6 ноября 2019

В США опубликованы результаты аудита программы по утилизации плутония

AtomInfo.ru Формы хранения плутония в США AtomInfo.ru

Главная бухгалтерская служба США (GAO, аналог Счётной палаты) опубликовала результаты аудита программы по конверсии в оксидную форму избыточного оружейного плутония. Номер отчёта - GAO-20-166.

За запасы оружейного плутония, признанного избыточным для военных нужд, отвечают три подразделения министерства энергетики США.

Самыми больщими запасами (33,3 тонны) распоряжается национальное управление по ядерной безопасности (NNSA). В зону ответственности управления экологического менеджмента (EM) входят 19,9 тонн, а управления атомной энергетики (NE) - 4,0 тонны.

Таким образом, всего, по состоянию на май 2019 года, министерство энергетики США контролирует 57,2 тонн избыточного плутония оружейного качества.

Форма, в которой хранится плутоний, зависит от подразделения. Так, весь плутоний, подотчётный NNSA, находится в форме сердечников (питов). Плутоний экологического подразделения - это металл, оксид и ОЯТ, а плутоний энергетического подразделения - это реакторное топливо.

Начиная с 1997 года, стратегия DoE по утилизации избыточного плутония несколько раз изменялась. Она включала в себя такие направления, как иммобилизация, витрификация, облучение в виде MOX-топлива и разбавление с захоронением (dilute and dispose).

Все направления, кроме последнего, в настоящее время закрыты. Текущая стратегия подразумевает разбавление плутония и последующее захоронение на комплексе WIPP.

Важной составной частью стратегии разбавления с захоронением является конверсия плутония в оксидную форму. Такие же действия требовались и для отринутой стратегии утилизации в виде MOX-топлива. Оксид - наиболее подходящая для длительного хранения форма плутония, благодаря её химической устойчивости. Кроме того, именно оксид лучше всего подходит для разбавления.

В начале 00-ых годов NNSA предлагало построить на объекте "Саванна-Ривер" специализированный комплекс под названием "Pit Disassembly and Conversion Facility". Там производилась бы разборка плутониевых питов и конверсия плутония в оксид.

Проект оказался чрезмерно дорогим и был прекращён в январе 2012 года после того, как NNSA потратило на его нужды 730,1 миллионов долларов.

В августе 2012 года министерство представило в конгресс США новый план, согласно которому конверсией плутония занялись бы различные ядерные объекты страны. Так, предполагалось, что на заводе PF-4 в Лос-Аламосе к 2018 году будет конвертировано не менее 2 тонн плутония, а в Саванна-Ривер к 2017 году в форму оксида переведут 3,7 тонны плутония.

В дальнейшем от услуг Саванна-Ривер пришлось отказаться по соображениям экономики. На этом объекте на заводе "H Canyon" за 2,5 года было преобразовано в оксид всего 35 кг плутония.

Основной упор в работах по конверсии в оксид теперь делается только на завод PF-4 нацлаборатории Лос-Аламоса.

Завод PF-4 работает с 1978 года и имеет опыт участия в различных проектах, связанных с плутонием - например, изготовление питов для оружейного комплекса и энергоисточников для гражданских космических полётов. На заводе есть возможности для временного хранения плутония, хотя свободного места для этого не так много.

В 1998 году на заводе PF-4 стартовали работы по демонстрационному проекту ARIES. Исследуемая технология позволяет разбирать питы и переводить плутоний в форму оксида с высоким уровнем автоматизации и малым количеством химических отходов. До появления ARIES извлечение плутония из разделанных питов осуществлялось водными методами, что приводило к образованию значительных объёмов твёрдых и жидких отходов.

В 2008 году проект ARIES сменил статус с демонстрационного на опытно-промышленный. С тех пор и по сегодняшний день в рамках проекта было извлечено из питов и переведено в форму оксида до 1 тонны плутония.

Максимальная достигнутая производительность составила 242 кг плутония в год (достигнута в 2011 году). Максимальная проектная производительность (без учёта возможного расширения завода) оценивается как 300-400 кг в год.

Несмотря на названные данные по производительности, масштабы работ по конверсии плутония в проекте ARIES остаются малыми по двум причинам.

Во-первых, NNSA всё ещё не определилось окончательно с выбором технологии и места конверсии. Во-вторых, завод закрывался с июня 2013 года по сентябрь 2016 года для устранения выявленных недостатков, касавшихся как эксплуатации, так и безопасности.

Аудиторы приводят количественные данные о том, сколько плутония ещё предстоит перевести в форму оксида.

Из упомянутых 57,2 тонн сейчас в форме оксида хранится 6,4 тонны. Ещё 7,0 тонн признано нецелесообразным переводить в оксид. Таким образом, у министерства остаётся 43,8 тонны плутония, которые нужно перевести в оксид. Аудиторы уточняют, что, по состоянию на май 2019 года, DoE запланировало к переводу в оксид 32,7 тонны плутония, а по оставшемуся материалу решения пока не принято.