27 апреля 2011

Обращение с РАО на российских АЭС: проблемы и пути решения

Atomic-Energy.ru
Установка сжигания Калининской АЭС (пульт управления)

Основным направлением повышения безопасности обращения с радиоактивными отходами является их перевод в безопасную физико-химическую форму и хранение в кондиционированном виде с возможностью извлечения и размещения в местах окончательной изоляции.

Существующие в нашей стране проблемы обращения с РАО можно условно разделить на две группы. К проблемам атомных станций относятся:

  • отсутствие на АЭС комплексов по переработке РАО и низкая степень унификации существующего оборудования;
  • большие объемы РАО, накопленных в предыдущие периоды и поступающих в процессе эксплуатации;
  • большое количество труднорастворимых солевых осадков в емкостях хранения жидких отходов;
  • несовершенство законодательной базы в области обращения с РАО, в частности, по финансированию;
  • отсутствие механизма окончательного удаления РАО с площадок АЭС.

С другой стороны, на отраслевом (федеральном) уровне необходимо решить вопросы:

  • создания федеральных (региональных) пунктов окончательной изоляции кондиционированных РАО;
  • создания транспортной системы;
  • координации действий предприятий, занимающихся переработкой отходов;
  • совершенствования федеральной нормативно-правовой базы в области обращения с РАО.
Спецавтомобиль для транспортирования РАО

Переработка: подходы и затраты

До недавнего времени системы переработки радиоактивных сред на АЭС России отвечали проектным решениям, разработанным в 50-60 годы прошлого века. В соответствии с существовавшими в то время  требованиями и, главное, техническими возможностями, была принята схема переработки РАО со следующими подходами:

  • жидкие радиоактивные среды подлежали переработке посредством выпаривания с последующим хранением кубовых остатков и отработавших ионообменных смол в хранилище ЖРО;
  • твердые РАО сортировались по уровню активности и направлялись на хранение навалом в хранилище сухих (твердых) отходов;
  • кондиционирование РАО должно было производиться по мере внедрения необходимых технологий и оборудования или на стадии вывода АЭС из эксплуатации.

Таким образом, основной целью принятых проектных решений было исключение неконтролируемого распространения радионуклидов за пределы АЭС, а безопасность и надежность хранилищ РАО обеспечивалась их конструкцией.

Однако отечественный и зарубежный опыт обусловил пересмотр и ужесточение требований по безопасному обращению с РАО. В соответствии с рекомендациями МАГАТЭ атомная энергетика во всем мире сегодня ориентируется на хранение РАО в кондиционированном виде, позволяющем производить вывоз и последующее захоронение отходов без дополнительной переработки. Основной  целью такого подхода является повышение безопасности краткосрочного и длительного хранения РАО.

В то же время в России в последнее время разработан ряд технологий дезактивации и переработки РАО, позволяющих выделить из радиоактивных сред нерадиоактивную составляющую, которая может быть использована на АЭС, в народном хозяйстве или направлена на захоронение как промышленные отходы.

Начиная с конца 70-х годов, в связи с возросшими требованиями по безопасности, в экономике обращения с отходами низкого и среднего уровня активности произошли существенные изменения – цены на услуги по переработке РАО растут почти экспоненциально.

В условиях рыночной экономики рост затрат на переработку и хранение требует минимизации РАО на стадиях их образования и кондиционирования. Для сокращения поступлений отходов на АЭС разрабатывают и проводят организационно-технические мероприятия, касающиеся нормирования, частичной модернизации оборудования и технологических схем, оптимизации технологических регламентов, внедрения малоотходных технологий и современных методов кондиционирования РАО.

Но поскольку затраты на обращение с РАО при использовании современных технологий постоянно возрастают, простое совершенствование существующих методов не дает нужного эффекта. Необходим переход на качественно новый уровень обращения с радиоактивными отходами.

Временное хранение

В последнее время, в связи с реализацией программы продления срока службы АЭС, проблема обращения с РАО приобрела особую остроту, поскольку проектные хранилища жидких и твердых отходов, емкость которых рассчитана на установленный срок эксплуатации энергоблоков (30 лет), к концу этого периода оказываются заполненными. Задачи своевременного обращения с РАО становятся все более очевидными, поскольку перенос их решения на будущее чреват нежелательными последствиями – не будет обеспечена безопасность, а значит, и устойчивое развитие атомной энергетики.

Во многом именно по этой причине обращение с РАО в настоящее время является гораздо более важной составляющей деятельности ОАО «Концерн Энергоатом», чем раньше. На пристанционные узлы обращения с РАО всех категорий тратятся значительные средства. Разработана «Рабочая программа по обращению с радиоактивными отходами на АЭС ОАО «Концерн Энергоатом» на период с 2009 по 2012 годы», которая предусматривает сооружение и ввод в эксплуатацию необходимого и достаточного количества дополнительных хранилищ РАО, а также ряд установок по обращению с отходами. Сделана и экономическая оценка необходимого финансирования. Предполагается, что реализация программы позволит обеспечить дальнейшую безопасную эксплуатацию АЭС при нормативном годовом поступлении ЖРО и ТРО. Кроме того, дополнительные хранилища и установки также предполагается использовать и на этапе вывода энергоблоков из эксплуатации.

Но даже если концерну «Энергоатом» удастся полностью реализовать эту программу, отработать схему кондиционирования и упаковки РАО для условий длительного хранения, это не решит проблемы.

Хранилища РАО (в том числе кондиционированных), размещенные на территории станций, все больше и больше заполняют свободные площади в пределах периметра АЭС. Кроме того, работа с возросшим количеством РАО приводит к привлечению к этому процессу все большего количества персонала и ухудшению экологической обстановки как на промплощадках АЭС, так и в регионах их размещения.

Разработка, монтаж, наладка, ввод в действие и эксплуатация многочисленных установок по сортировке, переработке, кондиционированию, контейнеризации, транспортировке, хранению РАО на каждой площадке АЭС требуют значительного финансирования. Вдобавок, после выполнения запланированных объемов работ по обращению с РАО эти установки будут простаивать без пользы. 

Большими финансовыми затратами обернется и реализация механизма индивидуального контейнерного хранения отходов на площадках АЭС.

В конечном итоге это может привести к тому, что проблемы обращения с РАО превратятся в главенствующие, а выработка электроэнергии – во вспомогательную функцию АЭС.

Комплексный подход к решению задач

Очевидно, что эффективное решение проблемы РАО может осуществляться только в рамках государственной системы обращения с радиоактивными отходами, которая предполагает комплексный подход, включая создание установок по переработке, транспортных средств, пунктов хранения и окончательной изоляции отходов.

Спецавтомобиль для транспортирования РАО

На федеральном уровне должно быть принято решение, регламентирующее обращение с РАО вне периметра АЭС. Возможны варианты: расширение сети спецкомбинатов «Радон», создание отраслевых предприятий по переработке РАО типа «Экомет-С», специализированной организации по обращению с радиоактивными отходами с делегированием ей функций эксплуатирующей организации в этой области, использование для хранилищ пустот в вечной мерзлоте на Новой Земле, горных выработок ГХК, Семипалатинского полигона или карт длительного хранения РАО на предприятии «Вектор» в 30-километровой зоне отчуждения Чернобыльской АЭС (на основе межгосударственных соглашений), привлечение специалистов Минобороны к созданию хранилищ по типу ракетных шахт. Целесообразно провести технико-экономическое исследование по этим направлениям, чтобы выбрать наиболее оптимальный вариант и в соответствии с ним разрабатывать технологии по кондиционированию, упаковке, транспортировке и длительному хранению РАО. Атомные станции нужно оснастить унифицированными комплексами по переработке отходов.

В разрабатываемый федеральный закон «Об обращении с радиоактивными отходами» следует включить разделы, регламентирующие фиксированные нормативные отчисления из государственного бюджета для формирования источника финансирования обращения с РАО, а также порядок создания централизованных хранилищ для окончательной изоляции радиоактивных отходов.

Автор: А.С. КОРЦУН (ОАО «Концерн Энергоатом»)