значений, приведенных в приложении 3 ОСПОРБ-99/2010, до значений МЗУА (значения отнесения веществ к РАО) могут неограниченно использоваться при условии оформления санитарноэпидемиологического заключения на разрешенный вид использования. (Более подробно классификация РАО рассмотрена в приложении 1).
Уровни содержания радионуклидов, позволяющих повторно использовать металл различными государствами Европейского союза, отличаются. Группа отходов, введенная МАГАТЭ как ООНУА, представляет собой неоднородную группу отходов с удельной активностью менее 100 кБк/кг для искусственных радионуклидов или менее 500 кБк/кг для природных радионуклидов [74]. В Великобритании этот уровень составляет 0,4 кБк/кг [75], а во Франции принято решение не устанавливать освобождающие пороговые значения для отходов, образующихся на ядерных предприятиях [76] и относить к этому виду отходов материалов с избыточным излучением близким к фоновому. В 2003 году в местечке Морвиль (департамент Об) введено в эксплуатацию специальное хранилище, которое подобно хранилищу для обычных нерадиоактивных отходов объемом 650 тыс. м3. В это хранилище, представляющее собой камеры, заглубленные в землю на несколько метров, и имеющие защитные покрытия, размещаются строительные материалы, металлические отходы, отходы типа ООНУА. В хранилище предусматриваются установки по компактированию металлических отходов и нейтрализация специфических отходов.
Следует отметить, что количество металлолома, которое можно отнести к ООНУА и неограниченно использовать, составляет, как правило, единицы процентов годового производства стали в стране. Если принять во внимание расходы на дезактивацию, удовлетворяющей действующим нормативам, неизбежных расходов на переработку металла (прессование, переплавка) и возможные проблемыс формированием общественного мнения, становиться понятным решение правительства Франции о захоронении ООНУА.
В Японии в 2005 году принят закон о системе контроля (система клиренса) материалов АЭС, выводимых из эксплуатации, с целью определения их повторного использования. Компания Japan Atomic Power внедрила на площадке АЭС Tokai эксклюзивную установку для измерения и оценки уровня клиренса [77].
176
Таким образом, существуют разные подходы по обращению с ООНУА в разных странах. В основном металлы с ООУАН переплавляют и используют для изготовления конструкций хранилищ, реакторов и др. изделий атомной техники. Следует отметить, что в атомной промышленности традиционно используются высоколегированные сплавы, нержавеющая сталь и редкие металлы, поэтому решение о рентабельности их повторного использования должно приниматься в каждом конкретном случае с учетом всех обстоятельств.
7.3. Отходы низкой и средней удельной активности
Хотя подходы к захоронению отходов существенно зависят от их удельной активности, общей проблемой при размещении, проектировании и сооружении хранилищ РАО является проблема возможности распространения радиоактивного загрязнения с водой (за счет выщелачивания радионуклидов) в окружающую среду. Можно отметить, что для захоронения ОНУА и ОСУА, не содержащих долгоживущих радионуклидов, практически уже найдены решения по проектированию и конструированию хранилищ ТРО, в то время как захоронение ОВУА, содержащие долгоживущие радионуклиды, еще не нашла своего окончательного решения, поскольку существует ряд мнений о стратегии и способах захоронения.
Переработка. Сложный физический и химический состав РАО должен предполагать применение различных способов их переработки, о которых говорилось в предыдущих главах и ограничение на которые (битумирование, цементирование и остекловывание) представлены в нормативном документе НП-019-2000. В настоящее время традиционные методы переработки ТРО и ЖРО (сжигание, прессование, плавление, цементирование, остекловывание) усовершенствуются, а также разрабатываются новые методы переработки и включения РАО в новые перспективные матрицы. В России в настоящее время лидером в разработке и реализации практических технологий по усовершенствованию переработки и хранения РАО низкой и средней удельной активности является ГУП МосНПО «Радон». Поэтому ниже представлены некоторые результаты работ этой организации [72].
177
Известно, что довольно трудоемким процессом при обращении с РАО является сортировка отходов по разным признакам (агрегатное состояние, горючесть, загрязненность, активность и т.д.). Однородные (сортированные) отходы должны уже поступать от поставщика. Однако это не всегда имеет место. Для обращения с твердыми горючими и смешанными РАО в ГУП МосНПО «Радон» разработана технология и установка сжигания в шахтной печи с плазменными источниками нагрева «Плутон», позволяющая перерабатывать практически несортированные отходы. Производительность установки 200–250 кг/ч. Она может перерабатывать смешанные отходы, содержащие не только горючие компоненты: древесину, бумагу, ветошь, пластики, но и негорючие – металлические детали и кабели, строительный мусор, битое стекло, грунт. Доля негорючих отходов может достигать 60 %. Существенным преимуществом этой установки является получение исходного продукта, пригодного для многолетнего безопасного хранения, поскольку по своей структуре и свойствам он подобен вулканическому стеклу и значительно более стоек, чем другие распространенные матрицы, используемые для локализации РАО (цементные и стеклообразные компаунды). Этот метод «остекловывания» в настоящее время с помощью отечественных специалистов прошел успешное опробирование на заводе в Саванна-Ривере (США), где использовался для переработки РАО с высоким содержанием алюминия и железа ем- костей-хранилищ ЖРО [78].
Уменьшение объема ТРО после прессования достигается увеличением давления развиваемого установкой прессования. В ГУП МосНПО «Радон» для этих целей используется крупный автоматизированный комплекс «Суперкомпактор» с 1500-тонным прессом. Обработка отходов на этом комплексе позволяет значительно сэкономить объемы хранилищ для размещения РАО.
На этом предприятии успешно эксплуатируется установка для сжигания (при температуре 850 – 950°С) горючих твердых и жидких РАО, позволяющая в сотни раз уменьшить исходный объем РАО.
Часто в контейнерах с золой и с ТРО имеют место пустоты. Для реализации нового метода цементирования используется пропитка насыпного объема золы и отходов специальными многокомпонентными высокопроникающими цементными растворами на основе
178
очень тонко молотого цемента. Технология пропитки состоит в том, что раствор подается снизу вверх, равномерно заполняя мелкие пустоты и поры между частицами отходов. Конечный продукт цементирования – однороден, химически и физически устойчив.
Другое направление по совершенствованию цементирования РАО связано со снижением влияния бактерий на долговечность цементных блоков. Микробиологический фактор коррозии обусловлен наличием и размножением на поверхности бетонных сооружений бактерий и микроорганизмов, выделяющих в процессе жизнедеятельности метан, углерод, серный ангидрид, водород, хлоросодержащие компоненты, серную кислоту и другие химические вещества, которые разрушают бетон и стальную арматуру. Этот процесс особенно прогрессирует при контакте бетона с водой или/и почвой и колебаниях окружающей температуры. Для повышения биоустойчивости цементной матрицы используют биоцидные добавки, которые способны значительно улучшить ряд показателей цементированных отходов, в том числе: прочность и устойчивость к агрессивным воздействиям, степень пропитки цементных растворов, долговременные характеристики блоков и др.
Для повышения прочности, морозо- и водоустойчивости, биологической стойкости, проникающей способности в цементный раствор добавляются различные полифункциональные добавки, состоящие из нескольких макро- и микрокомпонентов.
Известно, что для обработки илов со дна емкостей-хранилищ и водоемов-хранилищ необходимо применение специального оборудования (земснарядов), что всегда сопряжено с дополнительным загрязнением оборудования и/или окружающей среды. В ГУП МосНПО «Радон» создана специальная установка для забора илов и осадков «Авгий», использующая новый принцип обработки илов: дисковый вакуумный фильтр, дополняющий прежнюю установку по обработке илов «Илосос».
Хранение. Конструкции хранилищ РАО, используемые в мировой практике довольно разнообразны, но можно выделить следующие наиболее характерные и интересные из них, которые находят последователей в разных странах.
Практически во всех странах используются траншейные хранилища. Это земляные траншеи длиной несколько десятков метров и глубиной до 3-5 метров размещаются в геологической среде, кото-
179
рая характеризуется низким уровнем грунтовых вод от днища траншеи (4 м и более). Стенки траншей могут быть защищены изолирующим материалом (например, слоем глины), в зависимости от характера местного грунта и погодных условий. В такие траншеи размещаются кондиционированные ОНУА. Траншеи засыпаются и сверху организуется покрытие и система отвода влаги.
Конструкции капитальных сооружений для хранения ОНУА и ОСУА с ограниченным содержанием долгоживущих радионуклидов довольно разнообразны. Они в настоящее время обеспечивают безопасность хранения РАО в соответствии с требованиями национальных нормативных документов и рекомендаций МАГАТЭ.
Во Франции, занимающей передовые позиции в Европе по использованию атомной энергии (75 % электроэнергии в стране вырабатывают АЭС), успешно реализуются программы обращения с ОСУА и ОНУА, не содержащие долгоживущих радионуклидов [76]. Для долговременного хранения РАО этого типа в 1969 году было введено в эксплуатацию хранилище в Центре Ла-Манш, которое находилось в эксплуатации до 1994 года. После эксплуатации объем накопленных РАО составил 527 тыс. м3. В этом хранилище кондиционированные РАО размещены в поверхностных бетонных камерах. Промежутки между контейнерами в камерах залиты цементным раствором. Хранилище размещается на бетонной подушке, а для предотвращения попадания влаги из вне, а также для предотвращения выхода радионуклидов в окружающую среду, все камеры хранилища надежно защищены со всех сторон устойчивыми многослойными покрытиями. Влага со всех камер хранилища собирается с помощью системы утечек в специальный резервуар. Утечки контролируются на содержание в них радионуклидов, и в случае необходимости принимаются меры к устранению неисправностей в системе хранения. В настоящее время хранилище вступило в стадию длительного наблюдения (мониторинга в течение нескольких столетий).
При мониторинге хранилища Ла-Манш ежегодно проводится свыше 10 тыс. радиологических и химических анализов воды, воздушной среды и пищевых продуктов и др. Данные мониторинга показали крайне незначительное воздействие хранения РАО на окружающую среду. Предполагается, что после 10-летнего интенсив-
180