Nuclear Newswire, издание ядерного общества США, опубликовало статью о выводе из эксплуатации реактора Hallam (HNPF, Hallam Nuclear Power Facility).
Реактор HNPF представлял собой одну из попыток американской атомной отрасли освоить технологию натриевого теплоносителя. Следует отметить, что это был тепловой реактор с замедлителем графит, и именно графит стал причиной его поспешного закрытия.
Блок с HNPF был построен в штате Небраска рядом с угольной станцией, причём турбинное оборудование у атомного и угольного блоков было общим. Тепловая мощность реактора составляла 250 МВт(т), электрическая мощность его блока - 77 МВт(э).
Сухой пуск HNPF произошёл в январе 1962 года, выход на номинал - в июле 1963 года. В общей сложности реактор проработал 6271 час и был окончательно остановлен в сентябре 1964 года, выработав около 192,5 миллиона киловатт-часов.
Причиной закрытия реактора стало образование дефектов в графитовых блоках. Предложения по их устранению были признаны дорогостоящими, и было принято решение об отказе от продолжения эксплуатации.
Более подробно про реактор HNPF можно прочитать в докладе, представленном на одной из конференций в США в апреле 1964 года. Текст доклада доступен по этой ссылке.
Датой начала работ по выводу HNPF можно считать август 1966 года. Комиссия по атомной энергии США (AEC, упразднена в 1974 году, часть функций передана в NRC) сформулировала семь основных требований к программе вывода, а именно:
- удалить всё топливо с площадки;
- удалить весь натрий, который получится слить из технологических систем;
- нейтрализовать химическими способами весь оставшийся в системах натрий;
- захоронить радиоактивные отходы в шахте реактора или иных надлежащим образом изолированных подземных зонах станции таким образом, чтобы их выход в окружающую среду был контролируемым, или удалить радиоактивные отходы с площадки;
- выполнить дезактивацию всех компонентов, расположенных выше нулевой отметки рабочего этажа здания реактора; в случаях, когда дезактивация невозможна, обеспечить захоронение таких компонентов в шахте реактора или иных надлежащим образом изолированных подземных зонах станции;
- предотвратить выход радиоактивных веществ и возможности физического доступа к любой подповерхностной части установки путём герметизации всех проходов на уровне нулевой отметки рабочего этажа здания реактора; также удалить перед герметизацией те загрязнения, которые будет признанным целесообразным удалить;
- изолировать корпус реактора, закрыв и загерметизировав все подходящие к нему трубы.
За каждым из требований скрывались трудные технологические задачи. Так, тепловыделяющие сборки перемещались с помощью перегрузочного оборудования в помещение цеха централизованного ремонта (maintenance cell), где их загружали в контейнеры из нержавеющей стали для отправки на комплекс "Саванна-Ривер" для переработки.
Из первого контура удалось слить примерно 550 тысяч фунтов (примерно 250 тонн) натрия. В дальнейшем его отправили по железной дороге в Ричланд (штат Вашингтон) для повторного использования.
Следующим этапом стала борьба с натриевыми остатками. Так, на днище корпуса реактора был обнаружен слой натриевого осадка глубиной порядка 5 сантиметров.
Слой удалось сократить примерно до 0,6 см за счёт принудительной закачки натрия в дренажные баки первого контура. Для этого в корпусе реактора было создано повышенное давление, а в промежуточных дренажных баках - наоборот, пониженное, близкое к вакууму. Для создания давления внутри корпуса понадобилось провести дополнительную трубу от поворотной пробки до днища корпуса.
Из второго контура были удалены около 220 тысяч фунтов (около 100 тонн) натрия, его передали для повторного использования компании Atomics International.
Остатки натрия во втором контуре удалялись следующим образом. Компоненты контура, в которых оставался натрий, вырезались и перемещались в специально построенную установку, где их очищали от натрия паром.
Отдельной большой темой при выводе стало обоснование способности изолированной конструкции противостоять воздействию со стороны окружающей среды.
Было рассмотрено воздействие внешних факторов, таких как разрушительные ветры, грунтовые и поверхностные воды. Кроме того, были рассмотрены внутренние факторы, такие как деградация оставшихся компонентов реактора и натрия.
В корпусе реактора и присоединённых к нему трубопроводах первого контура после дренирования и очистки повышенным давлением осталось в общей сложности 840 фунтов (более 380 кг) гидроксида натрия.
Были получены оценки его влияния на коррозию конструкционных элементов, а также потенциальных последствий от выхода водорода. Было доказано, что в изолированной установке нет внутреннего механизма, способного привести к потере целостности конструкции в течение её расчётного срока службы.
Различные материалы и компоненты HNPF, включая корпус реактора, до настоящего времени хранятся в трёх оборудованных на площадке местах. Документация по реакторному зданию с подробной технической информацией была запечатана в ящики из нержавеющей стали, которые также хранятся непосредственно на площадке в двух местах.
Министерство энергетики США оценивает, что полное завершение программы по выводу реактора HNPF может произойти к 2070 году, то есть спустя 101 год после начала вывода. Тогда же завершится мониторинг состояния подземных вод на площадке.