«Полученные результаты имеют важное значение для оценки долгосрочной безопасности глубинного захоронения радиоактивных отходов и разработки мер по минимизации миграции радионуклидов в окружающую среду», — прокомментировала младший научный сотрудник лаборатории радиохимии ГЕОХИ РАН Анастасия Родионова.
Анастасия Родионова, научный сотрудник лаборатории радиохимии ГЕОХИ РАН, к.х.н., ответила на вопросы «Ъ-Науки»:
— Какие бывают радиоактивные отходы?
— Радиоактивные отходы бывают разных типов и классифицируются по разным признакам: по физическому (агрегатному) состоянию (твердые, газообразные, жидкие), по удельной активности (высокоактивные, среднеактивные, низкоактивные, очень низкоактивные), по происхождению (отходы ядерной энергетики, отходы медицинской деятельности, отходы научных исследований и отходы военной деятельности) и др. Важно отметить, что радиоактивные отходы представляют собой серьезную опасность для здоровья человека и окружающей среды. Поэтому необходимо соблюдать строгие правила по обращению с ними и обеспечивать их безопасное хранение и захоронение. Особую опасность представляют высокоактивные отходы, содержащие долгоживущие радионуклиды. Они подлежат долговременному глубинному захоронению в глубоких геологических формациях, обычно на глубине в несколько сотен или более метров от поверхности.
— Как осуществляется захоронение радиоактивных отходов?
— К способам захоронения РАО относятся приповерхностное захоронение (захоронение РАО в сооружениях, размещаемых выше поверхности земли, на одном уровне с поверхностью земли или ниже поверхности земли на глубине до 100 м от поверхности земли), глубинное захоронение (захоронение РАО в сооружениях, размещаемых на глубине более 100 м от поверхности земли) и глубинное захоронение жидких РАО (захоронение жидких РАО (ЖРО) в глубокозалегающих пластах-коллекторах на глубине нескольких сотен метров в пределах границ горного отвода путем нагнетания через нагнетательные скважины). Мировым сообществом признано, что наиболее эффективным способом изоляции радиоактивных отходов, содержащих наиболее долгоживущие радионуклиды с высокой удельной активностью, является их захоронение в глубинные геологические формации. В России, как и в других странах, сейчас пока нет пункта глубинного захоронения радиоактивных отходов, но работы по его созданию ведутся давно. И сейчас уже начато строительство подземной исследовательской лаборатории, которая необходима для обоснования безопасности будущего пункта захоронения отходов. Предполагается, что отходы будут герметично изолированы от окружающей среды с помощью разных барьеров безопасности, как инженерных (компаунд, содержащий радиоактивные отходы, контейнер, глинистый барьер), так и природных (геологические формации).
— Какие главные требования должны соблюдаться при захоронении радиоактивных отходов?
— К основным требованиям для захоронения радиоактивных отходов относятся безопасная изоляция отходов от биосферы на протяжении длительного времени, которая обеспечивается многоуровневой системой защиты; место захоронения должно быть стабильным и устойчивым к природным катаклизмам, должен быть обеспечен постоянный мониторинг окружающей среды, чтобы убедиться в отсутствии утечек радиоактивных материалов и др.
— Что такое радионуклиды?
— Радионуклиды — это атомы, обладающие избыточной ядерной энергией и способные к радиоактивному распаду. Радионуклиды могут быть природными или искусственными, образующимися в результате проводимых ядерных реакций за счет деятельности человека. Радионуклиды широко применяются в народном хозяйстве, технике, науке и медицине. С их помощью изучают физиологические и биохимические процессы, а также закономерности миграции и обмена химических элементов в окружающей среде, организме животных и человека. В то же время радионуклиды испускают ионизирующее излучение, которое может повреждать клетки живых организмов, поэтому могут представлять опасность.
— Как происходит миграция радионуклидов?
— Миграция радионуклидов — это движение радионуклидов в окружающей среде. Миграция радионуклидов в кристаллических породах (как природный барьер будущего пункта глубинного захоронения отходов) происходит следующим образом: в ограниченной зоне вблизи могильника перенос радионуклидов осуществляется посредством диффузионного механизма с учетом эффектов сорбции и радиоактивного распада. Начиная с некоторого расстояния (оно определяется размерами локальных и региональных нарушений), перенос радионуклидов происходит с потоком подземной воды по трещинам. На этом этапе основными механизмами переноса являются адвекция и дисперсия, включающая молекулярную диффузию и механическую дисперсию. Количество радионуклидов, которые мигрируют в биосферу, зависит от расстояния от хранилища, доминирующего механизма переноса и взаимодействия растворенных радионуклидов с минералами, присутствующими во вмещающей породе, и инженерными барьерными системами. Одним из главных механизмов миграции, отвечающим за удерживание радионуклидов, является их сорбция минералами кристаллических пород.
— Как можно минимизировать миграцию радионуклидов в окружающую среду? Как повышение или понижение сорбции влияет на это?
— Для минимизации миграции радионуклидов в окружающую среду в геологических формациях предполагается использовать мультибарьерную систему защиты, которая будет препятствовать распространению радионуклидов в окружающую среду, в которую входят материалы, обладающие высокими сорбционными свойствами (глинистые минералы, минералы кристаллических пород). Предполагается, что высокая сорбция радионуклидов минералами пород и глинистыми барьерами безопасности будет минимизировать их миграцию в окружающую среду.
— Какие расчеты проводятся при оценке безопасности захоронения радиоактивных отходов?
— При оценке безопасности радиоактивных отходов проводятся комплексные расчеты, которые учитывают множество факторов, влияющих на миграцию радионуклидов и их воздействие на окружающую среду и человека. Основные типы расчетов: расчеты миграции радионуклидов, расчеты дозовых нагрузок, расчеты тепловыделения высокоактивных отходов, расчеты долговечности материалов барьеров безопасности и др.
Данная работа не включала моделирование и расчеты для оценки безопасности захоронения радиоактивных отходов, а была направлена на получение экспериментальных данных по коэффициентам распределения радионуклидов на породах, которые учитываются в математических моделях для дальнейшего прогнозирования возможной миграции радионуклидов.
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ