22 июля 2010

Эмиль Томов о болгарском ОЯТ

В июне в Болгарии прошёл международный атомный форум под эгидой "Булатом". С докладом "Переработкa и хранения РАО и ОЯТ, образующихся при эксплуатации ядерных установок" на форуме выступил представитель компании "Risk Engineering Ltd." Эмиль ТОМОВ.

Общие соображения по обращению с ВАО в Болгарии
Прогнозируемый срок ввода в эксплуатацию национального геологического хранилища высокоактивных отходов в Болгарии установлен как 2100 год. В данный момент, по разработанной дорожной карте, подготавливается список требований, предъявляемых к площадке, а далее начнётся деятельность по собственно выбору площадки и её лицензированию. Потенциальными источниками ВАО и долгоживущих отходов, подлежащих захоронению в геологическом хранилище, в Болгарии признаются следующие материалы:

- высокоактивные остеклованные отходы и долгоживущие отходы переработки ОЯТ;
- ОЯТ АЭС;
- РАО от различных объектов использования ядерной энергии, хранящиеся в настоящее время в СП ПХРАО "Нови Хан";
- РАО, образующиеся при эксплуатации и выводе из эксплуатации ядерных установок.

Обращение с ОЯТ в Болгарии
Схема топливного цикла в Болгарии в обозримом будущем (после пуска АЭС "Белене") будет выглядеть следующим образом. Свежее ядерное топливо в Болгарию будет поступать для блоков-тысячников АЭС "Козлодуй" и АЭС "Белене". Поставки свежего топлива для блоков с реакторами ВВЭР-400 в данный момент прекращены, так как эти блоки выводятся из эксплуатации. ОЯТ с блоков-тысячников (и ранее с блоков с реакторами ВВЭР-440) поступает на первой стадии в водное хранилище. Далее предполагается его размещение в сухом хранилище отработавшего топлива.

Из водного, а в дальнейшем и из сухого хранилища, ОЯТ ВВЭР-440 вывозится в Россию для переработки на ПО "Маяк". Аналогичные действия в будущем должны осуществляться и для ОЯТ ВВЭР-1000. После переработки выделенные уран и плутоний должны возвращаться в топливный цикл, а образовавшиеся ВАО - направляться в долгосрочное хранилище. ОЯТ исследовательского реактора ИРТ-2000 также помещается в водное хранилище, откуда после выдержки вывозится для переработки на ПО "Маяк".


Схема топливного цикла в Болгарии

В докладе Томова рассмотрены четыре сценария накопления ОЯТ в Болгарии.

Вариант 1. Эксплуатация АЭС "Козлодуй" до конца расчётного срока службы без ввода новых мощностей.
Вариант 2. Продление эксплуатации энергоблоков 5 и 6 АЭС "Козлодуй"на 15 лет.
Вариант 3. Эксплуатация АЭС "Козлодуй" до конца расчётного срока службы и ввод в эксплуатацию блоков №№1-2 АЭС "Белене".
Вариант 4. Продление эксплуатации энергоблоков 5 и 6 АЭС "Козлодуй"на 15 лет и ввод в эксплуатацию блоков №№1-2 АЭС "Белене".

По состоянию на 31 мая 2010 года, на площадке Козлодуй в БОК и ХОГ было накоплено 5016 отработавших кассет ВВЭР-440 и 540 кассет ВВЭР-1000. В терминах массы, это составляет 577,852 тонн и 211,520 тонн тяжёлых металлов, соответственно. Приблизительно это эквивалентно активностям 1,14×1019 Бк и 1,70×1019 Бк.

Оставшиеся в эксплуатации блоки №5-6 АЭС "Козлодуй" до конца расчётного срока службы произведут следующее количество отработавших сборок: блок №5 - 457 кассет до 2017 года, блок №6 - 667 кассет до 2021 года. В случае продления эксплуатации, эти показатели изменятся следующим образом: блок №5 - 1087 кассет до 2032 года, блок №6 - 1297 кассет до 2036 года. Два блока АЭС "Белене" за проектный срок службы 60 лет произведут в совокупности 5198 выгоревших кассет.

Таким образом, для сценариев 1-4, описанных выше, общее количество отработавших кассет ВВЭР-1000 будет меняться от 1664 до 8086, а общая активность ОЯТ (с учётом ОЯТ ВВЭР-440, находящегося в данный момент в Болгарии) - от 6,38×1019 Бк до 2,66×1020 Бк.

Вывоз ОЯТ в Россию
Ежегодно Болгария ввозит из России по два транспорта в составе 48 кассет каждый (42 сборки для частичной перегрузки и 6 запасных сборок) для блоков №№5-6 АЭС "Козлодуй" с ВВЭР-1000. Ежегодно для переработки в Россию экспортируется по 240 кассет реакторов ВВЭР-440 и 96 кассет ВВЭР-1000. Количество вывозимых в Россию отработавших кассет определяется пропускной способностью системы транспортировки ОЯТ.

Начиная с 1989 года, всего в Россию было доставлено 1888 выгоревших кассет ВВЭР-440 и 864 кассеты ВВЭР-1000 на условиях возврата в Болгарию остеклованных ВАО, образующихся в ходе переработки ОЯТ. При темпе вывоза в Россию 240 кассет ВВЭР-440 в год, козлодуйская площадка будет полностью освобождена от ОЯТ такого типа через 21 год, или к 2031 году. При темпе вывоза в Россию 96 кассет ВВЭР-1000 в год, на момент проектного вывода из эксплуатации блока №6 (2021 год) на площадке останется 512 выгоревших сборок. Полностью топливо будет вывезено в этом случае к 2026 году.

В Белене при темпе вывоза по 8 контейнеров в год (контейнеры CASTOR вместимостью по 19 кассет, что составляет 152 кассеты в год) на момент вывода станции из эксплуатации ОЯТ на площадке не останется. При переработке ОЯТ в России образуются следующие виды отходов (количество даётся на 1 тонну тяжёлых металлов).

Жидкие отходы: высокоактивные 4,5 м3, среднеактивные 150 м3, низкоактивные 2000 м3.
Твёрдые отходы: третья группа активности (>2 Р/ч ) - 1000 кг, вторая группа активности (0,2-2 Р/ч) - 3000 кг, первая группа активности (<0,2 Р/ч) - 3500 кг.
Газообразные отходы: 0,23 Ки/год.

Для обращения с ВАО в качестве основной матрицы выбираются неорганические стёкла. В процессе обработки стекломасса периодически сливается в контейнеры, а затем, после охлаждения и герметизации контейнеров, комплектуется в упаковках по три контейнера, отправляемых во временное хранилище. Всего при переработке 1 тонны тяжёлых металлов на ПО "Маяк" получается 480 кг остеклованных ВАО. Для её хранения используются контейнеры из нержавеющей стали ёмкостью по 150 литров.

По условиям договоров с Россией, ВАО от переработки болгарского ОЯТ возвращается в Болгарию. Общее количество контейнеров с ВАО, которые должны быть возвращены, составляет 1898 для сценария №1, 2422 для сценария №2, 4059 для сценария №3 и 4568 для сценария №4.

Возможные сценарии для Болгарии в части ВАО
Докладчик предложил рассмотреть три различных сценария для Болгарии в связи с ВАО, образующимися при переработке ОЯТ.

Сценарий A. Вывоз ОЯТ для переработки без возвращения остеклованных ВАО.
Сценарий B. Вывоз ОЯТ для переработки с возвращением остеклованных ВАО.
Сценарий C. Вывоз части ОЯТ с возвращением остеклованных ВАО и хранение или захоронение оставшейся части ОЯТ в Болгарии.

Сценарий A стал жизнеспособен вследствие внесений изменений в российское законодательство в 2002 году, разрешающих экспорт ОЯТ в Россию для переработку.

Сценарий C предусматривает прекращение вывоза ОЯТ для переработки после вывода шестого блока АЭС "Козлодуй" из эксплуатации и вывоза ОЯТ АЭС "Белене" после его вывода из эксплуатации. СХОЯТ и станционные бассейны при этом будут полностью заполнены.

В количественном выражении, сценарии дают следующие результаты.

Сценарий Число кассет, остающихся в Болгарии Число возвращенных в Болгарию контейнеров с ВАО
А 0 0
В 0 Вариант 1 - 1898
Вариант 2 - 2422
Вариант 3 - 4059
Вариант 4 - 4568
С АЭС "Козлодуй" - 2648
АЭС "Белене" - 1423
АЭС "Козлодуй" - 1423
АЭС "Белене" - 1563

Заключение
Наиболее приемлемым для Болгарии сценарием является переработка всего объёма накапливаемого в ходе эксплуатации АЭС ОЯТ и захоронение ВАО в странах-поставщиках свежего топлива. Указание в контрактах на поставку свежего ядерного топлива на последующий вывоз ОЯТ и его переработку может решить многие из тех проблем, которые встают перед Болгарией в сфере обращения с ОЯТ. Строительство АЭС "Белене" является необходимым условием для благоприятного решения проблем обращения с ОЯТ и ВАО в Болгарии.