В отработанном топливе обычно содержится не менее 96% U и более 1% Рu, которые из него извлекают на радиохимических заводах (РХЗ). Отработанные топливные тепловыделяющие элементы (твэлы) удаляют из коммерческих реакторов обычно через 3 года работы и затем выдерживают на территории АЭС, чтобы успели распасться наиболее короткоживущие радионуклиды. Затем твэлы, содержащие осколочные продукты и трансурановые радионуклиды, в соответствии с правилами Международного агентства по атомной энергетике (МАГАТЭ), в специальных контейнерах транспортируют на РХЗ.
При переработке топлива предварительно измельченные кусочки твэлов выщелачиваются растворителем, содержащим HNO3, в который переходят U и Рu. Затем на промышленных установках обычно используется так называемый "пурекс-процесс" - метод жидкостной экстракции U и Рu с применением трибутилфосфата (ТБФ) или его производных. В результате образуются
238
три главных компонента: уран, плутоний и отходы (продукты деления, актиноиды, активированные материалы оболочек топливных элементов). Сравнительно небольшая мощность работающих в разных странах радиохимических заводов позволяет перерабатывать лишь около 5% отработанного топлива коммерческих энергетических реакторов (Бабаев, Демин, Ильин и др., 1984).
В процессе работы РХЗ образуются газообразные, жидкие и твердые радиоактивные отходы. Газообразные выбросы РХЗ намного интенсивнее, чем АЭС, поэтому высота газоотводных труб на заводах больше (не менее 200 м). Основная часть газообразных продуктов попадает в атмосферу при обработке твэлов. Среди них основное место занимают 85Кr, 3Н, 14С, 129I. При выдержке отработанного топлива более 150 суток выделениями 131I и 133Хе, наиболее значимыми среди газообразных радионуклидов, можно пренебречь (Бабаев, Демин, Ильин и др., 1984). Большая часть трития попадает в жидкие отходы. Очистка от 85Кr не производится. Для связывания I используется специальная химическая обработка.
Жидкие отходы, образующиеся на РХЗ, имеют различную удельную активность. Низкоактивные жидкие стоки, например вода из охлаждающих бассейнов, обычно поступают в окружающую среду. Некоторая часть более активных жидких отходов также нередко сбрасывается в водную среду. Особенно интенсивно и бесконтрольно происходил сброс радиоактивных отходов в первый период деятельности крупных радиохимических заводов. Примерами могут служить сбросы жидких отходов в Селлафилде (Уиндскейл, Великобритания) в Ирландское море, в Кап-де-ла-Аг и Маркуле (Франция) - в р. Рону, в Хэнфорде (США) - в р. Колумбию, в СССР - в р. Течу и оз. Карачай в Челябинской области и т.д. Наиболее радиоактивные жидкие отходы (ОВУА, отходы высокой удельной активности) образуются на первой стадии разделения перерабатываемого топлива. Эти отходы необходимо концентрировать выпариванием для хранения в открытых охлаждаемых емкостях до снижения тепловыделения, последующего перевода в твердую фазу и окончательного захоронения.
239
