Радиоактивные отходы: хранение и переработка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Радиоактивные отходы: хранение и переработка

Волков В.Г., к.т.н., Чесноков А.С., к.ф.-м.н.

Существующая в России система обращения с радиоактивными отходами (РАО) сформировалась в процессе развития в СССР ядерных технологий и в силу этого имеет ряд характерных особенностей. Прежде всего, она привязана к местам возникновения РАО и не объединена в единую систему обращения и контроля. Кроме того, места долговременного хранения и хранилища РАО различаются чрезвычайным разнообразием конструкций и форм, организацией защитных барьеров в зависимости от конкретной местности расположения объектов и пр. На начальных стадиях создания промышленных производств в отдельных случаях отходы сбрасывались в окружающую среду, а затем на загрязненных территориях сооружались хранилища.

Все эти недостатки характерны не только для России, но и для большинства стран, обладающих ядерным наследием. Однако за последние десятилетия за рубежом выполнен большой объем реабилитационных и рекреационных работ. В России же только в 2008 году стартовала масштабная программа реабилитации - ФЦП «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года». С началом ее реализации специалисты заговорили о создании единой системы обращения с РАО, включая АЭС Концерна "Росэнергоатом". Активно эта проблема обсуждается в связи с разработкой закона об обращении с РАО. Исходя из этого, целесообразно рассмотреть системы обращения с РАО в зарубежных странах.

Обращение с РАО в США

Американская система обращения с радиоактивными отходами может служить примером коммерческого решения вопроса на основе жесткой системы государственного регулирования. Эта система начала складываться во время Второй мировой войны в процессе реализации федерального проекта создания атомного оружия, и в первые годы полностью контролировалась государством. Только в 1954 году закон об атомной энергии (AEA) разрешил коммерческим юридическим лицам иметь в собственности и использовать радиоактивные материалы. Поправка к этому закону (1959 год) уполномочила определенные штаты принимать регулирующие акты, позволяющие иметь в собственности, использовать и захоранивать многие виды радиоактивных материалов, включая низкоактивные РАО, произведенные в результате коммерческой деятельности. радиоактивный отход переработка хранение

В 1960 году Комиссия по атомной энергии (AEC) объявила о постепенном сокращении использования своих хранилищ для захоронения таких отходов. Кроме того, AEC или уполномоченные штаты, включенные в соглашение, должны были выдавать лицензии на частные хранилища этих РАО.

В 1962-1971 годах шести коммерческим хранилищам, расположенным в штатах Иллинойсе, Кентукки, Неваде, Нью-Йорке, Южной Каролине и Вашингтоне, было выдано разрешение на обращение с РАО. Однако к 1979 году хранилища в Иллинойсе, Кентукки и Нью-Йорке по разным причинам были надолго закрыты. Более того, в 1979 году губернаторы Невады и Вашингтона временно закрыли хранилища в своих штатах по результатам проверки герметичности транспортных контейнеров, а губернатор Южной Каролины сообщил, что хранилище низкоактивных отходов Barnwell заполнено на 90%.

Это привело к тому, что в конце 1980 года Конгресс США принял закон о политике в области обращения с низкоактивными РАО. Документ поощрял штаты формировать региональные системы обращения с РАО, чтобы удовлетворить национальные потребности в хранилищах, минимизировать число новых хранилищ и более справедливо распределить ответственность за обращение с РАО низкого уровня активности среди штатов.

К концу 1983 года, после того, как стало ясно, что в ближайшие пять лет новые хранилища не будут введены в строй, почти 40 штатов сформировали семь объединений. В 1992 году были оформлены соглашения об использовании хранилищ Barnwell (Южная Каролина), Beatty (Невада), и Richland (Вашингтон). В марте 1991 года новое хранилище Envirocare в штате Юта получило государственную лицензию на прием РАО низкого уровня активности, имеющих ограниченный состав радионуклидов с максимальными удельными активностями, определенными в лицензии.

В 1962-1971 годах первые коммерческие хранилища (в Иллинойсе, Кентукки, Неваде, Нью-Йорке, Южной Каролине и Вашингтоне) использовали относительно простой подход - «мелкое захоронение в земле», при котором отходы помещались в траншеи. После закрытия в 1979 году хранилищ в Иллинойсе, Кентукки и Нью-Йорке стоимость хранения РАО начала расти. К 1986 году она достигла 750 долларов, а затем в течение короткого времени повысилась почти до $9000 за кубометр. Причинами этого стали уменьшение объемов хранилищ, новые налоги и повышение цен на участки захоронения.

Повышение цен на хранение низкоактивных отходов стимулировало развитие индустрии переработки этого типа РАО. В 1985 году, когда стоимость хранения кубометра РАО составляла около $600, компания SEG (Научно-экологическая группа) спроектировала, получила необходимые лицензии и построила предприятие по переработке отходов в Ок-Ридже (штат Теннеси) стоимостью $5 млн. В 1989 году, когда рыночная цена удаления отходов повысилась до $1800 за кубометр, компания SEG, уже имея лицензию на сортировку РАО, получила лицензию на эксплуатацию первой в США коммерческой установки по сжиганию отходов. Стоимость установок сортировки и сжигания составляла около $15 млн. В установку сжигания отходов загружалось до 800 фунтов РАО. Радиоактивное масло и радиоактивная вода использовались для температурного контроля в первичной камере. За счет сортировки и сжигания горючей фракции удалось добиться 75-кратного сокращения объема низкоактивных отходов (ранее этот показатель составлял 3,8-6,6).

К 1992 году положение на рынке стимулировало SEG запустить вторую установку сжигания и завод по переплавке металлических РАО стоимостью $20 млн., впервые в стране оборудованный дезактивационной плавильной установкой. Завод ежегодно перерабатывал 2000-6000 т загрязненного металла. Металл, который невозможно было дезактивировать полностью, добавляли в процессе плавления в 20-тонные индукционные печи для изготовления пяти- и десятитонных защитных блоков. Они использовались министерством энергетики при создании радиационной защиты на принадлежащих ему установках высоких энергий в Лос-Аламосе и Брукхевене, а также установок Аргонской лаборатории. В 1992 году было переработано до 70 тыс. м³ РАО, при этом объем отходов сократился десятикратно.

Использование описанных выше принципов оказало существенное влияние на сокращение потока РАО. В течение 10 лет SEG приняла более 600 тысяч кубометров отходов, а отправила на захоронение менее 66 тысяч. Таким образом, переработка вывела из обращения более 530 тысяч кубометров РАО, что соответствует объему захоронения отходов в хранилище Barnwell за 10 лет. Кроме того, за этот период удалось сократить объем перевозок более чем на 8000 поездок. Многократное снижение количества РАО в результате переработки привело к значительному сокращению времени обращения с ними, что привело к серьезному уменьшению радиационного воздействия на персонал хранилищ.

По оценкам, за 40 лет эксплуатации герметичного водного реактора (PWR) образуется около 600 м³ РАО низкой активности, в реакторе с кипящей водой (BWR) - приблизительно 1900 м³. Суммарный объем РАО от операций вывода из эксплуатации оценивается в 1 млн м³. Кроме того, объем загрязненной почвы на предприятиях топливного цикла и участках, которые находятся в ведении NRC (Nuclear regulation committee), оценивается в 600 тыс. м³. Таким образом, в США имеется существенное количество низкоактивных РАО, которые необходимо захоронить.

За прошедшие 18 лет все штаты-участники соглашений потратили почти $600 млн. на создание участков хранения РАО. В настоящее время Barnwell, Richland и Envirocare (всего 10 участков хранения) обслуживают 44 штата, восемь штатов не входят ни в одно из соглашений. Производители РАО из 11 северо-западных штатов и Рокки Маунтин передают отходы в хранилище Richland. Хранилище Barnwell принимает РАО у предприятий с Атлантического побережья.

Никакой штат кроме, возможно, Техаса, не пытается строить новые хранилища. Невадский испытательный полигон, ныне известный как Nevada Site Office (NSO), начал размещение низкоактивных отходов в 1978 году. Были выбраны две площадки (участки 5 и 3), которые уже принимали на хранение ограниченное количество трансурановых отходов. Участки расположены приблизительно на расстоянии 24 километров друг от друга, что позволяет NSO использовать, по крайней мере, две альтернативные технологии хранения для оптимизации стоимости длительного хранения.

На участке 5 для хранения используются ячейки мелкого залегания в земле, где отходы размещаются в упакованном виде. Здесь размещаются смешанные отходы низкого уровня, произведенные в пределах штата Невада, радиоактивно загрязненный асбест и т.д. Высокоактивные РАО ранее помещались в буровые скважины, однако в настоящее время они не используются. Кроме того, есть емкости для приема, характеризации и хранения трансурановых отходов.

В 2004 году на этой площадке проведена инвентаризация 25 ячеек суммарной емкостью более 300 тыс. м³. Доступный объем - около 160 тыс. м³, включая 20 тыс. м³ для размещения смешанных РАО низкой активности. Экстраполяция размещения отходов на всю площадь участка (296 га), не учитывая развития технологий (использование более глубоких ячеек и т.д.), дает суммарный объем площадки, приблизительно равный 3,3 млн. м³.

По консервативным расчетам, общая емкость размещения РАО на NSO составляет приблизительно 3,6 млн. м³. При этом не рассматривается расширение полигона на окружающую участок 5 землю или включение дополнительных кратеров, смежных с участком 3, а также совершенствование технологий. Вопрос, когда NSO может достигнуть его предела емкости, зависит от объема получаемых отходов. Если размещать 45 514 м³ РАО ежегодно, на это потребуется приблизительно 79 лет. Зная, что объемы отходов в будущем уменьшатся, поскольку министерство энергетики заканчивает реабилитацию объектов ядерного оружейного комплекса, и учитывая консервативность приведенной оценки, емкость NTS можно считать фактически неограниченной.

Суммарный ежегодный бюджет NTS составляет $21,7 млн., $5 млн. покрывают текущие расходы на обслуживание хранилищ, включая мониторинг грунтовых вод, программы приемки отходов, оценки рисков и т.д., $16,7 млн. идут непосредственно на операции по обращению с РАО.

Стоимость приемки кубометра РАО на NSO составляет около $450, это существенно ниже, чем в других хранилищах США. Так, хранилище Barnwell в год принимает на хранение около 3300 м³ низкоактивных отходов и имеет бюджет $7,6 млн. Себестоимость приемки в 2008 году достигла $20000 за кубометр, цена в предыдущие годы составляла около $15000, а в 2008 году поднялась до $27000 за кубометр.

Обращение с РАО в Западной Европе

Общая ситуация. В Западной Европе ситуация в области обращения с РАО существенным образом отличается от ситуации в США. В Великобритании, Франции, Испании и других европейских странах существуют корпорации, отвечающие за обращение с РАО (NDA, ANDRA, ENRESA и т.д.). Практически это госкорпорации, так как они единственные организации в своих странах, уполномоченные принимать и хранить РАО. Такую систему обращения с РАО поддерживает своими решениями Еврокомиссия.

Согласно отчету о ситуации по обращению с РАО, ежегодное производство всех радиоактивных отходов в государствах, «старых» членах Европейского союза (ЕС15), составило около 40000 м³. Это приблизительно на 10000 м³ в год меньше, чем производилось до 1999 года. К этому количеству добавились 5000 м3 отходов низкого и среднего уровня активности, которые производятся каждый год в странах, недавно вступивших в союз (ЕС10), а также в других близких к ЕС государствах, обладающих ядерными электростанциями (в Болгарии и Румынии).

Общий объем РАО расширенного Европейского союза (ЕС25) составляет приблизительно 45000 м³/год. Количество ОЯТ и высокоактивных отходов (ВАО) вычислить труднее, поскольку они зависят от технологии, используемой при обращении с ОЯТ (переработка или прямое захоронение). Некоторые государства вычисляют фактическое количество стекловидных компаундов, содержащих отходы от переработки ОЯТ, а не объем первоначальных отходов. Другие вычисляют вес тяжелых металлов, содержавшихся в топливных элементах, а не объем упакованных отходов. Считается, что суммарный объем отходов, возникающих при обращении с ОЯТ, составляет около 400-500 м³/год для ЕС15 и от 50 до 70 м³/год для ЕС10. Приблизительно 250 м3/год этих отходов остекловывается, остальные перерабатываются в топливо. К настоящему времени около 2 млн. м³низкоактивных и часть среднеактивных отходов окончательно размещены в хранилищах. Основные объемы РАО находятся в хранилищах Drigg в Великобритании, а также в центрах Манш и Об во Франции.

Финляндия, Франция, Испания, Швеция и Великобритания размещают РАО, содержащие небольшое количество долгоживущих радионуклидов, в основном в приповерхностных или мелкозалегающих хранилищах. Из новых государств-членов только в двух странах - Чешской республике и Словакии есть хранилища отходов низкого и среднего уровня активности; некоторые другие страны обладают хранилищами, которые принимают отходы только установленного типа.

Несомненно, самую большую проблему представляют ВАО. Большинство процессов, вовлеченных в обращение с ними, достигло стадии промышленного использования.

Единственный недостаток технологий - высокое энерговыделение ВАО. В некоторых странах не существует никаких планов относительно обращения с такими отходами. Несколько государств, имеющих атомные станции, в настоящее время решили отложить вопросы обращения с ВАО, по крайней мере, на 50 и более (до 100) лет. Только Швеция и Финляндия близки к созданию хранилищ, которые могут быть введены в строй к концу следующего десятилетия.

Большинство государств-членов все еще далеки от создания хранилищ ВАО, хотя Бельгия уже несколько лет обладает подземной лабораторией обращения с ними, а во Франции идет ее строительство. Новые государства-члены отстают от «старых» членов, многие из них первоначально предполагали экспортировать отработавшее топливо в Россию. Среди научной общественности имеется согласованное мнение о необходимости захоронения ВАО в геологических формациях. Европейская комиссия рассматривает захоронение в геологических формациях при современном уровне знаний как единственно безопасное и жизнеспособное решение для долгосрочного хранения ВАО.

Между тем существует оппозиция широкой общественности большинству предложений по местам размещения таких хранилищ. Учитывая это, все труднее и труднее получить политическую поддержку или даже политические решения по строительству хранилищ ВАО. Отказ переходить к следующей стадии в процессе обращения с отходами укрепляет начальные подозрения общественности и усиливает ее сопротивление. В свою очередь, в результате этого еще тяжелее принимать политические решения. Ясно обозначилась потребность в политической инициативе оказать поддержку тем государствам-членам, которые продвинулись вперед в своих программах обращения с РАО, и дать необходимый импульс другим государствам, которые явно не в состоянии достичь существенных успехов в этом направлении.

В ноябре 2000 года Европейская комиссия приняла документ «Вперед к европейской стратегии энергетической безопасности» (Зеленая книга энергетической безопасности). В нем указано, что будущее атомной энергетики в Европе зависит от нескольких факторов, включая решение проблем обращения и хранения радиоактивных отходов.

Независимо от будущей стратегии выработки энергии, с отходами, которые уже существуют, надо уметь обращаться, соблюдая основные принципы защиты здоровья человека и окружающей среды. Действия в этой области должны быть направлены на обеспечение гарантий того, что ответственность и бремя обращения с растущим количеством ОЯТ и РАО, помещенных на временное хранение, не будут перекладываться на будущие поколения. Текущая политика в большинстве государств-членов не сделала (и не делает) соответствующих шагов для решения этих проблем.

Комиссия полагает, что существует потребность в свободном выборе развития ядерной энергетики, не только потому, что это - один из самых безопасных источников энергии Евросоюза, но и вследствие большого разнообразия источников поставок топлива, высокой плотности энергии, что облегчает возможность ее запасать и использовать обширные возможности топливного цикла. С точки зрения сообщества это обеспечит чрезвычайно низкий риск прерывания поставок. Другим преимуществом явятся экологические льготы: это основной источник производства электроэнергии, который не вырабатывает существенных объемов парниковых газов. Все это обусловливает насущную необходимость добиваться прогресса в решении проблем обращения с радиоактивными отходами, особенно с отходами высокого уровня активности, что является очень важным элементом развития ядерной энергетики.

В ноябре 2002 года Европейская комиссия приняла первую часть так называемого Ядерного пакета. Это ряд документов, посвященных повышению ядерной безопасности в Европейском союзе. Проблема обращения с радиоактивными отходами стала одной из двух центральных тем пакета, другая тема - безопасность ядерных установок. Эти документы, более известные как «Директива об отходах», были предложены для внесения в новое законодательство ЕС, принятое Еврокомиссией в январе 2003 года. Цель законопроекта - безопасное долгосрочное обращение с ОЯТ и РАО. Директива охватывает все формы РАО и все ОЯТ, независимо от предполагаемого способа обращения (переработка, хранение или прямое захоронение). В то же время акцент делается на отходах высокого уровня активности, включая отработавшее ядерное топливо, от которого также нужно избавляться.

Директива основана на Объединенной конвенции по безопасности обращения с ОЯТ и РАО. Она включает множество основных требований и мер безопасного обращения, которые должны быть признаны всеми, кто изучил это соглашение. Предложенные меры можно рассматривать как признанный международный передовой опыт в области обращения с ОЯТ и РАО, охватывающий такие аспекты, как здравоохранение, экологическая защита, ядерная безопасность, финансирование и управление. Многие из этих мер - часть текущей политики многих государств ЕС.

Директива требует, чтобы каждое государство-член установило определенную программу обращения с РАО, охватывающую все РАО, находящиеся под его юрисдикцией, и все стадии обращения, включая захоронение. Программа должна также касаться обращения со всем ОЯТ, которое не подвергается переработке или, в случае топлива исследовательских реакторов, возвращается на основе соглашений о его возврате. В частности, программа должна определить подходы к долгосрочному обращению и захоронению с точным расписанием каждого шага процесса где нет никакой другой альтернативы.

Государства-члены каждые три года должны делать сообщения о ходе выполнения своих программ, ЕК с помощью национальных экспертов их рассмотрит и опубликует собственный отчет о ситуации в области обращения с радиоактивными отходами в Евросоюзе.

В директиве недвусмысленно заявлено, что при современном уровне знаний захоронение в геологических формациях - лучший метод для долгосрочного хранения отходов высокого уровня активности. Между тем, следует принять во внимание, что существует широкий спектр отходов, которые не будут перерабатываться, и даже если бы переработка стала технически выполнимой и экономически привлекательной, это все равно не решит полностью проблемы обращения с отходами высокого уровня активности. Директива также поддерживает исследования по новым технологиям, использование которых может привести к уменьшению количества РАО.

В документе предложено разрешить отправку отходов третьим странам как альтернативу захоронению в национальном хранилище. Такая отправка должна производиться в рамках долгосрочных стабильных контрактов и только в страну, обладающую технологиями обращения, соответствующим стандартам, принятым в стране происхождения РАО. В случае отправки специальных материалов должны быть предоставлены адекватные гарантии. Ввиду существующего запрета на импорт радиоактивных отходов эта часть директивы вызвала активное обсуждение. Дебаты пока далеки от достижения согласия, но открытое обсуждение этого вопроса - значительный шаг вперед.

Наконец, директива поощряет исследования в области обращения с РАО. Обеспокоенность Еврокомиссии этими вопросами обусловлена двумя факторами. Во-первых, уровень исследований в области обращения с РАО все еще неадекватен ситуации. Во-вторых, исследования могут быть более эффективно скоординированы. Уровень затрат на исследования, выполненные в разных странах, включая разработку и конструирование хранилищ, должен приближаться к уровню затрат стран-лидеров в области обращения с отходами.

Затраты приблизительно можно оценить в зависимости от количества электроэнергии, произведенного на атомных станциях, и он оказывается тем же, что в США. Это разумное продолжение принципа «загрязнитель платит». Стоимость исследований составляет приблизительно €500 тыс. в год на каждый тераваттчас, произведенный атомными станциями. Только два или три государства-члена ЕС тратят столько же на исследования в области обращения с РАО, и они же оказались самыми близкими к выработке долгосрочных решений в области обращения с отходами. Остальные страны тратят значительно меньше.

Еврокомиссия полагает, что в этих государствах и, в результате, в Европейском Союзе в целом в настоящее время уровень исследования неадекватен, особенно это касается определения и характеризации участков для размещения хранилищ. Для стимулирования более высокого уровня исследований Еврокомиссия рекомендует лучше скоординировать эту работу, причем в ближайшее время.

В результате обсуждений текст директивы стал приемлемым для существенного большинства государств-участников. Однако «точкой преткновения» стал вопрос, должна ли «Директива об отходах» быть принята в качестве нового закона ЕС, или это некий «юридически необязательный» акт, такой, как решение Европейского Совета? Другими словами, должно ли будущее сотрудничество в области обращения с РАО и продвижение в этом направлении на национальном уровне быть достигнуто на добровольной основе, или это требование закона? Европейский парламент склонялся в пользу обязательного закона. Однако, поскольку юридическим основанием для законопроекта было соглашение с Евроатом, только у Европейского Совета есть возможность принятия его в качестве европейского закона. Чтобы этого достичь, предложение должно получить одобрение квалифицированным большинством, что требует значительно большего числа голосов.

Франция. В некоторых европейских странах существуют национальные программы обращения с РАО, во Франции это программа компании ANDRA. Она планирует и управляет потоками РАО, поэтому приходится прогнозировать объемы отходов, принимаемых на хранение, и заранее строить хранилища. Рассматривая французскую программу вывода из эксплуатации реакторов первого поколения, прежде всего, газоохлаждаемых реакторов, ANDRA планирует создание мощностей по переработке и хранению облученного графита, которые будут запущены в течение ближайших десяти лет. Хранилище в геологических формациях предполагается ввести в действие в 2025 году. Хранилища низкоактивных отходов будут сосредоточены в центре О6 (емкость - до 1 млн. м³), очень низкоактивных отходов - в Морвилье (емкость - до 650 тыс. м³). Бюджет программы - €10 млрд.

В настоящий момент ANDRA эксплуатирует три хранилища РАО - это центры Об и Манш, а также центр в Морвилье. Помимо этого ведутся работы в рамках двух других проектов. Важная программа по окончательной изоляции долгоживущих отходов реализуется в районе расположения лаборатории Мез-Верхняя Марна (центр Бюре). Кроме того, с 2006 года осуществляется проект по захоронению низкоактивных долгоживущих отходов, включая «исторические» РАО, содержащие радий. В 2008 году будет выбрана площадка, отвечающая всем техническим и научным требованиям к сооружению хранилища таких отходов. Стоимость хранения РАО очень низкой активности составляет около €450 за тонну, для короткоживущих РАО низкой и средней активности цена достигает €2500 за кубический метр.

К 2008 году ANDRA разработала проекты сооружений для хранения отходов очень низкого, низкого и среднего уровня активности, в частности, хранилище в центре Об. Это каркасное легкое хранилище, защищающие помещенные в него РАО от внешних осадков. Отходы размещаются в нем в упакованном виде. В 2005 году было предложено проектное решение по сооружению подземного хранилища высокоактивных отходов, расположенного в глиняной залежи. Проект прошел стадии научно-технического исследования и оценки безопасности.

Великобритания. Внутренний рынок обращения с РАО в Великобритании в настоящее время регулирует Nuclear Decommissioning Authority (NDA). NDA вертикально интегрирована, так как обращение с РАО в рамках проектов NDA направлено на удовлетворение собственных потребностей. Сторонние компании могут выйти на этот рынок только в случае, если они конкурентоспособны. Проблема в том, что на внутреннем рынке небольшая конкуренция, а без конкуренции нет снижения цен. По оценкам NDA, стоимость работ по реабилитации радиационно-опасных объектов в Великобритании ежегодно вырастает на 9%, следовательно, каждый год в той же пропорции растет цена хранения РАО.

NDA в любой проект по реабилитации объектов радиационного наследия закладывает стоимость отправки на длительное хранение РАО в размере 27-30%. Цена переработки и хранения средне- и высокоактивных отходов в соответствии с программой по выводу из эксплуатации ядерных объектов составляет Ј46 тыс. за кубометр. Если включить в нее стоимость строительства хранилища в геологической формации, цена вырастет до Ј67 тыс. за кубометр. Для сравнения: хранение низкоактивных отходов в хранилище Drigg в Камбрии стоит Ј2000 за кубометр, то есть цена обращения с высоко- и среднеактивными РАО в 34 раза выше.

Экспорт и импорт радиоактивных отходов в Великобритании запрещен с июля 1995 года. Но неформально другие страны торгуют отходами с Великобританией: иностранные компании платят за создание дополнительного коммерческого пространства для отходов среднего уровня активности в хранилище в геологической формации, создаваемом для захоронения отходов, возникающих при ликвидации ядерного наследия.

Испания. Обращение с радиоактивными отходами, возникающими в процессе вывода из эксплуатации и реабилитации ядерных установок и производств, является единственной функцией испанской компании ENRESA. Низко- и среднеактивные РАО поступают в хранилище El Cabril, где их кондиционируют и захоранивают. Эксплуатация хранилища обусловливает интегрированную систему управления РАО, которая включает не только вывоз отходов, но и сбор, транспортирование, обработку и создание условий для их безопасного хранения, а также получение точной информации об отходах, включая радиометрическую характеризацию и проверку качества отходов.

Хранилище El Cabril ввели в действие в 1992 году. Оно было разработано и построено таким образом, чтобы выполнить две основные задачи: гарантировать прямую и опосредованную защиту людей и окружающей среды, используя многоуровневую систему барьеров, и свободное использование участка в течение долгого времени - до 300 лет. Хранилище рассчитано на размещение 50 тыс. м³ низко- и среднеактивных отходов. К концу 2005 года было загружено 25557 м³ таких РАО (около 53% суммарного объема хранилища). Ежегодный поток отходов составляет около 2000 м³ . Дополнительно здесь же сооружено хранилище для отходов очень низкого уровня активности емкостью 120 тыс. м³, которое введено в эксплуатацию в 2008 году.

Объем отходов более высоких активностей - части реакторного оборудования или реакторных зон - относительно мал по сравнению с низко- и среднеактивными отходами.

В настоящее время в Испании нет хранилища для ВАО. Стратегия в этой области сосредоточена на временном сухом хранении отработавшего топлива и высокоактивных отходов, гарантирующем безопасность людей и окружающей среды. Исходя из экономической целесообразности, было предложено ввести в эксплуатацию хранилище ОЯТ и ВАО в 2050 году; сюда будут помещать и другие РАО, которые нельзя разместить в El Cabril.

В 2007 году Испания приняла программу обращения с РАО вплоть до 2070 года. Общая стоимость программы составляет €13 023 млн., 48% этой суммы будут потрачены на обращение с ОЯТ и ВАО, 20% - на демонтаж и вывод из эксплуатации, 12% - на обращение с низко- и среднеактивным отходам, 3% - на исследования в области обращения с РАО. Денежные средства, поступающие из различных источников, будут сосредоточены в специальном фонде под контролем правительства. Накопленными средствами управляет ENRESA под наблюдением компетентных правительственных структур. Такая организация выполнения работ и их финансирования позволяет оперативно производить необходимые операции и накапливать деньги для будущих проектов.

Недостатком европейских систем обращения с РАО является отсутствие конкуренции в этой области и, как следствие, необходимость жесткого государственного контроля расходования средств.

Обращение с РАО в России

Краткий обзор работ в области обращения с РАО в мире показывает, что объемы отходов, принимаемые на хранение в странах, обладающих ядерным наследием, составляют десятки тысяч кубических метров в год. Ежегодно в европейских хранилищах размещается около 45 тыс. м³ РАО, в США столько же отходов принимает только один полигон в Неваде. Даже страны, не участвовавшие в ядерной гонке вооружений, помещают в хранилища по несколько тысяч кубометров РАО в год - например, в Испании ежегодный объем изоляции РАО составляет 2000 м³. Объемы хранилищ также значительны. В США емкость полигона в Неваде - более 3 млн. м³, полигонов в Хамфорде и Ок-Ридже с учетом возможного расширения - 1,5 млн. м³, емкость хранилища в Селлафилде (Великобритания) составляет около 500 тыс. м³, центра Об (Франция) - 1 млн. м³. Все эти данные иллюстрируют масштаб проблем, возникающих с началом работ по ликвидации ядерного наследия.

Россия стоит на пороге решения тех же проблем и, не решив вопрос о хранилищах, не сможет справиться с реабилитацией объектов и территорий, загрязненных в ходе гонки ядерных вооружений.

Объемы наших хранилищ не сравнимы с зарубежными. Самое большое хранилище РАО спроектировано на ГУП МосНПО «Радон», его объем - 100 тыс. м³, срок эксплуатации - 50-100 лет. Московский «Радон» принимает до 1500-2000 м³ РАО в год. Все филиалы «РосРАО», вместе взятые, не могут обеспечить такие объемы приемки.

Подобная инфраструктура обращения с РАО чрезвычайно затрудняет реализацию ФЦП «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года». Необходимо создание мощностей по хранению РАО и организаций, имеющих опыт и соответствующие лицензии на право обращения с радиоактивными отходами.

Надо быть готовыми тратить на исследования в области обращения с РАО средства, сравнимые с затратами ведущих ядерных стран на эти цели. Необходимо решать проблемы переработки и кондиционирования РАО, содержащих делящиеся вещества, это в основном изотопы урана и плутония.

Вопросы обращения с РАО и технологии дезактивации в стране не прошли проверки масштабными проектами. Например, простая технология - автоматизированная система радиационной сепарации радиоактивного грунта, строительных конструкций и других твердых сыпучих РАО не действует в промышленных масштабах. Необходимо создание установок производительностью несколько тонн в час. Нужно также развивать технологии сжигания низкоактивных отходов, витрификации РАО, содержащих долгоживущие и делящиеся вещества. В нашей стране над этими проблемами работают во ВНИИНМ, на ГУП МосНПО «Радон», в РИАН, Концерне "Росэнергоаотм", однако промышленные установки, использующие эти технологии, до сих пор не нашли широкого применения.

Другой аспект, на котором хотелось бы остановиться, - вопрос о правах собственности на предприятия, занимающиеся хранением РАО. В США существует практика отдавать их в собственность частным инвесторам для привлечения инвестиционного капитала и «сглаживания» проблем финансирования работ по ликвидации ядерного наследия. Хранилища в Ок-Ридже, Хандфорде и других местах построены на инвестиционные или государственные средства. Хранилища строят на основе соглашений между штатами и отходы принимают у предприятий штатов-участников соглашения.

В Европе вопросы управления хранилищами отданы компаниям с государственным контролем для регулирования цен на хранение отходов. Между тем реального рынка приемки РАО в Европе нет, в то время как в США разброс в ценах приемки довольно значительный - от $450 за кубометр на полигоне в Неваде до $27 тыс. за кубометр в хранилище Barnwell.

Масштабные работы в рамках ФЦП «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности в 2008 году и на период до 2015 года» требуют значительных объемов хранения отходов. Поэтому необходимо в 3-4 раза увеличить прием РАО на хранение, и, как следствие, объемы хранилищ, в том числе на АЭС Концерна "Росэнергоатом". В свете решения Правительства РФ о подписании международного договора о страховании от инцидентов на ядерных и радиационно-опасных объектах встает вопрос о существенном улучшении технологий обращения с РАО и повышении безопасности этих работ. Решить эти проблемы могут только специализированные компании с высококвалифицированным персоналом. Их создание позволит улучшить технологии и методы обращения с РАО, обеспечит системный подход к средствам радиационного и входного контроля.

Волков В.Г., к.т.н.,

Чесноков А.С., к.ф.-м.н.,

РНЦ "Курчатовский институт"

^{ноябрь 2011 г.}

Размещено на Allbest.ru