تشير مياه الصرف الصحي النووي إلى مياه الصرف الصحي التي تحتوي على مواد مشعة ناتجة عن استخدام الطاقة النووية. تشمل هذه المواد المشعة بشكل رئيسي التريتيوم واليورانيوم والبلوتونيوم والثوريوم والراديوم. تنشأ مياه الصرف النووية في المقام الأول من محطات الطاقة النووية ، وتصنيع الأسلحة النووية ، وأبحاث الطب النووي ، وإنتاج المواد المشعة. استنادًا إلى مستوى الإشعاع ومصدره ، يمكن تصنيف مياه الصرف الصحي النووي إلى مياه الصرف الصحي المشعة عالية المستوى ومياه الصرف الصحي المشعة منخفضة المستوى.
1. عمليات محطة الطاقة النووية
- مياه تبريد المفاعل: تستخدم لتبريد الوقود النووي ، والتي قد تحتوي على مواد مشعة بعد ملامسة الوقود.
- إعادة معالجة الوقود المستهلكة: المياه المستخدمة لاستخراج الوقود النووي القابل للاسترداد يؤدي إلى نفايات سائلة مشعة عالية المستوى.
- مياه تنظيف المعدات: تم إنشاؤها من صيانة وتنظيف معدات المصنع النووي ، وغالبًا ما تحتوي على مواد مشعة منخفضة التركيز.
- التفريغ المكثف: قد يحمل الماء المكثف من نظام الدورة الدموية البخار كميات صغيرة من المواد المشعة.
2. تسرب الحوادث النووية
- تم إنتاج كميات كبيرة من مياه الصرف الصحي النووي خلال حالات الكوارث مثل الحوادث النووية تشيرنوبيل وفوكوشيما ، والتي تتطلب تخزينًا وعلاجًا طويل الأجل.
3. دورة الوقود النووي
- تعدين اليورانيوم: استخراج خام اليورانيوم يولد مياه الصرف الصحي التي تحتوي على عناصر مشعة.
- معالجة الوقود: يمكن أن تؤدي العمليات الكيميائية المشاركة في تصنيع الوقود النووي إلى تلوث المياه.
- إعادة معالجة الوقود المستهلك: إعادة تدوير وعلاج الوقود النووي المستهلك ينتج نفايات سائلة مشعة عالية المستوى.
4. الطب النووي والبحث
-التشخيص الطبي والعلاج: تستخدم الإجراءات مثل فحوصات PET-CT والعلاج الإشعاعي للسرطان النظائر المشعة ، مما يولد مياه الصرف الصحي المشعة منخفضة المستوى.
- أبحاث المختبر النووي: قد تطلق التجارب التي تنطوي على مواد مشعة أو تصريف مياه الصرف الصحي النووي.
1. مياه الصرف الصحي المشعة منخفضة المستوى (LLW)
-يحتوي على كميات صغيرة من النظائر المشعة (على سبيل المثال ، التريتيوم ، اليود -131 ، سيزيوم -137).
- ينشأ بشكل أساسي من العمليات الروتينية لمحطات الطاقة النووية ومؤسسات الأبحاث والصناعة الطبية.
2. مياه الصرف الصحي المشعة عالية المستوى (HLW)
-تم إنشاؤه بشكل أساسي من إعادة معالجة الوقود المستهلك ويحتوي على تركيزات عالية من المواد المشعة (على سبيل المثال ، السترونتيوم 90 ، سيزيوم -137 ، البلوتونيوم -239).
-يعرض النشاط الإشعاعي القوي للغاية وضوء نصف طويل ، ويتطلب علاجًا صارمًا وتخزينًا طويل الأجل.
1. التلوث البيئي
- إذا كانت المواد المشعة الإشعاعية في المياه العادمة النووية تدار بشكل غير صحيح ، فقد تتسلل إلى التربة والمياه الجوفية والأنهار والمحيطات ، مما يؤدي إلى تلوث طويل الأجل.
2. التأثير البيولوجي
-يمكن امتصاص العناصر المشعة مثل السترونتيوم -90 وسيزيوم -137 من قبل الحياة البحرية ، ودخول السلسلة الغذائية وتؤثر في نهاية المطاف على صحة الإنسان.
3. مخاطر صحة الإنسان
- يزيد التعرض طويل الأجل لمياه الصرف الصحي المشعة من مخاطر السرطان والطفرات الوراثية وتلف الجهاز المناعي.
لا يمكن تفريغ مياه الصرف النووي مباشرة في البيئة ويجب أن تخضع لعلاجات التخزين الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية والطويلة الأجل ، بما في ذلك:
1. هطول الأمطار والترشيح (إزالة الجسيمات المشعة المعلقة)
- تتضمن طريقة التخثر الكيميائي- إضافة المرسبات (مثل أملاح الحديد ، وأملاح الألومنيوم ، والصودا ، والفوسفات) إلى مياه الصرف الصحي النووي. تتفاعل هذه مع النوكليدات المشعة ، وتشكيل رواسب غير قابلة للذوبان ، مما يقلل بشكل فعال من المحتوى المشع وتنقية مياه الصرف.
2. التبادل الأيوني (إزالة الأيونات المشعة)
- تستخدم هذه الطريقة راتنجات التبادل الأيوني لمبادلة الكاتيونات المشعة أو الأنيونات مع أيونات غير نشطة ، مما يقلل بشكل كبير من تركيز المواد المشعة ، مما يضمن أن مياه الصرف الصحي المعالجة تلبي معايير التفريغ.
3. التبخر والتركيز (تقليل حجم مياه الصرف الصحي)
- تفصل تسخين التبخر الماء عن المواد المشعة ، مما يسمح بخروج البخار المكثف بأمان ، في حين أن النفايات المشعة المركزة تخضع للتصلب لمزيد من المعالجة.
4. علاج التكنولوجيا الحيوية
- يمكن للكائنات الحية الدقيقة والنباتات إزالة النيوكوليدات المشعة من خلال الامتصاص ، والتراكم ، وهطول الأمطار ، وآليات التوسع ، مما يقلل من المحتوى الإشعاعي لتلبية معايير التفريغ.
