Atomic-Energy.ru

Болгария: поэтапно и в срок

31 мая 2011
Рис. 1. Погрузка контейнера SKODA VPVR/M

Летом 2008 года из Болгарии в Российскую Федерацию было доставлено 75 кг урана в составе отработавших ТВС исследовательского реактора ИРТ-2000 (София). Несмотря на то, что объем вывезенного ОЯТ был сравнительно небольшим, проект готовился очень тщательно и занял в общей сложности более трех лет. Работы были выполнены поэтапно с четким соблюдением сроков.

Исследовательский реактор ИРТ-2000 в Софии – основная установка Ядерного научно-экспериментального и образовательного центра Института ядерных исследований и ядерной энергии Болгарской академии наук (ИЯИЯЭ-БАН). Данный реактор сыграл важную роль в накоплении опыта и знаний болгарских специалистов-атомщиков и обеспечил плавный переход от работы на исследовательском реакторе к эксплуатации промышленных реакторных установок на АЭС «Козлодуй».

Реактор ИРТ-2000 был спроектирован и построен в соответствии нормативами и стандартами, действовавшими в СССР в 1950-х годах. Его сооружение началось в 1956 году, а первый выход на критичность состоялся 18 сентября 1961 года. ИРТ-2000 представляет собой гетерогенный водо-водяной реактор бассейнового типа на тепловых нейтронах с максимальной тепловой мощностью 2000 кВт. Дистиллированная вода под атмосферным давлением служит замедлителем, теплоносителем и биологической защитой активной зоны реактора. Вода бассейна и бетонные стены корпуса толщиной 2 м обеспечивают боковую биологическую защиту активной зоны.

За 28 лет эксплуатации исследовательского реактора его персоналом не было допущено ни одной аварии.

В июле 2001 года Совет министров Болгарии выпустил постановление, предусматривающее реконструкцию ИРТ-2000. Будущая установка ИРТ-София – реактор малой мощности (200 кВт), предоставляющий возможности для обучения инженерных и научных кадров для атомной отрасли, использования в образовательных программах национальных вузов, производства радиоизотопов и радиофармпрепаратов, а также нейтронно-захватной онкотерапии.

В конце 2002 года регулирующий орган Болгарии выдал разрешение на создание технического проекта реконструкции реактора. Данный проект был разработан компанией INTERATOM – консорциумом с участием фирм «АтомЭнергоПроект» (Болгария) и SKODA JS (Чехия), а также Курчатовского института (Российская Федерация). Очередным шагом в направлении реконструкции исследовательского реактора и его перевода с топлива из высокообогащенного урана (ВОУ) на топливо из низкообогащенного урана (НОУ) стала отправка всего отработавшего ядерного топлива, накопленного за годы эксплуатации установки ИРТ-2000 и находившегося в бассейне выдержки.

Начало проекта

Еще до начала реализации проекта вывоза ОЯТ, после нескольких месяцев подготовительных работ, 23 декабря 2003 года в рамках контракта ИЯИЯЭ-БАН и МАГАТЭ при финансовой поддержке Министерства энергетики США и техническом обеспечении российской научно-производственной фирмы «Сосны» в страну происхождения – Российскую Федерацию – было вывезено авиатранспортом 28 неиспользованных ТВС типа ИРТ-2M (масса по урану 16,91 кг, обогащение – 36% по 235U). После этого на территории Болгарии больше не осталось запасов свежего высокообогащенного урана, которые могли бы представлять собой потенциальную угрозу.

Деятельность по вывозу ОЯТ началась 25 апреля 2005 года, когда был подписан контракт между ИЯИЯЭ-БАН и сервисным центром Национальной администрации по ядерной безопасности Министерства энергетики США. В контракт входили подготовительные работы к вывозу ОЯТ ВОУ с исследовательского реактора ИРТ-2000, подготовка к транзиту через третьи страны, а также подготовка и получение разрешений на прием, хранение и переработку данного ОЯТ в ПО «Маяк» (Россия). В конце 2007 году ИЯИЯЭ-БАН начал переговоры с Национальной лабораторией Айдахо по заключению  контракта на ускоренную подготовку задания для указанных работ. Контракт был подписан 18 января 2008 года.

В то время на хранении в бассейне выдержки исследовательского реактора ИРТ-2000 ИЯИЯЭ-БАН находилось 74 ОТВС. Из них:

  • 16 ОТВС ВОУ типа С-36 (начальное обогащение 36% по 235U), общая масса урана – 6,15 кг (2,10 кг 235U и 5,59 г плутония);
  • ОТВС НОУ: 57 сборок типа EK-10 (начальное обогащение 10% по 235U) и шесть твэлов типа EK-10, упакованных в один герметичный пенал, обращение с которыми выполнялось как с одной ОТВС; общая масса урана – 69,31 кг (5,44 кг 235U и 161,93 г плутония).
Основные характеристики ОТВС, вывезенных из Болгарии в Российскую Федерацию

 

ВОУ

НОУ

Масса одной ТВС, кг

2,67-3,03

3,04-3,46

Всего ОТВС, штук

16

57+1

Количество твэл в ТВС

14-16

14-16

Начальная масса изотопов U, кг

0,37-0,42

1,12-1,28

Глубина выгорания, %

9,34-10,45

14,10-31,67

Остаточное тепловыделение, Вт

1,22-1,42

0,56-1,10

Правовая база

Проект RRRFR в Болгарии был разбит на несколько этапов. На первом этапе были заключены двусторонние межправительственные соглашения, определяющие юридические рамки проекта:

  • между Российской Федерацией и Республикой Болгария о сотрудничестве по вывозу ОЯТ исследовательского реактора в Россию, подписано 18 января 2008 года;
  • между Соединенными Штатами Америки и Республикой Болгария о получении помощи в обеспечении режима ядерного нераспространения, подписано 25 марта 2008 года.

Еще раньше было заключено трехстороннее соглашение между правительствами Болгарии, России и Украины о транзите  ядерных материалов через территорию Украины (подписано 27 апреля 2006 года). Условия  организации и осуществления каждой перевозки ядерных материалов через территорию Украины определены в отдельном документе, разработанном согласно положениям вышеуказанного транзитного соглашения и подписанном в июне 2008 года.

RRRFR – одна из международных программ, осуществляемых Министерством энергетики США и Национальной администрацией по ядерной безопасности в рамках Глобальной инициативы по сокращению ядерной угрозы. Ее основной целью является укрепление режима ядерного нераспространения путем ликвидации запасов высокообогащенного урана и убеждения государств к переводу их исследовательских реакторов на топливо с низкообогащенным ураном, при условии обеспечения наличия, аттестации и лицензирования такого топлива.
Юридической основой программы RRRFR является Соглашение между правительствами Соединенных Штатов Америки и России о сотрудничестве по перевозке ядерного топлива исследовательских реакторов российского производства в Российскую Федерацию, подписанное в Москве 27 мая 2004 года. Другим важным документом, который положил официальное начало реализации программы RRRFR, явилась Совместная декларация, подписанная президентами Джорджем Бушем и Владимиром Путиным в феврале 2005 года в Братиславе. В ней зафиксировано, что США и Россия несут особую ответственность за сохранность и защиту ядерных вооружений и делящихся материалов в целях предотвращения их попадания в руки террористов.

Подготовительные работы

На втором этапе были выполнены общие подготовительные работы. Все задачи в рамках данного этапа выполнялись совместно с НПФ «Сосны». В результате осуществления данного этапа был разработан план транспортировки и осуществлен контроль ОЯТ.

План транспортировки содержит рекомендации по маршруту перевозки и транспортному контейнеру. Рекомендации основаны на концепции и исследовании вариантов транспортировки, которые были разработаны ранее. Концепция содержит основополагающую информацию по вопросам общего характера, планирования, юридического, экологического, экономического и технического обеспечения перевозки. Исследование вариантов транспортировки представляет собой оценку различных маршрутов, видов транспорта (наземный, воздушный, водный) и транспортных контейнеров для перевозки ОЯТ из Болгарии в ПО «Маяк».

Как наиболее подходящий для целей проекта был выбран транспортный контейнер SKODA VPVR/M (рис. 1), обладающий значительной массой, но и большой вместимостью. Контейнер имеет 36 ячеек для размещения ОТВС; максимальная масса загруженного в него ОЯТ составляет 450 кг. Масса порожнего контейнера VPVR/M с демпфирующими устройствами составляет 11950 кг. Конструкция контейнера допускает загрузку/выгрузку ОТВС как сверху, так и снизу. В качестве документа, подтверждающего надежность контейнера, был взят сертификат на конструкцию упаковки SKODA VPVR/M, выданный в Российской Федерации. Сертификат на транспортировку трех  контейнеров SKODA VPVR/M, которые были задействованы в болгарском проекте, был выдан в составе полного комплекта документации, необходимой для вывоза ОЯТ из Болгарии в РФ. Оба российских сертификата на контейнер признаются регулирующими органами Румынии, Украины и Болгарии – соответственно, разрешения на транзит выдавались на их основании.

Рис. 1. Погрузка контейнера SKODA VPVR/M

Были установлены требования к приемке ОЯТ и контейнера, в соответствии с которыми разработаны процедуры контроля ОТВС. Основным результатом контроля стало подтверждение герметичности всех ОТВС, находящихся на установке ИРТ-2000, и возможности их приемки в ПО «Маяк».

Модернизация оборудования

Третьим этапом стала подготовка оборудования, необходимого для погрузки ОЯТ в транспортные контейнеры. Были выполнены следующие основные работы.

Заменен кран реакторного зала, поскольку грузоподъемность старого крана – 10 т – была недостаточна для подъема контейнеров VPVR/M. Новый легкий однобалочный радиоуправляемый кран обладает грузоподъемностью до 12,5 т; скорости подъема и перемещения были также определены с учетом операций с контейнером SKODA VPVR/M. Одной из наиболее важных характеристик нового крана является наличие индикации массы и высоты. Кран спроектирован, изготовлен и смонтирован болгарской фирмой Besttechnika.

Поставлено новое оборудование для обращения с контейнером:

  • площадка для операций с VPVR/M, обеспечивающая его надежную фиксацию над поверхностью воды бассейна выдержки;
  • опорная конструкция рамы для обращения с контейнером, устанавливаемая сверху на биологическую защиту реактора, которая дает возможность распределять массу контейнера по бетонной конструкции биологической защиты;
  • стальные конструкции транспортного коридора, обеспечивающие   распределение массы транспортного средства с установленным на него  контейнером SKODA VPVR/M по перекрытию реакторного зала (под которым находится радиохимическая лаборатория с четырьмя горячими камерами).

Большинство оборудования спроектировано, изготовлено и смонтировано болгарской фирмой Anils; проект опорной платформы разработан SKODA JS a.s. 

Болгарской компанией Globulsun восстановлено асфальтовое покрытие на участке въезда транспорта в реакторный зал.

В бассейне выдержки установлены подводная видеокамера и освещение, что обеспечило обзор и запись процесса загрузки каждой ОТВС в контейнер SKODA VPVR/M; изготовитель видеокамеры – российская компания «Диаконт».

Разрешительная документация

Четвертый этап заключался в разработке и получении всей необходимой документации для обеспечения транспортировки контейнеров с ОЯТ по территориям Болгарии, Румынии, Украины и Российской Федерации – «Единого проекта». НПФ «Сосны» во время преды­дущих перевозок ОЯТ в рамках программы RRRFR получила опыт разработки нужной документации и координации работ по получению необходимых разрешений. Именно поэтому контракт на подготовку всех требуемых документов был подписан с этой фирмой.

В рамках разработки «Единого проекта» были определены требования к перевозке ОЯТ и выполнена оценка стоимости. Подготовлены документы по анализу безопасности и воздействия на окружающую среду. Выпущен проект внешнеэкономического договора, подготовлены и утверждены специальные экологические программы и антитеррористические меры, проведены общественные слушания. Подготовлены заявки и получены лицензии на контейнер и транспортировку.

Внешнеторговый контракт был заключен между экспортером ОЯТ (ИЯИЯЭ-БАН) и его импортером (ФГУП «Федеральный центр ядерной и радиационной безопасности»). В нем определены условия транспортировки, временного хранения, переработки ОЯТ и конечной утилизации отходов переработки. Контракт был ратифицирован Департаментом Евратома по снабжению (Euroatom Supply Agency), ответственным за импорт и экспорт ядерных материалов в Европейский Союз.

После российской лицензии на импорт от болгарского регулирующего  органа была получена лицензия на экспорт, затем, на основании этих двух документов – украинская транзитная лицензия. В качестве субподрядчика ИЯИЯЭ по прохождению процедур лицензирования на Украине выступило УГПП «Изотоп». Следующим шагом в процедуре лицензирования было получение транзитной лицензии в Румынии от регулирующего органа этой страны. Заключительный документ – транспортная лицензия болгарского регулирующего органа.

Загрузка и перевозка ОЯТ

Последний этап болгарского проекта RRRFR – непосредственно упаковка ОЯТ в контейнеры и перевозка загруженных VPVR/M. Были выполнены следующие основные операции (в хронологическом порядке).

30 апреля 2008 года три контейнера VPVR/M в трех контейнерах ISO и вспомогательное оборудование (в одном контейнере ISO) были доставлены на установку ИРТ-2000.

29 мая начался пятидневный курс обучения персонала ИЯИЯЭ-БАН обращению с контейнерами VPVR/M. Обучение проводилось специалистами ИЯИ (Ржеж, Чехия). После его окончания выполнена полномасштабная тренировка в условиях, максимально приближенных к реальным.

Рис. 2. Загрузка ОТВС в ТУК SKODA VPVR/M

9 июня начались загрузки ОТВС в контейнеры SKODA VPVR/M силами персонала ИЯИЯЭ (рис. 2). В течение восьми дней были осуществлены загрузка, осушка и контроль герметичности всех трех контейнеров под наблюдением представителей МАГАТЭ, Евратома и Агентства ядерного регулирования Болгарии. Осушка и контроль герметичности контейнеров выполнялись специалистами ИЯИ.

Вечером 4 июля три контейнера ISO с загруженными в них тремя контейнерами SKODA VPVR/M и один контейнер ISO со вспомогательным оборудованием были установлены на четыре транспортные платформы (один контейнер ISO на платформу). Утром 5 июля транспортная колонна выехала с установки ИРТ-2000 и через четыре часа пути прибыла в порт АЭС «Козлодуй» на реке Дунае. Сразу же после прибытия выполнена перегрузка контейнеров ISO на судно (баржу, рис. 3). Утром 6 июля судно в сопровождении охраны отчалило из порта, и вечером 9 июля конвой благополучно прибыл в дунайский порт Измаил (Украина). Вся транспортировка дорожным и речным транспортом была осуществлена силами АЭС «Козлодуй».

Рис. 3. Транспортировка контейнеров с ОЯТ речным транспортом

10 июля контейнеры ISO были перегружены на вагоны специального железнодорожного состава ПО «Маяк». 13 июля спецпоезд прибыл на украино-российскую границу, где официальные представители ИЯИЯЭ-БАН подписали документ о передаче права собственности на ОЯТ официальному представителю ПО «Маяк». Утром 17 июля ИЯИЯЭ-БАН был получен официальный факс с уведомлением об успешном прибытии спецпоезда на этот комбинат.

Из реализации болгарского проекта RRRFR извлечен ряд уроков. Возможно, наиболее важным из них является следующий: административное обеспечение, особенно связанное с соблюдением международного и национального законодательства, представляет собой намного более сложную проблему, чем непосредственное выполнение технических работ, связанных с упаковкой и транспортировкой ОЯТ.

Авторы

Т. Апостолов, И. Димитров (Институт ядерных исследований и ядерной энергии Болгарской академии наук),
И. Большинский, К. Аллен (Национальная лаборатория штата Айдахо, США)