Виктор Красильников, НО РАО: «Подземная исследовательская лаборатория в Нижнеканском массиве – наш самый наукоемкий проект»

Самый наукоемкий проект Национального оператора по обращению с радиоактивными отходами (НО РАО) – это создание подземной исследовательской лаборатории по изучению возможности размещения радиоактивных отходов в скальном массиве. О технических решениях, а также об основных этапах реализации этого уникального для нашей страны проекта с редакцией портала «Атомная энергия 2.0» поделился заместитель директора по развитию – научный руководитель ФГУП «НО РАО», кандидат технических наук Виктор Яковлевич Красильников.

- Виктор Яковлевич, почему в России потребовалось исследовать возможность геологической изоляции РАО и строительства впоследствии пункта глубинного захоронения радиоактивных отходов (ПГЗРО)?

- Стратегия России в области бэкенда предполагает переход на замкнутый ядерный топливный цикл с переработкой всех видов облученного топлива АЭС, выделением из ОЯТ урана и плутония для последующего использования. При этом радиоактивные отходы, в соответствии с Федеральным законом об обращении с РАО, должны быть направлены на окончательную изоляцию, то есть их последующее извлечение из объекта изоляции не предусматривается. Это касается и отходов, образующихся при переработке ОЯТ. Таким образом, Россия придерживается в части РАО так называемой стратегии окончательного размещения, в то время как в европейских странах зачастую нормативные документы предполагают и временное.

- Для чего предназначен пункт глубинного захоронения радиоактивных отходов?

- ПГЗРО предназначен для глубинного захоронения долгоживущих ВАО с высоким тепловыделением (РАО класса 1) и долгоживущих ВАО и САО с незначительным тепловыделением (РАО класса 2). РАО класса 1 планируется захоранивать в вертикальных скважинах глубиной 75 м, в толстостенных пеналах, с мощным бентонитовым барьером, РАО класса 2 – в штабелях контейнеров в горизонтальных подземных выработках.

На предварительном этапе будет создана подземная исследовательская лаборатория в Нижнеканском массиве (Лаборатория НКМ). Сама площадка – участок «Енисейский» (архейские гнейсы) находится в Красноярском крае, на расстоянии 6 км от г. Железногорска и 4.5 км от Енисея.

Площадка Лаборатории НКМ и возможного размещения ПГЗРО

Гранитоидные породы там имеют возраст более 2.5 млрд лет – это 80% гнейсы и 20% долериты.

Соответственно, первая очередь ПГЗРО может быть создана с целью окончательного вывода из сферы жизнедеятельности ранее накопленных в РФ наиболее экологически опасных долгоживущих ВАО и САО, которые в настоящее время находятся в наземных временных хранилищах.

- Расскажите, пожалуйста, подробнее о Подземной исследовательской лаборатории и её задачах.

- Лаборатория НКМ – первый этап возможного впоследствии при подтверждении долговременной безопасности сооружения ПГЗРО, в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ и международным опытом выполнения аналогичных работ. Она нужна для обоснования безопасности глубинной изоляции долгоживущих РАО.

В задачи подземной лаборатории входят уточненное исследование характеристик вмещающего массива горных пород, подтверждение пригодности массива пород для безопасной глубинной изоляции долгоживущих РАО, исследование и обоснование изолирующих свойств системы инженерных барьеров, отработка технических решений и транспортно-технологических схем по строительству и эксплуатации будущего объекта захоронения РАО, а также обучение производственного персонала выполнению работ при строительстве и эксплуатации объекта.

- Какие исследования будут проводится в подземной лаборатории?

- Проведение исследований непосредственно на глубине, где в будущем планируется размещение камер изоляции кондиционированных РАО, обеспечивает значительно более достоверную оценку всех аспектов проекта, по сравнению с исследованиями с поверхности.

Специалистам нашей лаборатории предстоит провести комплекс инженерно-геологических изысканий, натурных и лабораторных исследований в горно-капитальных сооружениях. Итогом нашей работы станет комплексная оценка геологических, гидрогеологических, структурно-тектонических и сейсмических условий исследуемого массива горных пород, физико-механических, теплофизических, сорбционно-миграционных характеристик пород.

- Как выбирался участок для размещения Подземной исследовательской лаборатории?

- Участок «Енисейский» для размещения Лаборатории НКМ был выбран на основании комплексных исследований с поверхности и с бурением геологоразведочных скважин глубиной до 700 м. Эти исследования проводились в России с 1992 года.

- Расскажите, пожалуйста, о планируемой конструкции лаборатории.

- В составе лаборатории НКМ будет создано несколько подземных сооружений.

В первую очередь, это будут три вертикальных ствола – вспомогательный, технологический и вентиляционный – с околоствольными дворами на горизонтах глубиной 450 м и 525 м. Затем – горизонтальные выработки, оконтуривающие площадь будущего размещения подземных сооружений ПГЗРО – они будут создаваться только на горизонте 450 м и 525 м. Наконец, это будут исследовательские выработки лаборатории НКМ

Схема подземных сооружений лаборатории НКМ

После сооружения основных объектов лаборатории будет допущено создание дополнительных исследовательских выработок с целью проверки альтернативных вариантов размещения РАО.

- Соответствует ли площадка будущего ПГЗРО всем государственным требованиями по безопасности?

- Да, участок «Енисейский» признан пригодным для захоронения РАО. Так, заключение Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых «Роснедра» было получено в 2016 году. Уже утвержден проект создания ПГЗРО и ПИЛ, получена лицензия на размещение и сооружение ПИЛ.

- Какие важные работы были выполнены специалистами НО РАО в последнее время?

- В 2017 году специалистами НО РАО и ИБРАЭ РАН была разработана «Стратегия создания ПГЗРО» на долгосрочный период, в соответствии с международной практикой организации работ по исследованиям в подземной лаборатории, а также «Стратегический мастер-план исследований», который предусматривает поэтапное выполнение исследований по 150 направлениям.

Нами было принято решение скорректировать проект создания ПГЗРО с выделением подземной лаборатории в качестве самостоятельного законченного объекта и выполнением всесторонних комплексных исследований. Лаборатория выполнит обоснование долговременной безопасности и возможности перехода к промышленной эксплуатации 1-й очереди ПГЗРО.

Теперь помимо лаборатории НКМ и ПГЗРО, на той же площадке создается наземный демонстрационно-исследовательский центр (ДИЦ).

- Какие задачи поставлены перед демонстрационно-исследовательским центром?

- В его задачи входят, во-первых, отработка нестандартизированного оборудования по обращению с РАО, в том числе всех типов транспортных контейнеров, невозвратных упаковок и транспортно-перегрузочного оборудования; во вторых, экспериментальное исследование и оптимизация конструкции и параметров инженерных барьеров.

Далее, это отработка и оптимизация выполнения транспортно-технологических операций обращения с РАО в дистанционном режиме с видеоконтролем, вначале на макетах, а затем – на реальных образцах нестандартизированного оборудования, а также экспериментальное исследование автоматизированной системы контроля параметров массива пород и инженерных барьеров в условиях будущей лаборатории и ПГЗРО.

Наконец это будет и работа с общественностью и экспертами – для демонстрации безопасности будущей эксплуатации объекта, и, конечно, обучение производственного персонала.

- Зачем нужен еще один исследовательский центр наверху, помимо подземной лаборатории?

- Мы объясняем целесообразность создания ДИЦ целым рядом факторов.

Отдельные эксперименты, например, отработка транспортно-технологических операций, дешевле и проще провести на поверхности, а не под землей. Центр также будет заниматься выявлением и устранением недостатков в технических решениях по подземным сооружениям и нестандартному оборудованию – то есть станет своего рода сервисной службой для лаборатории НКМ. Наверху практически нет пространственных ограничений, по сравнению с подземным размещением – так что в ДИЦ можно будет создать часть экспериментальных и вспомогательных участков лаборатории.

Обучение персонала проще проводить именно в центре, без помех для производственного процесса. Здесь будут более комфортные, чем в подземной лаборатории, производственно-бытовые условия, а, стало быть, и выше производительность труда.

- Какие задачи в целом для России позволит решить ввод в эксплуатацию пункта геологической изоляции радиоактивных отходов?

- Это позволит не перекладывать на будущие поколения проблему накопления радиоактивных отходов 1 и 2 классов опасности в организациях Росатома и поможет разгрузить временные хранилища РАО. Россия станет одной из двух стран мира, которые обладают комплексной и полной инфраструктурой заключительной стадии жизненного цикла ядерной энергетики. Наши эксперты НО РАО также прогнозируют мультипликативный эффект в части развития инновационных решений и разработок, который может быть получен за счет реализации портфеля заказов уникальных технологических решений.

- Виктор Яковлевич, большое спасибо за ваше внимание и подробную информацию о проекте ПГЗРО, которая, безусловно, будет интересна многим специалистам и читателям нашего портала.