Способ захоронения радиоактивных и других химически вредных отходов

 

Использование: техника захоронения химически вредных, в том числе и радиоактивных отходов. Сущность изобретения, в качестве защитной оболочки используют лавово-пирокластическую толщу базальтового состава в районах вулканизма в зоне вечной и основной мерзлоты Отходы помещают в естественную лавовую трубу или выемку в толще с заполнением из чередующихся слоев торфа, валунника, пропитанного специальными реагентами пористого или мелкодисперсного вулканического материала (пемза, шлак, пепел) и глины. При этом возникает не проницаемый для миграций отходов барьер как на участках с пепловым. так на участках с вечной или островной мерзлотой 3 зп.ф-лы, 1 ид

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5024840/25 (22) 18.12.91 (46) 30.10.93 Бюл. No 39-40 (71) Камчатское отделение Международной неправительственной организации "Форум (72) ; Белосохов А.И.; Белоусов ВИ.;

Кузьмин ЮД; Опещук BA. Павлов АЛ. (73) Камчатское отделение Международной неправительственной организации "Форум" (54) СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ РАДИОАКТИВHblX И ДРУГИХ ХИМИЧЕСКИ ВРЕДНЫХ ОТХОДОВ (57) Использование: техника захоронения химичес(в) RU (и) 2002323 С1 (51) 5 G21F9 24 ки вредных, в том числе и радиоактивных отходов.

Сущность изобретения: в качестве защитной оболочки используют лавово-пирокпастическую толщу базальтового состава в районах вулканизма в зоне вечной и основной мерзлоты Отходы помещают в естественную лавовую трубу или выемку в толще с заполнением из чередующихся слоев торфа, валунника, пропитанного специальными реагентами пористого или мепкодисперсного вулканического ма— териапа (пемза. шлак пепел) и глины. При этом возникает не проницаемый для миграций отходов барьер как на учаСтках с пепловым, так на участках с вечной или островной мерзлотой 3 зп.ф-пы, 1 ип.

2002323

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

Известны способы захоронения, при которых отходы укладывают в упаковочные контейнеры с защитной оболочкой, размещают их в полости в скале или горной вырабогке и формируют барьерную зону, вводя в пространство лежду контейнером и скалой различные наполнители. При захоронении по способу (1), например, вводят порошок железа, который в условиях влажности образует с водой соединение

ГеО(ОН), занимающее все воздушные полости породы, исключая доступ воды в зону захоронения. В способах f 2,3,4) пространство между контейнером и скалой заполняют соответственно битумом или бентонитом, пластичным материалом, аналогичным глине, пористой массой, содержащей окись магния (или аммония) или карстенит.

Недостатком этих способов является то, что используемые в качестве оболочки материалы изготавливаются в средах, отличающихся от среды их последующей эксплуатации, что значительно уменьшает или даже полностью исключает надежное захоронение отходов.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности защитной оболочки контейнера, содержащего радиоактивные отходы.

Для достижения укаэанной цели в качестве защитной оболочки предлагается использоватьь лавово-пи рокластическую толщу базальтового состава в районах вулканизма в зоне вечной и островной мерзлоты. Радиоактивные отходы помещаются в естественную лавовую трубу (лавовод} или выемку в лавово-пирокластической толще с заполнением, которое представляет собой чередующиеся слои торфа, валунника и пропитанного специальными реагентами пористого или мел кодисперсного вулканического материала (пемза, шлак, пепел) и глины, Каждый слой оболочки и мерзлая лавово-пирокластическая толща, находясь в одних и тех же условиях, преобразуются в процессе взаимодействия материала оболочки с тепловыделяющими радиоактивными отходами, что со временем приводит к упрочнению оболочки и, следовательно, к увеличению надежности. Это подтверждается процессами гидротермального метаморфизма,.происходящими в современных геотермальных системах и вулканических районах.

На чертеже схематически показана зона захоронения отходов по предлагаемому способу, где: 1, 3, 13, 15 — рыхлые породы (смерзшиеся); 2, 4, 14 — застывшая лава (твердые монолитные породы); 5, 12 — торф;

6, 11 — валуны (галька); 7, 10 — шлак; 8— глина; 9 — контейнер с радиоактивными отходами или другими химическими веществами; 16 — граница верхнего сезонно-оттаивающего слоя, Место заложения контейнера 9 с радиоактивными отходами в многослойной оболочке представляет собой удлиненную выемку, проделанную в лавово-пирокластической толще, расположенной в условиях вечной мерзлоты (активная криолитзона), характеризующуюся тем, что климатические условия способствуют сравнительно быстрому промерзанию лавово-пирокластической толщи ниже сезонно-оттаивающего слоя. Главной особенностью выбираемого участка является чередование монолитных (2, 4, 14) и рыхлых (1, 3, 13, 15)

25 слоев, что создает повышенную механическую прочность конструкции. Дно выемки должно быть лаоовым монолитом мощностью не менее 5 м, Ближайший к контейнеру слой 8 состоит

30 иэ мелкодисперсного материала, по составу близкого к пепловым породам, уплотнившимся под действием термальных растворов в близповерхностных условиях (псевдоигнимбриты). Условно этот материал назван глиной. Этот материал, пропитанный кремнийсодержащими реагентами, под действием тепла, выделяемого радиоактивными отходами, уплотняется, становясь не проницаемым для фильтрации метеорных

40 вод.

Трещины, возникающие в нем под действием разных причин, будут залечиваться вторичными минералами, выделяющимися из поровых растворов, Второй и последую45 щие слои выполняются из широко распространенных природных материалов, из которых mopoh также пропитывается кремнийсодержащими реагентами и обеспечивает теплоизоляцию и

50 влагонепроницаемость.

В качестве второго слоя (7,10) используются шлак, пепел; в качестве третьего (6,10) — валунник или галька, являющиеся коллектором возможного выделения газов; в каче55 стве четвертого (5,12) — торф, который, является природным сорбентом и хорошим теплоизолятором и т.д. Кроме того, сочетание торфа и валунника является амортизатором в случае тектонических подвижек и усиления сейсмоактивности, 2002323

Таким образом, способ, не допуская утечки радиоактивных отходов, характеризуется надежностью хранения, создавая условия для постепенного угасания их активности. (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Формула изобретения

1. СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ И ДРУГИХ ХИМИЧЕСКИ ВРЕДНЫХ ОТХОДОВ, заключающийся s том, что отходы укладывают в упаковочные контейнеры с защитной оболочкой. размещают их в подземные емкости и формируют барьерную зону в месте захоронения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности захоронения путем стабилизации стойкости барьерной зоны во времени, контейнеры размещают в естественную лавовую трубу или выемку в районах трещинного вулканизма в зоне вечной мерзлоты, причем в качестве защитной оболочки используют лавово-пирокластическую толщу базальтового состава, окружающую кон Ф 1515951, кл. G 21 F 9/24, 1987.

2. Патент США 1Ф 3925992, кл. G 21 F

9/24, 1975.

3. Заявка Японии N 57-480, кл. G 21 F

5 9/24, 1982.

4. Патент Швеции М 412657, кл. G 21 F

9/24, 1980.

10 тейнеры в месте размещения. а барьерную зону формируют иэ заполнителя.

2. Способ по п,1, отличающийся тем, что заполнитель используют многослой15

3, Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что многослойный заполнитель формируют: первый слой - иэ глины, второйиэ микропористого материала (шлак, пемза, пепел), третий - из валунника, а четвертый - из торфа, 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что первый слой - глину, изготовленную из мелкодисперсного теплового материала, и второй слой заполнителя пропитывают кремнийсодержащими реагентами, уплотняющимися под действием влаги и тепла.

2002323

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Редактор Н.Цалихина

Заказ 3175

Составитель B.Îëåùóê

Техред М. Моргентал Корректор П. Гереши

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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