Компьютерра PDA N71 (06.11.2010-13.11.2010)
Шрифт:
– Почему высокоактивные жидкие отходы самые опасные?
– Потому что до сих пор специалисты не пришли к единому мнению, что именно нужно с ними делать. Ведь их нужно захоронить так, чтобы они гарантировано не попали в среду обитания. При этом противники ядерной энергии ставят настолько жесткие условия консервации, что их выполнение зачастую в принципе невозможно как технологически, так и экономически. Хотя МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергии) еще в 1981 году провозгласило необходимость их связывания и отверждения, на данный момент эта задача не решена. Сегодня такие отходы либо накапливают, либо, как у нас происходит в Томске, разбавляют и закачивают в глубинные горизонты. Англия и Франция на заре своей ядерной индустрии нашли и еще один вариант: они многократно разбавляли отходы и сливали их в океан. В определенный момент скандинавы в донных отложениях
– Можно ли считать отходами отработанное ядерное топливо?
– Что такое отходы? Это вещества, которые непригодны для дальнейшего использования. Но существует ряд оговорок в рамках экологии, экономической ситуации, либо политики. То, что сейчас считается отходами, завтра ценное сырьё. Очень хороший пример - это отвалы полиметаллических месторождений из района месторождений рудных гор в Чехии. Там веками копились отвалы, потом, когда открыли радиоактивность, появилась потребность в радии. Отвалы превратились в руду. А в конце 40х гг часть пород из этих же отвалов вывозились в Советский Союз уже как урановые руды. Поэтому то, что сейчас считается отходами, в дальнейшем может использоваться. Много недоразумений вызвано тем, что существуют разные варианты топливно-ядерного цикла. И то, что при разомкнутом варианте цикла является конечным продуктом, предназначенным для утилизации, в варианте замкнутого цикла - промежуточный продукт.
Топливный ядерный цикл. Справочник по ядерной технологии, М. 1989.
Топливный ядерный цикл - это достаточно сложная технологическая система предприятий. Если для угольной энергетики в минимальном варианте достаточно шахты, в которой добывают уголь, и печки в которой его сжигают, то с ядерной энергетикой ситуация сложнее. Сначала на рудниках и горно-обогатительных комбинатах добывается урановая руда и происходит её обогащение. Затем из руды, содержащей кроме урана еще множество соединений, выделяется оксид урана. Следующим этапом является перевод оксида урана в гексафторид урана, в этой форме происходит обогащение природного урана, содержащего 0,72 % изотопа урана-235 в топливный, содержащий 2-5% урана-235 или оружейный, содержащий 95 % урана-235. Затем уран вновь переводится в оксид, в твердую форму, и только потом из него можно делать ТВЭЛы, которые поступают на АЭС. В реакторах атомных станций, в соответствии с режимом, они определенное количество времени выделяют тепло. После извлечения из АЭС они превращаются в отработанное ядерное топливо. Экономически их невыгодно выжигать до той стадии, чтобы урана в них совсем не осталось. Поэтому после извлечения остаточное содержание урана составляет десятые доли процента. Потом отработанные сборки попадают в приреакторное хранилище, где они несколько лет лежат для того, чтобы короткоживущие элементы распались, и сборка "остыла", то есть излучение снизилось настолько, чтобы её можно было транспортировать или перерабатывать.
– 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
– 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.