подземное хранилище закачено около 3 млн.м3 ЖРО суммарной активностью около 120 тыс. Ки. Удаление НАО осуществляется в объемах до 500 куб. м в сутки при давлении до 5,0 МПа. Проектная мощность полигона использована в настоящее время на 50 %.
4.6. Обеспечение безопасности ПГЗ ЖРО
Безопасность эксплуатации ПГЗ ЖРО обеспечивается следующими основными факторами: выбором площадки для захоронения ЖРО, регламентом закачки отходов, постоянными наблюдениями и контролем за процессом распространения ЖРО, результатами расчетов и исследований по прогнозированию поведения отходов в пластах-коллекторах, качеством подготовки отходов и качеством изготовления и монтажа эксплуатируемого наземного и подземного оборудования, соблюдением требований нормативных документов по безопасности и качественным обслуживанием эксплуатируемых объектов. Рассмотрим эти факторы несколько подробнее.
1.Безопасность захоронения ЖРО на полигонах глубинного захоронения СХК, ГХК и НИИАР обеспечивается прежде всего правильным выбором геологии района захоронения, характеризующимся рядом параметров, в том числе:
–захоронением ЖРО на глубинах более 200 м;
–наличием горизонтов (пластов-коллекторов), способных принять достаточно большой объем ЖРО (млн. куб. метров), надежно изолированных от водоносных горизонтов;
–небольшой скоростью движения подземных вод в пластеколлекторе, сдерживающих миграцию радионуклидов;
–способностью грунтов (пород) пласта-коллектора поглощать (сорбировать) радионуклиды, переводя жидкие отходы в твердые.
2.В подземные пласты коллекторы СХК и ГХК производится захоронение ЖРО всех категорий активности, в которых могут содержаться долгоживущие трансурановые элементы.
Радионуклидный состав ЖРО, направляемых на захоронение, представлен в основном следующими радионуклидами: стронций89, стронций-90, цирконий-95, ниобий-95, цезий-134, цезий-137, церий-144, прометий-147, являющиеся бета-излучающими радионуклидами. В ВАО преобладают радионуклиды с периодом полураспада примерно два года и менее. В соответствии с санитарными
121
правилами СП и ТУ ЭКХ-93 и методическими указаниями МУ ЭКГХ 2003 в каждом конкретном случае устанавливаются ограничения максимальной удельной активности ВАО, направляемых на захоронение, в зависимости от радионуклидного состава и на основании исследований и расчетов.
При подготовке ВАО к захоронению осуществляется дополнительное извлечение трансурановых радионуклидов в каждом конкретном случае на основании исследований и расчетов. Допустимые содержания долгоживущих трансурановых нуклидов устанавливаются на основании заключения о невозможности или нецелесообразности их дальнейшего извлечения, подготовляются, как правило, профильной проектной организацией. Захоронение ЖРО, относимых к ВАО, осуществляется по специальным программам, разрабатываемых эксплуатирующей организацией на пятилетний срок.
3.Перед закачиванием ЖРО в пласты-коллекторы отходы подвергаются предварительной обработке с учетом особенностей фи- зико-химических свойств горизонта, в который предполагается удалить эти отходы. Кроме того, режим закачки корректируется в зависимости от категории ЖРО по активности, кислотности, содержания солей и др. Например, закачка ВАО производится, как правило, порциями при давлениях 0,1 – 0,6 МПа или в режиме свободного налива.
4.Расчетными методами, регулированием режима нагнетания ЖРО, а также с помощью измерений температуры в наблюдательных скважинах достигаются условия захоронения, при которых максимальная температура разогрева пород поглощающего горизонта не превышает расчетной величины парообразования в поглощающем горизонте, содержащем отходы (140-170°С при захоронении ВАО и САО). Следует отметить, что температура парообразования в режиме пластовых давлений составляет около 220°С для глубин примерно 300 м.
5.Ядерная безопасность захоронения ЖРО, в состав которых входят долгоживущие трансурановые радионуклиды, обеспечивается предварительными расчетами и заключениями ОЯБ ФЭИ. При подготовке заключения учитывается возможное концентрирование ядерно-опасных радионуклидов в результате сорбционных и других физико-химических процессов.
122
Как показывают расчеты, для возникновения СЦР необходимо локализация, например металлического плутония или высококонцентрированного раствора плутония, в зоне не менее 10 см. Моделирование процессов в пласте-коллекторе и расчеты показывают, что такие условия практически не могут создаться в зоне захоронения ЖРО. Даже, если допустить, что СЦР может возникнуть, то это будет не ядерный взрыв. Для исключения создания подобных условий при подготовке ЖРО к захоронению осуществляется нормирование трансурановых элементов, направляемых на захоронение, с учетом свойств пород пласта-коллектора.
6.Проверка выполнения требований санитарно-эпидемиологи- ческой и радиационной безопасности при эксплуатации хранилищ осуществляется на основе наблюдений, анализа их результатов, расчетов, моделирования и постоянного мониторинга захоронений. Мониторинг на СХК, ГХК и НИИАР осуществляется с помощью наблюдательных скважин, количество которых на порядок превышает количество нагнетательных скважин.
7.В системе контроля безопасности захоронения ЖРО центральное место занимает контроль за состоянием геологической среды, а также миграция радионуклидов в зоне захоронений ЖРО.
При эксплуатации полигонов глубинного захоронения ЖРО контролируются:
–положение отходов или их компонентов в геологической сре-
де;
–протекание процессов в геологической среде при захоронени-
ях;
–выполнение требований технологических регламентов захоронения;
–объемы и состав ЖРО, направляемых на захоронение;
–техническое состояние основных сооружений;
–признаки и предпосылки осложнений и аварийных ситуаций на ранней стадии;
–состояние поверхностных сооружений хранилища, герметичность трубопроводов, насосов и т.д.;
–техническое состояние подземных сооружений – буровых скважин, герметичность обсадных труб скважин, изоляция поглощающего горизонта от поверхности и вышележащих горизонтов по затрубному пространству скважин;
123
–составы подземных вод поглощающего и контролируемых горизонтов, присутствие в них компонентов отходов;
–пьезометрическая поверхность (положение уровней) подземных вод поглощающего и контролируемых горизонтов;
–состояние водных объектов, почв в CЗЗ и зоне наблюдения.
8.Прогнозное моделирование процессов миграции радионуклидов, проведенное отечественными и зарубежными (СХК и НИИАР) специалистами с учетом результатов почти 40-летней эксплуатации полигонов, показал, что в ближайшие 1000 лет и более, отходы не достигнут водоносных горизонтов. Более того, концентрация ос-
новных радионуклидов стронция-90 и цезия-137 за этот срок уменьшится в 1010 раз.
Сейсмичность районов захоронения ЖРО на СХК, ГХК и НИИАР не превышает шести баллов. Прогнозируемые проявления неотектонических и современных тектонических процессов не должны в ближайшие 1000 лет привести к нарушению изоляции поглощающих горизонтов, содержащих отходы.
9.Для обеспечения качественного проведения работ по подготовке ЖРО к захоронению и работ по захоронению и контролю на предприятиях введены системы контроля качества с соответствующим комплектом документом. Это позволяет уменьшить риски возникновения аварийных ситуаций, связанных с ошибками персонала. Эта же система позволяет предотвратить последствия различных стихийных действий (землетрясение, цунами, наводнение, снегопад и др.) при извещении персонала заранее. Анализ показывает, что стихийные бедствия и другие гипотетические события (падения самолета, террористическийакт) могутпривестик частичномуразрушениюназемных сооружений и изливу ЖРО в процессе закачки и местному загрязнению в пределах СЗЗ. При этом загрязнений можно избежать, если при этомне производить нагнетание отходоввскважину.
10.ПГЗ ЖРО находятся в эксплуатации почти 40 лет. При этом, несмотря на проведение работ с большим объемом САО и ВАО, не зафиксировано ни одного серьезного происшествия с радиационными последствиями.
11.В России эксплуатация ПГЗ ЖРО осуществляется в соответствии с ФЗ [2], [58], нормативными документами [19], [20], санитарными нормами и правилами, а также СП и ТУ ЭКХ-93, МУ ЭКГХ 2003 [56], [57] и др. нормативно-правовыми актами.
124
12. В соответствии с «Концепцией Минатома России (Корпорации Росатома) по обращению с радиоактивными отходами» (2000 г.) после исчерпания проектных подземных объемов захоронения ЖРО предстоит консервация всех ПГЗ ЖРО. Обеспечение безопасности после консервации связано в основном с контролем миграции радионуклидов и контролем состояния геологической среды (ее стабильности) [11].
В рамках реализуемой в настоящее время ФЦП [4] предполагается «обеспечение безопасности действующих объектов глубинного захоронения ЖРО».
Задания и вопросы для самоконтроля
1.Что такое ПГЗ ЖРО? Какие задачи удалось решить в период становления атомной промышленности с помощью этих полигонов?
2.Составьте список технических требований к геологическим формациям для обеспечения безопасности глубинного захоронения жидких РАО.
3.РАО какой категории активности захораниваются в ПГЗ ЖРО?
4.Могут ли захораниваться в ПГЗ ЖРО высокоактивные отходы?
5.Какие потенциальные опасности имеют место при эксплуатации ПГЗ ЖРО?
6.Изобразите схематично систему подачи отходов в пластыколлекторы.
7.Какие типы скважин используются на ПГЗ ЖРО и, какими техническими характеристиками они должны обладать?
8.Проведите сравнение ПГЗ ЖРО, эксплуатируемых в настоящее время.
9.На какие глубины производится закачка ЖРО?
10.В чем существенное отличие геологического строения полигонов СХК и ГХК, важного для безопасности?
11.В чем особенности глубинного захоронения ЖРО на полигоне НИИАР?
12.Составьте перечень мер, которые предпринимаются эксплуатирующими организациями для обеспечения безопасности обращения с РАО, захораниваемых на ПГЗ ЖРО.
13.Используется ли в зарубежных странах практика глубинного захоронения жидких РАО?
125