Проблемы захоронения РАО отходов

Экологические аспекты

Анализ масштабных фактических  данных по изучению влияния объектов ядерного топливного цикла на здоровье населения и окружающую природную  среду в сравнении с другими  энерготехнологиями и различными звеньями топливного цикла показывает безусловную  перспективность широкомасштабной атомной энергетики в рамках стратегии  устойчивого развития.

Сравнение методов и уровней  практической реализации защиты здоровья человека и охраны окружающей среды  от радиоактивных и химических загрязнителей  показало их серьезные отличия и  несбалансированность. Это касается всех элементов регулирования - подходов к нормированию, методик определения  допустимых выбросов и сбросов, возможностей мониторинга и отношения к  соблюдению регламентации.

Объективный научный анализ данных по воздействию предприятий  атомной энергетики и промышленности показывает, что достигнутый уровень ядерных технологий в России при безусловном соблюдении современных требований в области безопасности обеспечивает предельно высокие уровни радиационной безопасности в нормальном режиме функционирования для населения и персонала:

• радиологические последствия для населения и профессионалов аварий и инцидентов на объектах атомной энергетики и промышленности, включая аварию на Чернобыльской АЭС, кыштымскую аварию 1957 г., санкционированные сбросы в р. Теча в 1949-1950 гг. неизмеримо меньше последствий, связанных с другими видами промышленной деятельности таких же масштабов;
• анализ данных по радиационным инцидентам и авариям за 50 лет функционирования атомной энергетики и промышленности СССР/России показывает, что в самой атомной отрасли вклад радиационного фактора в потери трудового потенциала пренебрежимо мал по сравнению с нерадиационными факторами профессиональной вредности и травматизмом на производствах отрасли;
• современные фактические дозы облучения населения и персонала от функционирования атомной энергетики и предприятий ЯТЦ и их долгосрочные прогнозы, даже с учетом широкомасштабного развития атомной энергетики, находятся значительно ниже научно подтвержденных порогов обнаружения вредных эффектов;
• для населения радиационные риски от использования ядерной энергии в сотни раз ниже рисков от техногенных загрязнений химически вредными веществами;
• существующая нормативно-правовая база в области охраны окружающей среды и защиты здоровья населения при чрезмерной и научно необоснованной жесткости в области радиационной безопасности устанавливает неоправданно высокие допустимые уровни загрязнения по химически вредным веществам. Такой дисбаланс в законодательстве и нормах является серьезным препятствием для реализации эффективной экологической политики и развития экологически чистых технологий;
• запас экологической безопасности перспективных технологий атомной энергетики достаточен для обеспечения стратегии устойчивого развития мировых потребностей в электроэнергии в третьем тысячелетии в рамках концепции, сформулированной в Инициативе Президента Российской Федерации В. В. Пугина на Саммите тысячелетия в Нью-Йорке. Основой широкомасштабной атомной энергетики третьего тысячелетия с практически неограниченным топливным ресурсом являются технологии быстрых реакторов, удовлетворяющие современным критериям безопасности, нераспространения и экологической чистоты;
• вместе с тем на перспективы развития атомной энергетики в России, как и в других странах, значительное влияние оказывает общественное мнение, в том числе связанное и с чрезмерно обостренным восприятием радиационных рисков;
• долговременные задержки в практической реализации проблем обращения с накопленными в ходе предшествующей деятельности РАО, равно как и отсутствие четко выраженной и документированной государственной информационной политики в области использования ядерной энергии, в том числе в области ядерной и радиационной безопасности, сводят на нет возможности изменения позиции общества относительно ядерных энерготехнологий.

Настоящее и будущее  ЯТЦ

Замкнутый ядерный топливный  цикл является основным источником требующих  захоронения РАО. Поэтому при  любых видах ЯТЦ следует предусматривать  организацию захоронения РАО  таким образом, чтобы оно оказывало  минимальное воздействие на окружающую среду.

До тех пор, пока используется ядерная энергия, актиниды и продукты деления будут постоянно генерироваться и их количество будет возрастать, пока не достигнет равновесного для  каждого нуклида количества, определяемого  структурой атомной энергетики и  ее мощностью. При существующем подходе  к получению ядерной энергии  в реакторах на тепловых нейтронах  в открытом топливном цикле практически  бессмысленно говорить о равновесных  количествах актинидов и о  минимизации их равновесных количеств. Получение 1 ГВт-год электроэнергии на атомной станции (например, типа PWR) сопровождается наработкой 150-200 кг Ри, 20-30 кг младших актинидов (Np, Am, Cm), а за 40 лет работы блока мощностью 1 ГВт их будет произведено 6-8 и 0,8-1,2 т соответственно.

Замыкание топливного цикла  реакторов типа LWR по плутонию позволяет  стабилизировать количество Ри в  равновесном виде на уровне примерно 3-5 т/ГВт (эл.), но при этом, соответственно, увеличится генерация младших актинидов. Замыкание топливного цикла по Ри в реакторах на быстрых нейтронах  позволит избавиться от необходимости  подпитки системы атомной энергетики ураном-235 и практически на порядок  уменьшить скорость генерации нептуния-237. Равновесное количество Ри при этом: повысится до 10-20 т/ГВт (эл.) (в зависимости  от допустимой энергонапряженности  активной зоны и времени внешнего топливного цикла).

Стоит отметить, что в  рамках имеющегося топливного цикла (оксидное топливо и PUREX-пpoцесс для переработки  облученного топлива) замкнуть топливный  цикл по младшим актинидам невозможно. Поэтому сейчас для "сжигания" актинидов, а именно "излишков" Ри и младших актинидов предлагаются различные специальные реакторы-выжигатели. Эти реакторы, по существу являющиеся элементами ЯТЦ, необходимо рассматривать  как часть системы атомной  энергетики, поскольку количество и  состав младших актинидов, которые  предстоит в них сжигать, определяются структурой, мощностью и историей атомной энергетики.

Снижение вероятности  проникновения радионуклидов через  барьеры безопасности связано с:

• разработкой надежных конструкций и барьеров внутри атомной энергетики, снижением риска выбросов радионуклидов во время аварий и обычных технологических процедур;
• разделением радионуклидов на отдельные фракции, которые требуют различного подхода (возврат в топливный цикл, выдержка, захоронение, полезное использование, запуск в космос и т. д. и т. п.);
• снижением давления и оптимизацией температур в технологических установках, хранилищах и захоронениях;
• устранением причин, приводящих к возникновению больших количеств средне- и низкоактивных радиоактивных отходов.

Если задаться целью минимизации  опасных радионуклидов, то следует  иметь в виду, что в чистом виде эта задача решается для продуктов  активации. Для ее решения нужно  очень серьезно подходить к выбору топлива, конструкционных материалов, замедлителей, теплоносителей и не допускать в них содержания даже в виде примесей нуклидов, из которых могут генерироваться опасные количества долгоживущих радионуклидов (например, 14С, 36Сl, 26Аl и т. п.).

Относительно опасных  долгоживущих продуктов деления  можно сказать, что их количество будет минимально, если они будут  оставаться в нейтронном поле, в  этом случае их количество достигнет  равновесного состояния, определяемого  отношением скорости их генерации к  скорости убыли. В плане развития ЯТЦ необходимо объединить в общую  задачу обеспечения требуемого уровня безопасности получения ядерной  энергии как проблемы обеспечения  безопасности ядерной энергетической установки, так и минимизации  риска, связанного с добычей урана, производством топлива, переработкой ОЯТ и захоронением РАО.

Рассмотрение проблем  обращения с РАО и ОЯТ должно вестись как индивидуально по каждому значимому радионуклиду на различных этапах, так и интегрально  по общей их совокупности на каждом этапе. При определении риска  важна оценка допустимой надежности барьеров на пути попадания радионуклидов  в среду обитания на всех этапах - от добычи до захоронения. Надежность барьеров на пути выхода радионуклидов  в среду обитания в значительной степени определяется возможностью потери способности удержания радионуклидов  как за счет внешнего воздействия, так  и за счет запасов свободной энергии  внутри области, ограниченной этими  барьерами.

Поэтому необходимо постепенно избавляться от "двойных стандартов" в требованиях к выходу радионуклидов  в окружающую среду. Жесткие требования на этапах от обогащения и изготовления топлива до захоронения радионуклидов  исторически соседствуют с довольно мягкими требованиями к выходу радионуклидов  в окружающую среду при добыче урана и тория.

Некоторые способы добычи разрушают природные барьеры  и нарушают природное равновесие весьма значимого количества тяжелых  радиоактивных нуклидов с большим  и средним периодом жизни. Опасность  от долгоживущих нуклидов на этапе  добычи карьерным или шахтным  методами сравнима с той, которая  имеет место на других этапах технологического процесса получения ядерной энергии.

Поднимать вопрос об окончательном  выборе метода захоронении ВАО в  настоящее время нецелесообразно, а вот захоронение средне- и  низкоактивных РАО надо ускорять. Одновременно требуется исследовать  различные способы их захоронения. В ближайшем будущем необходимо разработать промежуточные хранилища  для длительного контролируемого  хранения ВАО и ОЯТ. Окончательное  захоронение некоторых радионуклидов  можно отложить на длительное время. Малые массы и объемы ВАО позволят обойтись сравнительно небольшими хранилищами  для крупной и длительно действующей  атомной энергетики. Для отдельных  нуклидов после длительной выдержки их в хранилище можно применить  метод радиационно-эквивалентного захоронения.

Организационное и  нормативно-правовое обеспечение обращения  с РАО

В настоящее время действует Федеральная целевая программа «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года» с изменениями внесенными Постановлением Правительства Российской Федерации от 8 декабря 2012 года № 1268 и Постановлением Правительства Российской Федерации от 1 августа 2012 года № 783. Ввиду ограниченности срока и материального обеспечения в рамках этой программы актуальные проблемы обращения с РАО не могут быть решены.

Главной целью Программы  является комплексное решение проблем  обеспечения ядерной и радиационной безопасности в Российской Федерации, связанных с обращением с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами, выводом из эксплуатации ядерно и радиационно опасных  объектов, совершенствованием систем, необходимых для обеспечения  и контроля ядерной и радиационной безопасности.

Программа рассчитана на 2008-2015 годы, ее реализация осуществляется в  два этапа: первый этап-2008-2015 годы, второй этап-2011-2015 годы.

На первом этапе будут осуществлены следующие мероприятия:  
• строительство, реконструкция и расширение приоритетных объектов инфраструктуры по обращению с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами; 
• выполнение работ по строительству опытно-промышленного объекта окончательной изоляции высокоактивных радиоактивных отходов; 
• проведение неотложных работ по обеспечению безопасности остановленных ядерно и радиационно опасных объектов; 
• создание научно-методической базы и объектов инфраструктуры государственной системы по обращению с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами; 
• создание и совершенствование систем, необходимых для обеспечения и контроля ядерной и радиационной безопасности; 
• проведение комплексных инженерно-радиационных обследований состояния остановленных ядерных установок, пунктов хранения и других объектов ядерного наследия, выполнение предпроектных и проектных работ по переводу объектов в состояние, обеспечивающее долгосрочную экологическую безопасность.

На втором этапе предполагается выполнение следующих мероприятий Программы:  
• завершение строительства объектов хранения отработавшего ядерного топлива и обеспечение вывоза отработавшего ядерного топлива, накопленного в пристанционных хранилищах атомных электростанций; 
• создание опытно-демонстрационного центра по переработке отработавшего ядерного топлива; 
• завершение строительства опытно-промышленного объекта окончательной изоляции высокоактивных радиоактивных отходов; 
• выполнение работ по переводу остановленных ядерно и радиационно опасных объектов в безопасное состояние; 
• вывод из эксплуатации 1-го и 2-го блоков Белоярской атомной электростанции, 1-го и 2-го блоков Нововоронежской атомной электростанции; 
• создание необходимой инфраструктуры для вывод из эксплуатации 4 блоков Билибинской атомной электростанции.

При любом варианте будущего развития атомной промышленности проблемы безопасного обращения с радиоактивными отходами будут требовать своего решения. Одной из таких проблем  в Российской Федерации является создание совокупности научных, технических  и организационных принципов, критериев  и требований обеспечения безопасности при обращении с РАО, отвечающих действующему законодательству, современному состоянию науки и техники, современному мировоззрению на безопасность, то есть создание современной системы  нормативного регулирования безопасности.

Регулирование безопасности при обращении с радиоактивными отходами должно опираться на взаимосогласованную  систему нормативных документов, регламентирующих любую связанную  с ними деятельность. Начиная с 1996 г., Госатомнадзор России совместно  с другими ведомствами и организациями  проводит большой комплекс работ по созданию современной системы нормативных документов для регулирования безопасности при обращении с радиоактивными отходами в Российской Федерации.

Разработка нормативных  документов направлена на реализацию положений российского законодательства в области использования атомной  энергии и проводится с учетом положений "Объединенной конвенции  о безопасности обращения с отработавшим топливом и о безопасности обращения  с радиоактивными отходами".

Выводы и рекомендации

Проблема обращения с  РАО признается важнейшей составляющей функционирования ядерного энергетического  комплекса, успешное решение которой  определяющим образом влияет на развитие энергетики в стране.

При существующем положении  дел необходима разработка долгосрочного  и реального плана и программы  работ с РАО при определении  объемов финансирования, а также  концепции создания и функционирования государственной системы управления обращением с РАО и ОЯТ. Принципиально  важно, чтобы эти планы и концепция  учитывали взаимосвязь проблем  РАО со всеми этапами ЯТЦ, а  также проблемы прошлого, настоящего и будущего.

Разработка плана и  концепции должна осуществляться, очевидно, по заданию Минатома России объединенной межведомственной группой специалистов-экспертов, образованной при Научном совете по атомной энергетике ОФТПЭ РАН, с возможным включением этой работы в число проектов одной из международных  программ в области охраны окружающей среды или обращения с радиационными  отходами. При разработке концепции  должны быть учтены, проанализированы и максимально использованы все  существующие в настоящее время  решения, проекты и целевые программы  федерального и ведомственного уровней  в сфере обращения с РАО  и ОЯТ.