Горно-химический комбинат (ГХК), расположенный близ сибирского города Красноярска в России, можно назвать «службой одного окна» для обращения с отработавшим топливом. На комбинате производятся манипуляции с отработавшим топливом на разных этапах, и все это делается в одном месте. Во многих странах различные виды деятельности, связанные с топливом, которое больше не является полезным, но все еще очень радиоактивно, осуществляются на разных объектах, которые порой находятся на расстоянии в сотни километров друг от друга. Российская национальная стратегия по обращению с отработавшим топливом, основанная на комплексном подходе, призвана повысить эффективность, сократить расходы и оптимизировать ядерную и физическую безопасность.
«Ядерная энергетика России продолжает развиваться и увеличивать свой вклад в общий энергобаланс страны. Поэтому нам необходимо удостовериться в том, что обращение с отработавшим ядерным топливом осуществляется надежным, устойчивым, безопасным и бесперебойным образом, — сообщила одна из разработчиков комплексного подхода Анжелика Хаперская, старший менеджер проектного офиса «Формирование системы обращения с отработавшим ядерным топливом» Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом». — Интегрированный комбинат позволит нам снизить потребность в транспортировке ядерных материалов и отходов и сосредоточиться на мерах по обеспечению ядерной и физической безопасности в одном месте, что также является более выгодным с экономической точки зрения».
Предусмотренное этим комплексным подходом перепрофилирование ГХК, расположенного в 4000 км к востоку от Москвы, в центральной части Сибири, началось в 2017 году. Имеющиеся сотрудники и объекты на комбинате позволили обеспечить необходимую инфраструктуру для начала интеграции.
Раньше в России отработавшее топливо в основном хранилось и частично перерабатывалось на заводе РТ-1 Производственного объединения «Маяк» близ Екатеринбурга, примерно в 1600 км к востоку от Москвы, в западной части Сибири.
В отличие от завода РТ-1, который в основном занимается переработкой и имеет небольшую экспериментальную установку по изготовлению топлива, на ГХК уже имеются мокрые и сухие хранилища отработавшего топлива, а также установки для переработки и изготовления нового топлива для легководных и быстрых реакторов, и в конечном итоге на комбинате появится подземная исследовательская лаборатория для утилизации высокоактивных отходов. Ожидается, что комбинат будет полностью интегрирован и введен в эксплуатацию к 2035 году.
Упрощение процесса
На каждом этапе процесса утилизации необходимо принимать меры по обеспечению физической и ядерной безопасности в целях защиты людей и окружающей среды и сведения к минимуму риска вторжений, хищений или неправомерного использования ядерного материала.
Так, отработавшее топливо обычно перевозится несколько раз: вначале с места его использования, например с атомной электростанции, а затем между объектами на различных площадках для хранения, переработки, изготовления или захоронения. При перемещении ядерного материала требуется принимать дополнительные меры по обеспечению физической и ядерной безопасности.
«Следуя комплексной стратегии, мы предпринимаем шаги по устранению рисков в области физической и ядерной безопасности, с тем чтобы защитить людей и окружающую среду. Одним из таких шагов является объединение нескольких процессов утилизации, а именно мокрого и сухого хранения, переработки и изготовления нового топлива, в рамках одного объекта — ГХК, — с тем чтобы свести к минимуму необходимость транспортировки ядерных материалов», — отметил Петр Гаврилов, генеральный директор ГХК, входящего в «Росатом».
При разработке нового подхода было крайне важно найти эффективные способы сокращения числа необходимых процессов. Эксперты ГХК, ведущих отраслевых учреждений и Российской академии наук совместно занимались отбором, тестированием и, в некоторых случаях, разработкой новых технологий, оборудования и методов, которые соответствуют нормам безопасности МАГАТЭ и руководящим материалам по физической ядерной безопасности и позволяют решать сложные научно-технические задачи.
Например, ГХК будет заниматься переработкой нового вида уран-плутониевого топлива под названием РЕМИКС. Это топливо было разработано в рамках комплексного подхода, направленного на сведение к минимуму сроков хранения отработавшего топлива и сокращение количества радиоактивных отходов, подлежащих захоронению. В отличие от других видов ядерного топлива для легководных реакторов РЕМИКС можно использовать на современных атомных электростанциях до семи раз, т. е. такого ядерного топлива может хватить на весь срок службы легководного реактора на АЭС.
«Мы создаем не имеющие аналогов инновационные технологии переработки, повторного использования и разделения, а также инфраструктуру, связанную с ядерным топливным циклом. В целом мы стараемся уменьшить воздействие утилизации отработавшего топлива и содействовать устойчивому развитию в будущем, многократно перерабатывая уран и плутоний для тепловых и быстрых реакторов и снижая радиотоксичность радиоактивных отходов», — сообщила г-жа Хаперская.
Национальные стратегии
В 2018 году доля атомной энергетики в общем объеме производства электроэнергии в России составила 18,4%. Ежегодно на своих атомных электростанциях, исследовательских реакторах и подводных лодках страна производит около 700 тонн отработавшего ядерного топлива. С учетом планов страны по развитию атомной отрасли, включая крупномасштабное внедрение быстрых реакторов, ожидается, что интегрированная система ГХК поможет свести к минимуму негативные последствия такого развития.
«Безопасное обращение с отработавшим ядерным топливом является одним из стратегических направлений развития атомной энергетики в России. Для нужд атомной энергетики необходимо обеспечить безопасное и экономичное хранение как старого, так и вновь произведенного отработавшего ядерного топлива, — отметил г-н Гаврилов. — Интегрированный комбинат позволит повысить эффективность и конкурентоспособность российской атомной отрасли и сделать атомную энергетику еще более безопасной и экологичной».
Применяемый в России комплексный подход является лишь одним из примеров того, как страна может обращаться со своим отработавшим ядерным топливом. Все страны, осуществляющие ядерно-энергетические программы, имеют национальную политику и стратегии обращения с отработавшим топливом.
Национальная стратегия разрабатывается с учетом масштабов и потребностей национальной ядерной программы, которая должна вписываться в общий энергетический план страны. Хотя все стратегии отличаются друг от друга, большинство из них затрагивают технические, политические, социально-экономические аспекты и аспекты физической и ядерной безопасности на различных этапах обращения с отработавшим топливом, обеспечивая соблюдение норм безопасности МАГАТЭ и руководящих материалов по физической ядерной безопасности.
Хотя ответственность за безопасное и надежное обращение со своим отработавшим ядерным топливом несут сами страны, МАГАТЭ предоставляет технические рекомендации и помогает странам обмениваться информацией в целях разработки тщательно продуманных стратегий. Также оно делится экспертными знаниями и оказывает поддержку в подготовке кадров для осуществления этих стратегий. Кроме того, поскольку отработавшее ядерное топливо является одной из форм ядерного материала, гарантии МАГАТЭ играют одну из ключевых ролей в обеспечении того, чтобы отработавшее топливо не использовалось не по назначению и не переключалось с использования в мирных целях.