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Heute ist bekannt, dass alle Grund- und Oberflächengewässer radioaktiv sind. In natürlichen Gewässern und in der Atmosphäre ist fast immer eine geringe Menge Radon und damit auch seine Zerfallsprodukte vorhanden.

In der atmosphärischen Luft nahe der Erdoberfläche wird Radon in einer Konzentration von etwa 10-13 Curie / l Luft gefunden, aber an manchen Orten kann seine Konzentration viel höher sein.

Die Geschichte der Erforschung radioaktiver Isotope in Heilwässern umfasst einen Zeitraum von 60 Jahren. In Russland gehen seine Ursprünge auf das Jahr 1907 zurück, als E.E. Carstens entdeckte Radon (Rn222) im Wasser der heißen Schwefelquellen in Pjatigorsk. In den folgenden Jahren untersuchte E. E. Carstens weiterhin die Radioaktivität von Gesteinen und Mineralwässern von Pjatigorsk und veröffentlichte 1913 eine Mitteilung zu diesem Thema in den Notizen der Russischen Balneologischen Gesellschaft.

Eine detailliertere Untersuchung radioaktiver Mineralwässer im kaukasischen Mineralnye Vody begann 1926, als am Balneologischen Institut ein radiologisches Labor unter der Leitung von E.S. Shchepoteva und A.N. Ogilvie. Bereits 1925 A.N. Ogilvy veröffentlichte einen "Kurzbericht über die hydrogeologischen Arbeiten zur Untersuchung der Radioaktivität der Gewässer von Pjatigorsk".

In den Vorkriegsjahren widmete sich das Labor insbesondere der Bestimmung von Radium und Radon in Mineralwässern und viel weniger anderen radioaktiven Isotopen. Als Ergebnis der gemeinsamen Arbeit des Laborpersonals mit dem Personal des Staatlichen Radiuminstituts erschien die „Anweisung zur Messung radioaktiver Mineralquellen und einiger Methoden“ (V.I. Baranov, A.N. Ogilvy, 1930; I.E. Starik, 1936; E.S. Schtschepotew, 1943).

In den folgenden Jahren (1956-1967) deckte die Forschung ein breiteres Themenspektrum ab. Der Schwerpunkt lag auf systematischen Regimebeobachtungen von Radonquellen, um die Bedingungen ihrer Entstehung, die Gründe für Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeit und den Gehalt an radioaktiven Isotopen herauszufinden.

Interessant ist die Arbeit von I.E. Starik "Radiological study of the CMS region" (1943), sowie die Dissertation des Kandidaten von D.S. Nikolaev "Radonwasser und Schwefelbäder von Pjatigorsk" (1947).

Basierend auf der allgemeinen Theorie der Bildung von Radonwasser unter natürlichen Bedingungen, entwickelt von I.E. Starik und E.S. Shchepoteva (1936) und die vom berühmten Hydrogeologen A.N. Ogilvy, MS Kagan und V.L. Augustinskaya (1962) führte Experimente durch, um die Belastung von Radonquellen in der nördlichen Gruppe von Pyatigorsk zu erhöhen.

Durch Fluten der Entstehungsorte von Radonwässern mit einem zusätzlichen Strahl von Schwefelwasserstoffwasser, das in seiner Mineralisierung und chemischen Zusammensetzung dem Hauptradonwasser dieser Lagerstätte ähnlich ist, gelang es diesen Autoren im Laufe von zweijährigen Experimenten, den zu erhöhen Durchfluss der untersuchten Lagerstätte um das 2,5-fache, fast ohne die Radonkonzentration im Quellwasser zu verringern, die innerhalb von 60 Mahe-Einheiten schwankte.

Gleichzeitig wurden wichtige theoretische Fragen geklärt. Die berechneten Daten zeigten, dass im Versuchsgebiet bei der Bildung natürlicher Radonwässer das entstehende Radon nur zu 16% gebunden wird und daher große Reserven davon vorhanden sind, die es ermöglichen, das Wasser künstlich mit anderen Mineralien anzureichern und sogar frische Quellen damit.

Es wurden auch wichtige Daten gewonnen, die zeigen, dass bei künstlichen Flutungen Radium nicht aus Gestein ausgelaugt und die Lagerstätte erschöpft wird.

Besonders hervorzuheben sind die in den letzten Jahren in allen Hauptquellen der kaukasischen Mineralwasserregion ( M. S. Kagan, 1952-1953, 1959, 1965).

Eine detaillierte Studie über radioaktive Isotope in Mineralwässern anderer Regionen ermöglichte es, einige Probleme im Zusammenhang mit der Hydrogeologie und den Bedingungen für die Bildung von Radonwässern hervorzuheben, eine balneologische Bewertung abzugeben und einige der Mechanismen ihrer physiologischen und therapeutische Wirkungen.

Als Ergebnis langjähriger Forschung wurde festgestellt, dass viele Mineralquellen einen erhöhten Gehalt an radioaktiven Elementen, insbesondere Radon (Rn222) und Radium (Ra226), enthalten.

Radioaktive Wässer werden je nach Vorherrschen bestimmter radioaktiver Isotope in drei Gruppen eingeteilt: Radon, Radium, Radon-Radium. Uran- und Radium-mesothorische Wässer sind unter natürlichen Bedingungen viel seltener.

Tabelle 4. Verbotskriterien für die interne Verwendung von radioaktivem Wasser (nach Gehalt an radioaktiven Isotopen darin in g/l)

Bei der Beurteilung der Radioaktivität von Mineralwässern verwenden wir die von E.S. Shchepoteva und 1961 bei einem Treffen von Vertretern von Kureinrichtungen angenommen (Tabellen 3 und 4).

E.A. Smirnov-Kamensky, S.M. Petelin

Das Alter der Erde beträgt etwa 6 Milliarden Jahre, und erst nach 4 Milliarden Jahren begann das Leben auf der Erde. Der Grund für eine so große zeitliche Lücke könnte laut einigen Wissenschaftlern die hohe Strahlung sein, die kurz nach ihrem Auftreten auf dem Planeten herrschte. Daher erschienen lebende Organismen erst nach einer signifikanten Abnahme der Radioaktivität der Erdkruste und der Atmosphäre. Aber die Strahlung blieb, und sie hindert die Menschen nicht am Leben. Es ist überall – im Wasser, in der Luft, in der Erde und auf der Erde. Die Gewässer des Weltozeans enthalten Milliarden Tonnen radioaktives Kalium, Rubidium, Uran, Thorium und Radium. Das Wasser natürlicher Quellen enthält Uran von 5 x 10-7 bis 3 x 10-5 g/l. In den nördlichen Flüssen gibt es etwas weniger Uran, in den südlichen mehr. In abflusslosen Gewässern arider Regionen kann die Urankonzentration 4 x 10-2 g/l erreichen. Die Radioaktivität von Flusswasser wird auf etwa 10-12 Curie/l, Seewasser auf 10-11 Curie/l und Meerwasser auf 10-10 Curie/l geschätzt, während die Radioaktivität der atmosphärischen Luft etwa 10-16 Curie/cm3 beträgt und die Radioaktivität atmosphärischer Niederschläge nahe der Erdoberfläche Die Erde beträgt etwa 2-10-11 Curie/g. Niederschlag bleibt mehrere Stunden lang radioaktiv, und Schnee ist radioaktiver als Regen. Niederschlag trägt zur Reinigung der Atmosphäre von radioaktiver Kontamination bei. Nebel und Nieselregen enthalten die größte Menge an radioaktiven Stoffen. Die natürliche Radioaktivität von Landgewässern und Ozeanen wird hauptsächlich durch das radioaktive Kaliumisotop (K40) verursacht. In den hohen Schichten der Atmosphäre entsteht beim Beschuss von Wasserstoffkernen durch kosmische Strahlung ein schweres Wasserstoffisotop - radioaktives Tritium, das dann in die Zusammensetzung von superschwerem Wasser T20 eintritt und zusammen mit Niederschlag auf die Erdoberfläche fällt. Seine Halbwertszeit beträgt 12,2 Jahre. Die Tritiumkonzentration nimmt mit Annäherung an den Äquator ab. In Meeresgewässern ist weniger Tritium als in Landgewässern.

Der menschliche Körper enthält etwa 3-10-3 g radioaktives Kalium und 6-10-9 g Radium. Durch diese Substanzen entstehen im menschlichen Körper jede Sekunde 6000 Beta-Zerfälle und 220 Alpha-Zerfälle. Darüber hinaus entstehen durch die Einwirkung von kosmischer Strahlung künstliche Radioelemente im menschlichen Körper. Dadurch laufen im menschlichen Körper jede Sekunde 10.000 Zerfallsreaktionen ab. Und da Luft, Wasser und Gestein um uns herum radioaktiv sind, hat sich der menschliche Körper in seiner Radioaktivität an den Strahlungshintergrund der Umgebung angepasst. Radioaktives Wasser wird häufig zur Behandlung verschiedener Körpersysteme und bestimmter Krankheiten verwendet.

Vor einem Jahrhundert galt die neu entdeckte Radioaktivität als Allheilmittel für die meisten Krankheiten und sogar für das Alter. Uran, Thorium und insbesondere Radium und seine gasförmige "Emanation" (Radon) wurden von Ärzten häufig verwendet. Natürliche Wässer, die eine erhöhte Menge an radioaktiven Stoffen enthalten, werden in Radium-Uran-, Radon-radioaktive Wässer unterteilt. Radonwässer sind Mineralwässer verschiedener Zusammensetzung, die ein radioaktives Gas enthalten - Radon in einer bestimmten therapeutischen Konzentration. Radonwässer werden in zwei Hauptgruppen eingeteilt: einfache Zusammensetzung, in der Radon die einzige heilende Komponente ist; komplexe Zusammensetzung, wenn Radon mit anderen wertvollen therapeutischen Komponenten (Silizium, Stickstoff, Chloride, Kalzium, Kohlendioxid usw.) kombiniert wird. Bereits 1935 verwendete der sowjetische Wissenschaftler V. A. Stogov Radonbäder und Mikroclyster mit Radonwasser zur Behandlung von Patienten mit chronischer Prostatitis. Bei der Behandlung mit Radonwasser wirken zwei therapeutische Faktoren zusammen - die balneologische Wirkung des Mineralwassers selbst und die Wirkung der ionisierenden Strahlung, die beim Zerfall dieses radioaktiven Gases entsteht. Radon gelangt über Haut, Atemwege und Schleimhäute in das menschliche Blut. Nach 2,5 Stunden verwandelt sich Radon durch Zerfall in Isotope, die nicht länger als 2 Stunden im menschlichen Körper leben. Die ionisierende Wirkung zerfallender Isotope führt zur Bildung freier Radikale, die zu verschiedenen chemischen Reaktionen, enzymatischen Prozessen und der Produktion verschiedener Hormone führen. Allerdings können schwach radonhaltige Wässer, die Kieselsäure, Stickstoff und andere Spurenelemente enthalten, oft eine therapeutische Wirkung haben.

Radon und seine Zerfallsprodukte, die Strahlung verursachen, stimulieren das Bindegewebe, die Epithel- und Parenchymzellen des Körpers; die Funktion verschiedener Körpersysteme beeinflussen; erhöhen die Durchblutungsgeschwindigkeit, regen die Blutbildung und den Austausch biologisch aktiver Substanzen (Serotonin, Histamin, Katecholamine etc.) an. Durch die Beeinflussung des körpereigenen Immunsystems fördert die Radontherapie die Aktivierung von Gewebeprozessen und bewirkt die Resorption von Entzündungsinfiltraten, wodurch der Verlauf des Entzündungsprozesses beeinflusst wird, insbesondere verzögert sie die Entwicklung des Skleroseprozesses. Radon hat eine allgemein stärkende Wirkung auf den Körper (Osteoporose, Regeneration im Alter). Radon-Mineralwasser hilft bei der Bekämpfung von Autoimmunerkrankungen (Dermatomyositis, systemischer Lupus erythematodes usw.) und Erkrankungen des peripheren Nervensystems (Neurose, Neuritis, Neuralgie, Polyneuropathie, Ischias, Arthritis, Plexitis, Parese in der Genesungsphase) und auch in die Behandlung von Erkrankungen des Bewegungsapparates unterschiedlicher Genese und Komplexität (Arthritis, Arthrose, Morbus Bechterew, Gelenkendoprothesen, Arthropathie, vertebrogenes algisches Syndrom usw.) Radonbäder werden bei Schilddrüsenerkrankungen, Erkrankungen des weiblichen Intimbereichs empfohlen , Immundefekte.

Zur Behandlung von Patienten mit chronischer Prostatitis werden Radonbäder, Microclyster und Spülungen durch das Rektum eingesetzt. Radonbäder werden mit einer Konzentration von 60-120 nCi / l, einer Temperatur von 36-37 ° C verwendet, die Verfahren werden jeden zweiten Tag für 10-15 Minuten für einen Behandlungsverlauf von 12-14 Verfahren durchgeführt.

Die Bewässerung mit Radonwasser wird nach folgender Methode durchgeführt: Wasserkonzentration 40-80 nCi/l; Temperatur 38-39 °C; Wasser wird in Portionen von 0,5 bis 0,7 Litern in das Rektum eingeführt und dann freigesetzt. Für einen Eingriff werden bis zu 10 Liter Wasser verbraucht. Die Dauer des Eingriffs beträgt 15 Minuten, der Behandlungsverlauf 5-6 Spülungen.

Patienten, die die Spülung nicht gut vertragen, werden Mikroclyster mit Radonwasser, einer Konzentration von 80-120 nCi / l, einer Temperatur von 39-40 ° C gezeigt. 150-200 ml Radonwasser werden in das Rektum injiziert, das dort für 30 Minuten oder länger gehalten wird. Microclysters werden täglich oder jeden zweiten Tag verschrieben, für einen Behandlungsverlauf 10-12 Eingriffe. Die Spülung mit Radonwasser hat die größte therapeutische Wirkung (75-77%). Weniger effektiv sind Microclysters und Radonbäder (65-70%).

Die Behandlung mit Radon und Radonbädern hat eine wunderbare Wirkung ohne schädliche Nebenwirkungen auf den Körper. Eine Radonbehandlung ist jedoch in folgenden Fällen kontraindiziert: Tumore, akute Infektionskrankheiten, aktive Form der Tuberkulose, akute Herzinsuffizienz, akute psychogene Erkrankungen. Darüber hinaus sollten Schwangere, Patienten mit vergrößerter Schilddrüsenfunktion, Patienten nach einer Operation oder Behandlung einer Tumorerkrankung in den ersten 2 Jahren auf eine radioaktive Behandlung verzichten. Außerdem ist die Radonbehandlung auf Kinder und Jugendliche beschränkt.

PIR (natürliche Strahlungsquellen)

Es gibt Stoffe, die von Natur aus radioaktiv sind, sogenannte natürliche Strahlungsquellen (NIR). Die meisten dieser Substanzen entstehen beim Zerfall von Uran oder Thorium und emittieren Alphateilchen.

Das Hauptnebenprodukt der Anreicherung ist abgereichertes Uran, das hauptsächlich aus Uran-238 mit weniger als 0,3 % Uran-235 besteht. Es ist gelagert, ebenso wie UF 6 und U 3 O 8 . Diese Stoffe werden in Bereichen eingesetzt, in denen auf ihre extrem hohe Dichte Wert gelegt wird, beispielsweise bei der Herstellung von Kielen für Jachten und Panzerabwehrgeschossen. Sie werden auch (zusammen mit recyceltem Plutonium) verwendet, um Mischoxid-Kernbrennstoff herzustellen und wieder angereichertes Uran zu verdünnen, das früher Teil von Atomwaffen war. Diese Verdünnung, auch Erschöpfung genannt, bedeutet, dass jedes Land oder jede Gruppe, die Kernbrennstoff in die Hände bekommt, einen sehr teuren und komplexen Anreicherungsprozess wiederholen muss, bevor es eine Waffe herstellen kann.

Ende des Zyklus

Stoffe, bei denen der Kernbrennstoffkreislauf beendet ist (meistens abgebrannte Brennstäbe), enthalten Spaltprodukte, die Beta- und Gammastrahlen aussenden. Sie können auch Aktinide enthalten, die Alphateilchen emittieren, darunter Uran (234 U), Neptunium (237 Np), Plutonium (238 Pu) und Americium (241 Am) und manchmal sogar Neutronenquellen wie Californium (Cf). Diese Isotope werden in Kernreaktoren produziert.

Es ist wichtig, zwischen der Verarbeitung von Uran zur Herstellung von Brennstoff und der Verarbeitung von gebrauchtem Uran zu unterscheiden. Der verbrauchte Brennstoff enthält hochradioaktive Spaltprodukte (siehe unten hochaktive radioaktive Abfälle). Viele von ihnen sind Neutronenabsorber und haben daher den Namen "Neutronengifte". Letztlich steigt ihre Anzahl so stark an, dass sie durch das Einfangen von Neutronen die Kettenreaktion stoppen, selbst wenn die Neutronen-Absorber-Stäbchen vollständig entfernt werden. Der Brennstoff, der diesen Zustand erreicht hat, muss trotz der noch ausreichenden Menge an Uran-235 und Plutonium durch frischen ersetzt werden. Derzeit wird gebrauchter Kraftstoff in den USA eingelagert. In anderen Ländern (insbesondere in Russland, Großbritannien, Frankreich und Japan) wird dieser Brennstoff wiederaufbereitet, um Spaltprodukte zu entfernen, und kann dann nach erneuter Anreicherung wiederverwendet werden. In Russland wird ein solcher Kraftstoff als regeneriert bezeichnet. Bei der Wiederaufbereitung wird mit hochradioaktiven Stoffen gearbeitet, und die aus dem Brennstoff entfernten Spaltprodukte sind ebenso wie die bei der Wiederaufbereitung verwendeten Chemikalien eine konzentrierte Form hochradioaktiver Abfälle.

Um den Kernbrennstoffkreislauf zu schließen, wird vorgeschlagen, schnelle Neutronenreaktoren zu verwenden, die die Verarbeitung von Brennstoff ermöglichen, der ein Abfallprodukt thermischer Neutronenreaktoren ist.

Zur Frage der nuklearen Proliferation

Bei der Arbeit mit Uran und Plutonium wird häufig die Möglichkeit ihrer Verwendung bei der Herstellung von Atomwaffen in Betracht gezogen. Aktive Kernreaktoren und Atomwaffenlager werden sorgfältig bewacht. Hochradioaktiver Abfall aus Kernreaktoren kann jedoch Plutonium enthalten. Es ist identisch mit dem in Reaktoren verwendeten Plutonium und besteht aus 239 Pu (ideal für den Bau von Atomwaffen) und 240 Pu (unerwünschter Bestandteil, hoch radioaktiv); Diese beiden Isotope sind sehr schwer zu trennen. Darüber hinaus sind hochradioaktive Abfälle aus Reaktoren voll von hochradioaktiven Spaltprodukten; Die meisten von ihnen sind jedoch kurzlebige Isotope. Das bedeutet, dass eine Entsorgung möglich ist und die Spaltprodukte nach vielen Jahren zerfallen, was die Radioaktivität des Abfalls verringert und die Arbeit mit Plutonium erleichtert. Darüber hinaus zerfällt das unerwünschte Isotop 240 Pu schneller als 239 Pu, sodass die Qualität der Waffenrohstoffe mit der Zeit zunimmt (trotz der Abnahme der Menge). Dies sorgt für Kontroversen darüber, dass Abfalllager im Laufe der Zeit zu einer Art "Plutonium-Mine" werden können, aus der sich relativ einfach Rohstoffe für Waffen gewinnen lassen. Gegen diese Annahmen spricht die Tatsache, dass die Halbwertszeit von 240 Pu 6560 Jahre und die Halbwertszeit von 239 Pu 24110 Jahre beträgt; Pu in einer Substanz, die aus mehreren Isotopen besteht, halbiert sich von selbst – eine typische Umwandlung von Reaktor- reines Plutonium zu waffenfähigem Plutonium). Daher werden "waffenfähige Plutoniumminen" in sehr ferner Zukunft zu einem Problem werden; es bleibt also noch viel zeit, dieses problem mit moderner technik zu lösen, bevor es tatsächlich wird.

Eine Lösung für dieses Problem ist die Wiederverwendung von wiederaufbereitetem Plutonium als Brennstoff, beispielsweise in schnellen Kernreaktoren. Die bloße Existenz von Wiederaufbereitungsanlagen für Kernbrennstoffe, die notwendig sind, um Plutonium von anderen Elementen zu trennen, schafft jedoch eine Gelegenheit für die Verbreitung von Kernwaffen. In pyrometallurgischen schnellen Reaktoren hat der resultierende Abfall eine aktinoide Struktur, die es nicht erlaubt, ihn zur Herstellung von Waffen zu verwenden.

Recycling von Atomwaffen

Abfälle aus der Verarbeitung von Kernwaffen enthalten (im Gegensatz zu ihrer Herstellung, für die Rohstoffe aus Reaktorbrennstoff benötigt werden) keine Quellen von Beta- und Gammastrahlen, mit Ausnahme von Tritium und Americium. Sie enthalten eine viel größere Anzahl von Aktiniden, die Alphastrahlen aussenden, wie Plutonium-239, das in Bomben eine Kernreaktion durchläuft, sowie einige Substanzen mit hoher spezifischer Radioaktivität, wie Plutonium-238 oder Polonium.

In der Vergangenheit wurden Beryllium und hochaktive Alphastrahler wie Polonium als Atomwaffen in Bomben vorgeschlagen. Eine Alternative zu Polonium ist jetzt Plutonium-238. Aus Gründen der nationalen Sicherheit werden die detaillierten Konstruktionen moderner Bomben nicht in der der Öffentlichkeit zugänglichen Literatur behandelt.

Einige Modelle enthalten auch ein (RTG), das Plutonium-238 als dauerhafte elektrische Energiequelle zum Betrieb der Bombenelektronik verwendet.

Es ist möglich, dass das spaltbare Material der zu ersetzenden alten Bombe Zerfallsprodukte von Plutoniumisotopen enthält. Dazu gehören Alpha emittierendes Neptunium-236, das aus Einschlüssen von Plutonium-240 gebildet wird, sowie etwas Uran-235, das aus Plutonium-239 gewonnen wird. Die Menge dieser Abfälle aus dem radioaktiven Zerfall des Bombenkerns wird sehr gering sein, und auf jeden Fall sind sie viel weniger gefährlich (sogar in Bezug auf die Radioaktivität als solche) als Plutonium-239 selbst.

Als Ergebnis des Beta-Zerfalls von Plutonium-241 wird Americium-241 gebildet, eine Erhöhung der Americium-Menge ist ein größeres Problem als der Zerfall von Plutonium-239 und Plutonium-240, da Americium ein Gammastrahler ist (seine externe Wirkung auf Arbeiter erhöht) und ein Alphastrahler, der Wärme erzeugen kann. Plutonium kann auf verschiedene Weise von Americium getrennt werden, einschließlich pyrometrischer Behandlung und Extraktion mit einem wässrigen/organischen Lösungsmittel. Auch eine modifizierte Technologie zur Gewinnung von Plutonium aus bestrahltem Uran (PUREX) gehört zu den möglichen Trennverfahren.

allgemeine Überprüfung

Zusammenfassend lässt sich sagen: „Vom Menschen und der Umwelt isolieren“, bis der Abfall vollständig verrottet ist und keine Gefahr mehr darstellt.

Entfernung schwach radioaktiver Abfälle

Schwach radioaktiver Abfall

Schwach radioaktive Abfälle sind das Ergebnis der Aktivitäten von Krankenhäusern, Industrieunternehmen sowie des nuklearen Brennstoffkreislaufs. Dazu gehören Papier, Lumpen, Werkzeuge, Kleidung, Filter usw., die geringe Mengen überwiegend kurzlebiger Isotope enthalten. Üblicherweise werden diese Gegenstände vorsorglich als schwach radioaktiver Abfall definiert, wenn sie sich in irgendeinem Bereich des sog. "Kernzone", oft einschließlich Büroflächen mit sehr geringem radioaktivem Kontaminationspotential. Schwach radioaktiver Abfall hat in der Regel nicht mehr Radioaktivität als die gleichen Gegenstände, die aus nicht radioaktiven Bereichen wie normalen Büros auf Deponien entsorgt werden. Diese Art von Abfall muss während des Transports nicht isoliert werden und ist für die Oberflächenentsorgung geeignet. Um die Abfallmenge zu reduzieren, werden diese vor der Deponierung üblicherweise gepresst oder verbrannt. Schwach radioaktive Abfälle werden in vier Klassen eingeteilt: A, B, C und GTCC (die gefährlichsten).

Radioaktiver Zwischenabfall

Radioaktiver Zwischenabfall hat eine höhere Radioaktivität und muss in einigen Fällen abgeschirmt werden. Zu dieser Abfallklasse gehören Teer, chemische Rückstände, Metallhüllen von Reaktorbrennelementen sowie Schadstoffe aus stillgelegten Kernkraftwerken. Während des Transports können diese Abfälle zu Beton oder Bitumen gewalzt werden. In der Regel werden Abfälle mit kurzer Halbwertszeit (meist Nicht-Brennstoffmaterialien aus Reaktoren) in Oberflächenlagern verbrannt, während langlebige Abfälle (Brennstoffe und ihre Produkte) in unterirdischen Lagerstätten eingelagert werden. Die US-Gesetzgebung stuft diese Art von radioaktivem Abfall nicht als separate Klasse ein; Der Begriff wird hauptsächlich in europäischen Ländern verwendet.

Transport von Fläschchen mit hochradioaktivem Abfall per Zug, UK

Hochaktiver radioaktiver Abfall

Beim Betrieb von Kernreaktoren entstehen hochradioaktive Abfälle. Sie enthalten Spaltprodukte und Transurane, die im Reaktorkern entstehen. Dieser Abfall ist extrem radioaktiv und hat oft eine hohe Temperatur. Hochaktive radioaktive Abfälle machen bis zu 95 % der gesamten Radioaktivität aus, die bei der Erzeugung elektrischer Energie im Reaktor entsteht.

Transuran radioaktiver Abfall

Gemäß der Definition des US-Rechts umfasst diese Klasse Abfälle, die mit Alpha-emittierenden Transuran-Radionukliden mit Halbwertszeiten von mehr als 20 Jahren und einer Konzentration von mehr als 100 nCi/g kontaminiert sind, unabhängig von ihrer Form oder Herkunft, ausgenommen hochradioaktiv radioaktiver Müll. Elemente mit Ordnungszahlen größer als die von Uran werden als „Transuran“ bezeichnet. Aufgrund der langen Zerfallszeit transuranischer Abfälle ist deren Entsorgung gründlicher als die Entsorgung von schwach- und mittelaktiven Abfällen. In den Vereinigten Staaten entsteht radioaktiver Transuranabfall hauptsächlich aus der Waffenproduktion und umfasst Kleidung, Werkzeuge, Lumpen, Nebenprodukte chemischer Reaktionen, verschiedene Arten von Müll und andere Gegenstände, die mit geringen Mengen radioaktiver Substanzen (hauptsächlich Plutonium) kontaminiert sind.

In Übereinstimmung mit der US-Gesetzgebung werden transuranische radioaktive Abfälle in Abfälle unterteilt, die eine Kontakthandhabung ermöglichen, und Abfälle, die eine Fernhandhabung erfordern. Die Einteilung basiert auf der an der Oberfläche des Abfallbehälters gemessenen Strahlungsstärke. Die erste Unterklasse umfasst Abfälle mit einer Oberflächenstrahlung von nicht mehr als 200 Millirem pro Stunde, die zweite - gefährlichere Abfälle, deren Radioaktivität 1000 Millirem pro Stunde erreichen kann. Derzeit ist die Endlagerstätte für Transuranabfälle aus Kraftwerken und Militäranlagen in den Vereinigten Staaten die weltweit erste experimentelle Einrichtung zur Isolierung radioaktiver Abfälle.

Zwischenbehandlung radioaktiver Abfälle

Üblicherweise werden in der Nuklearindustrie mittelaktive radioaktive Abfälle einem Ionenaustausch oder anderen Verfahren unterzogen, deren Zweck es ist, die Radioaktivität in einem kleinen Volumen zu konzentrieren. Nach der Verarbeitung wird ein viel weniger radioaktiver Körper vollständig neutralisiert. Es ist möglich, Eisenhydroxid als Flockungsmittel zu verwenden, um radioaktive Metalle aus wässrigen Lösungen zu entfernen. Nach der Absorption der Radioisotope durch Eisenhydroxid wird der resultierende Niederschlag in eine Metalltrommel gegeben, wo er mit Zement vermischt wird, um eine feste Mischung zu bilden. Für eine größere Stabilität und Haltbarkeit wird Zement aus Flugasche oder Hochofenschlacke und Portlandzement hergestellt (im Gegensatz zu herkömmlichem Zement, der aus Portlandzement, Kies und Sand besteht).

Umgang mit hochradioaktiven Abfällen

Lager

Zur Zwischenlagerung hochradioaktiver Abfälle sind Lagertanks für abgebrannte Kernbrennstoffe und Lageranlagen mit Trockenfässern so ausgelegt, dass kurzlebige Isotope vor der Weiterverarbeitung zerfallen können.

geologische Bestattung

Derzeit wird in mehreren Ländern nach geeigneten tiefen Endlagern gesucht; Es wird erwartet, dass die ersten derartigen Speicheranlagen nach 2010 in Betrieb gehen werden. Das internationale Forschungslabor in Grimsel, Schweiz, befasst sich mit Fragen der Entsorgung radioaktiver Abfälle. Schweden spricht über seine Pläne zur direkten Entsorgung abgebrannter Brennelemente mit der KBS-3-Technologie, nachdem das schwedische Parlament sie für sicher genug erachtet hat. In Deutschland wird derzeit darüber diskutiert, einen Ort für die Endlagerung radioaktiver Abfälle zu finden, protestieren Anwohner des Dorfes Gorleben im Wendland. Dieser Ort schien bis 1990 aufgrund seiner Nähe zu den Grenzen der ehemaligen Deutschen Demokratischen Republik ideal für die Endlagerung radioaktiver Abfälle. Derzeit befindet sich RW in Gorleben in Zwischenlagerung, über den Ort der endgültigen Entsorgung ist noch nicht entschieden. Die US-Behörden wählten Yucca Mountain, Nevada, als Grabstätte, doch dieses Projekt stieß auf heftigen Widerstand und wurde zum Gegenstand hitziger Diskussionen. Es gibt ein Projekt zur Schaffung eines internationalen Endlagers für hochradioaktiven Abfall, Australien und Russland werden als mögliche Endlager vorgeschlagen. Die australischen Behörden lehnen einen solchen Vorschlag jedoch ab.

Es gibt Projekte zur Endlagerung radioaktiver Abfälle in den Ozeanen, darunter die Endlagerung unter der Abgrundzone des Meeresbodens, die Endlagerung in der Subduktionszone, wodurch die Abfälle langsam zum Erdmantel absinken, und die Endlagerung unter a natürliche oder künstliche Insel. Diese Projekte haben offensichtliche Vorteile und werden das unangenehme Problem der Entsorgung radioaktiver Abfälle auf internationaler Ebene lösen, aber trotzdem sind sie derzeit aufgrund des Verbots des Seerechts eingefroren. Ein weiterer Grund ist, dass man in Europa und Nordamerika große Angst vor einem Leck aus einem solchen Endlager hat, das zu einer Umweltkatastrophe führen wird. Die reale Möglichkeit einer solchen Gefahr ist nicht bewiesen; Die Verbote wurden jedoch nach dem Ablassen radioaktiver Abfälle von Schiffen verschärft. In Zukunft können jedoch Länder, die keine anderen Lösungen für dieses Problem finden, ernsthaft über die Schaffung ozeanischer Lagerstätten für radioaktiven Abfall nachdenken.

Ein realistischeres Projekt namens "Remix & Return" (Mischen und Zurückgeben), dessen Kern darin besteht, dass hochradioaktiver Abfall, gemischt mit Abfällen aus Uranminen und Verarbeitungsanlagen auf das ursprüngliche Niveau der Uranerz-Radioaktivität, dann leer gestellt wird Uranminen. Die Vorteile dieses Projekts sind das Verschwinden des Problems hochradioaktiver Abfälle, die Rückführung des Stoffes an den von der Natur dafür vorgesehenen Ort, die Bereitstellung von Arbeitsplätzen für Bergleute und die Bereitstellung eines Entfernungs- und Neutralisierungskreislaufs für alle radioaktive Materialien.

siehe auch

Entsorgungsprojekte für exotische radioaktive Abfälle

Es wurde festgestellt, dass der Hauptstrahlungshintergrund auf unserem Planeten (zumindest derzeit) von natürlichen Strahlungsquellen erzeugt wird. Laut Wissenschaftlern beträgt der Anteil natürlicher Strahlungsquellen an der Gesamtdosis, die ein durchschnittlicher Mensch im Laufe seines Lebens ansammelt, 87%. Die restlichen 13 % stammen aus künstlichen Quellen. Davon werden 11,5 % (oder fast 88,5 % des „künstlichen“ Anteils der Strahlendosis) durch die Verwendung von Radioisotopen in der medizinischen Praxis gebildet. Und nur die restlichen 1,5 % sind das Ergebnis der Folgen von Nuklearexplosionen, Emissionen aus Kernkraftwerken, Leckagen von Atommülllagern usw.

Unter den natürlichen Strahlenquellen hält Radon souverän die „Palme“, die bis zu 32 % der gesamten Strahlendosis verursacht.

Was ist Radon? Es ist radioaktives Erdgas, absolut durchsichtig, geschmacks- und geruchsneutral. Das gasförmige Radionuklid Radon-222 (zusammen mit Jod-131, Tritium (3 H) und Kohlenstoff-14) wird mit Standardmethoden nicht nachgewiesen. Besteht ein begründeter Verdacht auf das Vorhandensein der oben genannten Radionuklide, insbesondere Radon, ist der Einsatz von Spezialgeräten zur Messung erforderlich.

Was ist die Gefahr von Radon? Als Gas gelangt es durch Einatmen in den menschlichen Körper und kann gesundheitsschädliche Auswirkungen haben, insbesondere Lungenkrebs. Nach Angaben des US Public Health Service ist Radon nach dem Rauchen die zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs beim Menschen.

Radon entsteht im Erdinneren durch den Zerfall von Uran, das, wenn auch in geringen Mengen, Bestandteil fast aller Arten von Böden und Gesteinen ist. Beim radioaktiven Zerfall wird Uran zu Radium-226, aus dem wiederum Radon-222 entsteht. Besonders hoch (bis zu 2 mg/l) ist der Gehalt an Uran in Granitgestein. Dementsprechend ist in Gebieten, in denen Granit das vorherrschende gesteinsbildende Element ist, auch mit einem erhöhten Gehalt an Radon zu rechnen. Radon sickert allmählich aus dem Darm an die Oberfläche, wo es sich sofort in der Luft auflöst, wodurch seine Konzentration vernachlässigbar bleibt und keine Gefahr darstellt.

Probleme entstehen, wenn beispielsweise in Häusern und anderen Räumlichkeiten kein ausreichender Luftaustausch stattfindet. Dabei kann der Radongehalt in einem geschlossenen Raum gefährliche Konzentrationen erreichen. Da Radon aus dem Boden in Gebäude eindringt, werden im Westen beim Bau von Fundamenten in "radongefährdeten" Gebieten häufig spezielle Schutzmembranen verwendet, um das Austreten von Radon zu verhindern. Aber auch die Verwendung dieser Membranen bietet keinen 100%igen Schutz. Wenn Brunnen zur Wasserversorgung des Hauses genutzt werden, gelangt Radon mit Wasser ins Haus und kann sich auch in Küchen und Bädern in erheblichen Mengen anreichern. Tatsache ist, dass sich Radon sehr gut im Wasser löst und wenn Grundwasser mit Radon in Kontakt kommt, wird es sehr schnell mit letzterem gesättigt. In den Vereinigten Staaten liegt der Radongehalt im Grundwasser zwischen 10 und 100 Becquerel pro Liter und erreicht in einigen Gebieten Hunderte und sogar Tausende von Bq/l.

Im Wasser gelöstes Radon wirkt auf zwei Arten. Zum einen gelangt es zusammen mit dem Wasser in den Verdauungstrakt, zum anderen atmen Menschen bei der Nutzung des Wassers das freigesetzte Radon ein. Tatsache ist, dass in dem Moment, in dem Wasser aus dem Wasserhahn fließt, Radon freigesetzt wird, wodurch die Radonkonzentration in der Küche oder im Badezimmer 30-40 Mal höher sein kann als in anderen Räumen (z z.B. in Wohnzimmern). Die zweite Methode (Inhalation) der Exposition gegenüber Rabon gilt als gesundheitsgefährdender.

Als Richtwert für Radon im Wasser empfiehlt die US-Umweltschutzbehörde (USEPA) einen Grenzwert von 300 pCi/l (das sind 11,1 Bq/l – siehe „Maßeinheiten“), der sich allerdings noch nicht widerspiegelt im amerikanischen nationalen Wasserqualitätsstandard (dieser Parameter ist nicht standardisiert). In den kürzlich herausgegebenen russischen Strahlenschutznormen (NRB-99) ist der Grenzwert für den Radongehalt im Wasser, bei dem bereits ein Eingreifen erforderlich ist, auf 60 Bq/kg festgelegt.

Kann Radon im Wasser bekämpft werden? Ja, und ziemlich effektiv. Eine der effektivsten Methoden zur Radonbekämpfung ist die Wasserbelüftung („sprudelndes“ Wasser mit Luftblasen, bei dem fast alles Radon buchstäblich „in den Wind fliegt“). Daher gibt es für diejenigen, die kommunales Wasser verwenden, praktisch nichts zu befürchten, da die Belüftung in den Standard-Wasseraufbereitungsverfahren in städtischen Wasseraufbereitungsanlagen enthalten ist. Was einzelne Benutzer von Brunnenwasser betrifft, so haben von USEPA durchgeführte Studien eine ziemlich hohe Effizienz von Aktivkohle gezeigt. Ein Filter auf Basis hochwertiger Aktivkohle kann bis zu 99,7 % Radon entfernen. Im Laufe der Zeit sinkt diese Zahl zwar auf 79 %. Durch die Verwendung eines Wasserenthärters auf Ionenaustauscherharzen vor dem Kohlefilter können Sie den letzteren Wert auf 85 % erhöhen.

radioaktives Wasser

radioaktives Wasser

Wasser mit radioaktiven Stoffen ist keine Seltenheit. Die radioaktive Kontamination natürlicher Gewässer kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Insbesondere Grund- und Oberflächengewässer können Uran, Radium, Thorium, Radon usw. enthalten. Diese Stoffe können aus Gesteinen mit radioaktiven Elementen und deren Zerfallsprodukten entfernt werden, aus dem Erdinneren stammen, mit Meteoriten und dergleichen in Gewässer gelangen ein Ergebnis technogener menschlicher Aktivitäten.
Es muss gesagt werden, dass es bisher kein ausreichend effektives und sicheres implementiertes Verfahren zur Entsorgung von Atommüll gibt. Die am häufigsten verwendete Entsorgung dieser Abfälle im Boden in verschiedenen Tiefen. Gleichzeitig setzt sich der Zerfall radioaktiver Isotope unter Freisetzung von Wärme in nuklearen Endlagern fort, wodurch die Gefahr der Zerstörung hermetischer Hüllen und der Kontamination der Umwelt durch die Ausbreitung von Radionukliden durch Grund- und Oberflächenwasser entsteht.
Darüber hinaus können industrielle Abwässer radioaktive Stoffe enthalten, die in Gewässer gelangen.
Es sollte beachtet werden, dass die Halbwertszeit verschiedener radioaktiver Isotope von Bruchteilen einer Sekunde bis zu Millionen von Jahren reicht, d.h. Die radioaktive Verseuchung des Gebiets macht es für viele Jahre, wenn nicht Jahrtausende unbewohnbar.
Daher ist die Aufgabe, radioaktives Wasser zu dekontaminieren, komplex, aber notwendig und muss dringend angegangen werden.
Ecocenter LLC bietet eine Technologie an, deren Anwendung es nicht nur ermöglicht, radioaktive Substanzen schnell und effektiv aus kontaminiertem Wasser zu entfernen, sondern auch den entstehenden Schlamm zu neutralisieren, wodurch die Zerfallszeit von Radionukliden erheblich verkürzt wird.
Der Zeitaufwand für die Wasserreinigung wird in Minuten gemessen, die Entsorgung der anfallenden Abfälle in Tagen. Die Technologie ist entwickelt und bereit für die industrielle Umsetzung.