Курсовая работа по Физика на тему Регистрирующие устройство для сортировки радиоактивных отходов

1. Сортировка твердых радиоактивных отходов

Материальные объекты и субстанции, которые имеют активность радионуклидов или радиоактивное загрязнение, превышающее установленные нормы характеризуются как радиоактивные отходы. Регламентирует классификацию ТРО – «санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций. СП АС-88, ДНАОП 0.03-1.73-79».
Первыми этапами цикла обращения с радиоактивными отходами после их образования являются сбор, первичная характеристика, разделение по категориям и временное хранение. Радиоактивные отходы должны быть собраны, проанализированы и разделены на месте их образования с учетом их физических, химических, биологических и радиологических свойств. Эти меры облегчают последующую обработку отходов, повышают ее эффективность и способствуют снижению объемов отходов, требующих хранения и захоронения. [1-4]
Стратегия сортировки и раздельного сбора отходов регламентируется нормативными документами и зависит от системы обращения с радиоактивными отходами. Это важно для минимизации объема радиоактивных отходов, предотвращения попадания нерадиоактивных отходов в категорию радиоактивных и возможности повторного использования материалов и оборудования.
Организация, где образуются радиоактивные отходы и которой возложены операции по их обработке, должна обладать соответствующей инфраструктурой. Это включает необходимое оборудование, помещения для хранения отходов, технические средства для перемещения и профессиональных персонал, итого владеющих необходимыми методами анализа, радиационного контроля, дезактивации и ликвидации радиационных аварий.
Газообразные радиоактивные отходы, возникающие в процессе деятельности организации, должны быть обезврежены на месте их образования с помощью системы газоочистки. [5]
Одновременно с сбором и накоплением радиоактивных отходов, организация проводит их сортировку. Стратегия сортировки и раздельного сбора зависит от системы обращения с радиоактивными отходами, которая определяет основные категории отходов и методы их обработки и захоронения. При планировании раздельного сбора (сортировки) отходов необходимо учитывать следующие факторы:
• физические и химические характеристики отходов;
• тип и период полураспада радионуклидов, содержащихся в отходах;
• концентрация радионуклидов в отходах;
• приемлемость отходов для определенных методов обработки;
• планируемые или доступные методы хранения и захоронения. [6]
Характер и состав радиоактивных отходов зависит от их источника образования. Например, в медицине и научных исследованиях обычно используется определенный радионуклид, что позволяет производить раздельный сбор отходов в соответствии с их радионуклидным составом. В случае предприятий ядерного топливного цикла, где образуются отходы смешанного состава, разделение должно производиться на основе радиохимических характеристик и удельной активности отходов.
Активность РАО требует специальных методик измерения и отбора проб, а также специального оборудования.
Раздельный сбор и сортировка отходов на месте их образования на основании их характеристик является одним из способов минимизации отходов, и позволяет:
• предотвратить попадание нерадиоактивных отходов в категорию радиоактивных, и таким образом избежать необоснованных затрат на их последующую обработку, хранение и захоронение;
• отделить отходы с низкими уровнями активности от более высоко активных отходов, требующих более сложных систем обработки, хранения и захоронения;
• повторно использовать либо возвратить в производственный цикл материалы и оборудование, обладающие определенной либо значительной ценностью.
Во всех случаях важно отделить радиоактивные отходы от нерадиоактивных и ограничить распространение радиоактивного загрязнения или перекрестное загрязнение, что способствует минимизации радиоактивных отходов.
При переводе дезактивированных объектов, оборудования или материалов в разряд нерадиоактивных, важно установить контрольные уровни активности. Это особенно важно, поскольку такие контрольные уровни должны быть подтверждены измерениями. Чем ниже контрольные уровни, тем сложнее проводить измерения активности. Для прямых измерений активности используются различные детекторы ионизирующих излучений, размещенные вблизи измеряемого объекта. Косвенный метод измерений состоит в определении уровня загрязнения мазка с поверхности.
Отходы, содержащие короткоживущие радионуклиды, собираются отдельно и выдерживаются на временных хранилищах. После снижения активности до уровней, соответствующих освобождению от контроля, тройники (требующие обязательного радиационного контроля) могут быть утилизированы, а жидкие радиоактивные отходы могут быть возвращены в систему оборотного водоснабжения или слиты в канализацию. Однако, если отходы обладают химической или биологической опасностью, их сброс без дополнительной обработки не приемлем.
Основная задача сортировки отходов по виду материала – подготовка их к переработке, дезактивации или утилизации. Различные типы отходов сортируются на:
- дезактивируемые металлические отходы (металлические отходы с относительно гладкой поверхностью);
- сжигаемые (текстиль, дерево, бумага, пластикат, пластмасса, резина и пр.);
- прессуемые отходы, не проходящие предварительного прессования (бетон, кирпич, строительный мусор, шлам, песок, лампы накаливания, стекло, поранит, материалы огневой защиты кабелей, металл и пр.);
- прессуемые отходы, подвергающиеся предварительному прессованию (теплоизоляционные маты, и пр.).
Для обеспечения принципов ALARA (настолько низком, насколько это обосновано достижимо) отходы сортируются по активности и не требуют сортировки по виду материала. РАО классифицируются по критериям величины периода полураспада радионуклидов, которые входят в эти отходы:
- короткоживущие, в составе которых нет радионуклидов с периодами полураспада, превышающими 10 лет;
- среднеживущие, содержащие радионуклиды с периодом полураспада свыше 10 лет, но не более 100 лет;
- долгоживущие, в которых содержатся радионуклиды с периодами полураспада, превышающими 100 лет.
В свою очередь короткоживущие РАО подразделяются на:
- «суточники», с периодами полураспада входящих в них радионуклидов не превышающими 18 суток; к ним, в частности, относятся Na-24, К-42,1-123,1-131, Te-132+I-132, Cs-136;
- «месячники», период полураспада которых не превышает трех месяцев: Sr-85, Sr-89, Y-91, Nb-95, Zr-95,1-125, Ba-140;
- «годовики», к которым принадлежат радионуклиды с периодом полураспада свыше трех месяцев: Са-45, Ru-106, Ва-133, Cs-134, Ce-144, T1-204. [7,8]
Такое разделение лежит в основе требований, которые следует предъявлять к методам переработки, транспортирования и захоронения радиоактивных отходов различной категории, исходя из возможного радиационного воздействия на человека и объекты окружающей среды.