Материал: Пронкин Обеспечение безопасности хранилисч радиоактивных 2011
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»
Н.С. Пронкин, Р.Б. Шарафутдинов, В.И. Савандер
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ХРАНИЛИЩ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА
Под редакцией Н.С. Пронкина
Рекомендовано УМО «Ядерные физика и технологии» в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений
Москва 2011
УДК 621.032.743(075) ББК 31.4я7 П81
Пронкин Н.С., Шарафутдинов Р.Б., Савандер В.И. Обеспечение безопасности
хранилищ радиоактивных отходов предприятий ядерного топливного цикла:
Учебное пособие / Под ред. Н.С. Пронкина. М.: НИЯУ МИФИ, 2011. 232 с.
Рассматривается состояние обращения с РАО на предприятиях ядерного топливного цикла (ПЯТЦ) России, в том числе: хранение жидких РАО в емкостяххранилищах, открытых водоемах-хранилищах, хвостохранилищах, приповерхностных хранилищах твердых РАО, а также захоронении жидких РАО в глубокие пласты-коллекторы. Анализируется обеспечение безопасности, и приводятся мероприятия, осуществляемые ПЯТЦ по снижению влияния вредного воздействия РАО на персонал, население и окружающую среду. Большое внимание уделяется анализу обеспечения безопасности при обращении с РАО за рубежом, а также перспективы решения проблем захоронения высокоактивных РАО.
Для специалистов ядерно-энергетического комплекса России, занимающихся вопросами обеспечения безопасности при обращении с РАО.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 140305 «Ядерные реакторы и энергетические установки», а также специалистов техники и технологий, связанных с обращением с РАО и захоронением промышленных отходов. Представляет интерес для широкого круга читателей, интересующихся проблемами обеспечения безопасности в атомной энергетике.
Пособие подготовлено в рамках Программы создания и развития НИЯУ МИФИ.
Рецензент канд. физ.-мат. наук, доц. В.Ф.Украинцев
ISBN 978–5–7262–1557–0
© Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», 2011
Редактор Е.К. Коцарева Оригинал-макет подготовлен Н.С. Пронкиным
Подписано в печать 15.11.2011. Формат 60х84 1/16
Печ. л. 15,75. Уч.-изд. л. 15,75. Тираж 100 экз.
Изд. № 1/8. Заказ № 62.
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». 115409, Москва, Каширское шоссе, 31
ООО «Полиграфический комплекс «Курчатовский». 144000, Московская область, г. Электросталь, ул. Красная, д. 42
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение................................................................................................................... |
5 |
Глава 1. Общая характеристика обращения с РАО на ПЯТЦ ........................... |
10 |
1.1. Ядерный топливный цикл............................................................................... |
10 |
1.2. Общая характеристика накопленных РАО.................................................... |
15 |
1.3. Классификация хранилищ и пунктов захоронения РАО ПЯТЦ.................. |
17 |
1.4. Хранилища РАО как объекты ядерного топливного цикла......................... |
19 |
Задания и вопросы для самоконтроля .................................................................. |
23 |
Глава 2. Емкости-хранилища жидких средне- и высокоактивных отходов..... |
24 |
2.1. Источники РАО для заполнения емкостей-хранилищ ................................. |
24 |
2.2 Проблемы безопасности при хранении ЖРО в емкостях-хранилищах ....... |
29 |
2.3. Хранение жидких высокоактивных отходов в США................................... |
31 |
2.4. Емкости-хранилища высоко- и среднеактивных отходов в России........... |
37 |
2.5. Меры по поддержанию безопасности. Аварии............................................. |
40 |
2.6. Хранилища отвержденных высокоактивных отходов.................................. |
48 |
Задания и вопросы для самоконтроля .................................................................. |
51 |
Глава 3. Поверхностные водоемы-хранилища жидких РАО............................. |
52 |
3.1. Общая характеристика водоемов-хранилищ................................................. |
52 |
3.2. Поверхностные водоемы-хранилища ПО «Маяк»........................................ |
56 |
3.2.1. Характеристика водоемов-хранилищ................................................ |
56 |
3.2.2. Загрязнение территории..................................................................... |
67 |
3.2.3. Деятельность предприятия по повышению безопасности |
|
и реабилитации территорий......................................................................... |
75 |
3.3. Поверхностные водоемы-хранилища СХК................................................... |
79 |
3.4. Поверхностные водоемы-хранилища ГХК.................................................... |
84 |
3.5. Общая характеристика мер по повышению безопасности |
|
эксплуатации водоемов-хранилищ....................................................................... |
88 |
Задания и вопросы для самоконтроля .................................................................. |
94 |
Глава 4. Полигоны глубинного захоронения жидких РАО............................... |
95 |
4.1. Общие сведения............................................................................................... |
95 |
4.2. Научно-технические требования к характеристикам полигонов................ |
97 |
4.3. Опасности, создаваемые полигонами глубинных захоронений |
|
жидких отходов.................................................................................................... |
104 |
4.4. Инженерные сооружения полигонов........................................................... |
107 |
4.5. Характеристики эксплуатируемых полигонов |
|
глубинного захоронения жидких РАО............................................................... |
110 |
4.5.1. Полигон глубинного захоронения жидких отходов СХК.............. |
111 |
4.5.2. Полигон глубинного захоронения жидких отходов |
|
«Северный» ГХК ........................................................................................ |
116 |
3
4.5.3. Полигон (площадка) глубинного захоронения |
|
жидких отходов НИИАР............................................................................ |
119 |
4.6. Обеспечение безопасности ПГЗ ЖРО ......................................................... |
121 |
Задания и вопросы для самоконтроля ................................................................ |
125 |
Глава 5. Хвостохранилища радиоактивных отходов ....................................... |
126 |
5.1. Общие сведения............................................................................................. |
126 |
5.2. Опасности, создаваемые хвостохранилищами............................................ |
130 |
5.3. Хвостохранилища предприятий ядерного топливного цикла ................... |
135 |
5.4. Обеспечение безопасности хвостохранилищ.............................................. |
143 |
5.4.1. Опыт отечественных предприятий |
|
при эксплуатации и закрытии хвостохранилищ....................................... |
143 |
5.4.2. Опыт зарубежных предприятий....................................................... |
149 |
Задания и вопросы для самоконтроля ................................................................ |
155 |
Глава 6. Хранилища (пункты захоронения) твердых РАО.............................. |
156 |
6.1. Общие сведения и положения...................................................................... |
156 |
6.2. Опасности, создаваемые ХТРО.................................................................... |
157 |
6.3. Характеристики ХТРО.................................................................................. |
161 |
6.3.1. Хранилища предприятий ядерного топливного цикла.................. |
162 |
6.3.2. Хранилища системы спецкомбинатов «Радон».............................. |
166 |
6.4. Обеспечение безопасности ХТРО................................................................ |
169 |
Задания и вопросы для самоконтроля ................................................................ |
173 |
Глава 7. Современные подходы к проблемам обращения с РАО.................... |
174 |
7.1. Общий подход................................................................................................ |
174 |
7.2. Отходы очень низкой удельной активности ............................................... |
175 |
7.3. Отходы низкой и средней удельной активности ........................................ |
177 |
7.4. Отходы средней и высокой удельной активности, содержащие |
|
долгоживущие радионуклиды............................................................................. |
182 |
7.5. Подготовка высокоактивных отходов к захоронению............................... |
199 |
7.6. Об оценке безопасности хранилищ РАО..................................................... |
202 |
Задания и вопросы для самоконтроля ................................................................ |
209 |
Приложение 1. Классификация РАО................................................................. |
210 |
Приложение 2. Перечень способов переработки РАО, применяемых |
|
на ПЯТЦ и комбинатах «Радон» ......................................................................... |
216 |
Приложение 3. Концепция глубокоэшелонированной защиты....................... |
218 |
Приложение 4. Ряды распад радионуклидов урана-235 и урана-238.............. |
220 |
Список литературы............................................................................................ |
221 |
Указатель сокращений...................................................................................... |
231 |
4
«..Как непоправимо загрязнялись р. Теча и другие чистейшие, благодатные водоемы Южного Урала, любимые места отдыха и туризма, вследствие сбросов в них жидких отходов радиохимических производств и какой урон нанесен прилегающей к р. Теча территории….
А сроки поджимали. Спецкомитет, ПГУ и сам И.В. Курчатов торопили: скорей, скорей.
Монополию США на ядерное оружие необходимо было ликвидировать как можно быстрее…»
В.Н. Михайлов. «Создание первой советской ядерной бомбы», М., Энергоатомиздат, 1995 г.
ВВЕДЕНИЕ
Радиоактивные отходы (РАО) – не предназначенные для дальнейшего использования вещества в любом агрегатном состоянии, в которых содержание радионуклидов превышает уровни, установленные Нормами и Основными правилами обеспечения радиационной безопасности (НРБ-99/2009 и ОСПОРБ-99/2010).
Образование РАО сопровождает всю деятельность объектов использования атомной энергии (ИАЭ). Номенклатура РАО чрезвычайно широка. РАО образуются при изготовлении ядерного топлива, в процессе его радиохимической переработки, при утилизации приборов и установок, использующих источники ионизирующих излучений, при выводе из эксплуатации объектов атомной техники и т.д. В странах, где принят разомкнутый ядерный топливный цикл, отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) также относят к РАО и обращаются с ним так же как с высокоактивными отходами (ВАО). Конечным и самым продолжительным этапом обращения с РАО1 является помещение их в пункты хранения (хранилища) или пункты захоронения РАО (ПЗРО)2.
1Обращение с радиоактивными отходами (radioactive waste management) – все виды деятельности, связанные со сбором, транспортированием, переработкой, хранением и (или) захоронением радиоактивных отходов.
2Хранилища РАО – объекты, предназначенные для хранения или захоронения РАО (ст.3 ФЗ «Об использовании атомной энергии») [2].
5