) необходима для оценки сердечного ритма, который может быть нарушен из-за сдвигов электролита и обезвоживания;
• УЗИ внутренних органов проводится с целью выявления патологии печени, желчного пузыря, поджелудочной железы и почек.

Обратите внимание, нам не нужно сразу выбрасывать грибную посуду, отравившую людей. Может потребоваться для лабораторного определения токсинов и ядов.

Профилактика отравлений грибами

Отравления грибами можно легко избежать. Провести ее профилактику намного проще, чем лечить последствия грибной интоксикации. Ниже приведены некоторые основные рекомендации, которые помогут вам защитить себя и близких от отравления грибами.

• Покупайте грибы только в магазинах и на официальных рынках. Избегайте покупать эти товары, так сказать, из рук грибников.
• Проверьте целостность и свежесть грибов. Свежая шапка намеко не отделяется с легкостью от ножек.
• Провести термическую обработку грибов.
• Собирая грибы, выбирайте чистую местность, подальше от крупных дорог и заводов.

Отравление грибами может происходить в результате употребления в пищу испорченных и некачественных съедобных грибов или после случайного употребления в пищу ядовитых видов Armillaria.Лечение грибной интоксикации проводится в условиях стационара. При первых признаках отравления следует вызвать скорую помощь. Самолечение может привести к необратимой инвалидности и даже смерти.

изображений, фотографий и векторных изображений на медовом агарике

В настоящее время вы используете старую версию браузера, и ваш опыт работы может быть не оптимальным. Пожалуйста, подумайте об обновлении. Учить больше. ImagesImages homeCurated collectionsPhotosVectorsOffset ImagesCategoriesAbstractAnimals / WildlifeThe ArtsBackgrounds / TexturesBeauty / FashionBuildings / LandmarksBusiness / FinanceCelebritiesEditorialEducationFood и DrinkHealthcare / MedicalHolidaysIllustrations / Clip-ArtIndustrialInteriorsMiscellaneousNatureObjectsParks / OutdoorPeopleReligionScienceSigns / SymbolsSports / RecreationTechnologyTransportationVectorsVintageAll categoriesFootageFootage homeCurated collectionsShutterstock SelectShutterstock ElementsCategoriesAnimals / WildlifeBuildings / LandmarksBackgrounds / TexturesBusiness / FinanceEducationFood и DrinkHealth CareHolidaysObjectsIndustrialArtNaturePeopleReligionScienceTechnologySigns / SymbolsSports / RecreationTransportationEditorialAll categoriesEditorialEditorial ГлавнаяРазвлеченияНовостиРоялтиСпортМузыкаМузыка домойПремиумBeatИнструментыShutterstock EditorМобильные приложенияПлагиныИзменение размера изображенияКонвертер файловСоздатель коллажейЦветовые схемыБлог Главная страница блогаДизайнВидеоКонтроллерНовости

---

PremiumBeat blogEnterprisePric ing

Войти

Зарегистрироваться

Меню

ФильтрыОчистить всеВсе изображения

• Все изображения
• Фото
• Векторы
• Иллюстрации
• Редакционные
• Музыка

---

• Медовый

  00 Видеоряд

ic по

Наиболее актуальные

Свежий контент

Тип изображения

Все изображения

Фото

Векторы

Иллюстрации

Ориентация

Все ориентации

По горизонтали

По вертикали

Цвет Люди

С людьми

Этническая принадлежность

Без людей

Американец

Черный

Бразильский

Китайский

BBC — Земля — ​​Самое большое живое существо на Земле — это огромный гриб

Итальянский шеф-повар Антонио Карлуччо говорит, что он восхитителен со спагетти и красным перцем чили.Но для садоводов это угроза, которая угрожает их живым изгородям, розам и рододендронам.

Паразитический и, казалось бы, вкусный медовый гриб не только разделяет мнения; он также широко известен как самый большой живой организм на Земле.

Точнее говоря, считается, что самый крупный живой организм на Земле — это особый опята размером 3,8 км в Голубых горах в Орегоне.

Несколько видов грибов принадлежат к роду Armillaria , который широко известен как опята.Они колонизируют и убивают различные деревья и древесные растения.

Большие группы желто-коричневых грибов, которые появляются над землей, являются плодовыми телами гораздо более крупных организмов. В основном они состоят из ризоморфов, похожих на черные шнурки, которые распространяются под поверхностью в поисках новых хозяев, и подземных сетей трубчатых волокон, называемых мицелиями.

Тем не менее, только в последние годы ученые выяснили, насколько они могут быть большими.

Убийцы деревьев

В 1998 году группа Лесной службы США приступила к расследованию причин гибели больших деревьев в Национальном лесу Малер в восточном Орегоне.

Они определили пострадавшие районы на аэрофотоснимках и собрали образцы корней 112 мертвых и умирающих деревьев, в основном елей. Тесты показали, что все деревья, кроме четырех, были инфицированы опоносом Armillaria solidipes (ранее известный как Armillaria ostoyae ).

Когда встречаются мицелии из генетически идентичных A. solidipes , они могут сливаться в одну особь. Исследователи использовали эту способность, выращивая образцы грибов парами в чашках Петри.Наблюдая за тем, какие из них слились, а какие отвергли друг друга, они обнаружили, что 61 дерево было поражено одной и той же клональной колонией — особями с идентичным генетическим составом, происходящими из одного организма.

Наиболее разнесенные были на расстоянии 3,8 км друг от друга. Команда подсчитала, что A. solidipes занимали площадь в 9,6 кв. Км и были возрастом от 1900 до 8650 лет.

В то время самым крупным из известных организмов был гриб того же вида, обнаруженный в 1992 году на юго-западе Вашингтона, а это более двух видов.