Проблемы захоронения РАО отходов

Превалирующий вклад в  образование (по объему) радиоактивных  отходов вносят предприятия ядерного топливного цикла. Основное количество РАО (99% по активности) сосредоточено  на предприятиях ПО Маяк", Сибирском  химическом комбинате и Горно-химическом комбинате.

При суммарной активности ЖРАО 7,3x10¹⁹ Бк активность разных категорий составила:

• низкоактивных отходов - 1,9x10¹⁶ Бк (менее 0,04% общей активности),
• среднеактивных отходов - 5,9x10¹⁹ Бк (около 81% общей активности),
• высокоактивных отходов - 1,4x10¹⁹ Бк (около 19% общей активности ЖРАО).

Из 274 имеющихся пунктов  хранения ТРАО в настоящее время:

• 131 действует (48%);
• 110 выведено из эксплуатации (40%);
• 33 законсервировано (12%).

По месту расположения эти пункты распределились следующим  образом:

• в на промплощадках - 219 (80%);
• в санитарно-защитных зонах - 51 (18%);
• в зонах наблюдения - 4 (2%).

Наибольшее количество пунктов  хранения ТРАО расположено на предприятиях ядерного топливного цикла - 146, на АЭС - 46, на горнорудных предприятиях -31.

На 21 предприятии  отрасли эксплуатируются 30 установок переработки радиоактивных отходов.

Установки цементирования, битумирования, остекловывания, кальцинации, упаривания, очистки сбросных вод, фракционирования ВАО предназначены для переработки  ЖРАО (20 установок), а установки сжигания, прессования, плавления - для переработки ТРАО (10 установок).

Объем переработанных ЖРАО за время эксплуатации установок составил 148325 тыс. м³, которые распределились следующим образом по типам установок (в тыс. м³):

• цементирования - 0,4;
• битумирования - 28,2;
• остекловываяия - 12,5;
• кальцинации - 763,8;
• упаривания - 241,1;
• очистки сбросных вод - 135019;
• прочие типы установок (обессоливания, фракционирования ВАО) - 12260.

Количество переработанных твердых низкоактивных отходов  составило 45,3 тыс. т (с активностью 6,7-1012 Бк), распределившихся следующим образом  по установкам (в тыс. т):

• сжигания - 0,3;
• прессования - 3;
• прочих типах установок (дезактивации, плавления) - 42.

Активности жидких и твердых  РАО, переработанных за время эксплуатации установок с указанием категории  отходов, распределяются следующим  образом (суммарно переработано ЖРАО):

• высокоактивных - 12,9 тыс. м³ с активностью 1,1x10¹⁹Бк;
• среднеактивных - 242,3 тыс. м³ с активностью 4,2x10¹⁵Бк;
• низкоактивных - 148,1 млн м³ с активностью 3,1x10¹⁵Бк.

Загрязненные радионуклидами территории (участки земель, водоемы) общей площадью 481,4 км² имеются на 25 предприятиях отрасли, из них:

• загрязненные земли - 377 км² (78,3%);
• загрязненные водоемы - 104,4 км² (21,7%).

Площадь загрязненных радионуклидами территорий делится по зонам нахождения следующим образом:

• на промплощадках - 63,6 км²;
• в санитарно-защитных зонах - 197,9 км²;
• в зонах наблюдения - 219,9 км² .

Основная часть загрязненных территорий ПО "Маяк" (452 км² или 94%) образовалась за счет деятельности комбината по получению оружейного плутония (предприятие, на базе которого ныне действует ПО "Маяк").

Следует отметить, что деятельность предприятий Минатома России в последние  годы не приводит к ухудшению экологической  обстановки в районах их нахождения.

Радиационная и санитарно-эпидемиологическая обстановка в районах размещения предприятий атомной промышленности и энергетики, по данным промышленного  санитарного надзора Федерального управления медико-биологических и  экстремальных проблем при Минздраве  России и данным постоянно проводимого  контроля соответствующими службами предприятий, в основном удовлетворительная.

Анализ данных показывает, что к первоочередным задачам, требующим существенных капиталовложений, относятся:

• повышение безопасности хранения жидких РАО;
• повышение темпов переработки средне- и низкоактивных РАО;
• работы по реабилитации территорий, загрязненных радионуклидами, в том числе за счет реализации специальных экологических программ.

5. Проблемы системы  обращения с РАО в России  и возможные пути ее решения

Для успешного функционирования атомной энергетики, способной к  долговременному и широкомасштабному  развитию, необходимо завершить рассмотрение и решение ряда важных проблем. В  первую очередь это касается реализации и увязки в единый комплекс АЭС  и ядерного топливного цикла (ЯТЦ), включающего  баланс урана и плутония при минимизации РАО. При этом наиболее сложной и срочной задачей является захоронение РАО, образованных в прошлом от реализации оборонных ядерных технологий.

К настоящему времени на объектах ядерного топливного цикла  накоплено жидких и твердых радиоактивных  отходов общей активностью приблизительной 2-4 млрд кюри (без учета активности отработавшего ядерного топлива), которые  размещены на 416 объектовых пунктах  хранения РАО. Кроме того, имеется 24 объектовых пункта хранения отработавшего  ядерного топлива. Указанные объекты  представляют большую потенциальную  опасность, а обращение с РАО  на этих объектах связано со значительными  проблемами обеспечения безопасности регионального и глобального  масштабов.

Страна несет большие  затраты по поддержанию приемлемого  уровня безопасности существующих хранилищ РАО.

Среди наиболее важных примеров экологических проблем обращения  с РАО следует отметить:

• открытые поверхностные водоемы-хранилища жидких РАО, в том числе озеро Карачай и Теченский каскад водоемов (ПО "Маяк");
• подземные хранилища жидких РАО (Горно-химический комбинат, Сибирский химический комбинат, НИИАР), а также радиоактивная "линза" под озером Карачай;
• поверхностные железобетонные емкости-хранилища жидких высокоактивных отходов;
• приповерхностные хранилища твердых РАО, сооруженные без соблюдения современных нормативных требований безопасности;
• отсутствие технологии переработки некоторых видов РАО, в том числе взрыво- и пожароопасных органических материалов.

Со времени окончания "холодной войны" темпы накопления РАО снизились за счет прекращения  ядерных испытаний и резкого  сокращения радиохимического производства. В то же время проявились новые  сложности в сфере обращения  с РАО, связанные с массовым выводом  из эксплуатации ядерных объектов и  прекращением затопления РАО в морях.

Основными источниками образования  и накопления новых РАО в настоящее  время являются АЭС, действующие  суда и корабли атомного флота, утилизируемые  атомные подводные лодки и  предприятия ятц.

В последние годы накопление РАО значительно выросло за счет утилизации АЛЛ. Этот процесс увеличения объемов будет продолжаться и  дальше, в том числе за счет вывода из эксплуатации энергоблоков АЭС и  исследовательских ядерных реакторов.

По разным причинам, в  том числе и из-за отсутствия у  предприятий средств на оплату услуг  по захоронению ионизирующих источников излучения с истекшим сроком эксплуатации, по данным Госатомнадзора, в 2000 г. в  стране накопилось 115 тысяч таких  источников, учтенных в надзорных  органах.

Наряду с ними в настоящее  время имеют место случаи обращения  и неучтенных источников. При реорганизации  предприятий большая часть этих источников теряется, в результате чего в разных регионах регулярно  обнаруживаются локальные участки  радиоактивного загрязнения. Большое  количество таких участков характерно для бывших пунктов дислокации войсковых  частей в крупных городах (Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Калининград  и др.).

Самостоятельную проблему представляет вывод из эксплуатации радиоизотопных термоэлектрогенераторов (РИТЭГ), выработавших установленный ресурс. Пункты их размещения не охраняются и не защищены, более  того, имеются случаи их несанкционированного вскрытия (г. Кандалакша, 2001 г.). С учетом высокой бета-активности этих приборов (начальная - около 500 кКи) доступ к ним  посторонних лиц может привести к тяжелым последствиям. Имелись  случаи угери РИТЭГ, в частности  с облегченной биологической  защитой.

Значительное количество РАО образуется и в неядерных  отраслях промышленности. В частности, в системах химводоочистки ТЭС, в  нефтешлаках нефтяной промышленности и пр. В настоящее время скопилось  большое количество низкорадиоактивных металлических РАО из бывшего  оборудования нефтехимической промышленности. По официальным прогнозам, к 2010 г. масса  такого металла может увеличиться  до 1,5 млн т.

Временное хранение РАО организуется на специализированных предприятиях (системы  спецкомбинатов "Радон") и объектовых хранилищах (при АЭС, предприятиях ЯТЦ  и др.). По возможности число стационарных хранилищ должно быть минимизировано, а объектовые хранилища целесообразно  сохранить лишь на тех предприятиях, где образуется большое количество РАО. Более того, объектовые хранилища  в густонаселенных районах должны быть ликвидированы.

Стационарные пункты переработки  РАО, за исключением, может быть, пунктов  предварительной переработки, целесообразно  размещать лишь на крупных региональных и объектовых хранилищах. Для переработки  РАО на других хранилищах могут использоваться местные пункты переработки. Новым  направлением обращения с РАО  в России является переход к контейнерному  хранению, для чего целесообразно  использовать специальные металлобетонные  контейнеры. В настоящее время  разработан прототип такого контейнера для твердых РАО и отвержденных жидких РАО низкой и средней активности - НЗК 150-1,5 П.

Кондиционированные РАО, срок радиационной опасности которых  не превышает срока действия инженерных барьеров (оценивается в 300-500 лет), могут  захораниваться в приповерхностных или слабозаглубленных могильниках. Для РАО с большим потенциальным  сроком опасности требуются подземные  могильники, где наряду с инженерными  сооружениями защита от их проникновения  во внешнюю среду будет обеспечиваться и геологическими формациями.

Технология обращения  с высокоактивными отходами (ВАО), содержащими долгоживущие ядерные  материалы, окончательно еще не разработана. Общая концепция подхода к  ним заключается в их кондиционировании, фракционировании, иммобилизации в  минералоподобных матрицах и герметизации в специальных контейнерах. Одним  из перспективных подходов при решении  этой проблемы может служить использование  тигель-контейнеров из карбида кремния, в которых будет производиться  отверждение фракционированных  ВАО СВЧ-нагревом.

Для захоронения контейнеров  с ВАО требуется создание глубинных (1,5-2 км) могильников в специальных  геологических формациях.

Изложенные выше общие  вопросы обращения с РАО в  какой-то степени сейчас реализуются  на АЭС, хотя полного замкнутого цикла  в России пока не организовано. В  последние 2-3 года значительно активизировался  процесс создания инфраструктуры могильника для РАО (предположительно, на Новой  Земле).

В целом все задачи по обращению с РАО можно разделить  на первоочередные и перспективные. К первым относятся сбор, первичная  переработка, кондиционирование, фракционирование и перевод на временное хранение. Ко вторым - захоронение.

Риск, связанный с использованием ядерной энергии, обусловлен возможностью попадания различного количества радионуклидов  в среду обитания. Пути попадания, количество радионуклидов и их состав для различных этапов технологического цикла получения ядерной энергии  различны.

Проблема обеспечения  экологической безопасности при  обращении с РАО усложняется  по мере их накопления при одновременном  недостаточном финансировании.

Ввиду важности этой проблемы была поставлена задача создания государственной  системы учета и контроля радиоактивных  веществ и радиоактивных отходов. В рамках функционирования этой системы  по поручению правительства в  различных организациях Российской Федерации была проведена первичная  инвентаризация радиоактивных веществ  и РАО по состоянию на 1 июля 2000 г. Введена также ежегодная отчетность предприятий по формам федерального государственного статистическо- го наблюдения за образованием, перемещением, накоплением, переработкой и хранением РАО, поступлением радионуклидов в окружающую среду  и загрязненными ими территориями.