Компьютерра - Компьютерра PDA N71 (06.11.2010-13.11.2010)

Предложения использовать в качестве скрепляющего материала битумы и другие органические композиты также встречают возражения из-за их недолговечности, окисляемости и пожароопасности.

Есть и более экзотичные варианты, например, метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза: выпаренные РАО смешиваются с металлическим алюминием и пероксидом бария в качестве горючего, а также с окислами кремния и циркония в качестве матрицы. В результате получается своего рода бенгальская свеча, которую поджигают, а после сгорания, по замыслу авторов, остается остеклованный кирпич, готовый к консервации.

В нашем институте был предложен свой, наиболее оправданный, на наш взгляд, вариант матрицы. Под руководством Виктора Прокопьевича Ковалева был выполнен ряд исследований, доказывающих, что наиболее пригодными для консервации матрицами являются химически стойкие алюмосиликатные керамики и стекла, характеризуемые большой насыщенностью, прочными ковалентными связями каркасов, "запечатывающих" радионуклиды. Кремнекислые стекла стойки к ионизирующим излучениям, а на авторазогрев отвечают не раскристаллизацией и растрескиванием, а размягчением и пластическими деформациями. Наши матрицы прошли разнообразные испытания на радиолитическую, химическую и механическую стойкость, и защищены патентами.

- Расскажите более подробно о стекловании, для чего его применяют при обращении с РАО?

- Что такое стеклование? Это нагрев до высоких температур и быстрое охлаждение, когда в материале не успевает сформироваться кристаллическая структура, а получается аморфная структура. У стекла есть существенное преимущество: оно не позволяет компонентам выщелачиваться. Есть очень хороший пример. Когда мы берем образец гранита, растираем его в пудру, то можно относительно легко выщелачиванием перевести уран в раствор. Если мы этот же образец расплавим, потом резко охладим, превратив его в стекло, потом измельчим в пудру той же размерности, то при тех же самых опытах у нас выщелачивания практически не происходит.

Дело в том, что при их контакте с кислыми водными растворами (обычными в окружающей среде) появляется слаборастворимая кремниевая кислота, которая легко полимеризуется и образует сильно адсорбирующие гели, которые, с одной стороны, препятствуют дальнейшему растворению стекла, а с другой, тут же связывают выделяющиеся радионуклиды. Природные аналоги таких матриц, роговики, могут оставаться неизменными десятки и сотни миллионов лет.

- Получается, это очень эффективный метод. Почему им тогда не пользуются повсеместно?

- Причин много. В условиях открытого топливного ядерного цикла проблема отверждения ЖРО не стоит так остро. К тому же, в конце 90х гг многие были уверены, что ядерная энергетика прошла свой пик, и теперь пошла на спад. Если вы поднимите материалы, то увидите, что многие европейские правительства отказывались от АЭС, реакторы не строились и даже не планировались, активисты Greenpeace считали, что полный отказ от ядерной энергетики не за горами. В таких условиях для Европы разрабатывать технологии по консервации РАО считалось бессмысленной тратой времени и денег.

В Советском Союзе нашли более простое решение. В Томске отходы, как я уже говорил, закачивали в подземные горизонты, а в Озерске (предприятие "Маяк") сливали в озеро Карачай. Существовавший подход "цель оправдывает средства" позволял откладывать решение проблемы отходов на будущее.

После перестройки, когда у нас эта проблема получила огласку, предприятия стали задумываться о будущем. Но проблема в том, что наша ядерная энергетика обременена наследством Холодной войны, когда главной целью была наработка оружия. Большая часть отходов, а также большинство аномалий и загрязнений - это следы давно минувших дней. К тому же, предприятия принадлежат государству. И когда контролирующие органы требовали что-то предпринимать, атомщики вполне обоснованно разводили руками, ссылаясь на отсутствие государственного финансирования. Для того чтобы решить проблему обращения с отходами, предприятиям нужно раскошеливаться, осваивать новые технологии, получать лицензии, а зачем это делать, если пока можно отложить этот вопрос? Так или иначе, когда-то придется уделить внимание и средства этой проблеме. Сейчас все ждут принятия закона об обращении с ядерными отходами, будем надеяться, что с его вступлением в силу практика откладывания решения проблемы отходов на будущее прекратится.

- Каким образом возможно вторичное использование радиоактивных отходов? Все ли виды отходов пригодны для переработки?

- Посмотрим на схему топливного цикла. Понятно, что разные предприятия производят совершенно разные типы отходов. При добыче урановой руды вмещающая порода обычно оставляется в месте переработки, но вообще ее можно использовать, например, при отмостке дорог, если позволяет активность. Есть предельная активность для того, чтобы материал можно было использовать для строительства жилого помещения. Те материалы, строить из которых дома нельзя, вполне допустимо использовать для строительства дорог и насыпей.

Низкоактивные отходы, содержащие уран той или иной степени обогащения, закладываются в приповерхностные хранилища, причем по нашему законодательству это может быть только пункт временного хранения.

- А получается - долговременного.

- Да, потому что большинству этих хранилищ 30 - 40 лет, и их эксплуатация, пусть с оговорками, но допускается надзорными органами. А при проектировании новых объектов необходимо учитывать все существующие нормативы, что невозможно по определению, так как нормативы у нас иной раз разрабатывают люди, далекие как от технологии, так и от химии с геологией. С другой стороны, и паниковать по поводу существования таких хранилищ не стоит, в подавляющем большинстве случаев можно предотвратить распространение радионуклидов за пределы отстойников, что предприятия под давлением Ростехнадзора постепенно и выполняют. Сейчас эти отстойники собираются консервировать и захоранивать, но вполне возможно, в обозримом будущем их вновь станут рассматривать как руду.

Особняком стоит обедненный гексафторид урана, накапливаемый на обогатительных комбинатах, его используют как сырье для производства плавиковой кислоты. Такой цех построен в Зеленогорске (Красноярск-45), сейчас он находится в стадии отладки.

Что касается отработанного ядерного топлива, то это потенциальный источник урана, плутония, который тоже можно использовать как топливо. По данным на 2005 год, мировое потребление урана достигало 69 тыс. тонн, а производство 40 тыс. тонн. В России потребность в уране составляла 19,3, а добыча 3,3 тыс. тонн. Пока недостаток покрывается складскими запасами, но ведь они рано или поздно кончатся. И чем ближе мы к этой границе будем подходить, тем привлекательнее будет выглядеть переработка ОЯТ.