Производство атомной энергии включает несколько последовательных этапов:
1. Добыча ядерного топлива в урановых шахтах;
2. Обогащение его в случае необходимости на заводах;
3. Производство и составные части топлива;
4. Помещение их в мощный реактор;
5. Изъятие его и отправки на специализированное предприятие по переработке.
Возможность загрязнения НС при этих операциях существенно разнообразна. Если с «нулевыми отходами» еще можно себе представить, то производство ядерного топлива на заводе без отходов немыслимо. Например сердечник работающего на легкой воде реактора, мощностью 900МВт включает 93т обогащенного на 3% урана, ежегодно заменяемого на 1/3.
Проработав определенное время в батареи, блок с радиоактивными элементами разряжается
но его еще течение 150 дней хранят в реакторе для дезактивации. Это необходимо потому, что масса вещества, расщепляется, соответствующей мощности 1кВт, при извлечении ее из батареи дает дозу облучения, равный 700бэр / с на расстоянии 1м, что соответствует ЛД90 для человека.
Затем, радиоактивные вещества со всеми возможными предосторожностями доставляются на заводы по переработке, где из них, кроме всего прочего, извлекают плутоний.
Подобные заводы являются наиболее серьезным источником заражения НС радиоактивными отходами. Большая их часть содержится в сточных водах. Последние собираются и хранятся в герметичных сосудах. Однако 85Kr, 133Xe, так же как и часть 135I попадают в атмосферу из испарителей, используемых для уплотнения радиоактивных отходов. Кроме того, трите и часть продуктов распада выбрасываются в реки и моря вместе с малоактивными жидкостями. Небольшой завод по производству ядерного топлива ежегодно сбрасывает от 500 до 1500 м3 воды, зараженной этими радиоактивными примесями.
Приведем примеры. Если в США все производство в 2000 году будет осуществляться реакторами типа PWR (2 типа - обогащенный уран - тяжелая вода), и ежегодное количество отходов в стране будет таким же, которые могли бы дать 8 млн. атомных бомб типа сброшенных на Хиросиму. Это означает, что ежегодно будет нужно похоронить 4250т отходов, радиоактивность которых составит 8,6 х109Кы за счет 90Sr, 109 Ки за счет 85Kr и 3,6 х107Кы за счет трития.
Если два последних элементы окажутся в атмосфере, то уровень радиации превысит ГП уровень, принятый в настоящее время.
Для дезактивации радиоактивных отходов до полной их безопасности необходимо время, равное 20 τ. Это значит, что длительность хранения отходов вне биосферы очень большая и составляет 640рокив для отходов содержащих 137Cs (τ = 32 года) и 490000 лет - в случае заражения плутонием - 239. Можно поручиться за герметичность контейнеров за такое время единственно возможным решением является сохранение этих отходов соляных шахтах, не связанных с водными горизонтами. Кроме того, в этих условиях лучше сохраняется герметичность контейнеров.
С другой стороны, современная технология не позволяет отделить 85Kr и Т от газа или жидкости, в которые они входят. Однако это не препятствует выводу их за пределы биосферы. Вопрос стоит очень остро: если выброс Криптон и трития в НС будет продолжаться такими же темпами, как и сейчас, развитие атомной энергетики вскоре будет ограничен уровнем загрязнения атмосферы и океанов.
Такая возможность накопления отходов на суше и в воде. Опасность накопления должна заставить уменьшить допустимую концентрацию в ≈ 10 тыс. рад, по сравнению с принятой в настоящее время.