Хвостохранилища урановых рудных отходов

Ядерная индустрия образует отходы на шахтах и карьерах, обогатительных заводах (в отвалы идёт уран природного изотопного состава), заводов по изотопному обогащению урана (в отвалы идёт обеднённый уран) и заводов по производству ТВЭЛ для энергетических, промышленных и транспортных реакторов.

В ходе добычи, вблизи рудников возникают терриконы отвалов горной породы, содержащие вкрапления урановых минералов, а в окрестностях обогатительных фабрик - отвалы «хвостов», обеднённые по материнскому изотопу (уран) и сильно обогащенные по дочерним продуктам (радий, радон, полоний).

Отходы от процесса обогащения имеют форму жидкого раствора. Они обычно откачиваются в искусственные водоёмы. Количество произведенных отходов почти равно количеству добытой руды, так как извлеченный уран представляет только незначительную долю от общей массы. Поскольку продукты распада урана (2з°ТЬ и “6Ra) из руды не выделяют, раствор содержит до 85% от природной радиоактивности руды. В нём находится немного урана, а также тяжёлые металлы, мышьяк и химические реактивы. Радионуклиды, содержащиеся в урановых отходах, испускают в 20-5-юо раз больше у-радиации по сравнению с природным уровнем. Правда у-радиация локализована и её уровень быстро уменьшается при увеличении дистанции. Когда поверхность отвалов высыхает, мелкий песок разносится ветром. 226Ra в отходах распадается с образованием 222Rn. Выброс радона - главная опасность, которая остаётся после того, как урановый рудник закрыт.

Обычно хвостохранилище урановых руд занимает площадь 300-5-500 га и содержит (50-5-100)-ю6 т отходов, активностью 2000-5-5000 ТБк. Первичные отходы представляют собой тонкодисперсную массу, образовавшуюся в результате содового или кислотного извлечения урана из измельченной руды. Они состоят из минеральных остатков и гидратных осадков (гидроксидов, сульфатов, карбонатов и т.д.). Распределение разных типов отходов и их состав как по площади хвостохранилища, так и по глубине многометровой толщи отходов крайне гетерогенное. Как правило, хвостохранилище оформляют в виде курганного могильника, т.е. засыпают песчано-гравийной смесью, глиной, покрывают дёрном, территорию обносят бетонным забором.

Радиоактивность хвостохранилища образуется долгоживущими изотопами, с периодами полураспада некоторых из них в миллионы лет. Тем не менее, в отличие от стабильных токсинов, концентрация радионуклидов падает во времени.

В настоящее время к некоторым отвалам возник промышленный интерес: рост цен на уран, улучшенные технологии экстракции, экологическая необходимость ликвидации хвостов, наличие других ценных компонентов (например, редких земель) делают рентабельной переработку некоторых отвалов старых производств.

Замечание. Примерно 95% радиоактивности в руде с содержанием 0.3% U^Oe исходит от радиоактивного распада 2з8и и достигает 450 кБк/кг. Этот ряд имеет 14 радиоактивных долгоживущих изотопов и каждый из них дает 32 кБк/кг. После обработки из руды удаляется 2з8и и немного 234U (и 235U) и радиоактивность снижается до 85% её первоначального значения. После удаления большей части 2з8и, два ко- роткоживущих продукта его распада (234Th и *34Ра) исчезают и, по истечению нескольких месяцев, уровень радиоактивности снижается до 70% её первоначального значения. Основным долгоживущим изотопом тогда становится 23°Th (Ti/2=77000 лет), который превращается в 226Ra с последующим распадом в 222Rn.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >