Конструкция, уровень мощности, условия и длительность эксплуатации исследовательских ядерных установок сильно разнятся, что препятствует разработке унифицированных технических решений по выводу их из эксплуатации. Вместе с тем, анализ отечественного и зарубежного опыта позволяет сделать вывод о возможности разработки общих подходов и методических рекомендаций по планированию этих работ.
Планирование вывода из эксплуатации (ВЭ) исследовательских ядерных установок (ИЯУ) требует учета особенностей и проблем, характерных для этого класса объектов использования атомной энергии. ИЯУ отличаются большим разнообразием конструкций и условий эксплуатации, обусловленным проводившимися научными исследованиями. Большинство отечественных ИЯУ созданы свыше 30 лет назад; растет доля установок, остановленных в результате окончания научных программ и проектных сроков эксплуатации, а также несоответствия растущим требованиям к обеспечению безопасности. Многие ИЯУ расположены вблизи жилых массивов и транспортных коммуникаций, что обуславливает повышенное внимание заинтересованных сторон к вопросам, связанным с выводом этих установок из эксплуатации. Проектная документация на ИЯУ, как правило, не содержит решений по выводу их из эксплуатации.
Техническая информация об установках нередко носит неполный и устаревший характер. Старение и уход кадрового эксплуатационного персонала приводит к потере знаний об установках. Отсутствует методическая база по планированию вывода ИЯУ из эксплуатации.
Этапы вывода из эксплуатации
Вывод ИЯУ из эксплуатации предполагает демонтаж установки и удаление образующихся опасных отходов с территории предприятия с последующей реабилитацией площадки до уровней остаточного загрязнения, обусловленных ее дальнейшим использованием с учетом позиций заинтересованных сторон, при выполнении требований по обеспечению безопасности персонала, населения и защите окружающей среды. При всем разнообразии установок в общем цикле таких работ можно выделить ряд основных этапов, что позволяет разработать общие подходы к созданию принципиальных программ их вывода из эксплуатации.
На первом этапе, в процессе нормальной эксплуатации (до окончательного останова ИЯУ) после принятия принципиального решения о ВЭ производится разработка концепции ВЭ ИЯУ и программы комплексного инженерно-радиационного обследования установки (КИРО), а также его проведение. Главными задачами этого этапа является создание базы данных (БД) об установке и разработка принципиальной программы ВЭ.
На втором этапе, при эксплуатации ИЯУ в режиме окончательного останова, следует провести подготовительные работы, в ходе которых с площадки установки должны быть удалены все накопленные за время эксплуатации материалы, являющиеся источниками ядерной, радиационной, химической и пожарной опасности. Важной частью работ этого этапа является уточнение данных КИРО и развитие БД. Главные задачи – разработка проекта ВЭ, оценка безопасности и получение лицензии на вывод установки из эксплуатации.
На третьем этапе, в ходе вывода установки из эксплуатации, необходимо осуществить демонтажные и дезактивационные работы, обследовать площадку после завершения работ по ВЭ и реабилитировать ее. Основной задачей этого этапа является освобождение площадки от регулирующего контроля как радиационно-опасного объекта.
Предварительное планирование
Принципиальная программа вывода из эксплуатации должна включать описание конечного состояния площадки и варианта ВЭ ИЯУ, а также основные организационные и технические мероприятия по его достижению, перечень и последовательность подготовки и производства основных работ (план-график). В состав программы должны входить мероприятия по обращению с РАО, образующимися при ВЭ, и меры, направленные на исключение влияния вывода из эксплуатации ИЯУ на безопасность других установок, расположенных на смежных площадках. В качестве общей методологии разработки предварительной программы можно использовать международные рекомендации по предварительному планированию ВЭ ИЯУ, обобщающие опыт многих стран по выполнению подобных работ.
В основе создания программы лежит специфическая для каждой установки исходная информация, включающая сведения об ИЯУ и ее экспериментальном и вспомогательном оборудовании, подлежащем демонтажу, системах инфраструктурного обеспечения эксплуатации ИЯУ, о площадке и прилегающей территории, истории эксплуатации установки, накопленных отходах и радиационной обстановке, путях распространения активности и объектах ее потенциального воздействия.
Главным при создании программы является разработка общей стратегии ВЭ ИЯУ, которая заключается в выборе вариантов конечного состояния площадки ИЯУ и путей его достижения, а также соответствующей им общей последовательности и основных этапов работ. Разработка общей стратегии вывода из эксплуатации является аналитической процедурой, основанной на учете различных факторов. Она состоит в последовательном определении основных принципов и целевой постановке задачи ВЭ, базовых вариантов конечного состояния площадки, приемлемых для целей ее освобождения от регулирующего контроля, вариантов их достижения. В условиях неопределенности и дефицита информации, характерных для этапа предварительного планирования, выбор вариантов ВЭ для достижения конечного состояния производится на основе многофакторного анализа экспертных оценок их приемлемости. Необходимым условием такого выбора является учет позиций широкого круга заинтересованных сторон и их вовлечение в процесс принятия решения о методах и средствах достижения цели ВЭ.
Очередность и базовые технические и технологические решения для выполнения работ по демонтажу установки, экспериментального и вспомогательного оборудования, удалению отходов, дезактивации и реабилитации площадки в соответствии с выбранной общей стратегией определяет техническая стратегия ВЭ. Ее состав зависит от конструкции и истории эксплуатации установки, специфических условий ее демонтажа, удаления отходов и реабилитации площадки, а также множества технических и технологических решений по обеспечению выполнения этих работ.
План-график работ формируется в соответствии с общей и технической стратегиями в иерархической структуре их декомпозиции по этапам ВЭ ИЯУ. Каждая позиция этой структуры содержит сведения о составе и объемах образующихся отходов, продолжительности, ресурсоемкости и стоимости работ. На графике указываются взаимосвязи работ в последовательности их выполнения. Необходимый этап разработки плана – построение профилей образования отходов, ресурсов и затрат, а также оптимизация графика работ.
Результаты экспертной оценки приемлемости вариантов вывода из эксплуатации ИЯУ МР (РНЦ «Курчатовский институт»)
1 – продолжение эксплуатации в режиме окончательного останова
2 – захоронение на месте
3 – безотлагательный вывод из эксплуатации (наиболее приемлемый вариант)
4 – отложенный вывод из эксплуатации
При определении состава работ следует уделить особое внимание обращению с РАО, включая их удаление из технологических помещений и зданий расположения ИЯУ, кондиционирование, промежуточное хранение, а также транспортировку к местам долговременного хранения или захоронения. На основании результатов КИРО следует определить состав технологических помещений, содержащих загрязненное оборудование, и характеристики этого оборудования, что позволит дать оценку объемов образования РАО и провести их категоризацию. Следующая стадия планирования ВЭ включает определение технологии фрагментации РАО, маршрутов их удаления из технологических помещений, оценку условий кондиционирования и промежуточного хранения.
Оценка затрат на этапе предварительного планирования носит приблизительный характер, поэтому для ее выполнения рекомендуются использовать аналоговый метод – на основе данных по объектам-аналогам с использованием линейной экстраполяции или поправочных коэффициентов.
Просчеты в планировании и сбои в финансировании работ являются главными источниками риска достижения цели ВЭ. Поэтому при планировании ВЭ необходимы произвести оценку рисков и разработку соответствующих контрмер.
Основной целью работ по выявлению и оценке рисков является определение последствий их влияния на сроки осуществления вывода из эксплуатации. Выполнение этой работы может быть основано на экспертных оценках и должно содержать идентификацию рисков, их классификацию по источникам образования, оценку и ранжирование. Разработка контрмер делается на основании анализа, оценки и ранжирования рисков.
С целью оценки безопасности вывода из эксплуатации на этапе предварительного планирования определяются состояние системы радиационной безопасности для обеспечения ВЭ, потенциальные опасности и угрозы для персонала, населения и окружающей среды, а также размеры зон планирования защитных мероприятий в случае запроектных аварий.
В составе предварительного плана разрабатывается система организации управления работами, где определяется состав и функции основных действующих лиц на всех этапах, и общая программа обеспечения качества выполнения мероприятий.
Заключение
Методические подходы к созданию принципиальных программ вывода из эксплуатации исследовательских ядерных установок разработаны на основе действующей отечественной нормативно-правовой базы с учетом зарубежного опыта и рекомендаций международных организаций (МАГАТЭ, МКРЗ и т.д.). Они были апробированы в совместных работах РНЦ «Курчатовский институт» с BNG (VT Nuclear Services) и Serco Assurance/RWE NUKEM (Великобритания) по разработке предварительного плана вывода из эксплуатации ряда исследовательских реакторных установок центра, выполненных в 2006-2008 годах.
Основным направлением дальнейшего развития методологии планирования рассматриваемых работ является переход к комплексному планированию ВЭ ИЯУ и реабилитации территории ее расположения для достижения предлагаемого конечного состояния площадки.
Авторы
Б.К. Былкин, д.т.н., Ю.Е. Горлинский, В.А. Кутьков, к.ф.-м.н., О.А. Никольский, В.И. Павленко, к.т.н. (РНЦ «Курчатовский институт»)
