28 сентября 2014

Научный форум МАГАТЭ - проблема РАО

Научный форум 58-ой сессии генеральной конференции МАГАТЭ, проходящей в Вене, посвящён проблеме радиоактивных отходов. Во вступительной речи генеральный директор МАГАТЭ Юкия Амано подчеркнул важность этой проблемы.

В свою очередь, следующий докладчик, председатель национального ядерного агентства Индонезии г-н Джарот Виснуброто (Djarot Wisnubroto) отметил, что бурному развитию и процветанию ядерной отрасли мешает именно эта досаднейшая проблема.

После сделанных программных заявлений научная сессия приступила к более конкретному обсуждению проблемы РАО.

Что хранят французы

Доклад международного директора национального агентства по управлению радиоактивными отходами Франции Жерара Узуньяна (Gerard Ouzounian) был посвящён французской концепции обращения с радиоактивными отходами.

Сначала он напомнил о классификации МАГАТЭ, согласно которой отходы разделяются на:

  • отходы высокого уровня, HLW (высокоактивные), которые подлежат глубокому захоронению в геологических формациях;
  • отходы промежуточного уровня, ILW-LL (среднеактивные), которые подлежат захоронению на промежуточной же глубине;
  • отходы низкого уровня, LLW-LL (низкоактивные), которые подлежат захоронению близко к поверхности с инженерными барьерами;
  • отходы особо низкого уровня, VLLW (очень низкоактивные), которые подлежат захоронению близко к поверхности (могут быть прикопаны в траншеях);
  • очень короткоживущие отходы, LILW-SL, которые после недолгой выдержки в специализированных хранилищах радиоактивными отходами больше не являются;
  • освобождённые от контроля отходы (exempt waste) - отходы, соответствующие критериям вывода из-под регулирующего контроля.

Основная идея обращения с РАО одна – копить и хранить. Для высокоактивных надо искать стабильную скальную породу, копать глубоко и хранить там, для среднеактивных можно копать не так глубоко и скалу не искать, для низкоактивных можно копать совсем мелко, для особонизкоактивных можно совсем не копать, где получили, там же можно и складывать.

Но какие объёмы РАО нужно хранить?

По французским оценкам, АЭС даёт 100 кубометров отходов и 20 тонн ОЯТ в год и ещё 20 тысяч кубометров отходов через 50 лет при выводе из эксплуатации. После переработки из 20 тонн ОЯТ получится примерно 2,5 кубометра ВАО и 3 кубометра САО.

Прогноз на 2030 год по сравнению с 2010 годом даёт двукратное увеличение объёма радиоактивных отходов, причём объём высокоактивных увеличивается вдвое, объём среднеактивных – незначительно, низкоактивных – менее, чем вдвое, короткоживущих – незначительно, очень низкоактивных – почти вчетверо.

Что требуют американцы

Эллисон Макфарлайн из комиссии по ядерному регулированию США рассказала участникам форума о концепции американского регулятора по отношению к РАО.
Концепция включает в себя пять пунктов, а именно:

  • ядерные отходы требуют аккуратного обращения;
  • лучше иметь план обращения с радиоактивными отходами в начале реализации программы ядерной энергетики;
  • неопределённость с окончанием жизненного цикла отходов создаёт дополнительные проблемы в области безопасности, которые обязательно придётся решать;
  • обеспечить требуемый уровень безопасности может только сильный независимый регулятор;
  • политика или продвижение ядерной энергетики определяются общественным согласием.

Говоря об ОЯТ, госпожа Макфарлайн отметила, что "решения на базе временного хранения не должны замещать решение с постоянным хранилищем ОЯТ". Высказывание весьма любопытное, особенно в контексте того, что именно при нынешней американской администрации был закрыт проект "Гора Юкка" по созданию долгосрочного геологического хранилища ОЯТ.

Уроки Фукусимы, по мнению главы американского регулятора, в части хранилища облучённого топлива состоят из четырёх пунктов, которые описываются одной простой фразой - за хранилищем нужно следить, особенно за наличием в нём воды. Увы, к сожалению, до Фукусимы этому тривиальному выводу не придавалось должного значения.

По мнению американского регулятора, конструкция ТВС должна не только обеспечивать кампанию топлива. Этого мало. Конструкция топливных элементов должна быть рассчитана на гораздо более долгий срок службы, включающий в себя хранение после работы в реакторе. А это уже серьёзный вызов для производителей топлива.

Что полагают в OECD

Финансовые аспекты обращения с ОЯТ обсуждались в сообщении представителя OECD/NEA Уильяма Магвуда (William Magwood).

Он рассмотрел три сценария использования топлива - однократное прохождение топлива в тепловом реакторе с его последующим захоронением, частичный рецикл топлива в тепловом реакторе и многократный рецикл плутония в тепловых и быстрых реакторах.

Данные для стратегии однократного прохождения таковы: начальный цикл топлива (добыча урана, его конверсия, обогащение, фабрикация оксида) стоит примерно 5,8 USD/МВт×час, финальный цикл (выдержка, упаковка в контейнеры, перевозка к месту хранения, само хранение) - 1,65 USD/МВт×час.

В случае частичного рецикла стоимость начального цикла падает на доллар, за счёт небольшого снижения затрат на добычу урана и его обогащение, поскольку свежего топлива нужно меньше. Зато стоимость финального цикла возрастает практически вдвое, до 3,28 USD/МВт×час, за счёт появления весьма дорогой операции по переработке и фабрикации МОХ топлива. Поэтому стоимость всего цикла слегка возрастает.

В случае многократного рецикла стоимость первичного цикла падает до 3,7 USD/МВт×час, то есть, ещё приметно на доллар. Зато стоимость финального цикла растёт до 4,33 USD/МВт×час за счёт ещё больших затрат на переработку и появлению дорогих в эксплуатации быстрых реакторов. И общая стоимость растёт ещё больше.

Из доклада представителя OECD напрашивается вывод, что экономического смысла в переработке топлива нет никакого. Действительно, согласно расчётам, любое усложнение цикла экономит доллар и требует дополнительно полтора.

Правда, непонятно, почему затраты на финальное хранение во всех трёх сценариях одинаковы. В чём тогда смысл переработки топлива, тем более, многократной? И зачем тогда быстрые реакторы?

Кроме того, если по данным докладчика полная стоимость производства электроэнергии на АЭС во Франции 60 USD/МВт×час, а стоимость финального цикла топлива – 1,65 USD/МВт×час, то действительно ли велика проблема?