22 октября 2021

В Казахстане продолжаются работы по выводу из эксплуатации быстрого реактора БН-350

Из 466 ядерных реакторов, работающих в мире, только три относятся к наиболее эффективному и перспективному типу FBR — на быстрых нейтронах. Их эксплуатация позволяет решить задачу топливного самообеспечения ядерной энергетики. Первым же по уровню мощности опытно-промышленным быстрым ядерным реактором является БН-350 в городе Актау (Шевченко). Сегодня его безопасная деактивация — предмет сотрудничества российских и казахстанских атомщиков в рамках уникального проекта.

Более чем за 20 лет работы БН-350 показал себя исключительно в качестве практичного, надежного и безопасного ядерного реактора. Но неизбежная стадия жизненного цикла любого атомного объекта — вывод из эксплуатации. Многоэтапные мероприятия по деактивации легендарной установки, остановленной 22 апреля 1999 года, продолжаются и сегодня.

Толчок к активному развитию научно-исследовательской деятельности. Уникальная реакторная установка БН-350 разрабатывалась, проектировалась и строилась десятками ведущих советских (российских) организаций разного профиля. Особая роль в создании БН-350 принадлежит ряду научно-исследовательских и проектных организаций: Физико-энергетическому институту (г. Обнинск), Опытному конструкторскому бюро машиностроения (г. Нижний Новгород), Опытному конструкторскому бюро «Гидропресс» (г. Подольск), Всероссийскому научно-исследовательскому и проектному институту энергетических технологий (г. Санкт-Петербург).

Разработка БН-350 включала в себя проведение широкого круга экспериментальных исследований, обоснований и испытаний оборудования.

«Эксплуатационный персонал вмешивался в работу реактора, как правило, не чаще одного раза в сутки для компенсации эффекта реактивности, связанного с выгоранием топлива. В БН-350 была применена ставшая впоследствии традиционной для быстрых реакторов с натриевым теплоносителем трехконтурная схема передачи тепла от реактора к турбине: натрий — натрий — вода. Однако сама конструкция реактора — петлевая компоновка — осталась уникальной», — вспоминает экс-директор БН-350 Геннадий Пугачев.

В ходе эксплуатации установки выполнено множество исследований, послуживших основой для дальнейшего развития технологии советских (российских) быстрых реакторов. Так, доказана возможность радикального решения проблемы сжигания и захоронения радиоактивных отходов атомной энергетики.

«На БН-350 была сформирована технология наработки изотопов для нужд медицины и промышленности. В спектре быстрых нейтронов успешно изготавливался изотоп кобальт-60, который в природе почти не встречается, но широко применяется в радиохирургии, дефектоскопии, активации посевного материала зерновых и овощных культур, стерилизации пищевых продуктов и медицинских материалов, обеззараживании промышленных стоков и т.д. Нарабатывались другие изотопы для нужд народного хозяйства: иридий, цезий-30, хром-51. Создание, пуск и эксплуатация БН-350 подарили российским организациям бесценный и многосторонний опыт, который стал толчком к широкому развитию научно-исследовательских работ и дал уверенность в ряде разработок и решений», — подчеркнул Геннадий Пугачев.

Как рассказал начальник отдела по выводу из эксплуатации БН-350 «МАЭК-Казатомпром» Валерий Варанкин, с 1998 года, согласно постановлению правительства Казахстана, ведутся работы по выводу реактора из эксплуатации.

«В 1999 году после 26 лет работы установка БН-350 была окончательно остановлена. Министерство энергетики США и Министерство энергетики, индустрии и торговли Казахстана подписали соглашение о совместной программе по безопасной остановке реактора и переводу его в стабильное состояние. На основании этого документа было подписано соглашение между Казахстанским научно-техническим центром безопасности ядерных технологий и Государственным департаментом США, в рамках которого Фонд нераспространения и разоружения открыл два проекта. В их реализации участвуют специалисты Айдахской национальной лаборатории США, работающие в проектных группах с казахстанскими инженерами и учеными, и компания RWE NUKEM из Великобритании», — прокомментировал Валерий Варанкин.

Разработчиком проекта по выводу БН-350 из эксплуатации является российское ООО «МЭТР», а заказчиком — ТОО «МАЭК-Казатомпром».

Учитывая уникальность объекта, его потенциальную опасность и технологическую сложность работ, приказом Минэнерго Казахстана разработаны и утверждены «Основные положения проекта вывода из эксплуатации РУ БН-350».

«В соответствии с этими положениями все работы сгруппированы в пять очередей. Задачи первой (приведение реактора в состояние безопасного хранения) и второй (безопасное хранение в течение 50 лет) очередей к настоящему моменту практически полностью выполнены. Установка приведена в ядерно безопасное состояние. ООО «МЭТР» в качестве генпроектировщика разработало документацию по технологическим процессам, удалению радиоактивных отходов, а также подготовке зданий, сооружений и инженерных систем БН-350 к безопасному хранению», — пояснили разработчики.

По признанию представителя департамента экономики ТОО «МАЭК-Казатомпром» Булата Жумаканова, в Казахстане отсутствует ликвидационный фонд для вывода БН-350 из эксплуатации. Необходимо на законодательном уровне определить источник финансирования этих работ. Ежегодно содержание реактора в Актау обходится в 1,2 млрд тенге.

Согласно предварительным расчетам, общие затраты на полный цикл консервации атомной установки составят 125 млрд тенге без учета инфляции (более 330 млн долларов).

Между тем главный инженер БН-350 Илья Васильев бьет тревогу, подчеркивая, что процесс вывода из эксплуатации нужно незамедлительно продолжить с бесперебойным финансированием.

«Это связано с тем, что емкости, в которых хранятся радиоактивные отходы, эксплуатируются с 1972 года, и без модернизации они уже приходят в негодность. Металл не вечный. Емкости ржавеют, начинают протекать. Мы поддерживаем инертную среду натрия, но он не становится менее опасным, — подчеркнул Васильев. — Финансирование дальнейших работ по выводу БН-350 из эксплуатации планировалось продолжить за счет средств госбюджета Казахстана, но работы встали. Подготовленный в 2008 году проект по деактивации реактора уже устарел. Мы обратились в компанию «МЭТР» с целью составить новое ТЭО для реализации проекта».

Сегодня в спецхранилищах ТОО «МАЭК-Казатомпром» находится около 3 тыс. куб. метров жидких радиоактивных отходов, в основном натрий и цезий-137, у которого период полураспада составляет 30 лет.

«По самым оптимистичным прогнозам, при наличии стабильного финансирования для полного вывода БН-350 из эксплуатации потребуется около 30 лет», — пояснил главный инженер реакторной установки.

Согласно постановлению правительства Казахстана, БН-350 будет находиться на консервации в течение 50 лет. Еще предстоят работы по удалению корпуса реактора, а для этого потребуется разработать соответствующие технологии. Мероприятия по удалению самих контуров, парогенераторов, трубопроводов второго корпуса и т.д. будут осуществляться с использованием робототехники. После окончания демонтажа все здания и помещения также будут разобраны. Для последующего захоронения материалов запланировано сооружение еще одного хранилища. В итоге должно остаться только два хранилища опасного наследия.