Apie radioaktyviųjų atliekų deginimą

Viena žinomiausių radioaktyviųjų atliekų (toliau - RA) perdirbimo technologijų – deginimas. Yra žinoma įvairių deginimo įrenginių RA atliekoms apdoroti – nuo mažo iki didelio aktyvumo RA.

2021 m. lapkritį įsigaliojo Aplinkos ministerijos patikslinti Atliekų deginimo aplinkosauginiai reikalavimai, kurie nustato radioaktyviąsias atliekas deginančio įrenginio į aplinkos orą išmetamųjų teršalų ribines vertes. Ribojant išmetamų teršalų kiekį mažėja oro tarša. Taip siekiama mažinti oro taršą ir apsaugoti atominės elektrinės darbuotojų ir apylinkės gyventojų sveikatą.

IAE deginimo įranga yra sudėtingiausia technologinė sistema visoje įmonėje. Jos projektinis našumas yra 100 kg/val. Tai sudėtingiausias įrangos kompleksas, užtikrinantis visą degiųjų vidutinio ir mažo aktyvumo RA tvarkymo ciklą – nuo rūšiavimo iki pelenų sudėjimo į statines ir siuntimo į aukšto slėgio presą. Ignalinos AE deginimo įrenginio konstrukcija atitinka įvairius reikalavimus: pilnesnį organinių atliekų oksidavimąsi, temperatūros palaikymą, kuri garantuoja patikimą ir stabilų procesą, maksimalų technologinių procesų automatizavimą, išmetamų dujų valymą iki priimtinos koncentracijos.

Organinių RA terminis apdorojimas išplito dėl to, kad jis ženkliai sumažina jų tūrį, degias atliekas gali paversti į chemiškai inertišką formą, suskaido toksiškus ir radiacinius atliekų komponentus. Komplekse veikia dviejų kamerų krosnis, kurioje yra kelios temperatūros zonos: uždegimo, degimo ir galutinio sudeginimo. Atliekų degimo temperatūra yra 900–1100°C. Apie visą šį procesą, rizikas ir ambicingus planus kviečiame skaityti interviu su Radioaktyviųjų atliekų tvarkymo skyriaus poskyrio vadovu Genadij Manžos.

__________________

1. Kaip yra rūšiuojamos kietosios RA?

Kietosios radioaktyviosios atliekos (toliau - RA) klasifikuojamos:

1. Pagal fizikines ir chemines savybes:

• degios RA;
• nedegios RA.

2. Pagal radiologines savybes:

• pagal izotopų skilimo trukmę į trumpaamžes (kurių izotopų pusėjimo trukmė trumpesnė nei 30 metų) ir ilgaamžes atliekas; 
• pagal aktyvumą į mažo aktyvumo, vidutinio aktyvumo ir didelio aktyvumo atliekas.

Taip pat RA yra skirstomos pagal skirtingas klases (pagal TATENA rekomendacijas) priklausomai nuo jų savybių. Trumpaamžės radioaktyviosios atliekos yra A, B ir C klasės, o ilgaamžės atliekos - D ir E klasės. Panaudotiems jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniams priskiriama atskira F klasė.

2. Kokios RA atliekos yra/gali būti deginamos?

Deginimui gali būti atskiriamos A ir B klasės kietos RA (tai daugiausia mediena, asmeninės apsaugos priemonės, plėvelė, plastikas, kartonas). Taip pat deginamos skystosios alyvos RA.

3. Kaip dažnai yra vykdoma kietųjų RA deginimo kampanija?

Per karštuosius bandymus* ir pirmaisiais metais buvo atliekamos 2-3 deginimo kampanijos per metus. 2023 m. planuojama atlikti 4 degimo kampanijas. Viena deginimo kampanija trunka maždaug 25-30 dienų, iš kurių 3 dienos skirtos deginimo įrenginiui pasiekti reikiamą temperatūrą, 10-15 dienų – RA deginimui, o likusios dienos – įrenginio atvėsinimui.

*Karštieji bandymai – tai įrangos, proceso bandymai naudojant realias RA.

4. Kaip vyksta kietųjų RA deginimo procesas? Kaip yra pasiruošiama deginimo kampanijai?

Deginimo įrenginio veikimo procesas skirstomas į tris etapus. Deginimo įrenginio įkaitinimo greitis yra 50 laipsnių per valandą, o atvėsinimo greitis - 20 laipsnių per valandą. Deginimas atliekamas automatiškai į deginimo įrenginį paduodant paruoštus maišus su susmulkintomis kietosiomis RA (vidutiniškai maišas sveria 2-3 kg). Deginimo kameroje palaikoma 800-1000°C temperatūra. Iš deginimo kameros dūmų dujos patenka į galutinio sudeginimo kamerą, kurioje organinės medžiagos sudega dyzeliniu kuru veikiančio degiklio liepsnoje. Siekiant išvengti kenksmingų dujų (dioksinų ir furanų) susidarymo, Atliekų deginimo taisyklėse BST-3.1.1 nustatyti du kietųjų RA deginimo režimai: deginant kietąsias atliekas, kuriose yra daugiau kaip 1 % chloro turinčių medžiagų, turi būti palaikoma 1100-1150°C temperatūra, o deginant kietąsias RA, kuriose yra mažiau kaip 1 % chloro turinčių medžiagų, mažesnė, t.y.  850-1150°C temperatūra.

Prieš išleidžiant į atmosferą, dūmų dujos turi būti aušinamos ir sausuoju bei drėgnuoju būdu išvalomos nuo kenksmingų teršalų ir dulkių. Visi į atmosferą išmetami teršalai stebimi automatiniais cheminių medžiagų ir radiacijos kontrolės prietaisais. Be automatinės cheminės stebėsenos, periodinius išmetamų teršalų matavimus atlieka ekspertai iš UAB "Ekometrija" laboratorijos. Skystosios alyvos RA galima deginti tiek kartu su kitų RA deginimu, tiek atskirai. Skystosios alyvos RA pumpuojamos į talpyklą, perkeliamos, kaitinamos ir degikliu pumpuojamos į degimo kamerą.

Kitos skystosios radioaktyviosios atliekos (pvz., alyvos ir organiniai skysčiai, nuosėdos) nėra tipinės skystosios radioaktyviosios atliekos, tad jų tvarkymas yra vykdomas pagal  specialiuosius techninius sprendimus (pvz., radioaktyviosiomis medžiagomis užterštas alyvas ir organinius skysčius yra numatyta deginti KRATSK deginimo įrenginyje).

Kietųjų RA paruošimas deginimui skirstomas į kelis etapus:

1 etapas.  RADIOAKTYVIŲJŲ ATLIEKŲ PARUOŠIMAS (kietųjų RA priėmimas, rūšiavimas, smulkinimas, supakavimas į maišus, supakavimas į vieno kubo konteinerius ir konteinerių pervežimas į buferinę saugyklą, skirtą 120 konteinerių (maždaug 18 tonų atliekų)).

2 etapas. EKSPLOATACINIŲ MEDŽIAGŲ (dyzelino, šarmo, karbamido, HEPA filtrų) PARUOŠIMAS, periodinis dioksino filtro aktyviosios anglies keitimas.

3 etapas. Degimo sistemos įrangos ir pagalbinių sistemų įrangos apžiūra, paruošimas (remontas, techninė priežiūra), reguliavimas ir funkciniai patikrinimai prieš pradedant eksploatuoti įrenginį. Šis etapas baigiamas patikrinant apsaugų ir blokatorių veikimą minimaliais deginimo įrenginio darbo režimais (be RA deginimo).

5. Pagal kokius parametrus prižiūrimas deginimo procesas?

Pagrindiniai stebimieji parametrai deginimo proceso metu yra šie:

• temperatūros intervalai pagrindinėje deginimo įrenginio įrangoje (degimo ir galutinio sudeginimo kamerose, išmetamųjų dujų aušintuve, prieš HEPA filtrus);
• išretinimas degimo ir papildomo degimo kamerose, pelenų iškrovimo įrenginyse;
• slėgio kritimai degimo ir galutinio sudeginimo kamerose bei pagrindiniame ventiliatoriuje;
• deguonies kiekis išmetamosiose dujose degimo kameroje;
• kenksmingų teršalų išmetimo cheminės kontrolės prietaisų rodmenys.

6. Kokios didžiausios rizikos kyla deginant RA?

Didžiausia rizika kyla dėl pagrindinės įrangos (degimo ir papildomo degimo kameros, išmetamųjų dujų aušintuvo) išklojos pažeidimo. Siekiant išvengti minėtos rizikos, išorinis įrangos paviršius deginimo įrenginio darbo metu per pamainą yra tikrinamas keturis kartus.

7. Koks kiekis kietųjų RA yra sudeginama per vieną deginimo kompaniją? Kiek iš viso planuojama turėti deginimo kampanijų?

Vienos deginimo kampanijos metu sudeginama apie 100 m³ kietųjų RA (15-18 tonų). Kaitinimo metu papildomai galima sudeginti iki 2 m³ skystosios alyvos RA, turėjusios sąlytį su radioaktyviomis medžiagomis, nes tam reikia iš anksto pašildyti tepalų atliekas.

8. Koks yra šalutinis deginimo kampanijos produktas (pelenai). Kaip ir kas atliekama su jais?

Šalutiniai deginimo kampanijos produktai yra pelenai, kenksmingi atmosferos teršalai ir antrinės skystosios tepalų RA (skruberio tirpalai po neutralizacijos).

Pelenai yra supilami į 200 l talpos statines, kurios presuojamos ir dedamos į trumpaamžių atliekų konteinerius, po to užpildomos cemento skiediniu.

Kalbant apie kenksmingų išmetamųjų teršalų kiekį, LR aplinkos ministro įsakymu Nr. 699 patvirtinti atliekų deginimo aplinkosauginiai reikalavimai, kuriuose nustatyti vidutiniai paros rodmenys nėra viršijami. Jei nustatyti išmetamų teršalų kiekiai viršijami, imamasi taisomųjų priemonių, įskaitant kietųjų atliekų deginimo sustabdymą.

9. Kiek metų planuojama vykdyti RA deginimą?

Kietųjų RA tvarkymo ir saugojimo komplekso funkcija yra turint reikiamus įrenginius (rūšiavimo, presavimo, deginimo, pakuočių parengimo) ir infrastruktūrą sutvarkyti tiek iš senų saugyklų išimtas B, C, D, E F klasių RA, tiek išmontavimo metu susidarančias B, C, D, E klasių atliekas.

Eksploatuoti šį kompleksą planuojama ne trumpiau nei iki 2038 metų, nes šiuo atveju – RA deginimas - yra vienas iš RA tvarkymo būdų, kuris naudojamas siekiant visas RA tinkamai sutvarkyti iki eksploatavimo nutraukimo projekto pabaigos ir pasiekti žaliosios pievelės statusą.