В середине прошлого века на заре создания ядерного щита страны при строительстве предприятий переработки первичных концентратов урана размещение отходов производства в приповерхностных хранилищах виделось рациональным и безопасным решением. В итоге за годы их эксплуатации накопились миллионы тонн радиоактивных отходов (РАО), содержащих ряд химических элементов семейства актиноидов, и представленных как донными осадками, так и солесодержащими водами.
Согласно Федеральному закону от 11.07.2011 № 190-ФЗ и в соответствии с НП-069 п.2.3, п.6.2 и п. 6.6. находящиеся в приповерхностных хранилищах РАО подлежат кондиционированию. Однако на практике приповерхностные хранилища после окончания их эксплуатации десятки лет находятся в состоянии консервации в ожидании переработки. А это значит, что данные техногенные объекты несут в себе потенциальную угрозу экологии прилегающей территории. Анализ современного состояния проблемы показал, что полностью безопасных инженерных решений для приповерхностного хранения радиоактивных отходов нет. Воздействие естественных природных факторов запускает процессы выщелачивания и выветривания шламов, благодаря чему посредством инфильтрации в грунтовые воды неизбежно поступление радиоактивных элементов в окружающую среду. Поэтому процесс кондиционирования РАО применительно к таким объектам должен быть запущен как можно раньше.
Несмотря на лидирующие позиции нашей страны в области атомной промышленности похвастаться опытом кондиционирования РАО приповерхностных хранилищ предприятий переработки первичных концентратов урана мы не можем. При этом постоянное ужесточение экологических стандартов обращения с отходами и норм радиационного контроля все более приближает тот момент, когда отложить проблему в долгий ящик уже не удастся. И когда это случится, надо уже иметь набор действенных решений.
Казалось бы, природа и механизмы формирования таких радиоактивных отходов понятны (они обусловлены технологической схемой переработки первичных концентратов урана), а значит должны быть ясны и возможные пути их кондиционирования. Однако приповерхностные хранилища в ходе их эксплуатации зачастую используются не только для радиоактивных, но и других видов отходов предприятия, особенно, если оно осуществляет комплексную деятельность. Поэтому окончательное формирование и осаждение твердой фазы из сбросных пульп происходит именно в приповерхностном хранилище, и в этом случае предсказать поведение актиноидов, или радия, который вносит основной вклад в удельную активность шламов, основываясь лишь на анализе технологической схемы невозможно. Требуется проведение целого спектра исследований накопленных радиоактивных отходов, позволяющих понять механизмы их формирования, распределения актиноидов в ходе данного процесса, зон их концентрирования и миграционной активности в процессе хранения. И только так можно эффективно справиться с задачей кондиционирования твердых радиоактивных отходов приповерхностных хранилищ. При этом техногенных характер их формирования, а также специфика каждого конкретного производства исключает универсальность подходов в решении данной проблемы.
В настоящее время ожидают кондиционирования радиоактивные отходы, находящиеся в приповерхностных хранилищах АО «Чепецкий механический завод» (г. Глазов, Удмуртская Республика). На данном предприятии вплоть до 2016 года перерабатывали первичные концентраты урана с получением в качестве конечного продукта тетрафторида урана, и было накоплено за годы эксплуатации порядка 5 млн. т радиоактивных отходов. При этом в приповерхностные хранилища наряду с РАО поступали отходы и других производств (кальциевого, циркониевого). Туда же стекали сернокислые растворы после дезактивации металлолома, загрязнённого радионуклидами, травления изделий из обедненного урана и т.д. Поэтому при формировании донных отложений хранилища была неизбежна их неоднородность, в том числе по удельной активности, а их последующее хранении сопровождалось вымыванием актиноидов в приповерхностные воды. Открытые поверхностные хранилища АО «ЧМЗ» располагаются на левом берегу реки Чепца в непосредственной близости к её руслу и несут в себе потенциальную угрозу экологии прилегающей территории. А значит, переработка расположенных в них радиоактивных отходов позволит снизить антропогенную нагрузку предприятия на окружающую среду, уменьшив при этом риски для жизни и здоровья граждан. И первым шагом на пути к этому является определение физико-химических характеристик накопленных радиоактивных отходов, установление форм нахождения актиноидов и механизмов их осаждения при формировании твердой фазы, степени их распространённости в зависимости от глубины донных осадков, миграционной активности в приповерхностные воды и т.д. Это является основной целью данной работы, выполнение которой позволит конкретизировать подходы к кондиционированию радиоактивных отходов, размещенных в приповерхностных хранилищах АО «ЧМЗ», и определить возможность извлечения из них актиноидов для дальнейшего использования в ядерно-топливном цикле.
