Как зарыть радионуклиды: на СХК раскрыли технологии захоронения РАО

ТОМСК, 26 окт – РИА Томск. Проблема остановки ядерных производств, захоронения остатков технологического оборудования и произведенных ими радиоактивных отходов (РАО) не решена нигде в мире; специалисты Сибирского химического комбината (СХК, входит в топливную компанию Росатома "ТВЭЛ") нарабатывают уникальные технологии захоронения остатков остановленных производств. Подробности в материале РИА Томск.

По данным открытых источников, с 2016 года в России действует федеральная целевая программа "Обеспечение ядерной и радиационной безопасности" (ФЦП ЯРБ) до 2030 года. В рамках ФЦП ЯРБ планируется отработать технологию остановки оборонных ядерных производств с последующей полной утилизацией зданий, технологического оборудования, наработанных РАО и отработанного ядерного топлива (ОЯТ).

В рамках ФЦП ЯРБ в октябре 2018 года прошел технический тур по объектам СХК, находящимся в процессе вывода из производства и консервации. В техтуре приняли участие специалисты в сфере радиационной безопасности из Москвы, Озерска, журналисты, а также специалисты-экологи и представители власти из Томска и Северска.

Прибрать наследие холодной войны

Технологий по полному и окончательному выводу военных атомных объектов, построенных в 1950-е – 80-е годы по всему миру, не существует, утверждает и.о декана радиохимического факультета МГУ Степан Калмыков. Как нет и опыта вывода из эксплуатации атомных электростанций (после аварии на Фукусиме в 2011 году Германия решила полностью отказаться от атомной энергетики).

"Но опыта вывода их из эксплуатации у Германии нет. Как нет в мировом масштабе опыта остановки и дальнейшей консервации крупных ядерных объектов. Это важнейший опыт, который нарабатывается сегодня Росатомом в мировом масштабе... Потенциально это и колоссальный международный рынок, и очень серьезные возможности", – говорит Калмыков.

В России технологии вывода из эксплуатации (фактически – демонтаж с последующим захоронением) атомных военных объектов отрабатываются в нескольких городах – в Новоуральске (город-спутник Екатеринбурга), Ангарске и Северске (город-спутник Томска). На СХК работы ведутся сразу по двум направлениям: захоронение РАО, наработанных в ходе производства оружейного плутония, и вывод из эксплуатации цехов Радиохимического завода (РХЗ) СХК.

"Чем хорош подход, который используется в ФЦП ЯРБ, – методичностью. Когда-то мы сделали бомбу, теперь давайте уберем за собой... То, что делается в рамках этой программы на атомных производствах, в том числе на СХК, – это очень серьезная работа. Но главное – это защита и местных жителей, и планеты в целом", – считает директор Уральского института биофизики Сергей Романов.

Как зарыть бассейн с радиоактивными отходами

Опыт по ликвидации хранилищ ЖРО на территории СХК нарабатывается почти 20 лет. С 1990 года, когда массовое производство оружейного плутония на СХК перестало быть актуальным, специалисты комбината и проектных институтов Росатома решают проблему ликвидации последствий "холодной войны".

"Методы вывода из эксплуатации объектов РХЗ и открытых бассейнов, в которых хранятся ЖРО (Б-1, Б-2 и Б-25), нарабатываются на СХК с 1990 года. В 2012 году мы полностью завершили работы по консервации бассейна Б-2. Но мониторинг состояния объекта с помощью специальных датчиков будет вестись еще долгие десятилетия. Пока наш опыт можно считать успешным", – рассказал директор РХЗ СХК Евгений Питиримов.

Бассейн Б-2 с ЖРО, наработанными при производстве оружейного плутония в 50-е – 80-е годы ХХ века (сброс ЖРО прекращен в 1982 году), сегодня представляет собой зеленую лужайку с многочисленными газоотводными трубами и сложной дренажной системой. Еще шесть лет назад это было ядовитое озеро глубиной 2,5 метра, содержащее высокосолевые радиоактивные отходы.

"Радиоактивный слой в открытых бассейнах собирается в пульпе – осадке на дне бассейна. Любое движение в слое пульпы очень опасно. Поэтому для консервации бассейн разбивают на сектора, затем, в осенний период (до появления наледи), откачивают декантат (вода, радиоактивные элементы их которой выпали в осадок), а после замерзания поверхностного слоя начинается многослойная засыпка", – поясняет Питиримов.

Для консервации ЖРО на месте используется множество материалов. Нижний и верхний слой – это глиняный "замок", для которого используются особого сорта глины. Промежуточные слои – песок, калиброванный щебень, зола. Дно, стенки и "крышка" законсервированного бассейна – это особые защитные сооружения, которые полностью исключают контакт пульпы с грунтовыми и сточными водами.

"При консервации хранилищ Б-1 и Б-25 мы нарабатываем опыт по созданию еще одного, дополнительного защитного барьера. По периметру и под дном бассейна бурятся особые скважины, в которые под давлением нагнетается гель на основе жидкого стекла. После его застывания создается уже полностью непроницаемый слой под всем хранилищем, который "отрезает" его от окружающей среды", – рассказывает директор РХЗ.

Если бассейн Б-2 представляет из себя зеленое поле с радиационным фоном средним для Томска (0,3 микрозиверта в час, в 1990-м – 1600 микрозивертов в час), то работы по консервации бассейна Б-1 еще идут. Особая "грязная" техника – грузовики и бульдозеры с защищенными от проникающего облучения кабинами – завозят защитный грунт. Работы по консервации начались в 2011-м и завершатся в 2019-м.

"Сейчас ведется отсыпка глиняного "замка". В следующем году этот бассейн будет выглядеть точно так же, как бассейн Б-2", – утверждает Питиримов.

На очереди самый опасный на территории РХЗ бассейн – Б-25. Закачка ЖРО в этот бассейн прекращена только в 2015 году. В 2016-м начались подготовительные работы по его захоронению, осенью 2018-го – откачка декантата. Работы по полной изоляции Б-25 от окружающей среды завершатся в 2020 году и обойдутся в 928 миллионов рублей.

При этом наблюдение за состоянием объектов будет вестись еще как минимум 100 лет. Для этого в недра каждого хранилища ЖРО закладываются сотни датчиков, данные с которых выводятся на дистанционный пульт оператора. Хозяйственная деятельность на месте захоронения будет невозможна не менее 300 лет.

Как схоронить атомный завод

Захоронение открытых бассейнов с ЖРО – не самая сложная инженерная и научная задача, которая стоит перед СХК. Куда масштабнее и сложнее будет решить проблему захоронения всего комплекса зданий и сооружений Радиохимического и Металлургического заводов.

"До 2035 года на СХК предстоит полностью демонтировать два завода из четырех – Радиохимический и Металлургический. На данный момент эти в прошлом оборонные производства готовят к выводу из эксплуатации. Ежегодные инвестиции в проекты (полного захоронения) – около 3 миллиардов рублей в год из различных источников", – рассказал технический директор СХК Сергей Котов.

По его словам, на СХК уже разработана и утверждена в Росатоме концепция вывода РХЗ. На сегодняшний день идет разработка технического задания для исполнителей по демонтажу и обращению с остатками технологических линий этих заводов. На проведение самих работ по превращению бывших промплощадок в зеленые луга отводится 17 лет.

Как пояснил директор РХЗ Питиримов, демонтаж заводов – чрезвычайно сложный процесс. Специалистам предстоит полностью разобрать оборудование в надземной, а главное – подземной части помещений (надземные сооружения РХЗ составляют менее 30% от общего объема технологических площадей). Затем специалисты должны "отмыть" детали и элементы конструкции, которые поддаются очистке от радиоактивных изотопов.

Следующий этап – захоронение тех элементов сложнейшего сооружения, которые не подлежат переработке. Они будут захоронены на месте. В качестве могильника используют бетонные саркофаги, в которых размещались реакторы и вспомогательные системы, а для этого их еще предстоит изолировать от подземных грунтов, заделать в них все имеющиеся технологические отверстия. В эти же емкости складируют и остатки заводских стен.

"Надежность метода захоронения на месте мы подтвердили по результатам мониторинга... Наш метод более надежен (чем транспортировка оборудования на подготовленные полигоны), и это подтверждается по результатам наблюдений. Их, впрочем, предстоит вести еще долго", – утверждает Котов.

Кроме того, в 2030-х годах на СХК предстоит полностью вывести из эксплуатации два пульпохранилища с высокоактивными отходами. Еще через 10 лет – хранилище низкоактивных отходов, а также все объекты инженерной инфраструктуры СХК, которые обеспечивали производство оружейных ядерных материалов.

"Объекты инфраструктуры – водо- и паропроводы, вентиляционные шахты и так далее, которые связывают все атомные производства, также нужно будет демонтировать и захоронить. При этом еще не все они оцифрованы. Проект по их последующему демонтажу и захоронению еще предстоит подготовить", – сказал Котов.

Опыт, который получают специалисты СХК в процессе выведения бывших оборонных производств, является уникальным, подчеркивает Котов. И потому он подлежит тиражированию. В 2019 году на базе СХК откроется Центр компетенций по выводу из эксплуатации ядерных объектов. Специалисты, подготовленные в этом центре, смогут заниматься выведением из эксплуатации ядерных объектов по всему миру.