13 февраля 2020

Современное состояние в разработках и использовании глинистых материалов в качестве инженерных барьеров безопасности на объектах консервации и захоронения РАО в России

Рис. 4. Месторождение бентонита 10-й Хутор, Хакасия

Авторы: 

  • О.А. Ильина (ООО «Компания Бентонит», Москва),

  • В.В. Крупская (Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва; Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, Москва),

  • С.Е. Винокуров (Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН, Москва),

  • С.Н. Калмыков (Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва).

В статье приведены данные выполняемых в России научно-исследовательских работ по определению барьерных свойств глиняного минерального сырья и разработке рекомендаций для выбора материалов инженерных барьеров безопасности при проектировании и строительстве пунктов консервации и захоронения РАО. Приведены рекомендации по совершенствованию системы управления НИОКР и повышению их прикладной значимости для обеспечения безопасности объектов консервации и захоронения РАО.

Введение

Реализация Федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2016—2020 годы и на период до 2030 года» связана со строительством и организацией большого числа пунктов захоронения и консервации радиоактивных отходов (РАО) различных классов. Целью создания этих объектов является минимизация вредного и опасного влияния размещенных в них РАО на человека и окружающую среду в долгосрочной перспективе. Значительная роль при решении этой проблемы отводится инженерным барьерам безопасности (ИББ), материалы и конструкция которых должны обладать свойствами, обеспечивающими безопасные условия захоронения РАО на долгосрочную перспективу (сотни и тысячи лет), — в течение этого времени их свойства и характеристики должны быть надежно предсказуемы и поддаваться оценке. Выбор материала ИББ — это результат научных исследований с целью обоснования возможности достижения требуемых характеристик и получения параметров их изменения для создания моделей объектов, расчета сценариев развития событий, обоснования долговременной безопасности пункта захоронения радиоактивных отходов (ПЗРО) на всей продолжительности его жизненного цикла.

Глинистые материалы, благодаря их уникальным свойствам, являются чрезвычайно перспективными для применения в качестве материалов ИББ [1]. При этом, несмотря на широкое распространение глин в природе, выбор глинистых материалов для инженерных барьеров еще на проектной стадии должен обязательно включать аналитическую работу по оценке и отбору месторождений, подходящих по запасам и логистике, а также корректный отбор образцов этих материалов. В настоящее время организациями, входящим в контур Госкорпорации «Росатом», проводятся различные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР), направленные на изучение свойств и применение глин в условиях различных объектов использования атомной энергии (ОИАЭ). Очевидно, что при отсутствии такой аналитической проработки, в результате таких работ могут быть предложены недостаточно проработанные и обоснованные проектные решения, а в проекты будут заложены характеристики материалов, которые не могут быть достигнуты или проконтролированы. Таким образом, неизбежный излишний консерватизм проектных решений в конечном счете приведет к удорожанию создаваемого объекта. Проектировщик зачастую не имеет объективной информации о характеристиках применяемых материалов, поэтому при расчетах использует литературные данные, навсегда отражающие свойства заданного материала. В результате подрядчик, не получивший в проектной документации требований к материалу ИББ, при закупке будет ориентироваться на поставщиков, предложивших более низкие цены на материал. Данная проблема, на которую также обращали внимание авторы работы [2], является комплексной и обусловлена несовершенством нормативно-технической базы по применению материалов на основе глин на объектах атомной отрасли.

В настоящей статье, направленной на систематизацию имеющихся данных по разработке и испытаниям глинистых материалов, суммированы сведения о проводимых НИОКР, сведения о создаваемых ПЗРО, а также опыта вывода из эксплуатации промышленных уран-графитовых реакторов (ПУГР).

Сведения о НИОКР по разработке барьерных материалов на основе глин

В настоящее время АО «СХК» по заказу проектного офиса «Формирование единой государственной системы обращения с РАО» Госкорпорации «Росатом» выполняет НИОКР на тему «Исследование барьерных свойств глиняного минерального сырья и разработка рекомендаций для материалов инженерных барьеров безопасности пунктов консервации и ПЗРО» [3]. Работы включают лабораторные и стендовые испытания, в том числе подготовку образцов дисперсных материалов из природного сырья и определение их состава и первичных характеристик, определение компрессионных свойств и подвижности сухих образцов, водонепроницаемости образцов при низком гидравлическом градиенте, компрессионно-фильтрационных свойств образцов в водонасыщенном состоянии, определение диффузионных свойств образцов, их способности к коллоидообразованию, расчет устойчивости главных минералов глиняных барьерных материалов. Окончание работ планируется 30.11.2020. Для проведения исследований исполнитель выбрал образцы глин, указанные в табл. 1, а также 8 других каолин-бентонитовых смесей глин.

По итогам работ должны быть определены перечень и значения параметров, предъявляемых к различным типам барьерных материалов, используемых при строительстве и эксплуатации пунктов приповерхностного захоронения (ППЗРО) для РАО 3 и 4 классов; пунктов консервации ПУГР на АО «СХК», ФГУП ПО «Маяк», ФГУП «ГХК»; пункта глубинного захоронения (ПГЗРО) для РАО 1 и 2 классов в Нижнеканском массиве, т. е. для всех категорий объектов захоронения РАО (рис. 1). При этом следует особо отметить, что по проектам ППЗРО прошли общественные слушания и проведена государственная экологическая экспертиза [4], а строительство объектов планируется начать в 2019 году [5]. В 2013—2015 гг. был выведен из эксплуатации ПУГР ЭИ-2 АО «СХК» методом захоронения на месте с использованием композиции на основе природных глин, и в 2020 году планируется осуществить захоронение еще одного ПУГР ФГУП «ГХК» [6]. Ниже подробнее рассмотрены каждая из категорий объектов консервации и захоронения РАО и барьерные материалы, которые на них применяются.

Таблица 1. Образцы глин для исследований в рамках НИОКР, выполняемых АО «СХК» [3]
Рис. 1. Карта расположения действующих и проектируемых ПЗРО [4]

Пункты приповерхностного захоронения РАО 3, 4 класса

Заказчиком проектирования, строительства и эксплуатирующей организацией пунктов окончательной изоляции РАО 3, 4 класса опасности является ФГУП «НО РАО». Одним из документов, регулирующих строительство ПЗРО, является НП-055-14 [7], в котором в качестве основного определен принцип многобарьерности. Безопасность ПЗРО обеспечивается за счет последовательной реализации концепции глубокоэшелонированной защиты, основанной на применении системы физических барьеров на пути распространения ионизирующего излучения и радиоактивных веществ в окружающую среду. Функциями ИББ, согласно НП-055-14, являются ограничение контакта упаковок РАО с природными водами (противофильтрационные свойства) и ограничение распространения радионуклидов во вмещающие породы (противомиграционные свойства). Обычно конструкция ППЗРО включает 5 барьеров безопасности:

  • первый барьер — упаковка РАО — матричный материал, включающий РАО, балластный заполнитель, контейнер;
  • второй барьер — буферный материал, заполняющий свободное пространство в отсеках;
  • третий барьер — материалы стен и перекрытий сооружений для размещения РАО;
  • четвертый барьер — подстилающий изоляционный экран по периметру (стены, днище, перекрытие) сооружений;
  • пятый барьер — покрывающий гидроизолирующий экран, создаваемый при закрытии хранилища.

Следует отметить, что в НП-055-14 и других нормативных документах нет конкретных требований и рекомендаций по выбору барьерных материалов и их характеристикам. Таким образом, выбор конкретных материалов и установление требований и характеристик, предъявляемых к ним, должен осуществляться на стадии проектирования. Рассмотрим на примерах, как был осуществлен выбор барьерных материалов с учетом этих требований. В открытом доступе на официальных ресурсах находятся материалы обоснования лицензий (МОЛ) на строительство и эксплуатацию ППЗРО, включая материалы оценки воздействия на окружающую среду [8—11].

ППЗРО для РАО 3 и 4 классов в районе г. Новоуральск Свердловской области

Первая очередь ППЗРО в районе г. Новоуральск эксплуатируется с 2016 года (10-я карта), вторая очередь (карты 11—13) начала строиться в 2018 году [4]. В МОЛ на эксплуатацию первой очереди [8] указано, что первичная консервация путем заполнения свободного пространства между упаковками РАО (второй инженерный барьер) осуществляется глинопорошком — бентонитом по ГОСТ 28177-89 [12]. Данный стандарт распространяется на бентонитовые формовочные глины, применяемые в литейном производстве в качестве минеральных связующих в составах формовочных и стержневых смесей и противопригарных покрытий. Согласно стандарту массовая доля монтмориллонита, как основного минерала бентонитовой глины, должна составлять не менее 30 %. При этом в технических требованиях МОЛ указано содержание монтмориллонита не менее 30 %, каолинита — не менее 50 %, т. е. подразумевается использование смеси двух глин, что не предусмотрено ГОСТ 28177-89. Для строящейся второй очереди хранилища заполнение свободного пространства между контейнерами с РАО в проекте предусмотрено заливкой цементно-бентонитовой смесью [9]. Этот способ вызывает опасения в связи с низкой стойкостью предлагаемого материала к процессам физико-химического выщелачивания грунтовыми водами, а также воздействию температурных перепадов, возможных при возникновении промерзания и протаивания, и, как следствие, быстрой потерей им изолирующих свойств. Для второй очереди в МОЛ также указан четвертый барьер — подстилающий слой — глиняный экран и бентонитовые маты по периметру (стены, днище) карт ПЗРО. Глиняный экран по периметру выполняет гидроизолирующую (в течение не менее 500 лет) и сорбционную функции. Бентонитовые маты выполняют изолирующую функцию в течение неограниченного срока при сохранении ими целостности. Характеристики глины и бентонитовых матов, которые необходимы для обеспечения заявленного срока службы, не указаны. Пятый инженерный барьер — покрывающий экран, создаваемый после заполнения хранилища при его закрытии, — состоит из глины с коэффициентом фильтрации не более 10–5 м/сут, дренажного слоя из гравийно-песчаной смеси, защитного слоя из дробленого камня и верхнего защитного слоя из суглинка с почвенно-растительным покровом [9]. Требования к природе или минеральному составу глины, толщине слоя и коэффициенту уплотнения также не указаны. Стоит отметить, что при использовании таких важных показателей изоляционных свойств, как коэффициенты фильтрации, необходимо указывать, при каком уплотнении получали (или требуется получить) данные значения, так как один и тот же материал будет обладать различной гидроизоляцией при различных уплотнениях. В большинстве запросов это не учитывается.

ППЗРО для РАО 3 и 4 классов в ЗАТО Северск Томской области

В МОЛ на размещение и сооружение приповерхностного пункта захоронения твердых радиоактивных отходов 3 и 4 класса в качестве четвертого инженерного барьера — подстилающего слоя — указан глиняный «замок» из жирной мятой глины по периметру (стены, днище) сооружений [10]. При этом характеристика «жирной мятой глины» в документе не приводится, как и нет требований к ее показателям качества. В качестве 2-го инженерного барьера, предназначенного для заполнения свободного пространства в отсеках, указан буферный материал — глинопорошок марки СБМК (смесь барьерная механоактивированная композиционная, ТУ 5729-002-3045284-2013), состоящий из каолина, бентонита и вермикулита. СБМК использовалась при выводе из эксплуатации ПУГР ЭИ-2 на СХК. Покрывающий экран состоит из следующих слоев: бентонитовый мат, песок, слой уплотненной глины или суглинка, еще один слой бентонитового мата, дренажный слой, почвенно-растительный слой.

ППЗРО для РАО 3 и 4 классов в ЗАТО Озерск Челябинской области

Этот ППЗРО имеет такую же модульную конструкцию, как и в ЗАТО Северск [11] (рис. 2). В качестве подстилающего слоя в проекте указан глиняный экран и бентонитовые маты по периметру стен, днища и перекрытий ППЗРО. Материал для выполнения барьера 2 — буферный материал засыпки, заполняющий свободное пространство в отсеках, — выбран на основе глиняного порошка или гранул. Покрывающий экран состоит, как в проекте ППЗРО в Новоуральске, из глинистого гидроизолирующего слоя — глиняного «замка» толщиной 1 м, дренажного слоя из гравийно-песчаной смеси, защитного слоя из дробленого камня, защитного слоя из местного грунта и почвенно-растительного покрова.

Рис. 2. Система инженерных барьеров безопасности ППЗРО в Озерске. Источник: АО «ФЦНИВТ «СНПО «Элерон» — «УПИИ ВНИПИЭТ» [10]

Сведения о типах глинистых материалов, используемых в качестве инженерных барьеров безопасности в вышеуказанных проектах ППЗРО, приведены в табл. 2. Из этой таблицы видно, что в проектной документации на сооружение ППЗРО не всегда содержатся требования к глинистым материалам, используемым в составе ИББ. Часто указываются только качественные характеристики или название минерала, что, очевидно, не является достаточным для того, чтобы корректно сформировать техническое задание на закупку барьерного материала и проводить его входной контроль.

Таблица 2. Выбор глин в проектах ППЗРО

Пункт глубинного захоронения РАО 1, 2 классов. Вывод из эксплуатации ПУГРов

В отличие от вышерассмотренных ППЗРО, строительство которых осуществляется или начнется уже в ближайшее время, исследования и сооружение пункта глубинного захоронения РАО 1 и 2 классов опасности будут проведены в течение двух десятилетий. Вопросы научно-технического сопровождения создания ПГЗРО консолидированы в ИБРАЭ РАН в формате стратегического мастер-плана (СМП НКМ) [13]. Программа экспериментов в создаваемой подземной исследовательской лаборатории (ПИЛ) включает 7 научных направлений, которые вместе с ИБРАЭ РАН будут выполнять ИФХЭ РАН, ИГЕМ РАН, НИТУ МИСиС и Геофизический центр РАН. Лабораторные эксперименты в этих организациях начались в 2019 году, эксперименты в ПИЛ частично ведутся при ее строительстве, остальные начнутся после 2025 года. В качестве материалов ИББ будут испытываться различные типы бентонитов, альтернативные материалы, барьерные смеси, смеси бентонит-песок и т. д. Отметим, что каждая организация-исполнитель сама выбирает, какие материалы использовать при испытаниях.

При выводе из эксплуатации ПУГР ЭИ-2 АО «СХК» в 2013—2015 гг. применялась технология засыпки шахты реактора и приреакторных пространств барьерной смесью на основе каолина Кампановского месторождения (80—90 %) (см. табл. 1) [14]. Обращаем внимание на то, что данный каолин АО «ПО «ЭХЗ» ранее планировал использовать при производстве фарфоровых изделий, но по качественным характеристикам он подошел только для тугоплавких материалов и футеровочных кирпичей [15].

Сравнение каолиновых и бентонитовых глин

В настоящее время почти все реализуемые в мире стратегии захоронения РАО включают использование бентонитовых глин в качестве буферов, уплотнений или засыпок [16]. По результатам российских и зарубежных исследований [17—29] можно сделать вывод, что бентонит по своим противофильтрационным и противомиграционным свойствам существенно превосходит каолин. Основные характеристики для сравнения этих глин приведены в табл. 3.

Таблица 3. Сравнение свойств бентонитовой и каолиновой глин
Рис. 3. Микрофотографии каолинита (а) и монтмориллонита (б) [30]

При этом авторы работы [23] делают вывод о том, что запасы бентонита ограничены, а стоимость его высока по сравнению с каолином. С другой стороны, данный вывод идет вразрез с мнением других специалистов [1, 31]. Действительно, в настоящий момент на рынке РФ доступно бентонитовое сырье с различными показателями свойств. Ориентировочные запасы бентонитовой глины в России составляют 189 млн т по категории A + B + C1 и 146 млн т по категории С2. Суммарная добыча за 2017 год составила более 700 тыс. т [31].

По результатам реализации проекта с ЭИ-2 официальные данные мониторинга и контроля состояния созданного хранилища признаны удовлетворительными и были доложены на сессии МАГАТЭ, где получили положительную оценку международного сообщества. Ряд стран заинтересовался технологией использования природных барьерных материалов при консервации ПУГРов. Но в настоящее время лицензия на разведку и добычу каолина и тугоплавких глин Кампановского месторождения не принадлежит структуре компаний «Росатома», поэтому АО «СХК» рассматривает в качестве компонента барьера безопасности местные глины, залегающие на территории комбината. Так, в 2019 году АО «СХК» выступил заказчиком НИР «Разработка технологии получения барьерных материалов на основе глинистых пород, залегающих на территории АО «СХК» [32]. По результатам НИР планируется разработать барьерные материалы на основе местных глин с введением добавок промышленно выпускаемых подготовленных глин, глинистых смесей и добавок отходов производства СХК. Можно предположить, что комбинат будет использовать наработки данного проекта при создании хранилища особых РАО при выводе из эксплуатации ПУГР АДЭ‑4, АДЭ‑5; консервации пульпохранилищ Пх-1, Пх-2 и наземных хранилищ ТРО на площадке 16 химико-металлургического завода; создании пунктов консервации особых радиоактивных отходов М1, М2.

Кроме того, в соответствии с проектом вывода из эксплуатации корпуса 4 (здание 804) АО «Ангарский электролизный химический комбинат» планируется произвести обратную засыпку его котлована с захоронением в нем очень низкоактивных РАО. В техническом задании [33] на закупку материала засыпки указан глинистый грунт, супесь в соответствии с ГОСТ 25100-2011 [34]. В то же время технические требования к грунту отсутствуют, как и нет обоснования его эффективности и надежности в качестве противофильтрационного и противомиграционного ИББ.

В течение 2018—2020 гг. ФГУП «ГХК» реализует проект по выводу из эксплуатации ПУГР АД [6]. Заполнение шахты реактора производится барьерным материалом похожего состава из каолина, вермикулита и бентонита, как было сделано в АО «СХК» [35]. С 2021 года в АО «СХК» планируется вывод из эксплуатации ПУГР АДЭ‑4 и АДЭ-5, а после завершения этих работ еще 2 реакторов АДЭ-2 и И-1.

Еще одну НИР «Определение параметров миграции радионуклидов в материалах барьеров безопасности и вмещающих горных породах после выщелачивания компонентов фосфатного стекла в условиях ПГЗРО» выполняет ИФХЭ РАН по контракту с Госкорпорацией «Росатом» [36]. Сроки выполнения работ: с 15.05.2019 по 30.11.2020. В качестве барьерных материалов в работе должны быть использованы различные по минеральному составу бентониты из двух месторождений: Камалинское (Красноярский край) и 10-й Хутор (Республика Хакасия) (рис. 4).

Рис. 4. Месторождение бентонита 10-й Хутор, Хакасия

Таким образом, как показано на рассмотренных выше примерах, для различных объектов консервации и захоронения РАО проектная и эксплуатирующая организация самостоятельно осуществляет выбор состава барьерного материала, опираясь на собственную экспертизу, не принимая во внимание НИОКР по заказу Росатома (см. раздел «Сведения о НИОКР по разработке барьерных материалов на основе глин»). Исследования проводятся независимо и на различных образцах, выбор которых никак не регламентируется и не является результатом аналитического исследования месторождений и критического литературного обзора уже имеющихся опубликованных результатов исследований. Очевидные риски таких работ заключаются в том, что в результате могут быть получены лишь отдельные данные по образцам глин различного минерального состава и с разным набором изолирующих свойств, которые будет затруднительно экстраполировать на промышленно разрабатываемые месторождения и вывести закономерности для создания нормативно-технической документации для проектирования и эксплуатации ИББ.

Рекомендации к проведению последующих НИОКР

Госкорпорация «Росатом» поставила целью решить задачи по определению перечня и значений параметров, предъявляемых к различным типам барьерных материалов для пунктов консервации ППЗРО, то есть определить нормативные требования к барьерным материалам и дать ответ, какие глинистые материалы или их смеси подходят для обеспечения этих нормативных требований (см. раздел «Сведения о НИОКР по разработке барьерных материалов на основе глин»). Однако выбор образцов глин, включенных в НИОКР АО «СХК», обусловлен, очевидно, опытом выполнения работ прошлых лет без подготовки аналитического обзора рынка глинистого сырья, оценки его качества и характеристик на основе литературных данных и учета передового российского и международного опыта по исследованиям и применению глинистых материалов. Выбранные месторождения каолина и бентонита локализованы в Красноярском крае, а другие перспективные месторождения глин в других регионах не рассматривались, хотя они имеют логистическое преимущество по отношению к объектам консервации и захоронения РАО, находящимся в центральном регионе. Как показано в табл. 3, противофильтрационные и противомиграционные свойства бентонита значительно превосходят свойства каолинитовых глин. Таким образом, по мнению авторов, задачами дополнительных исследований должно стать уточнение свойств бентонитовой глины с учетом общемировой практики создания ИББ и условий выбираемых мест захоронения и характеристик упаковок РАО.

Кроме того, как было показано выше, эксплуатирующие предприятия выбирают материал ИББ самостоятельно, исходя из его стоимости или географической доступности. В результате такого подхода значительно затруднена обобщающая аналитическая работа по оценке опыта и эффективности применения различных глинистых материалов российского происхождения. Следует обратить особое внимание на то, что научные группы институтов РАН (в том числе ИБРАЭ РАН, ИГЕМ РАН и ГЕОХИ РАН) и ведущих вузов (например, МГУ им. М. В. Ломоносова и РХТУ им. Д. И. Менделеева) проводят фундаментальные и прикладные исследования глинистых минералов и изучают их поведение в условиях консервации и захоронения РАО. Результаты этих работ регулярно публикуются в научной периодике и представляются на российских и международных конференциях. Именно такая мировая практика позволяет заказчикам находить требуемых специалистов и узнавать актуальные результаты исследований, а научному сообществу — поддерживать дискуссию и рассматривать различные точки зрения. Выбор организации-исполнителя для выполнения исследований и разработок в рамках данной специальной тематики следует проводить прежде всего с учетом компетенции научных сотрудников, оснащенности современным оборудованием, научной активности организации и цитируемости научных трудов их сотрудников в международных базах данных.

Технологии и оборудование для проведения фундаментальных и прикладных исследований развиваются с каждым годом. Внедрение аппаратных и программных инструментов для научных исследований, информационных технологий, сбор и анализ больших массивов данных открывают возможности цифровых НИОКР для решения междисциплинарных проблем, к которым, безусловно, относится проблема безопасного обращения с РАО. При выборе исполнителя НИОКР по проблеме создания эффективных ИББ, которые связаны с прогнозированием и обоснованием безопасности захоронения РАО на срок до 10 000 лет, необходимо сопоставлять способы измерения, точность, возможность влияния человеческого фактора на экспериментальные данные с точностью дальнейшего анализа и построения моделей. При планировании таких исследований, которые требуются для обоснования выбора барьерного материала, следует делать ставку на научные коллективы, которые используют передовое оборудование и методики и могут давать результаты в виде массива данных в формате, подходящем для дальнейших расчетов и прогнозирования с помощью программных комплексов.

Авторы уверены, что для координирования таких масштабных НИОКР необходим центр компетенций или консорциум специалистов. Информационные технологии могут существенно облегчить управление НИОКР, если объединить научные организации и организации в контуре Росатома на единой платформе управления исследованиями и разработками. Использование современных информационных технологий позволит создать банк данных о знаниях и компетенциях научных организаций и эффективно управлять выполняемыми ими проектами. Модульная архитектура платформы позволит собирать системы для выполнения НИОКР, подключать и использовать компоненты для работы над проектом.

Функции, которые может выполнять центр компетенций:

  1. Согласование программ и методик испытаний с целью обоснования необходимости и достаточности свойств того или иного глинистого материала с учетом гипотез, выстраиваемых на основании проектных решений по упаковкам РАО, прогноза поведения РАО и упаковок, геологической среде, конструкции и технологии захоронения и т.д.
  2. Подбор глинистых материалов для проведения испытаний, сопоставление первичной информации о них с объемом запасов месторождений и прогнозами добычи. Контроль использования одних и тех же образцов при проведении испытаний разными организациями и сбор результатов в единой базе.
  3. Отслеживание и сопоставление результатов исследований, получаемых от разных лабораторий и испытательных центров. Построение системы управления данными исследований и использования их при обосновании выбора материала ИББ.
  4. Курирование публикаций научных статей в российских и международных рецензируемых журналах, подготовка технических отчетов, монографий, справочников, которые можно было бы использовать при разработке нормативно-технических и методических документов, позволяющих проектировать, строить, эксплуатировать, закупать и проверять глинистые материалы на основе научно-обоснованных и подтвержденных данных.
  5. Мониторинг применения глиняных ИББ на объектах захоронения и консервации РАО и ЯРОО, обобщение опыта и, при необходимости, подготовка рекомендаций к повышению безопасности систем ИББ.

Заключение

Авторы убеждены, что без построения единой системы управления НИОКР по выбору и обоснованию применения глинистых материалов в качестве ИББ при консервации и создании пунктов захоронения РАО и осуществления контроля за процессами проектирования, экспертизы, строительства и эксплуатации этих объектов будет затруднительно и иногда невозможно прогнозировать их безопасность в течение требуемого срока, и проблема ремонта хранилищ, их повторной консервации, дополнительной изоляции или перезахоронения РАО рано или поздно встанет перед будущими поколениями. Организация системной работы и использование передовых технологий при проведении исследований и разработок ИББ на основе глинистых материалов, прежде всего бентонита, позволит повысить эффективность НИОКР, получить научно-обоснованные данные о необходимости и достаточности свойств ИББ, выбрать наиболее подходящие по комплексу характеристик «качество—запасы—цена» материалы для обеспечения долговременной безопасности объекта захоронения РАО на всей продолжительности его жизненного цикла.

Литература

1. Крупская В. В., Бирюков Д. В., Белоусов П. Е., Лехов В. А., Романчук А. Ю., Калмыков С. Н. Применение природных глинистых материалов для повышения уровня ядерной и радиационной безопасности объектов ядерного наследия // Радиоактивные отходы. 2018. № 2 (3). С. 30—43.

2. Линге И. И., Иванов А. Ю., Казаков К. С. О системных мерах по расширению применения глиняных материалов на объектах атомной отрасли // Радиоактивные отходы. 2018. № 4 (5). С. 33—41.

3. Материалы научно-технического совета ФГУП «НО РАО» [Оф. сайт ФГУП «НО РАО»]. URL: http:// www.norao.ru/press/news/2277/ (дата обращения 08.10.2019).

4. Отчет ФГУП «НО РАО» по экологической безопасности за 2018 год. [Оф. сайт ФГУП «НО РАО]. URL: http://www.norao.ru/upload/iblock/b8c/b8cafb63e26f37d0bd767df74d0401b0.pdf (дата обращения 25.09.2019).

5. Где и как хранят РАО разной классификации. [Оф. сайт ФГУП «НО РАО»]. URL: http://www.norao.ru/press/media/2247/ (дата обращения 25.09.2019).

6. Пятый национальный доклад Российской Федерации о выполнении обязательств, вытекающих из Объединенной конвенции о безопасности обращения с отработавшим топливом и о безопасности обращения с радиоактивными отходами. Москва 2017. [Оф. сайт ГК «Росатом»] URL.: https://www.rosatom.ru/upload/iblock/f28/f288b0bef11f34803223e48fba474d2... (дата обращения 25.09.2019).

7. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии «Захоронение радиоактивных отходов. принципы, критерии и основные требования безопасности» (НП-055-14) / Утв. Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 22 августа 2014 г. № 379.

8. Материалы обоснования лицензии на эксплуатацию первой очереди стационарного объекта, предназначенного для захоронения радиоактивных отходов — приповерхностного пункта захоронения твердых радиоактивных отходов, отделения «Новоуральское» филиала «Северский» ФГУП «НО РАО». [Оф. сайт ФГУП «НО РАО»]. URL: http://www.norao.ru/ecology/mol/ (дата обращения 25.09.2019).

9. Материалы обоснования лицензии на сооружение (реконструкцию) пункта хранения радиоактивных отходов, предназначенного для захоронения радиоактивных отходов, отделения «Новоуральское» филиала «Северский» ФГУП «НО РАО». [Оф. сайт ФГУП «НО РАО»]. URL: http://www.norao.ru/ecology/mol/ (дата обращения 25.09.2019).

10. Материалы обоснования лицензии на размещение и сооружение приповерхностного пункта захоронения твердых радиоактивных отходов 3 и 4 классов, Челябинская область, Озерский городской округ. [Оф. сайт ФГУП «НО РАО»]. URL: http://www.norao.ru/ecology/mol/ (дата обращения 25.09.2019).

11. Материалы обоснования лицензии на размещение и сооружение приповерхностного пункта захоронения твердых радиоактивных отходов 3 и 4 классов, Томская область, городской округ ЗАТО Северск. [Оф. сайт ФГУП «НО РАО»]. URL: http://www.norao.ru/ecology/mol/ (дата обращения 25.09.2019).

12. ГОСТ 28177-89. Глины формовочные бентонитовые. Общие технические условия.

13. Дорофеев А. Н., Большов Л. А., Линге И. И., Уткин С. С., Савельева Е. А. Стратегический мастерплан исследований в обоснование безопасности сооружения, эксплуатации и закрытия пункта глубинного захоронения радиоактивных отходов // Радиоактивные отходы. 2017. № 1. С. 33—42.

14. Техническое задание на поставку барьерного материала на основе индивидуального композиционного состава (смеси каолинита, бентонита и вермикулита) для выполнения работ по Государственному контракту № Д.4Ш.21.22.13.1072 по теме «Вывод из эксплуатации промышленного уран графитового реактора ЭИ-2 и площадки 2 реакторного завода ОАО «СХК». АО «ОДЦ УГР». 2013. // Единая информационная система в сфере закупок. URL: http://zakupki.gov.ru/223/purchase/public/purchase/info/documents.html?r... (дата обращения 08.10.2019).

15. Смирнов А. Г. Сердце города. Гордость России // Соавтор, редактор Я. В. Гильмитдинова. Красноярск: ООО «Поликор», 2012, 155 с. URL: http://www.ecp.ru/sites/default/files/download/doc/2017/Heart_City_Pride... (дата обращения 25.09.2019).

16. Sellin P., Leupin O. X. The Use of Clay as an Engineered Barrier in Radioactive-Waste Management —A Review // Clays and Clay Minerals. 2014. Vol. 61 (6). P. 477—498.

17. Савоненков В. Г., Андерсон Е. А., Шабалев С. И. Глины как геологическая среда для изоляции радиоактивных отходов. СПб. : Радиевый институт им. В. Г. Хлопина, 2012. 215 с.

18. Дриц В. А., Коссовская А. Г. Глинистые минералы: смектиты, смешанослойные образования. М. : Наука, 1990. 214 с.

19. Guggenheim S., Adams J. M., Bain D. C., Bergaya F., Brigatti M. F., Drits V. A., Formoso M. L. L., Gala N. E., Kogure T., Stanjek H. Summary of recommendations of nomenclature committees. Relevant to clay mineralogy: Report of the Association Internationale Pour L’etude des Argiles (AIPEA) Nomenclature Committee for 2006. // Clays and Clay Minerals. 2016. № 54 (6). P. 761—772.

20. Wilson M. J. Rock-forming minerals. Sheet Silicates: Clays Minerals. London: The Geological Society. 2013. 724 p.

21. Крупская В. В., Закусин С. В., Чернов М. С., Тюпина Е. А. Особенности сорбции Сs в бентонитовых барьерных системах при захоронении твердых радиоактивных отходов // Горный журнал. 2016. № 2. С. 81—87.

22. Крупская В. В., Закусин С. В., Тюпина Е. А., Доржиева О. В. Преобразование структуры и адсорбционных свойств монтмориллонита при термохимическом воздействии // Геохимия. 2019. Т. 64. № 3. С. 300—319. DOI: 10.31857/S0016-7525643300-319.

23. Захарова Е. В., Меняйло А. А., Андрющенко Н. Д., Ермолаев В. М., Зубков А. А., Комаров Е. А., Юшицин К. В. Барьеры безопасности при выводе из эксплуатации и консервации радиационно-опасных объектов. Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: материалы IV Международной конференции, г. Томск, 4—8 июня 2013 г. Томск : Изд-во Томского политехнического ун-та, 2013. 620 с.

24. Обливанцев Д. Ю., Щербакова Е. П. Вопросы использования бентонита в качестве защитного барьера хранилищ радиоактивных отходов // Горный информационно-аналитический бюллетень. Научно-технический журнал. 2007. № 11. C. 116—122.

25. Мартынов К. В., Жаркова В. О., Захарова Е. В. Фильтрация воды через глиняные барьеры безопасности ПЗРО // Труды Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. Москва, 18—19 апреля 2018 года. М. : ГЕОХИ РАН, 2018. С. 425—428.

26. Karnland O., Olsson S., Nilsson U. Mineralogy and sealing properties of various bentonites and smectiterich clay materials. Technical Report TR-06-30. Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co. 2006. ISSN 1404-0344.

27. Амфлет Ч. Неорганические иониты. Пер. с англ. М.: Мир, 1966. 188 с.

28. Путилина В. С., Галицкая И. В., Юганова Т. И. Сорбционные процессы при загрязнении подземных вод тяжелыми металлами и радиоактивными элементами. Уран: Аналит. обзор. Новосибирск: ГПНТБ СО РАН, 2014. 176 с.

29. Изменение окружающей среды и климата: природные и связанные с ними техногенные катастрофы в 8 томах. Пред. ред. кол.: Н. П. Лаверов. РАН. Том V. Изоляция отработавших ядерных материалов: геолого-геохимические основы. М.: ИГЕМ РАН, 2008. 254 с.

30. Images of Clay. Mineralogical Society. URL: https://www.minersoc.org/images-of-clay.html (дата обращения 08.10.2019).

31. Белоусов П. Е., Крупская В. В. Бентонитовые глины России и стран ближнего зарубежья // Георесурсы. 2019. № 20 (3). С. 79—90.

32. Техническое задание на выполнение научноисследовательской работы «Разработка технологии получения барьерных материалов на основе глинистых пород, залегающих на территории АО «СХК». АО «СХК». 2018. // Единая информационная система в сфере закупок. URL: http://zakupki.gov.ru/223/purchase/public/purchase/info/documents.html?r... (дата обращения 08.10.2019).

33. Техническое задание на поставку сырья, материалов и комплектующих изделий. Предмет закупки: поставка грунта для обратной засыпки котлована зд. № 804 в рамках госконтракта № Д.4ш.21.2.7.16.1086 от 12.07.2016 г. «Подготовительные и демонтажные работы при выводе из эксплуатации корпуса 4 (здание № 804) акционерного общества «Ангарский электролизный химический комбинат» (г. Ангарск, Иркутская область)». АО «ОДЦ УГР». 2019. // Единая информационная система в сфере закупок. URL: http://zakupki.gov.ru/223/purchase/public/purchase/info/documents.html?r... (дата обращения 08.10.2019).

34. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация.

35. Конкурсная документация на проведение конкурса с ограниченным участием в электронной форме на право заключения государственного контракта на выполнение работы: «Вывод из эксплуатации промышленных уран-графитовых реакторов ФГУП «ГХК» в обеспечение мероприятия «Вывод из эксплуатации промышленных уран-графитовых реакторов». ГК «Росатом». 2019. // Единая информационная система в сфере закупок. URL: http://zakupki.gov.ru/epz/order/notice/oku504/view/documents.html?regNum... (дата обращения 08.10.2019).

36. Техническое задание на выполнение работы «Определение параметров выщелачивания компонентов фосфатного стекла в условиях ПГЗРО и миграции радионуклидов в материалах барьеров безопасности и вмещающих горных породах». ГК «Росатом». 2018. // Единая информационная система в сфере закупок. URL: http://zakupki.gov.ru/223/purchase/public/purchase/info/documents.html?r... (дата обращения 08.10.2019).