Академия наук

Системы захоронения радиоактивных отходов

Авторы:

Комлева Е.В., Технический университет, г. Дортмунд, Германия

Самаров В.Н., лаборатория новых технологий, г. ГарденГров (GardenGrove), США

Непомнящий В.З., лаборатория новых технологий, г. ГарденГров (GardenGrove), США

Скажите государю, что у англичан ружья кирпичом не чистят: пусть чтобы и у нас не чистили, а то, храни Бог войны, они стрелять не годятся

Н.С. Лесков. Сказ «Левша»

ФГУП «Национальный оператор по обращению с радиоактивными отходами»(ФГУП «НО РАО») решает проблему захоронения радиоактивных отходов (РАО) в стране. Но качество конкретных решенийсомнительно.

В части геологического/финального могильника для РАО 1 и 2 категории (высокой активности, ВАО) в Железногорске с обозначенной перспективой на статус международного сомнения давние и многими опубликованы. Созданный в СССР Красноярский горно-химический комбинат и создаваемый ныне конверсионный комплекс в Железногорске – гордость Росатома, во многом справедливо.Правда, гордиться могильником в таком комплексе излишне. Место могильника не выбрано из альтернатив, а назначено антинаучно около Енисея в угоду корпоративной целесообразности. Но дальнейший научный камуфляж и реклама к месту захоронения «пристегнуты» изобильно.Никто в мире не собирается/не имеет права нагружать производственную площадку конечного по историческим меркам объекта и ради краткой выгоды вечным опасным балластом в виде могильника. Могильник и остальные объекты в Железногорске – антагонисты по функциям и условиям существования. Рождение нового и захоронение старого, «родильный дом» и «кладбище» не должны быть за одним забором. Нарушен человеческий закон, социокультурный код. Не должны быть вместе, в том числе, и для формирования положительного образа ядерных технологий. Запланирована охрана. Уточнить бы: охрана будет деньги получать миллион лет? Напомним постулат МАГАТЭ: безопасность могильника долговременно не должна определяться присутствием/отсутствием при нем обслуживающего персонала.

Относительно «легких» (средней и низкой активности, САО и НАО) РАО в российском варианте наземных могильников достаточно новый вывод о слабости решений также возможен. На это указывает, прежде всего, знаковый факт возврата ФГУП «НО РАО» к идее могильника на Новой Земле. Своевольного возврата к ранее признанной ошибкой идее без публичного опровержения прежнего отрицательного заключения Горного института КНЦ РАН и международного консорциума, прежнего решения Минатома отказаться от этой идеи. Возврата к отвергнутой исключительно российской, безоговорочно и откровенно противостоящей разумному мировому опыту (и уже поэтому слабой) идее.Для одного из уральских (Новоуральск), на земной поверхности, могильников РАО 3 и 4 категории (САО и НАО) сами же его создателипризнают, что он будет опасным многие тысячи лет. Да и для второго (Озерск) уральского их оценки аналогичны. Поэтому-де вскрывать могильники не планируется.Что, за тысячи лет не будет желающих вскрыть их? Можно было бы спросить и классическое: «А будут ли вечно могильники выдерживать «падения самолетов»? Или напомнить про принцип ответственности их создателей перед будущими поколениями!

В России существуют нормы для САО и НАО при их захоронении, предусматривающие ограничения состава и активности отдельных изотопов. Эти ограничения позволяют принять за интегральную норму срок опасности могильника в 300 лет (что тоже немало). Но это же не тысячи лет и не вечность, о которых заявили создатели уральских приповерхностных могильников. Что это – произвол, пренебрежение теорией и нормами уже в начале пути?  На каком основании считается, что можно на земной поверхности, в своей стране, размещать тысячелетней опасности объекты?Чего проще, с точки зрения условия «вечной» изоляции, учитывая нужную в нынешних условиях экономию средств, всю разработанную конструкцию могильника с ее достоинствами ДОПОЛНИТЕЛЬНО вписать в отработавший свое карьер.Всю снабдить еще одним бесплатным барьером.В принципе, любой карьер необходимого объема и приличной глубины улучшит ситуацию по сравнению с поверхностью. Оптимально, если вмещающие карьер породы (их отдельные участки) будут хорошего качества, на уровне норм для пород подземных могильников. На Урале нет проблем с наличием карьеров (да и подземных отработавших выработок). И поверх могильника в карьере предусмотреть мощную породную засыпку. Тогда можно избавиться от опасности несанкционированного вскрытия могильника подавляющим большинством возможных способов. Хоронили/хоронят же успешно немцы именно «легкие» РАО в бывших подземных рудниках!

Примеры для рассмотрения. Недалеко от Новоуральска расположены карьеры Баженовского месторождения асбеста. Вблизи ПО «Маяк» - карьер АО «Костанайские минералы». Гидрогеологические условия месторождений простые, горные породы имеют слабую водопроницаемость. Возможно, что вмещающие асбестсерпентинитовые породы аналогичны по инженерно-геологическим и сорбционным характеристикам породам Печенги, которые давно рассматриваются как перспективные для размещения РАО в специально созданных либо в выведенных из эксплуатации горных выработках. Дело за малым: «скрестить» подходы Печенги и Новоуральска/Озерска применительно к площадкам месторождений асбеста. Ранее показано, что потенциал Печенги в проблеме захоронения РАО может быть адаптирован и к горно-геологическим условиям медно-никелевых месторождений Канады. Видимо, возможны в этом ракурсе аналогии и между месторождениями асбеста России и Канады.Наиболее привлекательным по экономии и экологии вариантом для асбестовых карьеров может быть создание (аналогично первоначальной врезке подземного рудника «Северный Глубокий» Кольской ГМК из карьера «Центральный») из доступных пока пространств карьеров в их бортах подземных камер/проработанных во множестве проектов модулей (РАО-модулей) со всем необходимым комплексом классических барьеров безопасности. Получится подземное хранилище со всеми преимуществами по безопасности и без непродуктивных затрат на вспомогательные выработки. Комбинированный способ разработки – достаточно распространен в горнодобывающей промышленности. Есть в истории человечества «комбинированный»город Petra. Почему бы не быть комбинированным размещению в геологической среде особо опасных отходов? И горные предприятия получат работу. Сокращение спроса на асбест привело к закрытию многих рудников. Есть ведь еще вблизи Озерска выводимые из эксплуатации выработки на месторождениях медных и никелевых руд! Или схожие с Печенгой комбинированные наземно-подземные комплексы Сибая и Учалы – Новые Учалы.

Часто употребляемое «доказательство» относительно российских наземных могильников, что «так делают за рубежом», требует проверки. Во-первых, все так «ружья кирпичом не чистят». Германия так не делает принципиально. Хорошо, что Росатом показал журналистам для сравнения с «вечной» полиэтиленовой гидроизоляцией могильников Урала технологию реально вечного подземного захоронения НАО и САО этой страны. Швеция и Финляндия: сколько наработано РАО – все под землю, хотя и в разных вариантах соответственно опасности отходов. И Франция, меняя свой прежний подход, будет хоронить САО в подземном могильнике. Как и Великобритания – NIREX.США, классификация РАО которых отличается от европейской, под землей хоронят не только высокоактивные, но и трансурановые РАО условно средней активности. Чем обусловлено отсутствие такой отдельной категории отходов в России при схожести структур ядерных отраслей США и РФ – не желанием ли втихую избежать дополнительного подземного строительства? Где российский аналог американского подземного могильника WIPP для военных трансурановых отходов? Достигнут ли ядерный паритет применительно к РАО? В Канаде выбрали подземный вариант для САО и НАО. Против конкретной площадки, правда, общество активно протестует, но по причине ее расположения вблизи Великих Озёр, которые служат источником пресной воды для десятков миллионов жителей.

Во-вторых, те, кто делают - вполне вероятно, что так да не так. И вопрос не в том, будет ли в России обеспечено то же качество строительных работ, что и там, где «делают». Да, конструкция российских наземных объектов заимствована, в основном, у зарубежных аналогов. Вопрос в схожести/различиях составов РАО (прежде всего, по изотопам; и есть ли в составе зарубежных РАО таких категорий трансурановые изотопы, которые, например, планируются для могильника в Северске), если в российском варианте употребляют слово «вечный». Хотелось бы документальных доказательств, что за рубежом уже при общественном обсуждении и проектировании таких объектов они имеют статус «вечных». Многие страны долгоживущие отходы средней активности выделяют из общего объема САО для подземного захоронения. В-третьих, далеко не все страны обязательно хоронят РАО на промышленных площадках ядерных объектов. В России такое обязательство - канон, что, конечно, заставляет лукавить при доказательстве научности геологического выбора (которому по правилу «3 условий» отведено третьестепенное значение) площадок для могильников. Чаще площадки сразу назначают по месту. Но даже если сначала вроде бы ищут долго и «по науке», итог тот же: Копорье трансформировали в  Сосновый Бор, Нижнеканский массив – промплощадкуКрасноярского ГХК.В-четвертых, зарубежные приповерхностные хранилища НАО и САО либо уже затратно реконструируются, либо вероятность этого со временемвысока. Их удел, который вменяют и России, - перманентная (на много веков) реабилитация. Впрочем, в Росатоме, видимо, привыкли гордиться бесконечным финансированием проблемы отходов. Разве это требуемое экономической ситуацией в стране снижение бюджетных трат? В-пятых, основные приповерхностные хранилища (и только НАО) главного «идеолога» такого вынужденного захоронения первых лет атомной гонки – США находятся в более теплых, чем российские, регионах. Это не российские условия по атмосферным осадкам и фазовым переходам вода-лед. И, в-шестых, часть наземных могильников в России по первоначальному происхождению РАО уже сейчас фактически имеют статус международных.

Так что тезис «так делают за рубежом» очень сомнителен. В подавляющем большинстве случаев он глубоко ошибочен.Похоже, дружное устремление за рубежом к подземным могильникам – реакция на сложную мировую обстановку. Копирование чужих, старых и совсем не лидирующих технологических тенденций по захоронению РАО с собственного изобретения методологией геологического выбора площадок само по себе занятие не очень достойное. Если за рубежом вечную сохранность/безопасность (или, наоборот, вечную опасность) наземным могильникам не обещают, то сравнения с ними неуместны.Нужно ли плодить радиоактивные курганы, котлованы и тайные болота подобно «могильнику» Карачай? А то они,доступные для контроля и распыления зарубежными воздушно-космическим силами, «храни Бог войны», как раз и могут «стрелять» как «грязные бомбы», тиражируя радиоактивные следы наподобие Восточно-Уральскому и Чернобыльским. Во время войны ядерные объекты станут целями. Около могильника в Ростовской области война уже рядом.  Да и без войны трансформация споров о трудности решения проблемы РАО в конкретные и наглядные, опасные наземные «чудеса технологий» лучше всего убедит в том, что «Такой хоккей нам не нужен!» И прежние места штатного накопления РАО на поверхности оптимизма не внушают. История учит, что всегда, тем более за длительное время, находятся причины, чтобы такие места превратить в источник реальной опасности.

Государство взяло на себя и расходы по аварийным отходам. Есть мнение, что негативные следствия в денежном эквиваленте уже международных усилий за тридцать лет только в связи с Чернобылем («чернобыльские отходы»), перекрыли весь положительный экономический эффект от ядерной энергетики в СССР. Россия пока не приступила к оценке в полном объеме и более-менее достоверно весьма затратного из-за отходов массового вывода ядерных объектов из эксплуатации. А это не за горами. Новые значительные объемы РАО еще более осложнят ситуацию. Что, и их размещать на поверхности? В Германии, которая уже на практике решает проблемы этой стадии, сразу возникли трудности с представлениями об экономике захоронения РАО и определением исполнителей. Как и во всем мире. Цена вопроса с трудом поддается исчислению. Относительно таких РАО как облученный графит вообще в мире нет даже начальных представлений о захоронении.

Сильные решения по всем категориям могильников можно найти в кооперации с теми, кто более осведомлен в геологии и горном деле нежели ФГУП «НО РАО», а также имеет готовые для переформатирования под задачу отходов природно-техногенные объекты. Возможные партнеры - АЛРОСА, Норникель, Северсталь или гиганты нефтегазовой отрасли, которым в трудные времена разумно было бы позаботиться о диверсификации деятельности в сфере рационального недропользования.Опыт заимствований Росатомом технологий и геологических условий нефтегазовой отрасли уже есть. В РФ в течение 45 лет было удалено в глубокие изолированные горизонты-коллекторы около 50 млн. м3 жидких РАО. Ситуация изначально была более тяжелой – отходы в подвижной форме. Но геологические условия заблокировали им выход на земную поверхность аналогично локализации в недрах месторождений углеводородов.Геология и горное дело несравнимо более зрелые отрасли с богатым и надежным опытом по сравнению с ядерной. Уже это является основанием для использования Росатомом их «мудрости» в пограничных технологиях.

Все дальше нагнетается ситуация вокруг и внутри страны. Например, современные «террористы», «против которых» воюют (или тренируются в боевых условиях для более серьезных дел?) по состоянию на февраль 2016г. минимум пять авианосцев, наземные армии двух стран и совершили порядка 70 тыс. боевых вылетов самолеты США и России. При этом сложно понимать слабое и с небезупречными аргументами присутствие в публичном пространстве по поводу поднимаемых вопросов непосредственно специалистов Росатома, ФГУП «НО РАО» и рабочей группы Общественного совета Росатома по вопросам взаимодействия с общественными и экологическими организациями в части размещения объектов изоляции РАО.

Впервые на Кольском полуострове в самом общем виде мысль обратить внимание на потенциал существующих местных горных выработок была высказана в 1991 году на первом региональном техническом совете в Управлении капитального строительства Кольской АЭС-2 по проблеме захоронения РАО (представители КАЭС, Московского института «Атомэнергопроект», ВНИИАЭС, КНЦ РАН иГидроспецгеологии) одним из гидрогеологов.Статья посвящается тому незнакомому авторам гидрогеологу, а также памяти горняка Гущина Владимира Васильевича и геолога Баржицкого Всеволода Викторовича, соучаствовавших тогда на техсовете КАЭС в защите первого крупного и кольской «выпечки» отчета по проблеме, геолога Гавриленко Бориса Викторовича, первым (1999г.) поддержавшего идею перспективности Печенгской структурыдля захоронения РАО.

ВЫВОДЫ

1. Реализуемая в России система захоронения основных категорий отходов во многом противоречит передовому зарубежному опыту, опасна, подлежит объективной ревизии преимущественно вне рамок разработавших ее организаций и модернизации. Создаваемые могильники, как не соответствующие эволюционировавшим базовым понятиям, реальной практике многих стран и международной обстановке, трудно назвать захоронениями (скорее, «внутризаводскими складами» долговременного хранения на объектахРосатома), системой зарубежного образца или примером техногенной безопасности.

2. Зарубежный опыт лучше перенимать у Германии, Финляндии, Швеции, Норвегии. Совершенствуя приоритетное подземное захоронение по пути сочетания отработавших и вновь создаваемых, а также упрощения специализированных горных выработок как следствия применения ГИП-кондиционирования ВАО и САО. Иными словами, необходимо к опыту передовых стран «прививать» элементы комбинированной системы разработок горнорудной отрасли и новых технологий кондиционирования, а все вместе - адаптировать к существующим природно-техногенным объектам.

P.S. Дело захоронения РАО будет, видимо, поправлено, если за него берется Курчатовский институт, характерными для которого являются конвергенция разных наук и технологий (Соглашение с Росатомом от 08.02.2016).