Материал: Пронкин Обеспечение безопасности хранилисч радиоактивных 2011

– более 1млн.т ТРО, из которых 99,2 % по массе – НАО рудного производства с суммарной активностью 2,23·1014 Бк или 0,6% по активности от всех образующихся ТРО.

Примечания к таблице 1.1:

1. Данные по активности и количеству РАО, не являются достаточно точными, поскольку изменяются со временем из-за работы предприятий и из-за распада радионуклидов. Кроме того, изначальные сведения о количестве РАО и их активности нельзя считать достаточно верными.

Например в пласты-коллекторы ПГЗ ЖРО, которые начали эксплуатироваться в начале 60-х годов, удалено более 50 млн. м3 ЖРО, содержащих около 2,5 млрд Ки главным образом продуктов деления урана с периодом полураспада менее 30 лет. Содержание долгоживущих радионуклидов (плутоний, нептуний, уран) в закаченных растворах более чем 105 раз меньше, чем короткоживущих продуктов деления. Поэтому в результате радиоактивного распада первоначальная активность захороненных ЖРО значительно уменьшилась и в настоящее время оценивается величиной порядка 1,0 млрд. Ки (3,7 1019 Бк).

16

2. В таблицу вошли данные по активности и объему также ЖРО водоемов, которые в настоящее время выведены из эксплуатации (СХК, ГХК) либо закрыты частично (ПО «Маяк»). Эти водоемы стали местами захоронения РАО.

Кроме того, в результате переработки высокоактивных ЖРО на ПО «Маяк» в среднем за год вторично образуется около 600 тонн остеклованных отходов, суммарная активность которых составляет порядка 1,38 1018 Бк.

Основная доля РАО по активности (более 90 %) приходится на предприятия подведомственных Росатому, основными источниками образования и поступления которых являются ПЯТЦ и АЭС. Для предприятий Росатома большая часть объема ЖРО находится на трех предприятиях: ПО «Маяк», СХК и ГХК (почти 98 %).

Определяющая роль в образовании РАО, обусловлена РХП, поскольку в результате использования на них жидкостных технологий при переработки 1 т (по урану) энергетического ОЯТ образуется около 10 м3 высокоактивных, 190 м3 среднеактивных и 3000 м3 низкоактивных ЖРО (в среднем).

1.3. Классификация хранилищ и пунктов захоронения РАО ПЯТЦ

Основные объемы РАО размещены в 43 регионах РФ на 136 предприятиях в 1466 пунктах временного хранения и в 3 пунктах захоронения в глубоких геологических формациях [1].

Как уже отмечалось выше, подавляющая часть РАО как по объему, так и по активности накоплен на ПЯТЦ, которые хранятся в наземных бетонных емкостях, в промышленных водоемаххранилищах естественного и искусственного происхождения, в хвостохранилищах предприятий, в котлованах естественного происхождения и оборудованных разного типа барьерами, в траншеях и т.д. Большая часть этих отходов не подготовлена для надежного, безопасного и долговременного хранения, и поэтому может представлять угрозу для окружающей среды.

Для облегчения дальнейшего анализа уровня безопасности, создаваемого хранилищами и пунктами захоронения РАО ПЯТЦ, проведем разделение их на группы, основываясь при этом на существенном различии в конструктивно-технологических признаках хра-

17

нилищ и ПЗРО. Эта «естественная» классификация, основанная на общности проблем обеспечения безопасности их эксплуатации, может быть представлена следующим образом:

–емкости-хранилища жидких РАО;

–поверхностные (открытые) водоемы-хранилища жидких РАО;

–полигоны глубинного захоронения жидких РАО (ПГЗ ЖРО);

–хвостохранилища;

–хранилища твердых РАО (ХТРО);

Подобная классификация нашла свое отражение в нормативных документах Ростехнадзора [19]-[21]. Приведем определения этих групп хранилищ РАО и ПЗРО.

Емкостихранилища – стационарные емкости, предназначенные для временного (с намерением последующего извлечения) хранения средне- и высокоактивных жидких РАО, обеспечивающие защиту от радиации и изоляцию ЖРО и располагающиеся в пределах определенной проектом объекта ИАЭ территории.

Поверхностный водоем-хранилище жидких РАО – стационарное сооружение открытого типа, предназначенное для сбора и хранения низко- и среднеактивных жидких РАО и располагающиеся в пределах определенной проектом объекта ИАЭ территории.

Полигон глубинного захоронения жидких РАО – природно-

техническая система, предназначенная для захоронения ЖРО, располагающаяся в пределах определенной проектом территории, включающая участок недр – поглощающий горизонт (пластколлектор), находящийся в пределах горного отвода, и комплекс сооружений, систем и оборудования, предназначенных для обращения с ЖРО.

Хвостохранилище – стационарное сооружение открытого типа, предназначенное для сбора и хранения низкоактивных жидких или твердых РАО и располагающееся в пределах определенной проектом объекта ИАЭ территории.

Отметим, что определения водоемов-хранилищ и хвостохранилищ различаются только удельной активностью РАО (категориями РАО), которые хранятся в хранилищах: в водоемах-хранилищах средне- и низкоактивные РАО, а в хвостохранилищах – низкоактивные РАО.

В соответствии с этим определением пульпохранилища и шламоотстойники должны относиться к хвостохранилищам. Однако

18

эксплуатирующие организации относят указанные объекты, как правило, к водоемам-хранилищам (в соответствии с правом отнесения объектов ИАЭ, определенных ст.3 ФЗ [2]).

Приповерхностный пункт захоронения РАО (ППЗРО) – стацио-

нарный объект (объекты) и (или) сооружение (сооружения), предназначенные для приповерхностного захоронения РАО, размещенные в пределах определенной проектом территории и оснащенные необходимыми для обращения с РАО системами и оборудованием.

Приповерхностное захоронение РАО – захоронение РАО в сооружения, размещаемые на поверхности земли и (или) на глубине от нескольких метров до ста метров. Приповерхностному захоронению подлежат только твердые и (или) отвержденные РАО, т.е. ППЗРО являются хранилищами твердых РАО (ХТРО). ППЗРО называются также могильниками РАО [22].

1.4. Хранилища РАО как объекты ядерного топливного цикла

Безопасность хранилища РАО, как и любого ОЯТЦ [24], должна обеспечиваться за счет последовательной реализации концепции глубокоэшелонированной защиты, основанной на применении системы физических барьеров на пути распространения ионизирующего излучения и радиоактивных веществ в окружающую среду, а также системы технических и организационных мер по защите физических барьеров и сохранению их эффективности, и по защите работников (персонала), населения и окружающей среды.

На предприятии система технических и организационных мер должны образовывать пять уровней глубокоэшелонированной защиты (приложение 3). Эта концепция реализуется на всех этапах жизненного цикла хранилищ РАО. При этом приоритетной является стратегия предотвращения нарушений нормальной эксплуатации, особенно для уровней 1 и 2, при которой не допускается перехода от стадии нормальной эксплуатации к стадии проектной и/или запроектной аварии.

В работе [23] представлен обобщающий подход к анализу безопасности хранилищ ЖРО (емкости-хранилища, водоемыхранилища, полигоны глубинного захоронения) с позиций, принципа глубокоэшелонированной защиты. Этот подход может быть

19

распространен и на другие хранилища РАО, в том числе на хвостохранилища и хранилища твердых и отвержденных РАО, поскольку проблемы обеспечения нормальной эксплуатации и аварийные ситуации для всех хранилищ РАО – подобны. Общим признаком всех отходов ПЯТЦ является сложный химический и радионуклидный состав, наличие долгоживущих продуктов деления урана, следовых количеств трансурановых элементов и больших объемов хранящихся (захороненных) отходов. Они являются основным источником потенциальной опасности в условиях нормальной эксплуатации и при возникновении аварийных ситуаций.

Для формализации анализа, процессы которые могут привести к нарушениям нормальной эксплуатации хранилищ РАО, можно разделить на следующие четыре группы.

Ядерно-физические и физические. В результате накопления кри-

тической массы делящегося ядерного материала возможно возник-

новение самоподдерживающейся цепной реакции деления (СЦР).

Кроме того, радиоактивный распад радионуклидов приводит к возникновению полей повышенной температуры и полей ионизирующего излучения.

Технические. Любые процессы, которые способны привести к нарушению целостности сооружений, определяющих локализацию РАО в заданном объеме. Природа возникновения таких ситуаций связана не с химическими или ядерными превращениями, а обусловлена потерей прочности (частичным разрушением) вследствие дефектов соединений отдельных частей конструкций, отказа технических систем регулирования давления, температуры, уровня и др.

Физико-химические и биологические. Все процессы, при которых существует опасность выброса и/или разрушения защитных барьеров из-за протекания химических, радиационно-химических, коррозионных, биологических процессов в режимах, недопустимых в заданных параметрах технологии.

Внешние события природного или техногенного происхождения, в том числе катастрофические. Это природные явления (ура-

ган, землетрясение, смерч, наводнение и др.) и события, связанные с деятельностью человека (пожар, взрыв, падение летательного аппарата и др.).

20