ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 155
Скачиваний: 0
Характеристику суммарной активности радионуклидов, со держащихся в отходах, образующихся после переработки ядер
ного горючего, можно составить, исходя из того, что |
общий |
||||
объемный выход высокоактивных отходов считается |
равным |
||||
примерно 3000 ліг |
расщепляющегося материала |
[6]. В |
1965 г., |
||
как считают [7], суммарное |
количество отходов |
высокой |
актив |
||
ности на заводах |
США по |
переработке облученного горючего |
|||
достигало 19-106 |
л, |
а их общая активность |
соответствовала |
||
примерно 2 • 10і 0 |
кюри. |
|
|
|
|
По своей химической природе высокоактивные отходы пред ставляют концентрированные водные растворы солей, имеющие кислую или щелочную реакцию. Они опасны для всех живых организмов не только своей высокой активностью, но и тем, что способны к самопроизвольному продолжительному кипению вследствие поглощения собственной энергии излучениг. Кроме того, эти отходы содержат такие особенно токсичные вещества, как цианиды, мышьяк, свинец, ртуть и др. [8].
§ 3. ОТХОДЫ ПРЕДПРИЯТИЙ АТОМНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Отходы урановых рудников. Добычу урана производят дву мя различными способами, зависящими от характера залега ния руды в горных породах: подземным и открытым. В обоих
случаях процесс добычи и последующая переработка |
урановых |
руд сопряжены с большим количеством балластных |
материа |
лов. В большинстве руд, перерабатываемых в настоящее вре |
|
мя, концентрация и з 0 8 достигает |
только 0,3%, |
что по |
массе |
соответствует примерно 2,5 кг урана |
на 1 т руды [9J. |
|
|
Добытая урановая руда представляет собой |
крупнокуско- |
||
вый продукт с размерами отдельных глыб, превышающими |
1 м. |
||
В таком виде руда поступает на |
урановые заводы. Она со |
||
стоит из сростков рудных минералов и минералов пустой поро ды, тесно связанных друг с другом. Примерами рудных мине
ралов являются уранинит, настуран, типичные минералы пу |
|||
стой породы — кварц, различные |
силикаты |
и др. [9]. |
|
Степень рассеивания урана |
в руде изменяется в |
довольно |
|
широких пределах, однако в большинстве |
случаев |
урановые |
|
руды характеризуются мелким вкраплением зерен минералов
урана |
размерами от 10 до 100 мкм [10]. |
|
|
|
|
|||
Кроме урана в урановых рудах |
содержатся |
и |
все |
другие |
||||
члены радиоактивного ряда. Поэтому некоторую |
потенциаль |
|||||||
ную опасность для здоровья горняков в условиях |
плохой |
венти |
||||||
ляции |
штреков |
предрасполагающих |
к |
накоплению |
в |
воздухе |
||
радона |
и аэрозольных |
частиц, |
представляют |
следующие |
||||
изотопы этого |
семейства: |
2 I 8 Po, |
2 1 4 Pb, |
2 І 4 В і , |
2 1 4 Р о , |
2 , 0 Р Ь , |
||
2 , 0 Р о [11]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
В атмосферу рудника радон поступает путем диффузии из руды или из протекающих в рудниках грунтовых вод. Содер-
жание радона в воздухе рудника |
в основном |
определяется |
||
скоростью эманирования, скоростью |
вентиляции |
н |
периодом |
|
его полураспада. При вдыхании воздуха, |
содержащего радон |
|||
и его дочерние продукты, лучевая нагрузка |
в органах |
дыхания, |
||
как показали исследования, в основном формируется не самим радоном, а его а-изл\чающими производными [12].
Впервые внимание к радиационной опасности воздуха ура новых рудников было привлечено в связи с большим количест вом заболеваний раком легких среди шахтеров в районе Шнееберг (ГДР) и Поахимсталь (ЧССР). Однако в последующем было обнаружено, что возникновение рака легких у горняков могло быть также обусловлено и содержанием в воздухе боль ших количеств мышьяковой пыли [12]. Представление о воз можных концентрациях радона в воздухе урановых шахт мож но получить нз табл. 66.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 66 |
Концентрация радона |
в атмосфере |
урановых шахт |
различных рудных |
||
районов, пкюри.л |
[13] |
|
|
|
|
Район |
Число |
шахт |
С |
смаксі |
с мин» |
|
|
|
10» |
10» |
10» |
Булл-Каньон |
И |
|
41 |
590 |
10,85 |
Каламита Мейзе |
6 |
|
5,7 |
230 |
0,7 |
Коттонвуд Уош |
4 |
|
45 |
99 |
31 |
Гейтвеп |
4 |
|
11 |
32 |
1,6 |
Гранте |
3 |
|
9,4 |
20 |
8,7 |
Джипсен-Вэлли |
3 |
|
147 |
180 |
12 |
Лонг-Парк |
17 |
83 |
487 |
13 |
|
Мэрисвейл |
2 |
|
33,6 |
259 |
8,4 |
Моньюмент-Вэлли |
3 |
|
59 |
61 |
1,7 |
Палар-Мейзе |
3 |
|
68 |
73 |
30 |
Ошк-Рок |
11 |
|
39 |
220 |
1,3 |
Юравен |
4 |
49 |
71 |
10,85 |
|
Исследования показали, что скорость эманирования в шах
тах колеблется в весьма широких пределах |
и достигает |
крайне |
||||
высоких |
уровней — от |
1,8-10~6 |
до 7-10~5 кюри/мин на |
100 |
м3 |
|
объема |
шахты [1]. О |
величине |
активности, |
выбрасываемой |
в |
|
атмосферу через вентиляционные устройства вместе с руднич
ной пылью, можно судить по объему свежего |
воздуха, |
пода |
ваемого в шахты в количестве примерно 14,0 |
м3/мин на |
каж |
дого работающего [14]. |
|
|
К отходам урановых рудников относятся также грунтовые воды, откачиваемые в зависимости от их поступления перио дически или постоянно. В этой связи их количество, выбрасы ваемое в зону биогенеза, весьма различно, но может достигать 2000 м3 и более в сутки. Концентрация урана в этих водах ко леблется от 0,3 до 10,0 мг/л.
Рудные отвалы в виде так называемых «хвостов» (грохоче ния и сортировки), а также отвальные породы от подготови тельных работ по химическому составу представляют исходную руду с пониженным содержанием урана. В этих отвалах урана
содержатся |
сотые доли процента, а радия — от 5 - Ю - 1 1 |
до |
1 • 10~10 г/г |
породы. Отвалы складируются на поверхности, |
ко |
личество их с каждым годом увеличивается, и поэтому они ста новятся источником непрерывного загрязнения внешней среды, так как вследствие воздействия атмосферных условий из них вымываются радиоактивные элементы: уран, радий, полоний и др. [20].
Отходы гидрометаллургических заводов. На этих заводах осуществляются извлечение урана из руды и его концентриро вание.
Основными отходами гидрометаллургических заводов яв ляются рудные пульпы, состоящие из песковой и шламовой фракций. Твердая часть этой пульпы по химическому составу близка к исходной руде, из которой выщелочено основное ко личество урана и некоторое количество минеральных солей. Другие радиоактивные элементы, сопутствующие урану, почти полностью остаются в твердой части пульпы [15].
Представление о методах и стадиях обработки урановой руды, на которых происходит наибольшее образование радио активных отходов, можно получить из характеристик, приве
денных в табл. 67. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При переработке урановой руды многие дочерние |
|
элементы |
|||||||
с коротким периодом |
полураспада практически полностью |
раз- |
|||||||
Основные стадии переработки урановых руд |
|
|
Т а б л и ц а |
67 |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
Стадия процесса |
|
|
|
Методы |
|
|
|
||
Размельчение |
Толчение |
и |
дробление |
|
|
|
|
|
|
Выщелачивание |
Кислотное |
выщелачивание в |
основном |
с |
серной |
кис |
|||
|
лотой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Щелочное выщелачивание в основном со смесью- |
||||||||
|
карбоната |
и бикарбоната натрия |
|
|
|
||||
Очистка |
Декантация |
и фильтрация — получение |
|
прозрачного |
|||||
|
выщелоченного |
раствора |
|
|
|
|
|||
|
Иногда требуются |
осаждающие вещества |
|
|
|||||
Отделение песка и шлама |
Получение фракции песка и шламов |
|
|
|
|||||
Регенерация продукта |
Химическое |
осаждение |
|
|
|
|
|
||
|
Процесс, позволяющий разделить твердую и жидкую |
||||||||
|
фазы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экстракция |
растворителем. |
Применяются |
органиче |
|||||
|
ские растворители в |
смесителях-отстойниках |
или |
||||||
|
колонках |
контактного |
типа |
|
|
|
|
||
Окончательное обогащение |
Фильтрация |
и просушивание |
осадка от |
следов |
про |
||||
|
цесса регенерации |
|
|
|
|
|
|||
|
Конечный |
продукт |
содержит |
70—90% |
урана |
|
|||
рушаются, однако некоторые долгоживущие изотопы остаются и создают потенциальную опасность радиоактивного загрязне
ния |
окружающей |
среды. Наиболее |
опасный |
из |
них — |
||||
радий. |
В среднем |
в |
руде |
содержится |
около 0,5 мг |
радия на |
|||
тонну. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
шламах содержание |
радия |
достигает 1 — 1,3, |
а в |
песках |
||||
20—30 нкюри/кг. |
Такими же сравнительно высокими |
концентра |
|||||||
циями |
характеризуется и содержание полония: в песках оно со |
||||||||
ставляет примерно 30—40, а в шламах |
150—180 нкюри/кг |
[10]. |
|||||||
Анализы показали, что примерно 99,8% радия и полония |
от ис |
||||||||
ходного их содержания в руде концентрируется |
в твердой |
фазе, |
|||||||
сбрасываемой на |
хвостохранилище |
(хранилище |
твердых |
отхо |
|||||
дов). Обычно песковая и шламовая фракции после нейтрализа ции объединяются и откачиваются в хранилище в виде общей пульпы.
Количество сбрасываемой пульпы для каждого уранового
завода |
различно, так как зависит |
от |
его |
производительности. |
||||||
Так, например, для завода, перерабатывающего |
около |
500 т |
||||||||
руды |
в сутки, |
количество |
сбрасываемой |
твердой части пульпы |
||||||
будет |
примерно 500 т, а жидкой части — около 2000 т. С |
этим |
||||||||
количеством |
пульпы |
на хвостохранилище |
в сутки |
будет |
уда |
|||||
ляться |
около |
100 кг |
урана |
и из них до 5 кг |
в растворенном со |
|||||
стоянии |
[10]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Некоторое |
количество |
природных |
радионуклидов спускается |
|||||||
в канализационную сеть в составе сбросных вод прачечных и ду шевых после их соответствующей очистки и доведения концент рации радионуклидов в сбрасываемой воде до уровня ПДК- В течение суток от прачечных и душевых образуется около 100— 300 т загрязненной воды, содержащей 0,5—15,0 мг/л урана и 0,1—0,14 нкюри/л радия.
Значительный удельный вес в жидких сбросах уранового за вода занимают так называемые чистые воды, т. е. воды, полу чаемые от охлаждения машин, холодильников, вакуум-насосов и другого оборудования. Примерная концентрация урана в та ких водах одного из заводов СССР определена в пределах 0,2— 1,0 мг/л, а радия 0,1 —1,0 пкюри/л [10].
С газовыми выбросами гидрометаллургических заводов по падают в воздушное пространство радиоактивная рудная пыль, радон, пыль урановых концентратов. Так, например, при измель
чении |
руды |
вентиляционный воздух после фильтров |
содержит |
||||
около |
5—10 |
пкюри/л |
радона, 0,1—0,3% урана, |
п-Ю-9—п-Ю-10 |
|||
кюри/г |
радия. |
|
|
|
|
|
|
В выхлопных газах из труб аппаратов выщелачивания |
руды |
||||||
всегда |
содержатся |
радон до |
1 • 10~10 и долгоживущие |
аэрозоли |
|||
до 2 -10—14— 1 • Ю - 1 5 |
кюри/л. |
|
|
|
|
||
Выбрасываемый воздух при сушке, прокалке урановых кон |
|||||||
центратов и при их упаковке, |
несмотря на очистительные |
сред |
|||||
ства, также |
содержит от 0,12 |
до 0,3 мг урановой пыли |
в |
1 м3 |
|||