За последние полтора года в Единой государственной системе обращения с радиоактивными отходами сформировались новые обстоятельства, связанные главным образом, с развитием радиохимического направления и сопутствующим этому увеличением прогнозной нагрузки на систему захоронения радиоактивных отходов.
Анализу этих вопросов посвящена программная статьяexternal link, opens in a new tab ответственных специалистов Госкорпорации «Росатом» и РАН, опубликованная в журнале «Радиоактивные отходы» (№2(31) 2025).
Площадка ПИЛ и ПГЗРОВ статье последовательно освещаются особенности создания подземной исследовательской лаборатории (ПИЛ) на участке «Енисейский», акцентируется внимание на соответствии реализованного итерационного подхода к выбору площадки для размещения пункта глубинного захоронения РАО (ПГЗРО) принятым в мире подходам; отмечены не имеющие аналогов исследования состояния остеклованных ВАО; проанализированы новые данные, полученные в ходе реализации стратегической программы развития радиохимического направления, и сформулированы приоритетные задачи в этой области.
О сооружении ПИЛ и ПГЗРО
В конце 2024 года вышла в свет монографияexternal link, opens in a new tab «Захоронение РАО на участке Енисейский в Красноярском крае. История выбора площадки и современное состояние исследований», которая обобщает историю проведения изысканий, приведших к выбору участка в качестве площадки для сооружения ПГЗРО на основе анализа геологической информации, а также с учетом социально-экономических, демографических, экологических и инфраструктурных факторов. Суммируя итоги геологических изысканий и расчетного моделирования, авторы монографии отмечают оставшиеся проблемы и неопределенности, а также пути их устранения.
К настоящему времени осуществлено сооружение первоочередных наземных объектов, реализуется утвержденная в 2018 г. стратегия создания ПГЗРО, в основном сформирован облик ПИЛ. Значительная часть исследований по обоснованию безопасности ПГЗРО ведется параллельно сооружению ПИЛ. Важно, что до настоящего времени обстоятельств, принципиально препятствующих строительству ПГЗРО, не установлено. Принять обоснованное окончательное решение, следует ли создавать на этой площадке ПГЗРО для РАО от переработки ОЯТ, либо для этого есть серьезные противопоказания и объект будет использоваться исключительно для научных целей, либо для захоронения менее опасных отходов, а также определить максимальную емкость системы захоронения, можно будет только на основе совокупности всей информации, как уже накопленной, так и планируемой к получению в результате предстоящих исследований в ПИЛ.
О кластере по переработке ОЯТ и обращению с РАО в г. Железногорске
Промышленная площадка в районе г. Железногорск еще в 80-х годах XX века предполагалась как один из центров по обращению с ОЯТ. Необходимо отметить, что возникновение крупных производственных комплексов ядерного топливного цикла характерно для атомной промышленности мира в целом. Это позволяет создать предпосылки для формирования адекватной социальной среды на длительную перспективу, в том числе с более высоким уровнем профильного образования, возможностями подготовки кадров и маневра ими при завершении производственных программ на отдельных объектах. Длительное и успешное функционирование основных производств ФГУП «ГХК» и г. Железногорска стало основой для идеи размещения там производств нового поколения. Хотя строительство радиохимического завода РТ-2 в тот период в полном объеме не состоялось, объект первой очереди – «мокрое» хранилище ОЯТ ВВЭР-1000 – был построен в 1986 году, а к 2007 году – расширен. В 2011 году введено в действие «сухое» хранилище ОЯТ РБМК-1000, а в 2016 – вторая очередь хранилища для ОЯТ ВВЭР-1000. Создано производство МОКС-топлива, которое обеспечило в 2023 году получение его количества, достаточного для полной загрузки реактора БН-800. Начались пусконаладочные работы установок по переработке ОЯТ ВВЭР-1000 на опытно-демонстрационном центре (ОДЦ). Сооружение ПИЛ, а затем и ПГЗРО приведет к созданию комплекса для реализации полного цикла обращения с ОЯТ, включающего объекты его промежуточного хранения, переработки, производства нового ядерного топлива из регенерированных материалов и захоронения РАО.
Видение параметров переработки ОЯТ на рубеже 2050 годаПрикладные исследования и разработки
На основании оценки текущего этапа развития системы обращения с ОЯТ, в том числе в сравнении с первыми десятилетиями становления радиохимических технологий, ознаменовавшимися вводом в эксплуатацию и длительной работой радиохимических производств на ФГУП «ПО «Маяк», АО «СХК» и ФГУП «ГХК», и принимая во внимание необходимость обеспечения получения плутония для реакторов на быстрых нейтронах, сооружение которых зафиксирует создание двухкомпонентной атомной энергетики России, сделаны выводы о необходимости:
- поддерживать исследования в области радиохимии в постоянном режиме и при достаточном уровне финансирования;
- выходить на уровни переработки ОЯТ, соответствующие перспективным мощностям атомной энергетики России;
- обеспечить технологически-, экологически- и экономически- сбалансированное и оптимальное развитие мощностей атомной энергетики, хранения и переработки ОЯТ, производства топлива из регенерированных материалов и захоронения РАО.
Основной ресурс для достижения этих целей сосредоточен в глубокой научной проработке технических решений. Концептуальные направления в этой области уже определены. В сжатые сроки удалось сформировать перечень первоочередных НИОКР и требований к ним, организовать их финансирование из нескольких источников. К концу 2024 года была разработана и утверждена долгосрочная программа НИОКР до 2040 года и реализованы первые этапы более 20 НИР, исполнителями которых выступают АО «Радиевый институт им. В.Г. Хлопина» (научный руководитель радиохимического направления), АО «ВНИИНМ», ФГУП «ГХК», ФГУП «ПО «Маяк», ИБРАЭ РАН и ГЕОХИ РАН.
Основной замысел программы развития радиохимического направления предусматривает на предстоящие 25 лет: модернизацию завода РТ-1 ФГУП «ПО «Маяк» с повышением производительности до 400 т/год, развитие производительности ОДЦ ФГУП «ГХК» до 220 т/год, сооружение двух пусковых комплексов завода большой производительности (ЗБП). К настоящему времени подготовлена концепция создания ЗБП в виде трех модулей суммарной мощностью переработки ОЯТ 1 200 т/год, анализируется их оптимальный технологический облик, который существенным образом повлияет на технические требования к объектам глубинного захоронения РАО.
Объемы инвестиций в создание производств велики, но не должны рассматриваться в отрыве от стратегической задачи перехода к двухкомпонентной атомной энергетике, которая в должной мере обоснована, в том числе и экономически.
Сценарии фракционирования РАО от переработки ОЯТОсновные выводы
Текущая ситуация и целевые ориентиры в сфере обращения с ОЯТ и ВАО на период до 2050 года таковы, что имеющиеся планы могут быть охарактеризованы как весьма амбиционные, но только в случае их реализации можно будет утверждать о завершении формирования экологически приемлемого замкнутого ядерного топливного цикла атомной энергетики России. Наращивание мощностей переработки становится не только решением проблем ядерного наследия, но и задачей топливообеспечения реакторов на быстрых нейтронах.
Плотность загрузки РАО в проектах ПГЗРОИсходя из объемов как накопленных РАО от переработки ОЯТ, так и прогнозируемых в рамках программы развития радиохимического направления, необходимо развитие требований к характеристикам геологического объекта захоронения отходов, обеспечивающих рациональное обращение с РАО классов 1 и 2. Вне зависимости от выбора технологии фракционирования ВАО от переработки ОЯТ после 2060 года потребуется разместить на захоронение не менее 40 тыс. т РАО класса 1.
В случае подтверждения пригодности участка «Енисейский» для захоронения РАО, его использование, в силу наличия научного базиса и сложившейся инфраструктуры, для этих целей наиболее предпочтительно. Накопленный научно-технический потенциал, сосредоточенный, главным образом, в организациях, работающих под научным руководством ИБРАЭ РАН, в том числе ФГУП «НО РАО», позволяет надеяться, что задачи по сооружению ПИЛ и обоснованию перспектив развития ПГЗРО на участке «Енисейский» будут успешно решены.
Большую роль будет также играть уровень унификации решений по конечным упаковкам РАО от переработки ОЯТ на заводах РТ-1 ФГУП «ПО «Маяк», ОДЦ ФГУП «ГХК», ОДЭК, ПЭК, ЗБП и системам их транспортирования.