В свое время журнал «Геоэнергетика» уже этой темы, попробуем рассмотреть ее подробнее – история Waste Isolation Pilot Plant (WIPP) и занимательна, и поучительна как с точки зрения технологии хранения ядерных отходов, так и с точки зрения того, какие ошибки может вызывать так называемый «человеческий фактор».
Да, чтобы не было путаницы в терминологии, давайте сразу разберемся, что имеют в виду под словами «ядерные отходы» господа американцы. В России все как-то просто и логично: есть низко активные отходы – НАО, есть средне активные отходы – САО, и есть высоко активные отходы – ВАО. Если речь идет о радиоактивных отходах «вообще», без какого бы то ни было разделения по степени активности, то и в этом случае аббревиатура совершенно логична: РАО. Разграничение математически точное, дается просто по степени интенсивности излучения. В США власти придумали нечто куда как более запутанное, отчего их же атомщики вот уже много лет пытаются откреститься, но истеблишмент с завидным упорством продолжает придерживаться этой неудачно, сугубо бюрократической придумке.
Waste Isolation Pilot Plant, Фото: santafenewmexican.com
Ядерные отходы в США учитываются раздельно – они у них «военные» и «гражданские». Все отходы, полученные в результате трудов праведных Пентагона, находятся в ведении Министерства энергетики США – оно этими отходами и занимается. Источники отходов от ядерного оборонного комплекса (что у них, что у нас):
В СССР и в России – ВАО, САО, НАО. Без «философии», как, в результате чего появился тот или иной вид радиоактивного вещества, просто по степени излучения. В Штатах РАО, находящиеся в ведении Министерства Энергетики (далее – МЭ) классифицируют по следующим характеристикам:
Совершенно естественно, что при такой путанице учет РАО учитывать очень сложно, данные постоянно путаются, переписываются из одной категории в другую. Мало того, РАО, находящееся в ведении МЭ, хранится на разных площадках, на разных производствах, в разном виде. В России как-то скучно: написано, что из Мурманска на «Маяк» привезли сколько-то тонн ВАО – и уже все понятно. А в Штатах – занимательно и не скучно.
«Из такой-то лаборатории перевозится ХХХ тонн циркониевых трубок твэлов, в которых было ХХ тонн низкообогащенного урана в виде карбидного топлива с примесями бора и графита, эти трубки давали среднюю энерговыработку».
И сидит американский атомщик перед листом с таблицей, ломая голову – куда бы это вписать… зачем, почему – науке неизвестно.
Инфраструктура WIPP, Фото: allthingsnuclear.org
WIPP – это объект, находящийся в ведении федерального правительства США, хранить там намерены РАО, которым занимается МЭ. Собственно, по этой причине мы и привели лабиринт классификаций РАО по-американски – чтобы попытаться понять, что же везут на хранение в WIPP. Очевидно, что полный перечень профессионально классифицированного этого «ценного имущества» занимает несколько томов, но есть обстоятельство, которое значительно упрощает задачу.
92% ВАО, находящегося в ведении МЭ, хранится на объектах в Саванна-Ривер-Сайт и в Хэнфорде, где эксплуатировались реакторы, нарабатывавшие оружейный плутоний. Тем не менее, давайте просто зафиксируем как факт: в основе американской системы классификации РАО лежит не реальная опасность этих РАО для человека и для окружающей среды, а ведомственные игры МЭ и Комиссии по ядерному регулированию, которая отвечает за обращение с РАО коммерческого происхождения (напомним, что все АЭС США находятся в частной собственности). Что из этого получается? Да вот классический пример определения ВАО (высоко активных отходов) от американского Агентства по охране окружающей среды:
«ВАО – вещества, содержащие продукты деления в достаточной концентрации». И – ни одной цифры по поводу того, что это Агентство считает «достаточной концентрацией», а что – «недостаточной».
Наш журнал часто критикуют за часто выражаемое неуважение к тому, что вытворяют американцы в своем атомном проекте, потому в этот раз комментариев не будет – просто факты.
Что МЭ собирается поэтапно переместить в WIPP? Это ведомство заявляет, что намерено разместить в этом хранилище НАО из военных лабораторий и производственных цехов, а так же трансурановые элементы, но соответствует ли это действительности, сказать трудно – по вышеизложенным причинам. Так или иначе, но МЭ планирует разместить в WIPP следующее:
Только от перечисления – волосы дыбом, поскольку общая активность всего перечисленного составляет 836 миллионов кюри.
А еще есть почти тонна цезия и стронция, упакованного в специальные стальные капсулы с общей активностью еще в 78 млн кюри. Но и это не все: МЭ занимается еще и трансурановыми отходами – вторичными отходами при производстве ядерных материалов. В каком виде эти трансураны накопились? Защитная спецодежда персонала, бумага, тряпки, стекло, инструменты и оборудование. Грунт, загрязненный при утечке трансурановых элементов – бывало и такое в атомном проекте Америки. Отходы, хранившиеся в приповерхностных траншеях до 1970 года (в тот год экологам и «зеленым» удалось законодательно прекратить подобного рода практику). Такое добро делится на 2 категории: контактного и дистанционного обращения, то есть небольшая часть (около 3%) перечисленного фонит так, что без спецзащиты к нему и прикасаться-то нельзя без смертельного риска. В грунте, который теперь предстоит теперь захоронить, еще и полным-полно химически ядовитых компонентов. Прелестно, просто прелестно. Не так ли? РАО контактного обращения – это 70 тысяч кубометров перечисленного «мусора», РАО дистанционного обращения – еще 2 500 кубометров.
Перечисленные данные относятся к середине нулевых годов. Согласитесь, американцам есть о чем беспокоиться даже без ОЯТ с обычных АЭС. Для тех, кто не читал предыдущую заметку Геоэнергетики на эту тему, предлагаем .
Коротко опишем, как они решили бороться с этой проблемой. Надо отдать американцам должное: впервые они задумались об этом еще на заре атомного проекта, в 1955 году. Впрочем, тогда это были еще не американцы, а янки… В том году Комиссия по атомной энергии США обратилась в Национальную академию с просьбой изучить возможность подземного захоронения РАО. Уже в 1956 академики отчитались: если хоронить РАО под землей, то лучше всего – в толще каменной соли. Соль – сухая, у нее отличная теплопроводность (то есть она сможет быстро отводить тепло от греющихся РАО), под давлением земной толщи сверху соль становится пластичной, благодаря чему сможет «залечивать» возникающие трещины, дефекты и прочие нарушения. После загадочного перерыва почти в полтора десятка лет ученые Окриджской приступили к экспериментам, чтобы подтвердить эту теорию. Что за эксперименты?
Американская почтовая марка, 1955 год, Фото: 123RF.com
Подземные ядерные взрывы в слоях соли позволяли моделировать поведение будущего хранилища РАО. Удержит ли соль радиацию, как соль будет себя вести при повышении температуры (РАО не только излучает радиацию, но еще и выделяют довольно большое количество тепла), справится ли соль с разгермитизацией бочки с жидкими отходами – подземные ядерные взрывы позволяли получать ответы на такие и им подобные вопросы. К 1970 году эксперименты были закончены, вывод был вполне оптимистичным: толщи соли способны надежно хранить РАО на протяжении ближайших 225 миллионов лет. Оставалось только найти подходящее место и приступить к обустройству хранилища. К 1974 году поиски закончились. Штат Нью-Мексико, 42 км от города Карлсбад. Пласт соли – толщиной в километр, минимальная для США плотность населения, минимальное вмешательство человека в жизнь каменистой пустыни. Пласт соли начинается в 500 метрах от поверхности земли, имеет небольшой наклон, грунтовые воды ниже пласта соли еще на 300 метров, дождей практически нет, рек и озер – нет. Полное соответствие самым жестким требованиям МАГАТЭ, все в порядке.
Прошло еще 7 лет, и в 1981 году Штаты приступили к строительству WIPP. Первый груз с РАО прибыл на место 21 мая 1999 года. Да, хронология основательно затянута, но вот так решила действовать федеральная власть США, нам остается только коротко повторить даты. 1956 – возникновение «соляной теории», 1969 – окончание экспериментов, 1974 – определение места для будущего объекта WIPP, 1981 – начало строительства, 1999 – сдача объекта в эксплуатацию. Удивляет еще и финансовая арифметика: каждый год строительства WIPP обходился бюджету США в 1 миллиард долларов. 19 лет строительства – 19 миллиардов долларов. Для сравнения: строительство новейшего сухого хранилища ОЯТ в Железногорске, закончившееся в 2013 году, обошлось России в 16 миллиардов. Но – рублей. Но и в этом случае комментариев от нашего сайта не будет.
Карта расположения хранилища WIPP и геологическое строение региона расположения WIPP, Источник:
Как выглядит WIPP, наглядно видно на фотографии, добавим некоторые цифры.
К месту расположения хранилища пройдены 4 вертикальных ствола: один – для подачи извлекаемой соли, еще один – для спуска транспортируемых РАО, и еще два – подача воздуха и вентиляция. Хранилище, общий объем которого составляет 165 тысяч кубометров, состоит из 10 так называемых «панелей», в каждой из которых 7 камер. Камера – это емкость длиной 90 метров, высотой 4 метра и шириной 10 метров. Панели крепятся анкерной крепью с длиной болтов от 2 до 3 метров и арматурной сеткой. МЭ США гарантирует безопасное хранение РАО на протяжении 10’000 лет. Некоторые камеры в панели №1 в 1986-1988 годах закреплены во второй и даже в третий раз, чтобы удержать отделяющуюся соль от падения. В настоящее время рассматривается необходимость проведения таких же работ во всех остальных панелях.
Комментариев от «Геоэнергетики» снова не будет. Просто еще разок: гарантии выданы на 10’000 лет, первый ремонт начался до начала эксплуатации.
По внешнему периметру хранилища установлен защитный барьер из гранита толщиной 7,6 метра и длиной более 5 километров, а также защитный грунтовый вал высотой 10 метров и шириной 30 метров. Внутри барьеров – многочисленные датчики, контролирующие состояние объекта и попытки несанкционированного проникновения. Идея использования WIPP проста и совершенно логична: радиоактивные грузы поступают в камеру до ее полного заполнения, вход баррикадируется, после чего грузы идут в следующую камеру, пока не заполняется вся панель. «Запечатывается» панель – начинается заполнение следующей.
Начало работы WIPP было весьма удачным – планы реализовывались один за другим, все были довольны ходом событий. Достаточно припомнить заголовки СМИ того времени по этой теме:
10.04.2012: «Решение проблемы трансурановых отходов из Лос-Аламоской лаборатории близко к завершению».
16.05.2012: «Решение проблемы трансурановых отходов в США идет с опережением графика».
20.08.2012: «WIPP второй год подряд получает экологическую премию». «Программа вывоза РАО из Окриджа выполнена на ¾».
Ну, и так далее. США наглядно демонстрировали всему миру мощь своих ядерных технологий и способность справляться с самыми непростыми проблемами.
Фото: michaelwilsonblog.com
В 2013 году в России увидела свет статья профессора Бориса Николаевича Голубова, кандидата геолого-минералогических наук, старшего научного сотрудника Института динамики геосфер РАН с длинным, зато много говорящим названием.
«Активизация соляного карста и угроза обводнения хранилища WIPP, спровоцированные подземным ядерным взрывом «Гном».
Профессор Голубов, в отличие от многих американских специалистов, не прошел мимо простого факта: от эпицентра «Гнома» до места расположения WIPP по прямой всего … 7 км. Статья написана сугубо научным языком, но вывод вполне понятен. На основании новых данных гидрогеологических, сейсмологических и радиохимических исследований очевидно, что подземный ядерный взрыв «Гном» в сочетании с другими факторами техногенного воздействия на массив горных пород предопределил активизацию соляного карста и угрозу ожидаемого обводнения WIPP. Статья осталась практически незамеченной, хотя двойное и тройное укрепление потолков камер и панелей, которым вынуждены были заниматься работники WIPP – явное подтверждение того, что доводы и выводы профессора Голубова имеют достаточно серьезные обоснования.
Источник:
Статья профессора Голубова – не единственная работа, в которой говорится о неучтенных проблемах WIPP, связанных с близостью к эпицентру «Гнома». К примеру, еще в 1999 году Вендел Верт, один из организаторов и участников проведения подземного ядерного взрыва «Гном» в сборнике работа лаборатории Сандиа «Sandia and WIPP 1974-1999» писал о радиальной трещине, возникшей в соляном слое вблизи эпицентра взрыва, которая начала свое расширение в сторону хранилища. Это, по мнению доктора Верта и профессора Голубова, неизбежно должно привести к деформации и напряженному состоянию камер WIPP. Конечно, МЭ США вольно не принимать во внимание такого рода научные изыскания, но каменная соль вокруг «Гнома» и WIPP имеет право не обращать внимания на мнение бюрократов – чем она, похоже, и пользуется, причем все чаще. Мало того, среди сотрудников WIPP все эти трещины и деформации нашли добровольных и достаточно активных помощников…
Мы по прежнему не будем давать собственных комментариев, а просто перечислим ряд инцидентов, имевших место в деятельности WIPP, начиная с 2014 года. Уважение или неуважение к технологиям, используемым нашими заокеанскими партнерами при обращении с радиоактивными веществами каждый может проявить вполне .
В подземном помещении, в центральном тоннеле, загорелся старый (29 лет) 15-тонный самосвал EIMCO Model 985. Самосвал использовался для вывоза соли, РАО в нем и поблизости не было. Водитель, заметив возгорание, не стал использовать огнетушитель или предпринимать еще какие-то действия, а попросту … убежал с места событий. Итог – 13 сотрудников обратились за медицинской помощью от отравления дымом, весь персонал был эвакуирован до выяснения обстоятельств. Удивительное везение заключается в том, что далеко не все сотрудники были допущены к работе.
В районе WIPP было зафиксировано повышение радиационного фона, 21 сотрудник получил повышенные, но не опасные дозы. «В районе» – это, собственно говоря, на поверхности, куда радиация пробилась через всю систему фильтров. Позднее на расстояниях до 1 км были детектированы в следовых концентрациях частицы америция и плутония. Разумеется, прием новых контейнеров с РАО был остановлен – до выяснения обстоятельств происшедшего. До этого момента в мире не было опыта работы в радиационно зараженной подземной соляной шахте, потому персонал действовал предельно осторожно.
После основательной подготовки, сотрудники хранилища приступили к решающему поиску источника заражения. Расстояния в подземных коридорах большие, персоналу приходилось перемещаться пешком, поскольку любое транспортное средство могло превратиться в дополнительный источник радиоактивного загрязнения. Предполагалось, что источник находится возле 6-й (полностью заполненной РАО) и 7-й панелями – достаточно далеко от входа. В связи с этим была создана временная «чистая база», где сотрудники могли бы хоть немного отдохнуть – тяжелые средства индивидуальной защиты серьезно ограничивали время непрерывной работы. Индивидуальное средство защиты «уровня Б» – это герметичный пластик, использование которого вызывает опасность получения теплового удара, а пот и испарина затуманивают смотровые козырьки шлемов.
И снова «Геоэнергетика» не скажет ни слова по поводу уровня развития индивидуальных средств защиты, применяемых нашими заокеанскими партнерами. По счастливому стечению обстоятельств, «чистую зону» удалось организовать в очень удачном месте – в … буфете, который расположен всего в паре сотен метров от эпицентра заражения. Мы уверены, что холодильники с «Кока-Колой» продолжали работать, что и позволило, в конце концов, выяснить, что же произошло той ночью.
Правда, экспедиция к панели № 7, организованная 21 апреля 2014 года, закончилась неудачно – сотрудники … не успели дойти до источника загрязнения, поскольку в 300 метрах от буфета у защитных костюмов сели аккумуляторы.
Снова – без комментариев, делайте их сами, уважаемые читатели.
В WIPP доставили роботов из Сандийской и Лос-Аламоской национальных лабораторий. Судя по фотографии роботами были названы тележки, на которые можно было поставить дополнительные аккумуляторы…
Тележка (США), Фото: atomic-energy.ru
С тележками дело пошло на лад: возле панели № 7 был обнаружен контейнер с жидкими РАО с сорванной крышкой. На полу, уж простите за подробности – лужа отравы с плутонием и америцием, сама бочка оказалась изрядно нагретой из-за продолжавшейся в ней загадочной химической реакции.
После того, как со всеми полагающимися предосторожностями, бочку сумели привести в порядок, МЭ США приступило к ведомственному расследованию инцидента. Об организационных выводах в отношении создателей системы вентиляции, двойной фронт клапанов которой пропустил радиоактивный выброс, не сообщалось. Контейнер, как выяснилось, был доставлен из Лос-Аламоской лаборатории, куда и переместилась следственная группа.
Нижеследующий текст не сочинен нами или юмористами с целью поднятия настроения. Перед вами, уважаемые читатели – перевод следственной комиссии Министерства Энергетики США:
16.02.2015: «Выброс радиоактивных веществ в феврале 2014 года в WIPP произошел из-за незамеченной орфографической ошибки в инструкции, используемой в Лос-Аламоской лаборатории. Вместо необходимого вещества в контейнеры с отходами насыпали органический наполнитель для кошачьих туалетов. Он образовал взрывоопасную смесь с нитратами, находившимися в составе РАО, в результате чего и произошел ».
Всего контейнеров, с которыми работали любители кошек Лос-Аламоса – более 400, в WIPP, по оценкам комиссии МЭ, могло быть доставлено не менее 368 штук. Остальные контейнеры, тоже уже подготовленные к отправке, остались в Лос-Аламоской лаборатории, сотрудники которой и занимаются ликвидацией возникших проблем.
Ну, а в самом WIPP к марту 2015 приступили к замене всей системы фильтров, составили карту радиационного загрязнения тоннелей и приступили к их дезактивации и разработали план временной изоляции тех самых «кошачьих» контейнеров. В принципе, после перепроверки «кошачьих» контейнеров комплекс мог бы возобновить свою работу, однако. Однако не случайно чуть выше мы рассказали о научных изысканиях профессора Голубова и доктора Верта.
В январе 2015 года был выявлен факт частичного обрушения кровли вблизи панели №3. 23 мая 2016 руководство WIPP cообщило об еще одном обрушении кровли, в этот раз не назвав точное место происшествия. 27 сентября 2016 года было обнаружено обрушение кровли около панели № 4, 29 сентября – обрушение состоялось снова возле панели № 3. 5 октября – еще одно обрушение кровли, 7 октября – снова что-то брякнулось возле панели №3. Пострадавших не было, выбросов или утечек радиации тоже – просто обваливаются блоки соли в коридоре. Кусок, рухнувший в январе 15-го, к примеру, имел размеры 2,5 х 2,5 метра и полметра в толщину. Гарантии того, что очередной кусок потолка не угодит по очередному «кошачьему» контейнеру, дать, разумеется, никто не может, а соляной пласт продолжает жить своей послегномьей жизнью.
WIPP продолжает простаивать, МЭ называет все новые сроки возобновления работы. Много говорили о некоем «конце 2016-го года», но 6 ноября снова состоялся обвал и сроки снова перенесли. К прочим бедам хранилища стоит отнести еще и значительное сокращение его бюджета, утвержденное правительством мистера Обамы. Но, не обращая внимания на некоторые проблемы с кровлей, 23 декабря 2016 года регуляторы штата Нью-Мексико приняли решение о возобновлении работы комплекса и 4 января этого года в зал №5 панели №7 переместили стоявшие на поверхности два контейнера с РАО. Остается надеяться, что Голубов и Верт все-таки ошибались в своих расчетах, что все обрушения связаны с тем, что после февраля 2014 года сотрудники WIPP не имели доступа к болтам анкерного крепления. В любом случае, эта часть наследства мистера Обамы наверняка не единожды «осчастливит» его преемника. Особенно приятно Доналду Трампу то, что все эти проблемы идут в комплекте с приостановкой всех работ в хранилище Юкка-Маунтин, но это уже совсем другая история.
В качестве заключения – одно почти философское размышление. В прошлом году Владимир Путин заявил о приостановке российско-американского Соглашения об утилизации плутония. У этого решения целый массив причин и следствий, но об одном аспекте так никто и не вспомнил. Американцы, отказываясь от сжигания оружейного плутония в составе МОКС-топлива, предлагали свое собственное решение, которое, собственно, и не устроило Россию: смешать оружейный плутоний со всяческим мусором, остекловать-запечь в соответствующей установке, упаковать в контейнеры, а контейнеры укрыть под землей.
Так вот предполагаемое место укрытия – тот самый WIPP, в котором обваливается потолок, горят грузовики, где идут неведомые химические реакции в контейнерах с РАО. Напрашивается совершенно логичный вопрос: бюст спасителю США Путину В.В. благодарные американцы у себя в стране поставят или попросят разместить его на одной из площадей Санкт-Петербурга, как вы думаете?.. Американская компания High Bridge Associates в феврале 2016-го закончила расчет сценария, при котором обрушение кровли WIPP расплющивает в блин контейнеры с тем самым оружейным плутонием. Ситуация, конечно, сугубо гипотетическая, да вот только вывод совсем грустный – возникновение цепной реакции в образовавшихся в этих «блинах» локальных критических масс просто неизбежно.
Несмотря на размеры статьи, обзор ситуации с WIPP и вокруг него получился кратким, полный объем информации значительно больше. Но и того, о чем удалось рассказать, на наш взгляд вполне достаточно, чтобы представить себе, как выглядит в США обстановка с утилизацией РАО, образовавшихся как следствие оборонных и наступательных программ этого государства.
Фото: walldevil.com
© 2009 Технополис завтра
Перепечатка материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши правила строже этих, пожалуйста, пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.
