Александр Горбаруков ИА REGNUM

В свое время журнал «Геоэнергетика.ru» уже касался вопроса хранения ОЯТ и ядерных отходов, попробуем рассмотреть ее подробнее — история Waste Isolation Pilot Plant (WIPP) и занимательна, и поучительна как с точки зрения технологии хранения ядерных отходов, так и с точки зрения того, какие ошибки может вызывать так называемый «человеческий фактор».

Да, чтобы не было путаницы в терминологии, давайте сразу разберемся, что имеют в виду под словами «ядерные отходы» господа американцы. В России все как-то просто и логично: есть низко активные отходы — НАО, есть средне активные отходы — САО, и есть высоко активные отходы — ВАО. Если речь идет о радиоактивных отходах вообще, без какого бы то ни было разделения по степени активности, то и в этом случае аббревиатура совершенно логична: РАО. Разграничение математически точное, дается просто по степени интенсивности излучения. В США власти придумали нечто куда как более запутанное, отчего их же атомщики вот уже много лет пытаются откреститься, но истеблишмент с завидным упорством продолжает придерживаться этой неудачно, сугубо бюрократической придумке.

Ядерные отходы в США учитываются раздельно — они у них «военные» и «гражданские». Все отходы, полученные в результате трудов праведных Пентагона, находятся в ведении министерства энергетики США — оно этими отходами и занимается. Источники отходов от ядерного оборонного комплекса (что у них, что у нас):

— отходы от реакторов, на которых нарабатывался оружейный плутоний (например, так называемый N-реактор в Хэнфорде и не переработанное ОЯТ в Саванна-Ривер);

— ядерные силовые установки ВМФ;

— различные исследовательские, испытательные и демонстрационные реакторы.

В СССР и в России — ВАО, САО, НАО. Без «философии», как, в результате чего появился тот или иной вид радиоактивного вещества, просто по степени излучения. В Штатах РАО, находящиеся в ведении министерства энергетики (далее — МЭ) классифицируют по следующим характеристикам:

— по степени обогащения урана: ВОУ (высоко обогащенный уран), НОУ (низкообогащенный уран), природный, обогащенный;

— по типу топлива — оксидное, гидридное, карбидное, сплав и т.д.;

— конструкционные материалы твэлов и их сборок (цирконий, хром, алюминий, нержавеющая сталь и т.д.);

— актиноиды: плутоний, минорные актиноиды;

— другие материалы: натрий, кальций, бор, графит и т.д.;

— по энерговыработке: высокая, средняя, низкая.

Совершенно естественно, что при такой путанице РАО учитывать очень сложно, данные постоянно путаются, переписываются из одной категории в другую. Мало того, РАО, находящееся в ведении МЭ, хранится на разных площадках, на разных производствах, в разном виде. В России как-то скучно: написано, что из Мурманска на «Маяк» привезли сколько-то тонн ВАО — и уже все понятно. А в Штатах — занимательно и не скучно. «Из такой-то лаборатории перевозится ХХХ тонн циркониевых трубок твэлов, в которых было ХХ тонн низкообогащенного урана в виде карбидного топлива с примесями бора и графита, эти трубки давали среднюю энерговыработку». И сидит американский атомщик перед листом с таблицей, ломая голову — куда бы это вписать… Зачем, почему — науке неизвестно.

WIPP — это объект, находящийся в ведении федерального правительства США, хранить там намерены РАО, которым занимается МЭ. Собственно, по этой причине мы и привели лабиринт классификаций РАО по-американски — чтобы попытаться понять, что же везут на хранение в WIPP. Очевидно, что полный перечень профессионально классифицированного этого «ценного имущества» занимает несколько томов, но есть обстоятельство, которое значительно упрощает задачу.

92% ВАО, находящихся в ведении МЭ, хранится на объектах в Саванна-Ривер-Сайт и в Хэнфорде, где эксплуатировались реакторы, нарабатывавшие оружейный плутоний. Тем не менее давайте просто зафиксируем как факт: в основе американской системы классификации РАО лежит не реальная опасность этих РАО для человека и для окружающей среды, а ведомственные игры МЭ и Комиссии по ядерному регулированию, которая отвечает за обращение с РАО коммерческого происхождения (напомним, что все АЭС США находятся в частной собственности). Что из этого получается? Да вот классический пример определения ВАО (высоко активных отходов) от американского Агентства по охране окружающей среды:

«ВАО — вещества, содержащие продукты деления в достаточной концентрации». И — ни одной цифры по поводу того, что это Агентство считает «достаточной концентрацией», а что — «недостаточной».

Наш сайт часто критикуют за часто выражаемое неуважение к тому, что вытворяют американцы в своем атомном проекте, потому в этот раз комментариев не будет — просто факты.

Что МЭ собирается поэтапно переместить в WIPP? Это ведомство заявляет, что намерено разместить в этом хранилище НАО из военных лабораторий и производственных цехов, а так же трансурановые элементы, но соответствует ли это действительности, сказать трудно — по вышеизложенным причинам. Так или иначе, но МЭ планирует разместить в WIPP следующее:

— 844 кубометра жидких РАО в виде кислотных и щелочных растворов.

— 189 кубометров так называемых «отстоев» — аморфных масс, полученных при нейтрализации этих растворов.

— 624 кубометра «кекса» — кристаллических смесей солей, полученных при первичной обработке РАО.

— 947 кубометров суспензий твердых отходов.

— 2 кубометра радиоактивного цезия.

Только от перечисления — волосы дыбом, поскольку общая активность всего перечисленного составляет 836 миллионов кюри. А еще есть почти тонна цезия и стронция, упакованного в специальные стальные капсулы с общей активностью еще в 78 млн кюри. Но и это не все: МЭ занимается еще и трансурановыми отходами — вторичными отходами при производстве ядерных материалов. В каком виде эти трансураны накопились? Защитная спецодежда персонала, бумага, тряпки, стекло, инструменты и оборудование. Грунт, загрязненный при утечке трансурановых элементов — бывало и такое в атомном проекте Америки. Отходы, хранившиеся в приповерхностных траншеях до 1970 года (в тот год экологам и «зеленым» удалось законодательно прекратить подобного рода практику). Такое добро делится на 2 категории: контактного и дистанционного обращения, то есть небольшая часть (около 3%) перечисленного фонит так, что без спецзащиты к нему и прикасаться-то нельзя без смертельного риска. В грунте, который теперь предстоит захоронить, еще и полным-полно химически ядовитых компонентов. Прелестно, просто прелестно. Не так ли? РАО контактного обращения — это 70 тысяч кубометров перечисленного «мусора», РАО дистанционного обращения — еще 2 500 кубометров.

Перечисленные данные относятся к середине нулевых годов. Согласитесь, американцам есть о чем беспокоиться даже без ОЯТ с обычных АЭС. Для тех, кто не читал предыдущую заметку Геоэнергетики на эту тему, и предлагаем ознакомиться.

Коротко опишем, как они решили бороться с этой проблемой. Надо отдать американцам должное: впервые они задумались об этом еще на заре атомного проекта, в 1955 году. Впрочем, тогда это были еще не американцы, а янки… В том году Комиссия по атомной энергии США обратилась в Национальную академию с просьбой изучить возможность подземного захоронения РАО. Уже в 1956 академики отчитались: если хоронить РАО под землей, то лучше всего — в толще каменной соли. Соль — сухая, у нее отличная теплопроводность (то есть она сможет быстро отводить тепло от греющихся РАО), под давлением земной толщи сверху соль становится пластичной, благодаря чему сможет «залечивать» возникающие трещины, дефекты и прочие нарушения. После загадочного перерыва почти в полтора десятка лет ученые Ок-Риджской приступили к экспериментам, чтобы подтвердить эту теорию. Что за эксперименты?

Подземные ядерные взрывы в слоях соли позволяли моделировать поведение будущего хранилища РАО. Удержит ли соль радиацию, как соль будет себя вести при повышении температуры (РАО не только излучает радиацию, но еще и выделяют довольно большое количество тепла), справится ли соль с разгерметизацией бочки с жидкими отходами — подземные ядерные взрывы позволяли получать ответы на такие и им подобные вопросы. К 1970 году эксперименты были закончены, вывод был вполне оптимистичным: толщи соли способны надежно хранить РАО на протяжении ближайших 225 миллионов лет. Оставалось только найти подходящее место и приступить к обустройству хранилища. К 1974 году поиски закончились. Штат Нью-Мексико, 42 км от города Карлсбад. Пласт соли — толщиной в километр, минимальная для США плотность населения, минимальное вмешательство человека в жизнь каменистой пустыни. Пласт соли начинается в 500 метрах от поверхности земли, имеет небольшой наклон, грунтовые воды ниже пласта соли еще на 300 метров, дождей практически нет, рек и озер нет. Полное соответствие самым жестким требованиям МАГАТЭ, все в порядке.

Прошло еще 7 лет, и в 1981 году Штаты приступили к строительству WIPP. Первый груз с РАО прибыл на место 21 мая 1999 года. Да, хронология основательно затянута, но вот так решила действовать федеральная власть США, нам остается только коротко повторить даты. 1956 — возникновение «соляной теории», 1969 — окончание экспериментов, 1974 — определение места для будущего объекта WIPP, 1981 — начало строительства, 1999 — сдача объекта в эксплуатацию. Удивляет еще и финансовая арифметика: каждый год строительства WIPP обходился бюджету США в 1 миллиард долларов. 19 лет строительства — 19 миллиардов долларов. Для сравнения: строительство новейшего сухого хранилища ОЯТ в Железногорске, закончившееся в 2013 году, обошлось России в 16 миллиардов. Но — рублей. Но и в этом случае комментариев от нашего сайта не будет.

К месту расположения хранилища пройдены 4 вертикальных ствола: 1 — для подачи извлекаемой соли, 1 — для спуска транспортируемых РАО, еще 2 — подача воздуха и вентиляция. Хранилище, общий объем которого составляет 165 тысяч кубометров, состоит из 10 так называемых «панелей», в каждой из которых 7 камер. Камера — это емкость длиной 90 метров, высотой 4 метра и шириной 10 метров. Панели крепятся анкерной крепью с длиной болтов от 2 до 3 метров и арматурной сеткой. МЭ США гарантирует безопасное хранение РАО на протяжении 10 000 лет. Некоторые камеры в панели № 1 в 1986—1988 годах закреплены во второй и даже в третий раз, чтобы удержать отделяющуюся соль от падения. В настоящее время рассматривается необходимость проведения таких же работ во всех остальных панелях.

Комментариев от «Геоэнергетики» снова не будет. Просто еще разок: гарантии выданы на 10 000 лет, первый ремонт начался до начала эксплуатации.

По внешнему периметру хранилища установлен защитный барьер из гранита толщиной 7,6 метра и длиной более 5 км, а также защитный грунтовый вал высотой 10 метров и шириной 30 метров. Внутри барьеров — многочисленные датчики, контролирующие состояние объекта и попытки несанкционированного проникновения. Идея использования WIPP проста и совершенно логична: радиоактивные грузы поступают в камеру до ее полного заполнения, вход баррикадируется, после чего грузы идут в следующую камеру, пока не заполняется вся панель. «Запечатывается» панель — начинается заполнение следующей.

Начало работы WIPP было весьма удачным — планы реализовывались один за другим, все были довольны ходом событий. Достаточно припомнить заголовки СМИ того времени по этой теме.

10.04.2012: «Решение проблемы трансурановых отходов из Лос-Аламосской лаборатории близко к завершению».

16.05.2012: «Решение проблемы трансурановых отходов в США идет с опережением графика».

20.08.2012: «WIPP второй год подряд получает экологическую премию». «Программа вывоза РАО из Окриджа выполнена на ¾».

Ну, и так далее: США наглядно демонстрировали всему миру мощь своих ядерных технологий и способность справляться с самыми непростыми проблемами.

В 2013 году в России увидела свет статья профессора Бориса Николаевича Голубова, кандидата геолого-минералогических наук, старшего научного сотрудника Института динамики геосфер РАН с длинным, зато много говорящим названием.

«Активизация соляного карста и угроза обводнения хранилища WIPP, спровоцированные подземным ядерным взрывом «Гном».

Профессор Голубов, в отличие от многих американских специалистов, не прошел мимо простого факта: от эпицентра «Гнома» до места расположения WIPP по прямой всего … 7 км. Статья написана сугубо научным языком, но вывод вполне понятен. На основании новых данных гидрогеологических, сейсмологических и радиохимических исследований очевидно, что подземный ядерный взрыв «Гном» в сочетании с другими факторами техногенного воздействия на массив горных пород предопределил активизацию соляного карста и угрозу ожидаемого обводнения WIPP. Статья осталась практически незамеченной, хотя двойное и тройное укрепление потолков камер и панелей, которым вынуждены были заниматься работники WIPP — явное подтверждение того, что доводы и выводы профессора Голубова имеют достаточно серьезные обоснования.

Статья профессора Голубова — не единственная работа, в которой говорится о неучтенных проблемах WIPP, связанных с близостью к эпицентру «Гнома». К примеру, еще в 1999 году Вендел Верт, один из организаторов и участников проведения подземного ядерного взрыва «Гном» в сборнике работ лаборатории Сандиа «Sandia and WIPP 1974−1999» писал о радиальной трещине, возникшей в соляном слое вблизи эпицентра взрыва, начала свое расширение в сторону хранилища. Это, по мнению доктора Верта и профессора Голубова, неизбежно должно привести к деформации и напряженному состоянию камер WIPP. Конечно, МЭ США вольно не принимать во внимание такого рода научные изыскания, но каменная соль вокруг «Гнома» и WIPP имеет право не обращать внимания на мнение бюрократов — чем она, похоже, и пользуется, причем все чаще. Мало того: среди сотрудников WIPP все эти трещины и деформации нашли добровольных и достаточно активных помощников…

Мы, по-прежнему, не будем давать собственных комментариев, а просто перечислим ряд инцидентов, имевших место в деятельности WIPP, начиная с 2014 года. Уважение или неуважение к технологиям, используемым нашими заокеанскими партнерами при обращении с радиоактивными веществами каждый может проявить вполне самостоятельно.

11:00 5 февраля 2014 года

В подземном помещении, в центральном тоннеле, загорелся старый (29 лет) 15-тонный самосвал EIMCO Model 985. Самосвал использовался для вывоза соли, РАО в нем и поблизости не было. Водитель, заметив возгорание, не стал использовать огнетушитель или предпринимать еще какие-то действия, а попросту … убежал с места событий. Итог — 13 сотрудников обратились за медицинской помощью от отравления дымом, весь персонал был эвакуирован до выяснения обстоятельств. Удивительное везение заключается в том, что далеко не все сотрудники были допущены к работе

В ночь на 15 февраля 2014 года

В районе WIPP было зафиксировано повышение радиационного фона, 21 сотрудник получил повышенные, но не опасные дозы. «В районе» — это, собственно говоря, на поверхности, куда радиация пробилась через всю систему фильтров. Позднее на расстояниях до 1 км были детектированы в следовых концентрациях частицы америция и плутония. Разумеется, прием новых контейнеров с РАО был остановлен — до выяснения обстоятельств происшедшего. До этого момента в мире не было опыта работы в радиационно зараженной подземной соляной шахте, потому персонал действовал предельно осторожно.

В апреле 2014 года

После основательной подготовки, сотрудники хранилища приступили к решающему поиску источника заражения. Расстояния в подземных коридорах большие, персоналу приходилось перемещаться пешком, поскольку любое транспортное средство могло превратиться в дополнительный источник радиоактивного загрязнения. Предполагалось, что источник находится возле 6-й (полностью заполненной РАО) и 7-й панелями — достаточно далеко от входа. В связи с этим была создана временная «чистая база», где сотрудники могли бы хоть немного отдохнуть — тяжелые средства индивидуальной защиты серьезно ограничивали время непрерывной работы. Индивидуальное средство защиты «уровня Б» — это герметичный пластик, использование которого вызывает опасность получения теплового удара, а пот и испарина затуманивают смотровые козырьки шлемов.

И снова «Геоэнергетика» не скажет ни слова по поводу уровня развития индивидуальных средств защиты, применяемых нашими заокеанскими партнерами.

По счастливому стечению обстоятельств, «чистую зону» удалось организовать в очень удачном месте — в … буфете, который расположен всего в паре сотен метров от эпицентра заражения. Мы уверены, что холодильники с «Кока-Колой» продолжали работать, что и позволило, в конце концов, выяснить, что же произошло той ночью.

21 апреля 2014 года

Правда, экспедиция к панели № 7, организованная 21 апреля 2014 года, закончилась неудачно — сотрудники … не успели дойти до источника загрязнения, поскольку в 300 метрах от буфета у защитных костюмов сели аккумуляторы. Снова — без комментариев, делайте их сами, уважаемые читатели.

25 апреля 2014 года

В WIPP доставили роботов из Сандийской и Лос-Аламосской национальных лабораторий. Роботами были названы тележки, на которые можно было поставить дополнительные аккумуляторы…

Май 2014 года

С тележками дело пошло на лад: возле панели № 7 был обнаружен контейнер с жидкими РАО с сорванной крышкой. На полу, уж простите за подробности — лужа отравы с плутонием и америцием, сама бочка оказалась изрядно нагретой из-за продолжавшейся в ней загадочной химической реакции.

После того, как со всеми полагающимися предосторожностями, бочку сумели привести в порядок, МЭ США приступило к ведомственному расследованию инцидента. Об организационных выводах в отношении создателей системы вентиляции, двойной фронт клапанов которой пропустил радиоактивный выброс, не сообщалось. Контейнер, как выяснилось, был доставлен из Лос-Аламосской лаборатории, куда и переместилась следственная группа.

Нижеследующий текст не сочинен нами или юмористами с целью поднятия настроения. Перед вами, уважаемые читатели, — перевод официального вывода следственной комиссии министерства энергетики США:

16.02.2015. «Выброс радиоактивных веществ в феврале 2014 года в WIPP произошел из-за незамеченной орфографической ошибки в инструкции, используемой в Лос-Аламосской лаборатории. Вместо необходимого вещества в контейнеры с отходами насыпали органический наполнитель для кошачьих туалетов. Он образовал взрывоопасную смесь с нитратами, находившимися в составе РАО, в результате чего и произошел выброс».

Всего контейнеров, с которыми работали любители кошек Лос-Аламоса — более 400, в WIPP, по оценкам комиссии МЭ, могло быть доставлено не менее 368 штук. Остальные контейнеры, тоже уже подготовленные к отправке, остались в Лос-Аламосской лаборатории, сотрудники которой и занимаются ликвидацией возникших проблем.

Ну, а в самом WIPP к марту 2015 приступили к замене всей системы фильтров, составили карту радиационного загрязнения тоннелей и приступили к их дезактивации и разработали план временной изоляции тех самых «кошачьих» контейнеров. В принципе, после перепроверки «кошачьих» контейнеров комплекс мог бы возобновить свою работу, однако… Однако не случайно чуть выше мы рассказали о научных изысканиях профессора Голубова и доктора Верта.

В январе 2015 года был выявлен факт частичного обрушения кровли вблизи панели № 3. 23 мая 2016 руководство WIPP cообщило об еще одном обрушении кровли, в этот раз не назвав точное место происшествия. 27 сентября 2016 года было обнаружено обрушение кровли около панели № 4, 29 сентября — обрушение состоялось снова возле панели № 3. 5 октября — еще одно обрушение кровли, 7 октября — снова что-то брякнулось возле панели № 3. Пострадавших не было, выбросов или утечек радиации тоже — просто обваливаются блоки соли в коридоре. Кусок, рухнувший в январе 15-го, к примеру, имел размеры 2,5×2,5 метра и полметра в толщину. Гарантии того, что очередной кусок потолка не угодит по очередному «кошачьему» контейнеру, дать, разумеется, никто не может, а соляной пласт продолжает жить своей послегномьей жизнью. WIPP продолжает простаивать, МЭ называет все новые сроки возобновления работы. Много говорили о некоем «конце 2016-го года», но 6 ноября снова состоялся обвал и сроки снова перенесли. К прочим бедам хранилища стоит отнести еще и значительное сокращение его бюджета, утвержденное правительством мистера Обамы. Но, не обращая внимания на некоторые проблемы с кровлей, 23 декабря 2016 года регуляторы штата Нью-Мексико приняли решение о возобновлении работы комплекса и 4 января этого года в зал № 5 панели № 7 переместили стоявшие на поверхности два контейнера с РАО. Остается надеяться, что Голубов и Верт все-таки ошибались в своих расчетах, что все обрушения связаны с тем, что после февраля 2014 года сотрудники WIPP не имели доступа к болтам анкерного крепления. В любом случае, эта часть наследства мистера Обамы наверняка не единожды «осчастливит» его преемника. Особенно приятно Доналду Трампу то, что все эти проблемы идут в комплекте с приостановкой всех работ в хранилище Юкка-Маунтин, но это уже совсем другая история.

В качестве заключения — одно почти философское размышление. В прошлом году Владимир Путин заявил о приостановке российско-американского Соглашения об утилизации плутония. У этого решения целый массив причин и следствий, но об одном аспекте так никто и не вспомнил. Американцы, отказываясь от сжигания оружейного плутония в составе МОКС-топлива, предлагали свое собственное решение, которое, собственно, и не устроило Россию: смешать оружейный плутоний со всяческим мусором, остекловать-запечь в соответствующей установке, упаковать в контейнеры, а контейнеры укрыть под землей.

Так вот предполагаемое место укрытия — тот самый WIPP. В котором обваливается потолок, горят грузовики, где идут неведомые химические реакции в контейнерах с РАО. Напрашивается совершенно логичный вопрос: бюст спасителю США Путину В.В. благодарные американцы у себя в стране поставят или попросят разместить его на одной из площадей Санкт-Петербурга, как вы думаете?.. Американская компания High Bridge Associates в феврале 2016-го закончила расчет сценария, при котором обрушение кровли WIPP расплющивает в блин контейнеры с тем самым оружейным плутонием. Ситуация, конечно, сугубо гипотетическая, да вот только вывод — совсем грустный: возникновение цепной реакции в образовавшихся в этих «блинах» локальных критических масс просто неизбежно.

Несмотря на размеры статьи, обзор ситуации с WIPP и вокруг него получился кратким, полный объем информации значительно больше. Но и того, о чем удалось рассказать, на наш взгляд вполне достаточно, чтобы представить себе, как выглядит в США обстановка с утилизацией РАО, образовавшихся как следствие оборонных и наступательных программ этого государства.

Источник: Геоэнергетика.ru