Компьютерра - Компьютерра PDA N71 (06.11.2010-13.11.2010)

-А в каких условиях хранятся сборки?

-На каждой станции существуют приреакторные хранилища, представляющие собой бассейны с водой, которая необходима для поглощения гамма-излучения. После того, как сборка отлежалась в приреакторном хранилище, с ней нужно что-то делать. Есть разные варианты топливно-ядерного цикла: открытый и замкнутый. При открытом отработанное топливо является отходом и больше не используется. В соответствии с этим подходом, после того, как сборка вылежалась, и ее можно транспортировать, ее помещают в специальные хранилища. В Америке долгое время собирались хранить такие сборки в горе Юкка-Маунтин, но сейчас администрация Б. Обамы от этого проекта начинает отказываться, но это не означает отказ США от ядерной энергетики вообще, а подразумевает переход на замкнутый ядерный топливный цикл, то есть переработку отходов.

Что значит "переработка"? Сборку привозят на радиохимическое предприятие, где ее разбирают, извлекают оставшийся уран, плутоний, радионуклиды, которые можно использовать в медицине и технике. После этого уран (либо уран совместно с плутонием) снова идут на изготовление топлива, а оставшиеся невостребованными элементы, находящиеся в жидкой форме, так называемые жидкие радиоактивные отходы (ЖРО), должны отверждаться и захораниваться. Если раньше сторонниками открытого ядерного цикла была Европа и Америка, то сейчас только европейские страны стоят на такой позиции. В начале этого года у нас была встреча со шведскими специалистами. Они готовят у себя проект по разработке могильников радиоактивных отходов, уже выбрали площадку, на которой это будет происходить. Само хранилище будет представлять собой подземные галереи, в которых через небольшие интервалы пробьются колодцы, в которые будут закладываться отработанные сборки на неопределенно долгое время.

- Как глубоко они должны быть?

- В их случае это несколько десятков метров. Пробивается колодец, туда ставится сборка и заполняется бетонитом, то есть глиной, которая препятствует контакту с водой и возможной утечке радионуклидов в окружающую среду. В итоге даже по шведским очень жестким нормативам этот проект выполним, реалистичен и экономичен. Меня, как россиянина, очень поразило, что с самого начала появления атомной энергетики шведы решили, что с каждого киловатта в час одна тысячная евроцента будет отчисляться в специальный фонд на консервацию отходов. И за несколько десятков лет они накопили достаточную сумму, чтобы гарантированно воплотить этот проект в жизнь.

- А это не опасно, ведь могут быть смещения породы, например?

- Я поэтому и привел пример Швеции, имеющей крайне жесткое экологическое законодательство, их подход отличается многоуровневой перестраховкой. Когда они рассказывают о многочисленных этапах всевозможных экспертиз, просто диву даёшься. В числе прочих просчитан даже такой вариант: а что будет, если вдруг начнется ледниковый период, и на хранилище станут давить льды? По шведским нормативам изотопы из хранилища не должны поступать в окружающую среду. А гамма-фон на поверхности не должен увеличиваться более 1 %. У нас в пределах Академгородка и большей части Новосибирска радиационный фон находится в интервале от 10 до 15 микрорентген в час, и с помощью нашей приборной базы 1 % мы и почувствовать не сможем, вот и делайте выводы.

Не надо также забывать, что при создании радиоактивных могильников люди не создают ничего принципиально нового. Достаточно посмотреть на природные модели. Что такое природный вариант захоронения РАО? Это месторождение радиоактивных руд. В пределах Сибирского региона было открыто и разведано более 30 месторождений урана (и это только те, которые мы знаем). Возраст отдельных месторождений может составлять и сотни тысяч, и миллионы лет.

В частности, известное всем специалистам месторождение Пригородное, которое расположено в 35 километрах от Новосибирска. В нем, по оценкам, более тысячи тонн урана, которые спокойно лежат на расстоянии каких-то 50 метров от поверхности. Это месторождение разведано, и на данный момент его разработка нерентабельна. Поэтому, что касается безопасности подземных захоронений, сама природа подсказывает, что это возможно. Более того, среди этих месторождений есть такие, которые даже подняты на поверхность и активно размываются. Объемы выноса урана из них огромны. Их сложно даже сравнивать с промышленными отстойниками, настолько несопоставим масштаб.

- Какие методы хранения радиоактивных отходов являются наиболее оправданными?

- Долговременное хранение высокоактивных отходов (ВАО) в жидком виде крайне рискованно, поэтому в качестве основного принципа долговременного экологически безопасного захоронения ВАО, как я уже говорил, МАГАТЭ провозгласило необходимость их связывания в составе специальных материалов - консервирующих матриц. Однако в связи с тем, что общепринятого подхода к отверждению РАО пока нет, большинство стран продолжает или накапливать жидкие радиоактивные отходы, или в том или ином виде сбрасывать их в окружающую среду.

Долгое время в качестве отверждающих матриц испытывались (и отчасти применялись) боросиликатные и фосфатные стекла. Такие работы проводились и России в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (ИГЕМ РАН) под руководством академика Н. П. Лаверова. На предприятии "Маяк" ставили печи, в которых готовили стекла, а затем в расплав добавляли соли радиоактивных элементов, полученные при выпаривании ЖРО. У этого способа есть серьезные недостатки. Это происходит при высоких температурах, поэтому полностью изолировать окружающую среду от попадания радиоактивных паров и аэрозолей проблематично. Они отличаются недостаточной химической стабильностью и низкой сопротивляемостью к гамма-излучениям. Кроме того, бор и фосфор сами по себе являются кислотообразователями, что предопределяет относительно быстрое разрушение таких матриц в природной среде в контакте с текучими и застойными водами. Да и сами печи после непродолжительного использования превращаются в радиоактивные отходы, с которыми тоже надо что-то делать. В конце концов, даже разработчики признали бесперспективность этой технологии.

Был предложен также ряд способов создания губкоподобных алюмосиликатных материалов, позволяющих попеременно заполнять их растворами сорбентов и солей радионуклидов с многократным выпариванием жидкостей. Однако консерванты этого типа не исключают миграцию радионуклидов при наличии в их составе радикалов сильных неорганических кислот.

Модное сейчас направление - это поиски и испытания множества минеральных форм (на основе оксидов Al, Ti, Zr и др.), весьма устойчивых в условиях выветривания. Автором этого направления можно назвать австралийского ученого А.Е. Рингвуда, который первый предложил включение элементов ВАО в полифазные титанатные керамики Synroc на основе цирконолита, голландита, перовскита и оксидов титана. Эта технология активно изучается на предмет пригодности для иммобилизации в них ВАО, в том числе и в нашей стране в уже упомянутом ИГЕМе под руководством академика Н.П. Лаверова. Но способ масштабного связывания радионуклидов в таких матрицах не очень хорош из-за дороговизны производства, ведь образующие матрицы оксиды (Nb, Ti, Zr и т.д.) стоят достаточно много. Технология получения таких матриц тоже весьма затратна. Поэтому, учитывая количества наработанных отходов, это скорее экспериментальное направление, так как на сегодняшний день сложно представить пути для его промышленного воплощения.