Федеральный центр ядерной и радиационной безопасности (ФЦЯРБ) выполнил все обязательства по контрактам на возврат ОЯТ зарубежных исследовательских реакторов советской конструкции. «СР» подводит итог 10-летней работы ФЦЯРБ в этом направлении и рассказывает о наиболее интересных и даже драматичных проектах.
Почему пришлось возвращать
Топливные сборки исследовательских реакторов содержат уран-235 в такой концентрации, которая даже после облучения остается достаточно высокой и фактически со ответствует степени обогащения оружейного ядерного материала.
Активные зоны исследовательских реакторов очень компактны, длина активной части тепловыделяющей сборки не превышает 1 м. Это значит, что ТВС просты в обращении. Зачастую топливная композиция представляет собой алюминиевый сплав, в котором диспергирована двуокись высокообогащенного урана. Учитывая существенную разницу температуры плавления алюминия и урана, извлечение высоко обогащенного урана из топлива не представляет проблемы. Именно это делает как свежее, так и отработанное топливо исследовательских реакторов потенциально опасным — прежде всего, из-за риска его использования для создания ядерного взрывного устройства.
Решения о строительстве исследовательских реакторов в середине XX века во многом принимались по политическим мотивам, под лозунгом помощи развивающимся странам. В итоге большое количество исследовательских реакторов было построено в странах, которые в конце ХХ — начале ХХI века потеряли внутриполитическую и экономическую стабильность (Ирак, Ливия и др.).
В начале 1970х годов правительство СССР приняло решение о начале работ по переводу зарубежных исследовательских реакторов, построенных советскими специалистами, на низкообогащенное топливо. Однако с распадом Советского Союза эта работа была прекращена.
Как все начиналось
В начале 1990х годов на карте мира появились новые независимые государства. МАГАТЭ высказало озабоченность судьбой высоко обогащенного отработанного ядерного топлива, а также свежего ядерного топлива, находящегося у владельцев исследовательских ядерных реакторов в этих странах. Проведенные МАГАТЭ технические миссии с участием российских специалистов показали, что на площадках исследовательских реакторов находятся значительные объемы ВОУ в виде свежих и отработанных тепловыделяющих сборок.
При этом ввиду ограниченных бюджетов владельцев исследовательских реакторов перевезти свежие и облученные сборки в страну их происхождения — Российскую Федерацию (как правопреемника СССР), без привлечения средств спонсоров было невозможно. Соединенные Штаты выразили готовность оказать этим странам финансовую помощь при условии постепенного перехода операторов исследовательских реакторов на работу с ядерным топливом с обогащением ниже 20% по урану-235.
В 1999 году в ходе переговоров между США, Россией и МАГАТЭ были определены 20 исследовательских реакторов в 17 странах, имеющих топливо российского производства. Это Белоруссия, Болгария, Венгрия, Вьетнам, Германия, Египет, Казахстан, Китай, Латвия, Ливия, Польша, Румыния, Северная Корея, Сербия, Узбекистан, Украина и Чехия. Впоследствии по ряду причин Египет, Китай и Северная Корея участие в международных проектах вывоза топлива не принимали.
28 мая 2004 года в Москве США и Россия подписали Соглашение о сотрудничестве по ввозу в Российскую Федерацию ядерного топлива исследовательских реакторов, произведенного в СССР и РФ. Таким образом начала действовать программа RRRFR (Russian Research Reactor Fuel Return). По условиям соглашения США финансировали эту программу в полном объеме. Средства Соединенных Штатов были направлены на обоснование ввоза ядерного топлива в Россию, транспортировку, временное технологическое хранение, переработку, обращение с продуктами переработки, изготовление специализированного оборудования, реализацию специальных экологических программ. Российская Федерация, в свою очередь, отвечала за техническую сторону.
Были заключены двусторонние межправительственные соглашения между Россией и государствами-участниками RRRFR, создана правовая основа ввоза ядерного топлива.
Выполнение всех работ в рамках программы, в том числе заключение внешнеэкономических сделок по ОТВС зарубежных исследовательских реакторов, было возложено на «Техснабэкспорт».
ИТОГИ 10 ЛЕТ РАБОТЫ ФЦЯРБ ПО ПРОГРАММЕ RRRFR
Российская Федерация подтвердила свой статус гаранта в области нераспространения ядерных материалов.
За счет валютных средств от внешнеторговых сделок с ОТВС реализованы отдельные мероприятия Специальной экологической программы реабилитации радиационно загрязненных участков территории Челябинской области.
Создана нормативная база и технология воздушной перевозки ОЯТ.
Созданы технологии переработки новых видов ОЯТ.
Получен опыт работы в наднациональных командах.
Пилотный проект
В качестве пробного проекта для «Техснабэкспорта» российская и американская стороны выбрали вывоз высокообогащенного ОЯТ исследовательского реактора Института ядерной физики Академии наук Республики Узбекистан. Причина была понятной: институт находился всего в 137 км от границы с Афганистаном, где шла гражданская война.
Был разработан документ, обосновывающий ввоз в Россию отработанного ядерного топлива с учетом правовых, экономических, экологических, технических требований российского законодательства, — Единый проект ввоза ОТВС.
Отработанное ядерное топливо перевозили с января по май 2006 года четырьмя рейсами по железной дороге транзитом через территорию Республики Казахстан.
Анализ схемы вывоза ОЯТ по железной дороге показал, что желательно использовать другие способы транспортировки, позволяющие ускорить процесс вывоза и исключить транзит через третьи страны.
Погрузка контейнера с жидким ОЯТ реактора ИИН-3М в Ташкенте (Узбекистан)В дело вступает ФЦЯРБ
Постановлением правительства России от 23 августа 2007 года ведение технической части программы RRRFR было передано ФГУП «Федеральный центр ядерной и радиационной безопасности» (сейчас — АО «ФЦЯРБ»).
Решение было принято в рамках проходившей в то время реформы атомной отрасли, которая предполагала диверсификацию функций предприятий с учетом новых рыночных условий. ФЦЯРБ наделили статусом специализированной компании в области бэкенда для зарубежных заказчиков услуг.
Специалисты ФЦЯРБ взялись за вывоз ОЯТ и успешно выполнили поставленные перед ними задачи. Однако проекты не во всех странах проходили штатно. За 10 лет работы компании в рамках RRRFR ей приходилось решать не совсем обычные задачи, один раз даже в условиях приближающейся войны.
Облученное топливо по воздуху
Опыт пилотного проекта показал, с какими сложностями могут столкнуться участники программы RRRFR при транспортировке ОЯТ по суше. При вывозе ОЯТ из Чехии по железной дороге транзитом через территорию Словакии и Украины теперь уже специалисты ФЦЯРБ познали все невзгоды наземной перевозки через третьи страны.
Чтобы избежать проволочек и трудностей, в 2009 году ОЯТ исследовательского реактора ВВР-С Национального научно-исследовательского института физики и ядерной инженерии Horia Hulubei из Румынии решили вывозить самолетом.
В результате совместных усилий специалистов ФЦЯРБ, НПФ «Сосны», РФЯЦ-ВНИИЭФ и «Маяка» были разработаны специальные транспортные упаковочные комплекты, была проделана колоссальная работа по обоснованию безопасности предстоящей авиаперевозки. 29 июня 2009 года контейнеры с ОЯТ были загружены в самый большой в мире серийный грузовой самолет АН-124-100, принадлежавший авиакомпании «Волга-Днепр». Маршрут полета построили в обход крупных населенных пунктов и опасных производственных объектов, во избежание пересечения воздушного пространства третьих стран — над Черным морем. После промежуточной посадки в Ульяновске самолет приземлился в аэропорту «Кольцово», оттуда груз автомобильным транспортом был доставлен на «Маяк».
Проект вывоза ОЯТ реактора ВВР-С из Румынии показал, что перевозка ОЯТ воздушным транспортом безопасна. Этот опыт был использован впоследствии.
Успеть до войны
Над организацией вывоза ОЯТ из ливийского города Тажуры работали специалисты из Ливии, России и США. Приступив к выполнению поставленной задачи в 2008 году, они столкнулись с рядом проблем. На площадке реактора не было оборудования для подготовки к вывозу отработанных топливных сборок — оно просто не входило в проект строящегося объекта, как и на многих других исследовательских установках за рубежом. Возникли и другие сложности — нормативные, организационные и технические: отсутствие разрешительных документов на перевозку, дипломатических договоренностей, плотный график использования пригодных для перевозки контейнеров. Много времени ушло на оформление документов американской и ливийской сторонами, согласование ведомствами межправительственных соглашений (ливийско-российского и ливийско-американского).
К осени 2009 года технические проблемы удалось решить, разрешительные документы на ввоз ОТВС в Россию были получены. В середине ноября в Тажуру доставили контейнеры для ОТВС — ТУК-19. В течение одной рабочей недели все 26 предназначенных к перевозке ОТВС были загружены, контейнеры подготовлены к отправке. Самолет АН-124-100 компании «Волга-Днепр» прибыл за грузом, но правительство Ливии не дало разрешения на вывоз. Самолет вернулся порожним, а контейнеры, которые были необходимы для перевозок ОТВС по России, остались в Ливии.
Правительство Ливии дало разрешение на вывоз ОЯТ только в конце декабря 2009 года. Контейнеры с ОТВС были погружены в самолет и доставлены на «Маяк» для переработки.
Вывоз ОЯТ из Института ядерных исследований в Ржеже (Чехия)Когда топливо жидкое
Реактор ИИН-3М был пущен в Узбекской СССР в 1975 году. Он эксплуатировался в радиационно-технологическом комплексе в Ташкенте. Эта ядерная установка принадлежит к редкому типу реакторов, в котором топливо и замедлитель были смешаны в форме гомогенной жидкости. Для повышения ядерной и радиационной безопасности населения Ташкента и снижения угрозы распространения ядерных материалов правительство Узбекистана приняло решение о выводе объектов РТК из эксплуатации. 1 июня 2013 года реактор был остановлен.
Согласно рекомендациям МАГАТЭ, работы по выводу из эксплуатации ядерных объектов должны начинаться только после вывоза с площадки ядерного топлива и других источников излучения.
Перед ФЦЯРБ встала необычная задача: нужно было впервые организовать ввоз в Россию жидкого облученного ядерного топлива. Проект потребовал заключения нового межправительственного соглашения между Узбекистаном и Россией, в котором был определен нормативно-правовой порядок единовременного ввоза жидкого ОЯТ реактора ИИН-3М. Документ был подписан в Москве в апреле 2014 года.
Специалисты переосмыслили все известные подходы к подготовке топлива к транспортировке и его перевозке. В сентябре 2015 года на площадке реактора ИИН-3М пеналы с жидким ОЯТ были загружены в транспортный контейнер. Первую партию облученного жидкого топлива на самолете перевезли для переработки на радиохимическом заводе «Маяка».
Уникальные технологии, созданные при подготовке к вывозу и переработке жидкого ОЯТ из Узбекистана, могут быть использованы для обращения с ОЯТ российских растворных реакторов. Кроме того, разработанные технологии можно распространить и на перевозку для переработки на «Маяк» других высокоактивных ураносодержащих жидкостей.
Владимир Кучинов, Советник генерального директора «Росатома», куратор программы RRRFR:
Основной сложностью при выполнении программы было то обстоятельство, что все проекты были уникальными. Потребовалось провести большую предварительную работу по разработке организационной, технической, конструкторской, эксплуатационной документации, изготовить специализированное оборудование, обучить персонал, получить разрешительные документы, решить все организационные и технические вопросы, связанные с транспортировкой и приемом ОЯТ. Важно отметить конструктивное взаимодействие госкорпорации «Росатом», ФЦЯРБ, «Маяка», НПФ «Сосны» и других организаций, позволившее выполнить все точно в намеченные сроки и с соблюдением высочайших стандартов безопасности.
Андрей Голиней, Генеральный директор АО ФЦЯРБ:
Программа RRRFR близка к завершению, остался один проект по вывозу из Казахстана. Предварительный срок вывоза — 2020 год. Программа RRRFR международная. С российской стороны были привлечены такие предприятия, как НПФ «Сосны», «Техснабэкспорт», «Маяк», НИИАР, авиакомпания «Волга-Днепр», РФЯЦ-ВНИИЭФ, ФЭИ и др. Специалисты ФЦЯРБ подготовили и получили положительные заключения государственной экологической экспертизы на 23 проекта ввоза ОЯТ из 13 стран. Все облученное топливо исследовательских реакторов отправлено на переработку на «Маяк». Хотелось бы верить, что полученные опыт и знания будут в полном объеме использованы для обращения с ОЯТ российских реакторов.