Съхранение на радиоактивни отпадъци

Pадиоактивните отпадъци се генерират в резултат на голямо разнообразие от дейности, свързани с различни радиоактивни материали, например функционирането на атомни електроцентрали, употребата на запечатани радиоактивни източници в индустрията, използването на изкуствени радионуклиди в болници и лаборатории, както и извеждането от експлоатация на такива съоръжения. Физичните, химичните и радиологичните характеристики на отпадъците, образуващи се вследствие на тези дейности, варират в широк диапазон.

След генериране необработените радиоактивни отпадъци могат да бъдат подложени на редица процеси преди крайното им обезвреждане например товарене/разтоварване, обработка и кондициониране. Между извършването на тези операции може да се наложи радиоактивните отпадъци да бъдат съхранявани.

Факторите, обуславящи необходимостта от съхранение на радиоактивни отпадъци за различен период от време, са многобройни. Сред тях са: осигуряване на време за разпад на радионуклидите с кратък живот до ниво, позволяващо освобождаването на отпадъците от регулаторен контрол; събиране и натрупване на достатъчно количество отпадъци преди трансфера им до съоръжение за третиране, кондициониране или обезвреждане; намаляване скоростта на топлоотделяне на високоактивни отпадъци преди обезвреждане. Съхранението може да е и дългосрочно решение за държавите, които не разполагат с подходящо съоръжение за обезвреждане на радиоактивни отпадъци.

Периодът на съхранение може да е в рамките на няколко дни, седмици или месеци, когато става въпрос за разпад или складиране преди транспортиране. По-продължително съхранение (много години) се изисква в случаите на охлаждане на отпадъците или при липса на алтернатива за обезвреждането им.

Площадката за съхранение може да бъде разположена при самия източник на отпадъците или да е самостоятелно централизирано предприятие. Съоръженията за складиране на радиоактивни отпадъци могат да бъдат от обезопасени шкафове в лаборатории до големи площадки, изградени за обслужване на атомни електроцентрали.

Национални изисквания

Съгласно Наредбата за безопасност при управление на радиоактивните отпадъци те трябва да се съхраняват по начин, осигуряващ подходяща изолация от околната среда и населението за целия планиран срок на съхранение и улесняващ последващите етапи на управлението им. Доколкото е практически приложимо, следва да се спазват изискванията за пасивна безопасност, обхващащи имобилизирането на радионуклидите и съхранението във физически и химически стабилни контейнери.

Радиоактивните отпадъци, подлежащи на последващо освобождаване от регулиране по Закона за безопасно използване на ядрената енергия, трябва да се съхраняват отделно от другите съхранявани отпадъци и да се маркират по подходящ начин.

Съгласно Наредбата, операторът на съоръжението за съхранение следва да разработи и прилага критерии за приемане отпадъците, които да са обвързани с резултатите от оценката на безопасността на съоръжението.

Те трябва да съдържат като минимум изисквания към: радионуклидния състав на опаковката на отпадъците, включително концентрацията на радионуклиди в опаковката; мощността на еквивалентната доза гама-лъчение на повърхността и на определените разстояния от стените на контейнера; химичните, физичните, механичните и биологичните свойства на формата на отпадъците; и размерите и способностите на контейнера да запазва механичната си цялост и да осигурява изолацията на радиоактивните отпадъци при нормални и аварийни условия и за предвидения период на съхранение.

Отпадъците се приемат за съхранение само в случай, че отговарят на критериите за приемане при проверка на придружаващата ги документация. Лицензиантът на съоръжението за съхранение трябва да има установени процедури, за да извърши проверка на място за определяне на съответствието на отпадъците с определените критерии за приемане.

Ако радиоактивните отпадъци не отговарят на критериите за приемане, лицензиантът изисква прилагане или предприема мерки за отстраняване или компенсиране на несъответствието или отказва приемането им. Операторът на съоръжението трябва да следи за състоянието на съхраняваните отпадъци, включително, когато е приложимо чрез тестове, измервания и вземане на проби.

Малки съоръжения за съхранение

Неголеми количества радиоактивни отпадъци, съдържащи радионуклиди с относително кратък живот обикновено се транспортират до малки съоръжения за съхранение, в които могат да бъдат извършвани и операции по третиране, например компактиране с малка сила. Съхранението на една централизирана, вместо на множество площадки при източниците на генериране, предлага възможност за спазване на по-строги изисквания за безопасност и реализиране на значителни икономии.

Складираните отпадъци следва да бъдат охарактеризирани по вид на радионуклидите, активност, период на полуразпад и физични, химични и патогенни свойства, а получените резултати трябва да бъдат документирани в инвентаризационни протоколи. Ако ще се съхраняват патогенни радиоактивни отпадъци, те трябва да бъдат предварително дезактивирани.

В случай че се налага транспортирането на отпадъците до инсталация за третиране, то те трябва да бъдат опаковани в съответствие с критериите за приемане на получаващото ги съоръжение. Те следва да бъдат опаковани по такъв начин, че да не са достъпни за вредители като насекоми или гризачи, тъй като те могат да представляват сериозен риск за безопасността. Това важи в най-голяма степен за съхранението на биологични радиоактивни отпадъци или когато отпадъците се складират в найлонови чували.

Практиката показва, че съхранението с цел разпад е подходящо за отпадъци, съдържащи радионуклиди с кратък живот - по-малко от 100 дни. Продължителността на съхранение трябва да е достатъчна, за да се редуцира първоначалната активност до нива, позволяващи освобождаване. По време на съхранението, както и при самото освобождаване, следва да се спазват строги контролни мерки.

Активността трябва да бъде определена внимателно и отпадъците, предназначени за разпад, трябва да бъдат сепарирани от останалите от момента на генерирането им до края на периода на разпад и финалното им обезвреждане. Следва да се извършват представителни измервания на проби, отбрани и анализирани преди освобождаването на всяка партида. При пробовземането работниците трябва да бъдат защитени както от радиологични, така и от нерадиологични опасности.

При малките съоръжения за съхранение на радиоактивни отпадъци следва да се отчетат и натоварванията в резултат от нареждането. Дебелината на стените на контейнерите, теглото им в напълнено състояние и посоката на редене трябва да бъдат взети предвид още на етап на проектиране на съоръжението.

То трябва да позволява мониторинга и да осигурява възможност за овладяване на пробиви в опаковките особено при течни отпадъци. Ако един контейнер има признаци за разлагане по време на съхранение, следва да се предприемат подходящи действия, като например преглед за потвърждаване на целостта. При наличието на теч, отпадъците трябва да бъдат преопаковани.

Малко съоръжение за съхранение (в лаборатории, болници и университети) може да е просто обезопасен шкаф, помещение, малка постройка или контейнер. Конструкцията им зависи до голяма степен от свойствата, количествата и опасността на складираните материали.

Зоната извън съоръжението трябва да е с ниска посещаемост и трафик, а местоположението му да предоставя адекватно ниво на сигурност (един вход, липса на прозорци, здрава конструкция). Съоръжението трябва да бъде разположено на отдалечено място от други площадки за съхранение на взривоопасни и запалими материали.

Необходимостта от вентилационна система за съоръжението трябва да бъде оценена за всеки конкретен случай. Фактори, които трябва да бъдат отчетени, включват: потенциал за отделяне на преносими по въздуха радиоактивни материали (например на 222Rn при съхранението на 226Ra отпадъци), възможност за локализирано натрупване на запалими и експлозивни газове и нужда от управление на условия като влажност, температура и др. както за комфорта на операторите, така и за поддържане целостта на опаковките.

Може да се наложи вентилационната система да включва и филтри с цел предотвратяване на неконтролираното изпускане на радионуклиди в газообразно или твърдо състояние в околната среда.

Големи съоръжения за съхранение

В такива съоръжения може да постъпва голямо разнообразие от радиоактивни отпадъци от различни източници, като проектирането и експлоатацията им следва да са съобразени с потенциалните опасности. Необходимо е да бъде разработена и поддържана система за проследяване на отпадъците, която да показва точното им местоположение в склада и зоните спрямо нивото на опасност.

Контейнерите за съхранение трябва да бъдат проектирани и изработени така, че отпадъците да останат опаковани при всички експлоатационни условия, които биха могли да възникнат по време на целия им жизнен цикъл. Когато контейнерът е първичната опаковка на отпадъците, якостта и издръжливостта му трябва да отговарят на вида на отпадъка и очакваните концентрации на радионуклиди.

Характеристиките на контейнерите трябва да бъдат ясно специфицирани, за да се осигури безопасността на работниците и населението в случай на авария. Условията на средата трябва да бъдат отчетени при проектиране на контейнерите - те следва да са устойчиви на корозия за целия период на съхранение. Поставянето им на повърхности, върху които протича процес на кондензация, трябва да се избягва.

За някои видове отпадъци (особено корозивни течности) може да е необходимо използването на контейнери с двойни стени или облицоването на пода на склада с неръждаема стомана или друг корозионно устойчив материал. При съхранението на течни отпадъци следва да бъде изградена и система за събиране под контейнерите, която да дава възможност за следене за течове. Съгласно принципите на пасивната безопасност течните отпадъци трябва да бъдат трансформирани в твърда форма възможно най-рано от практическа гледна точка.

Когато съоръжението за съхранение е част от съществуваща атомна инсталация, изборът на площадка може да зависи от фактори, важни за основното предприятие. Извършената оценка на безопасността за главното съоръжение може да докаже и съответствието на склада с изискванията за радиологична защита при нормален режим на работа и при авария. Ако площадката на съоръжението за съхранение трябва да отговаря на по-строги стандарти, то тогава оценката на безопасността трябва да бъде извършена отделно.

При големите съоръжения за съхранение на радиоактивни отпадъци, особено с висока активност, може да се наложи инсталирането на системи за охлаждане. Охлаждането на отпадъците трябва да е до температура, която не надвишава максималната проектна стойност. При проектирането на система за охлаждане трябва да бъдат отчетени топлинният товар на отпадъците, топлопредаващите свойства на отпадъците, контейнерите и самото съоръжение, максималният топлинен капацитет на съоръжението и необходимостта от ограничаване на последствията от аварии.

Системата за мониторинг на условията в съоръжението трябва да включва измервания на дозите, концентрациите на преносими по въздуха радиоактивни материали, нивата на свързано и свободно замърсяване на повърхностите и скоростта на неутронния поток. В контролираните зони трябва да са осигурени непрекъснато работещи инструменти, които да дават информация за дозите и да алармират при необходимост. За мониторинг на отделни зони следва да се използват преносими дозиметри.