С 24 по 29 мая 2009 года в Санкт-Петербурге состоялся 33-й Международный Симпозиум “Научные основы обращения с ядерными отходами”. Подобные симпозиумы проводятся под эгидой Международного общества материаловедов (MRS) ежегодно в США и один раз в два года за пределами США. Регулярное проведение такого симпозиума в рамках конференции материаловедческого общества обусловлено бурным развитием ядерных технологий, их активным использованием в мирных целях, а также чрезвычайной важностью решения проблемы безопасного обращения с радиоактивными отходами, как для развития ядерной энергетики, так и для будущего всего человечества. Конференции MRS широко известны в мире и считаются наиболее авторитетными в области материаловедения, включая и материалы для включения и изоляции РАО. Труды конференции публикуются в виде периодического издания MRS, которое поступает во все основные научные библиотеки мира.
Проведение 33-го симпозиума в Санкт-Петербурге стало ответом Радиевого института им. В.Г. Хлопина и Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе на обращение постоянного Председателя международного организационного комитета симпозиума д-ра Ларша Верма (Швеция), который на предыдущем Симпозиуме, состоявшемся в 2007 году в Шеффилде (Великобритания) попросил от имени всего Оргкомитета организовать и провести 33-й Симпозиум в Санкт-Петербурге.
В Симпозиуме приняли участие 135 специалистов из 24 стран: РФ, США, Японии, Великобритании, Франции, Бельгии, Германии, Индии, Италии, Испании, КНР, Швеции, Швейцарии, Финляндии, Южной Кореи, Ирана, Израиля и др. В соответствии с установившейся традицией рабочим языком Симпозиума был английский.
Открытие симпозиума. Приветственное выступление генерального директора
Радиевого института им. В. Г. Хлопина Масленникова И. А.
За столом президиума: В. Н. Романовский, Е. Г. Кудрявцев, А. С. Алой и Б. Е. Бураков.
На открытии симпозиума выступили Почетный председатель 33-го симпозиума – первый заместитель генерального директора по научной части Радиевого института им. В. Г. Хлопина В.Н. Романовский и организаторы Симпозиума А.С. Алой и Б.Е. Бураков (Радиевый институт им. В.Г. Хлопина). С приветственным словом от имени корпорации “Росатом” выступил Директор департамента обращения с ОЯТ и РАО и вывода из эксплуатации ядерных и радиационных объектов Е.Г. Кудрявцев. Открыл напутственным словом работу Симпозиума генеральный директор Радиевого института им. В. Г. Хлопина И.А. Масленников.
Программа симпозиума предусматривала проведение 12 пленарных заседаний по семи тематическим секциям:
- Транснациональные программы (4 доклада),
- Усовершенствованные материалы (8 докладов),
- Геологическое захоронение (7 докладов),
- Растворимость, сорбция и миграция радионуклидов (4 доклада),
- Остеклованные формы отходов (10 докладов),
- Керамические формы отходов (5 докладов),
- Высокоактивные отходы и отработавшее ядерное топливо (5 докладов).
- Стендовые доклады были посвящены этим же темам, а также были подготовлены доклады по двум новым направлениям: «Моделирование» и «Низкоактивные отходы».
На пленарном заседании
Работой секций руководили ведущие специалисты и ученые из разных стран. Председателем пленарного заседания на секции «Транснациональные программы» был Massino Zucchetti из Политехнического института Турина (Италия); председателями на пленарных заседаниях секции «Усовершенствованные материалы» - С.В. Кривовичев из Санкт-Петербургского Государственного университета и Thorsten Geisler, представляющий два университета в Мюнстере и в Гамбурге; секцией «Геологическое захоронение» руководили Ingo Blechschmidt и Andrew Martin, представляющие Национальный кооператив Швейцарии по захоронению РАО; председателем заседания на секции «Растворимость, сорбция и миграция радионуклидов» был японский специалист T. Banba из Центра по ядерной безопасности Японского Агентства по атомной энергии; секцию «Остеклованные формы отходов» вели представитель российской науки А.С. Алой из Радиевого института им. В. Г. Хлопина и Mikhail Ojovan из Королевского Университета в Шеффилде (Великобритания); секцию «Керамические формы отходов» возглавлял Б.Е. Бураков из Радиевого института им. В. Г. Хлопина; работой секции «Высокоактивные отходы и отработавшее ядерное топливо» руководил представитель китайской науки Zhu Guoping.
Важной составляющей симпозиума стала возможность контактов и прямых дискуссий между участниками разных стран. В качестве неординарного примера можно привести вполне дружелюбные контакты и обсуждения докладов представителями из США, Ирана и Израиля. Недостатком симпозиума можно считать очень высокий регистрационный взнос и отсутствие в виду глобального кризиса сколько-нибудь существенной спонсорской поддержки. Поэтому многие заявленные в сборнике тезисов доклады не были представлены на секциях, и присутствие специалистов из РФ и других стран СНГ было ограниченным.
Тем не менее, от российских научных организаций было сделано более 10 докладов как в индивидуальном порядке, так и в соавторстве со специалистами США, Германии и Испании. Обращает на себя внимание значительное количество докладов, представляющих результаты изучения свойств и поведения глины, в том числе работы, в которых описаны миграционное поведение радионуклидов в ионной и коллоидной формах.
Большой интерес вызвали доклады, представленные швейцарскими специалистами A. J. Martin и J. Blechschmid, где были проанализированы результаты 25-летней работы подземной лаборатории (Grinsel Test Site). В настоящее время на этой уникальной площадке 25 международных организаций принимают участие в нескольких международных проектах, в том числе:
- образование коллоидов и миграция (проект CFM – Colloid Formation and Migration) через бентонитовый буфер;
- долговременная диффузия (проект LTD – Long-Term Diffusion); проект нацелен на in-situ подтверждение концепции диффузии радионуклидов;
- оценка систем полномасштабных инженерных барьеров в условиях имитации тепловыделения и долговременного естественного насыщения;
- испытание и оценка стандартной техники мониторинга;
- изучение долговременного поведения и свойств цементов.
M. Ojovan и Z. Drace посвятили свой доклад обобщению результатов изучения роли и поведения цементирующих материалов, проводимого в рамках исследовательской программы МАГАТЭ. В этой программе принимают участие 26 исследовательских организаций из 22 стран – членов МАГАТЭ. Анализ и обобщение представленных результатов работ авторами был проведен по четырем направлениям: цементные системы, новые материалы и технологии, испытания систем кондиционирования РАО, моделирование долговременного поведения, процессов взаимодействия элементов хранилищ и могильников, эволюции физико-химических свойств.
На сессии «Усовершенствованные материалы» привлекли внимание доклады иранских специалистов о новых катионообменниках, синтезированных из органических и неорганических материалов. Французские специалисты рассмотрели и сравнили методы синтеза карбида урана и изготовления из него таблеток топлива для энергетических ядерных реакторов четвертого поколения.
Заведующий кафедрой кристаллографии Санкт-Петербургского Государственного университета, лауреат Государственной премии для молодых ученых С.В. Кривовичев в своем докладе обсудил синтез, структуру и стойкость нескольких микропористых соединений актиноидов (в актинильной форме) и их возможное использование, что явилось новым направлением в тематике Симпозиума
C. Ewing (Мичиганский университет) посвятил свой доклад радиационным свойствам синтезированного коффинита – USiO4.
Очень интересное предложение неорганических матриц для иммобилизации 99Тс и способ их получения высказано в докладе Б.Е. Буракова с соавторами.
В рамках решения проблемы окончательной изоляции из биосферы Cs и Sr А.И. Орлова и О.В. Шмидт с соавторами изучали научные основы образования минералоподобных силикатов, содержащих эти элементы. Были найдены условия получения таких силикатов и подтверждена возможность получения устойчивых форм этих элементов, пригодных для окончательной изоляции.
Ю. Похитонов (Радиевый институт им. В.Г. Хлопина) и D. Kelley (Pacific Nuclear Solutions, США) начали интенсивные исследования и экспериментальную программу для определения возможностей относительно новой полимерной технологии, предназначенной для обработки отходов разного, в том числе и сложного составов.
Обсуждение стендовых докладов
На секции «Геологическое захоронение» был представлен заказной доклад бельгийских специалистов, посвященный оценке влияния усовершенствованных ядерных топливных циклов на количество образующихся отходов и объем работ по их окончательной изоляции.
J.G. McKinkey (Швейцария) доложил о результатах исследований концепций усовершенствованных могильников для высокотоксичных отходов и оценке альтернативных конструкционных материалов при их сооружении.
Японские специалисты посвятили два доклада концепциям, преимуществам и НИОКР, касающихся мониторинга геологических могильников с помощью беспроводной передачи, основанной на использовании электромагнитных волн очень низкой частоты (менее 1 кГц). Рассмотрены эффективные методы приема и доказана техническая возможность радиомониторинга могильников.
13 стендовых докладов были посвящены различным аспектам моделирования. Интерес участников симпозиума вызвали доклады:
- “Моделирование процессов окисления радиоактивного графита в расплавленных солях” (РФ),
- “Моделирование процесса растворения отработавшего топлива в случае его контакта с подземными водами при условии повреждения контейнера в могильнике” (Франция),
- “Моделирование транспорта радионуклидов и переноса тепла из гипотетического геологического могильника (в случае его сооружения в кристаллической породе на юго-востоке Литвы), в котором будут размещены контейнеры с ОЯТ и/или долгоживущими отходами” (Литва),
- “Моделирование и экспериментальная проверка термодинамических свойств оксида и гидрида одновалентной меди, что является практически важным для понимания коррозии медных контейнеров” (Швеция),
- “Моделирование влияния миграции кремния через буферный материал могильника на химическую стойкость остеклованных отходов” (Япония),
- “Моделирование и экспериментальная оценка процесса заполнения пространства между стенками могильника и контейнерами специальной смесью, состоящей из воды, цемента, песка и мелкого гравия, при условии, что могильник размещают в глиняной формации, он имеет форму туннеля, укрепленного внутри бетонными трубами” (Нидерланды),
- “Моделирование реакции геохимического взаимодействия и диффузии глины с цементно-бетонными материалами” (Великобритания, Испания).
На секции “Остеклованные формы отходов” американские специалисты из Саванна-Ривера рассказали о результатах остекловывания высокоактивных отходов, при этом было получено 4600 т боросиликатного стеклопродукта. Специалисты из Хэнфорда свой доклад посвятили планам по остекловыванию низко- и высокоактивных отходов.
Французские специалисты представили результаты 30-летнего использования двухстадийного процесса остекловывания ВАО и рассказали о решении фирмы AREVA в будущем внедрить технологию остекловывания в холодном тигле с индукционным нагревом с целью повышения операционной гибкости, готовности и сокращения вторичных отходов.
В других докладах на этой секции рассматривали предложения об изменении составов стекол, о проблемах, возникающих при остекловывании и свойствах стеклопродукта.
В очень интересном докладе T. Geisler показал и обсудил результаты экспериментальных исследований механизма, термодинамики и кинетики водной коррозии различных потенциальных матриц (боросиликатное стекло, пирохлор, цирконалит, циркон), предлагаемых для иммобилизации РАО, в том числе в докладе были рассмотрены процессы трансформации фаз в этих матричных материалах при их контакте с растворами.
На секции «Керамические формы отходов» основное внимание докладчиков было сконцентрировано на составах и свойствах керамических материалов и формах, для отверждения плутоний- и актинидосодержащих отходов.
Обзор французских исследований по эволюции свойств отработавших твэлов после их выгрузки из реактора с последующим долговременным сухим хранением дали специалисты КАЭ из Кадараша, Сакле и Маркуля. Начиная с 1999 г. программа PRECCI продолжается и в настоящее время она сфокусирована на трех главных разделах: изучение ползучести материала оболочек при транспортировании ОЯТ, а также влияния термомеханической истории транспортирования на механические свойства сборок после их изъятия из бассейнов хранения; изменении дефектного топлива в процессе его хранения в бассейне, с упором на рассмотрение расширения исходного дефекта оболочки; изучение долговременного поведения запечатанных контейнеров.
В кратком обзоре невозможно уделить внимание содержанию всех докладов, представленных на симпозиум. Обобщая результаты изучения материалов симпозиума, можно констатировать, что в докладах нашли отражение все актуальные вопросы обращения с радиоактивными отходами.
Учитывая, что Симпозиум проходил в период «белых» ночей, его работа сопровождалась большой экскурсионной программой, включая ночной автобусный тур по Санкт-Петербургу и посещение фонтанного комплекса в Петергофе.
Все зарубежные участники отметили высокий уровень, как технической части встречи, так и ее культурное наполнение в красивейшем городе России.
В гостинице “Морской вокзал”
Перед завершением работы состоялось заседание подготовительного комитета, на котором принято решение о проведении следующего аналогичного Симпозиума в г. Буэнос-Айрес, под эгидой Национального комиссариата по Атомной энергии Аргентины в период 2-7 октября 2011 года.