Способ захоронения радиоактивных и других химически вредных жидких отходов

 

(19) RU (1.1) (51) 5 G21F9 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1г:

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5024839/25 (22) 18.12.91 (46) 15.10.93 Бюп. М 37-38 (71) Камчатское отделение Международной неправительственной организации "Форум" (72) Белоусов В.И„Вайнер АИ.; Депемень И.Ф„

Кузьмин ЮД; Олещук ВА.; Павлов АЛ.; Ренне В.Г„

Симдянов АИ.; Сугробов В.М„. Федоров ЕГ. (73) Камчатское отделение Международной неправительственной организации "Форум" (84) СПОСОЬ ЗАХОРОНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ И ДРУГИХ ХИМИЧЕСКИ ВРЕДНЫХ

ЖИДКИХ ОТХОДО В (57) Использование: захоронение радиоактивных и других вредных жидких отходов. Сущность изобретения: захоронение жидких отходов производят в недрах высокотемпературной гидротермальной системы, расположенной в структуре андезитового стратовулкана островной вулканической дуги на глубине 2-4 км. Для захоронения используется система глубоких (2-4 км) скважин, пробуренных в монолитных малотрещиноватых блоках с интенсивным вторичным минералообраэованием при

-300 С. Перед закачкой в скважины отходы смешиваются с кислыми водными растворами приповерхностного формирования. 5 з.п.ф — пы.

2001454

Изобретение относится к технологии захоронения радиоактивных отходов и других химически активных, в том числе теплог выделяющих отходов производства.

Известен способ с выполнением полостей для захоронения радиоактивных отходов с заглушением в водоупорный грунт, В полости перед заполнением вводят цементную суспензию со вспененной гидрофобными пенообразователями глиной, вокруг полостей выполняют замкнутую щель. которую заполняют материалом, используемым для закрытия входных отверстий полостей.

Известен способ захоронения радиоактивных жидких отходов в геологических формациях земной коры, состоящий в том, что с поверхности земли бурят скважину, заглубленную в скальные породы, Способами развернутого бурения определяют в породах непроницаемые участки и участки вскрытия естественных трещин, закачивают содержащий радиоактивные отходы твердеющий раствор, например, цементный, До отверждения раствора производят битумизацию скальных пород в зоне вскрытия. Нагнетание раствора осуществляют под давлением, не обеспечивающим опрессовки щелей и трещин, а битумизацию производят с их опрессовкой.

Известен также способ захоронения отходов, находящихся в водных растворах, с разбавлением этих растворов водой иэ пористой и находящейся под морским дном геологической формации и введением разбавленного раствора в ту же самую геологическую формацию.

Недостатком известных способов является то, что в случае физического или химического разрушения оболочки консервантов радиоактивные отходы и химически вредные вещества сохраняют способность к миграции и рассеиванию в окружающей среде.

Целью изобретения является повышение надежности захоронения жидких радиоактивных и жидких вредных химических веществ.

Для доСтижения указанной цели предлагается способ, в котором используют reoлого-геотермическую среду, характерную для образования полезных ископаемых радиоактивных и других химических элементов, в которой происходит их консервация в виде немобильных соединений в условиях геотермо-геохимических барьеров.

Захоронение жидких радиоактивных и жидких вредных химических веществ производится в недрах высокотемпературной гидротермальной системы, расположенной в структуре андеэитового стратовулкана островной вулканической дуги, сложенной

45 вулканогенно-осадочной толщей силикатного состава на глубине 2 — 4 км. В таких гидротермальных системах в результате взаимодействия восходящего потока кислого флюида, выделяющегося из малоглубинного (5-10-15 км) корового магматического очага андезитового состава в земной коре вулканической островной дуги, с нейтральными инфильтрационными подземными морскими водами формируются латеральные потоки гидротерм. В результате сложных геохимических и геотермических взаимодействий сформировавшиеся в структуре стратовулкана в зоне активной циркуляции подземных вод (глубиной 3-5 км) гидротермы мигрируют в сторону окраинного материкового склона океанического желоба или морских впадин внутренних морей, расположенных в тыловой части вулканических дуг, В ходе такой миграции, по мере удаления гидротерм от очага нагрева, падения температуры и гидрохимического расслоения, вызванного дифференциацией растворенных газов, они приобретают различный водородный потенциал. Кислые гидротермы с низкими рН образуют субповерхностный горизонт мощностью

0,3-0,5-1,0 км, в нижних горизонтах локализуются гидротермы с нейтральной и щелочной реакцией. При взаимодействии гидротерм с подземными холодными водами и проникновении морских (океанических) вод вдоль побережья островов-вулканов происходит резкое охлаждение гидротерм и изменение рН-среды, и как следствие, понижение растворимости подавляющей части растворенных химических веществ латериального потока гидротерм. В результате формируется эона вторичного минералообразования, в которой резко снижаются фильтрационные свойства водовмещающих пород, вплоть до образования абсолютных водоупоров, Прекращению или резкому уменьшению фильтрации способствует понижение вязкости гидротерм при уменьшении их температуры. В зонах трещиноватости зти процессы усиливаются, так как масса холодной воды многократно превышает массу фильтрующихся гидротерм.

Для захоронения жидких радиоактивных и жидких вредных химических веществ используется система глубоких (2-4 км) скважин, пробуренных в монолитных малотрещиноватых блоках с интенсивным вторичным поровым минералообразованием с температурами около 300 С. Система включает также сеть наблюдательных скважин, контролирующих направление потока гид2001454

Составитель В. Олещук

Техред М,Моргентал Корректор М, Демчик

Редактор

Заказ 3129

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ротерм и распределение концентрации захороняемых веществ.

При этом перед закачкой в скважины жидкие вредные радиоактивные и другие химические вещества смешиваются с кис- 5 лыми водными растворами приповерхностного формирования, В нижних горизонтах в зоне закачки кислые водные растворы, смешанные с жидкими отходами, в результате взаимодействия с щелочными гидротерма- 10 ми, поровыми растворами и вмещающими породами формируют зоны измененных пород с низкими фильтрационными свойстваФормула изобретения

1. СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ И

ДРУГИХ ХИМИЧЕСКИ ВРЕДНЫХ ЖИДКИХ ОТХОДОВ в геологических формациях, заключающийся в том, что подготовленные для захоронения отходы эакачивают в зону захоронения с помощью глубинных скважин и консервируют их в этой зоне, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности захоронения, в качестве геологических формаций используют недра высокотемпературной гидротермальной системы, расположенной в структуре андеэитового стратовулкана островной вулканической дуги, сложенной вулканогенно-осадочной многослойной толщей, причем в процессе закачки отходы смешивают с кислыми водными растворами - гидротермами приповерхностного формирования, а для консервации используют естественную геолого-геотермиче- 35 скую с температурным перепадом среду в зоне захоронения, в которой осуществляется фильтрация и перевод радиоактивных и других химических элементов отходов в немобильные соединения в условиях гео- 40 термо-геохимических барьеров, не проницаемых для подземных вод, с формированием вторичного рудного месторождения с ореолом измененных пород.

45 ми (вплоть до водоупоров) с переводом растворенных вредных веществ в твердые минеральные фазы. Иэ вредных веществ формируется вторичное рудное месторождение с ореолами гидротермально измененных пород. (56) Авторское свидетельство СССР М

1267974, кл,G 21 F 9/24, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 1340454, кл. G 21 F 9/24, 1986.

Заявка Франции М 2545638, кл. G 21 F 9/24, 1984, 2. Способ по п,1, отличающийся тем, что для захоронения отходов используют систему рабочих и наблюдательных скважин глубиной 2 - 4 км, 3. Способ по п,1, отличающийся тем. что вулканогенно-осадочную многослойную толщу выбирают силикатного состава.

4, Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что захоронение осуществляют в тех предварительно выбранных недрах высокотемпературной гидротермальной системы, где поток гидротерм с нейтрально-щелочной реакцией перекрывается кислыми гидротермами, используемыми для смешения с отходами на глубине не более 500 м.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что захоронение осуществляют в тех недрах, где разгрузка гидротермального потока происходит ниже уровня окружающего морского бассейна.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что используют вулканогенно-осадочную многослойную толщу с изменением состава по радиусу от активного вулкана, переходящим в тонкообломочные разновидности, не проницаемые для гидротерм.