И сбросов радиоактивных отходов в. «Маяк» продолжает консервацию радиоактивных водоемов
Производственное объединение «Маяк» в ЗАТО Озерск Челябинской области планирует к 2025 году завершить реализацию проекта по консервации поверхностного водоема В-17 (Старое болото) – хранилища жидких радиоактивных отходов (РАО). При ликвидации В-17 планируется использовать технические решения, апробированные и примененные при закрытии водоема-хранилища радиоактивных отходов В-9 (озеро Карачай, в ноябре прошлого года его акватория была ликвидирована путем засыпки скальным грунтом). Сброс жидких радиоактивных отходов в открытую гидрографическую сеть ФГУП «ПО «Маяк» не производит, однако в настоящее время В-17 вместе с еще тремя водоемами используется для сброса технологических РАО комбината. Кроме того, за счет фильтрации из водоемов Теченского каскада водоемов (ТКВ) через боковые дамбы происходит поступление загрязненной радионуклидами воды в левобережный и правобережный каналы.
Как сообщается в опубликованном на прошлой неделе отчете по экологической безопасности ПО «Маяк» за 2015 год, на предприятии разработаны и утверждены в установленном порядке НДС на поступление стронция-90 в реку Теча с дренажными водами. На 2015 год было получено разрешение Министерства промышленности и природных ресурсов Челябинской области о предоставлении реки Теча в пользование для сброса сточных и дренажных вод, содержащих радиоактивные вещества. Также в 2015 году действовало разрешение Уральского межрегионального территориального управления по надзору за ядерной и радиационной безопасностью на сброс радиоактивных веществ (стронция-90) в реку Теча. За год суммарная активность поступления стронция-90 в реку Теча за счет фильтрации из водоемов ТКВ составила 3,20х10 11 Бк, или 15,9% от разрешённого сброса (сброс остальных радионуклидов не нормируется, так как их объемная активность значительно ниже уровня вмешательства по НРБ-99/2009).
В 2015 году все технологические, нетехнологические и большая часть хозяйственно-бытовых сточных вод промплощадки «Маяка» были отведены на хранение в объекты использования атомной энергии (ОИАЭ) - поверхностные водоемы-хранилища РАО - специальные промышленные водоемы (СПВ), изолированные от открытой гидрографической системы.
Всего в 2015 году на ФГУП «ПО «Маяк» эксплуатировалось восемь специальных промышленных водоемов: водоем В-2 (озеро Кызылташ), водоем В-6 (озеро Татыш), водоем В-17 (Старое Болото), водоем В-9 (Карачай), водоемы Теченского каскада (ТКВ) - В-3, В-4, В-10, В-11.
Сбросы технологических радиоактивных отходов производились в водоемы В-9, В-17, В-3 и В-4. Водоемы В-6 и В-2 используются главным образом в режиме оборотного водоснабжения, а в водоемы В-10 и В-11 радиоактивные вещества поступают только в результате перетока из вышележащих водоемов ТКВ. С севера и юга водоемы ТКВ отделены от водосборной территории нагорными каналами: левобережным (ЛБК) и правобережным (ПБК).
Сокращение сбросов радиоактивных отходов требует принципиального изменения технологической схемы обращения с жидкими отходами. На предприятии завершается строительство комплекса цементирования жидких и гетерогенных среднеактивных отходов, а также пусконаладочные работы на установке для очистки вод спецканализации и жидких отходов категории САО (среднеактивные РАО) химико-металлургического производства. В 2015 году завершены работы по закрытию водной поверхности водоема В-9.
С 2010 года статус специальных промышленных водоемов определен протоколом межведомственного (Госкорпорация «Росатом», Минприроды, Ростехнадзор) совещания о деятельности ПО «Маяк»: водоемы признаны объектами использования атомной энергии - хранилищами РАО. Эксплуатация специальных промышленных водоемов регламентируется санитарными правилами «Требования к обеспечению санитарно-эпидемиологической безопасности при эксплуатации специальных промышленных водоемов ПО «Маяк», «Санитарно-гигиеническими требованиями по обеспечению безопасности при эксплуатации поверхностных водоемов-хранилищ ЖРО ФГУП «ПО «Маяк» и «Ограничениями на поступление радиоактивных веществ в специальные промышленные водоемы ФГУП «ПО «Маяк», установленными федеральными органами санитарного надзора. Ежегодно происходит снижение норм сброса РАО по объему и активности.
Как указывается в отчете по экологической безопасности ПО «Маяк», в 2015 году уровень воды во всех водоемах-хранилищах жидких радиоактивных отходов поддерживался в пределах установленных регламентных отметок. Радиационная обстановка на берегах водоемов и удельная активность радионуклидов в воде всех водоемов оставались стабильными. В 2015 году сбросы жидких радиоактивных отходов во все водоемы «Маяка» не превышали установленных норм.
На диаграмме 9 приведены данные, иллюстрирующие снижение объемной активности воды в водоемах ТКВ В-10 и В-11 (хранилищах низкоактивных РАО).
Для водоотведения поверхностно-склоновых и хозяйственно-бытовых вод промышленной площадки предприятия от специальных промышленных водоемов с направлением их в открытую гидрографическую систему (левобережный канал ТКВ) используется комплекс общесплавной канализации (ОСК). Таким образом обеспечивается регулирование и поддержание в регламентном диапазоне уровней воды в водоемах В-2 и ТКВ. Производится сбор всех «чистых» вод с территории промышленной площадки № 1 ФГУП «ПО «Маяк», очистка их на очистных сооружениях и сброс избыточных вод (при необходимости) в открытую гидрографическую сеть. Комплекс ОСК состоит из двух очередей. Ввод в эксплуатацию первой очереди общесплавной канализации (ОСК-1) состоялся в 2010 году, второй (ОСК-2) - в 2015 году. Сейчас ОСК-1 и ОСК-2 работают в штатном режиме и загружены в объемах, не превышающих проектные значения. Эксплуатация комплекса ОСК позволила прекратить поступление промышленных стоков, не имеющих радиоактивного загрязнения, в специальные промышленные водоемы.
Основным мероприятием по дальнейшему сокращению поступления радионуклидов в реку Теча является эксплуатация порогов - регуляторов уровня на левобережном и правобережном каналах Теченского каскада водоемов, которая обеспечит значительное снижение фильтрационного поступления РАО из водоема в каналы за счет выравнивания уровней в каналах с уровнем водоема В-11. Сооружение порогов - регуляторов уровня: одного - на левобережном канале, двух - на правобережном канале Теченского каскада водоемов - завершено в 2014 году. Начиная с 2015 г. выполняется этап опытной эксплуатации порогов-регуляторов и мониторинга обстановки.
Любое производство оставляет после себя отходы. И сферы, использующие свойства радиоактивности, не исключение. Свободное обращение ядерных отходов, как правило, недопустимо уже на законодательном уровне. Соответственно, их необходимо изолировать и сохранять, учитывая особенности отдельных элементов.
Знак, являющийся предупреждением об опасности ионизирующего излучения РАО (радиоактивных отходов)
Радиоактивные отходы (РАО) – это вещества, которые имеют в своем составе элементы, обладающие радиоактивностью. Такие отходы не имеют практической значимости, то есть они непригодны для вторичного применения.
Обратите внимание! Довольно часто используется синонимичное понятие – .
От термина «радиоактивные отходы» стоит различать понятие «отработавшее ядерное топливо – ОЯТ». Отличие ОЯТ от РАО состоит в том, что отработки ядерного топлива после должной переработки могут использоваться повторно в виде свежих материалов для ядерных реакторов.
Дополнительная информация: ОЯТ представляют собой совокупность тепловыделяющих элементов, в основном состоящих из остатков топлива ядерных установок и большого количества продуктов полураспада, как правило, ими являются изотопы 137 Cs и 90 Sr. Их активно используют в работе научных и медицинских учреждений, а также на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях.
В нашей стране существует лишь одна организация, которая вправе проводить мероприятия по окончательному захоронению РАО. Это Национальный оператор по обращению с радиоактивными отходами (ФГУП «НО РАО»).
Действия данной организации регламентируются Законодательством РФ (№190 ФЗ от 11.07.2011). Закон предписывает обязательное захоронение радиоактивных отходов, произведённых на территории России, а также запрещает их ввоз из-за рубежа.
Классификация
Классификация рассматриваемого вида отходов включает несколько классов РАО и состоит из:
- низкоактивных (их можно поделить на классы: A, B, C и GTCC (самый опасный));
- среднеактивных (в Соединённых Штатах этот вид РАО не выделяется в отдельный класс, так что понятием пользуются обычно в Европейских странах);
- высокоактивных РАО.
Иногда обособляют ещё один класс РАО: трансурановый. К данному классу принадлежат отходы, характеризующиеся содержанием трансурановых α-излучающих радионуклидов с большими периодами распада и крайне высокими значениями их концентраций. По причине продолжительного периода полураспада этих отходов, погребение происходит гораздо более основательно, нежели изоляция малоактивных и среднеактивных РАО. Предсказать, насколько опасными для экологической обстановки и человеческого организма будут являться данные вещества, крайне проблематично.
Проблема обращения с радиоактивными отходами
Во время функционирования первых предприятий, использующих радиоактивные соединения, было принято считать, что рассеяние некоторого количества РАО на участках окружающей среды допустимо, в отличие от отходов, образующихся в остальных производственных отраслях.
Так, на печально известном предприятии «Маяк» на начальном этапе осуществления деятельности все РАО выводились в ближайшие водные источники. Таким образом, произошло серьезнейшее загрязнение реки Теча и расположенного на ней ряда водоёмов.
Впоследствии выяснилось, что в различных областях биосферы происходит накопление и концентрирование опасных РАО и поэтому простой сброс их в окружающую среду недопустим. Вместе с зараженной пищей радиоактивные элементы поступают в организм человека, что приводит к значительному повышению риска облучения. Поэтому в последние годы активно разрабатываются различные методы сбора, транспортировки и хранения РАО.
Утилизация и переработка
Утилизация радиоактивных отходов может происходить по-разному. Это зависит от класса РАО, к которому они принадлежат. Наиболее примитивной считается утилизация низкоактивных и среднеактивных РАО. Отметим также, что по строению радиоактивные отходы подразделяются на короткоживущие вещества с непродолжительным периодом полураспада и на отходы с долговременным периодом полураспада. Последние относятся к классу долгоживущих.
Для короткоживущих отходов наиболее простым способом утилизации считается их непродолжительное хранение на специально предназначенных площадках в герметичных контейнерах. В течение определённого времени происходит обезвреживание РАО, после чего радиоактивно безвредные отходы могут быть подвержены переработке подобно тому, как перерабатывается бытовой мусор. К таким отходам могут относиться, например, материалы лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ). Контейнером для непродолжительного хранения может выступать стандартная двухсотлитровая бочка, изготовленная из металла. Чтобы избежать проникновения радиоактивных элементов из емкости в среду, отходы обычно заливаются битумной или цементной смесью.
На фото обозначены технологии обращения с РАО на одном из современных предприятий России
Утилизация отходов, постоянно образующихся на атомных электростанциях, значительно сложнее в осуществлении и требует применения особых методов, таких как, например, плазменная переработка, недавно реализованная на Нововоронежской АЭС. В этом случае РАО подвергают превращению в вещества, подобные стеклу, которые впоследствии помещаются в контейнеры с целью безвозвратного захоронения.
Такая переработка абсолютно безопасна и позволяет в несколько раз сократить количество РАО. Способствует этому многоступенчатая очистка продуктов сжигания. Процесс может протекать в автономном режиме на протяжении 720 часов, с продуктивностью до 250 кг отходов в час. Температурный показатель в печной установке при этом достигает 1800 0 С. Считается, что такой новый комплекс проработает ещё в течение 30 лет.
Преимущества плазменного процесса утилизации РАО перед прочими, как говорится, налицо. Так, нет необходимости осуществлять тщательную сортировку отходов. Кроме того, многочисленные методы очистки позволяют сократить выделение газообразных примесей в атмосферу.
Радиоактивное загрязнение, могильники радиоактивных отходов в России
В течение многих лет предприятие «Маяк», расположенное в северо-восточной части России, являлось ядерной электростанцией, но в 1957 году там случилась одна из самых катастрофичных ядерных аварий. В результате инцидента в природную среду выделилось до 100 тонн опасных РАО, поразивших огромные по площади территории. При этом катастрофа вплоть до 1980 годов тщательно скрывалась. В продолжение большого количества лет, в реку Карачай производили сбрасывание отходов со станции и с загрязненной окружающей области. Это стало причиной загрязнения водного источника, столь необходимого для тысяч людей.
«Маяк» далеко не единственное место в нашей стране, подверженное радиоактивному загрязнению. Одним из основных экологически опасных объектов в Нижегородской области является участок захоронения радиоактивных отходов, расположенный в 17 километрах от города Семёнов, широко известный также как Семёновский могильник.
В Сибири располагается хранилище, в котором ядерные отходы размещаются уже больше 40 лет. Для хранения радиоактивных материалов там применяют незакрытые бассейны и контейнеры, в которых уже содержится примерно 125 тысяч тонн отходов.
В России вообще обнаружено огромное количество территорий с превышающим допустимые нормы уровнем радиации. В их число входят даже такие крупные города, как Санкт-Петербург, Москва, Калининград и др. Например, в детском саду вблизи института им. Курчатова в нашей столице была выявлена песочница для детей с уровнем радиации в 612 тыс. мР/час. Если бы человек находился на этом «безопасном» детском объекте в течение 1 суток, то он был бы облучен смертельной дозой радиации.
Во время существования СССР, особенно в середине прошлого столетия, опаснейшие радиоактивные отходы могли сваливать в ближайшие овраги, так что образовывалась целая свалка. А с разрастанием городов, в этих зараженных местах строились новые спальные и производственные кварталы.
Оценить, какова судьба радиоактивных отходов в биосфере довольно проблематично. Дожди и ветры активно распространяют загрязнения по всем окружающим территориям. Так, за последние годы значительно возросла скорость, с которой происходит загрязнение Белого моря в результате захоронения РАО.
Проблемы захоронения
В осуществлении процессов хранения и захоронения ядерных отходов сегодня существуют два подхода: локальный и региональный. Захоронение РАО на месте их производства с разных точек зрения очень удобно, однако, такой подход может приводить к росту числа опасных участков захоронения при постройке новых сооружений. С другой стороны, если количество этих мест будет строго ограничено, то возникнет проблема себестоимости и обеспечения безопасных транспортировок отходов. Ведь вне зависимости от того является ли перевозка радиоактивных отходов процессом производства, стоит исключить несуществующие критерии опасности. Бескомпромиссный выбор в этом вопросе сделать довольно сложно, если вообще возможно. В разных государствах такой вопрос решают по-разному и, единого мнения пока не существует.
Одной из главных проблем можно считать определение геологических формаций, пригодных для того, чтобы организовать кладбище радиоактивных отходов. Лучше всего для этой цели подходят глубокие штольни и шахты, использовавшиеся для добычи каменной соли. А также часто приспосабливают скважины на территориях, богатых глиняными и скальными породами. Высокая водонепроницаемость, так или иначе, одна из самых важных характеристик при выборе места захоронения. Своеобразный могильник радиоактивных отходов появляется в местах подземных ядерных взрывов. Так, в штате Невада, США, на участке, послужившем полигоном примерно для 450 взрывов, практически каждый из таких взрывов образовал хранилище высокоактивных ядерных отходов, погребённых в горной породе без каких-либо технических «препятствий».
Таким образом, проблема образования радиоактивных отходов крайне трудна и неоднозначна. Достижения в ядерной энергетике, конечно, приносят человечеству колоссальную выгоду, но при этом и создают множество неприятностей. И одной из главных и нерешенных на сегодняшний день проблем, является проблема захоронения радиоактивных отходов.
Более подробно об истории вопроса, а также о современном взгляде на проблематику ядерных отходов, можно увидеть в специальном выпуске программы «Ядерное наследие» телеканала «Наука 2.0».
В течение ряда лет во многих странах распространенной практикой был сброс жидких и твердых радиоактивных отходов в моря и реки. Жидкие радиоактивные отходы затапливали упакованными в контейнеры или сбрасывали в естественные водоемы по трубопроводам. США и страны Западной Европы затапливали свои радиоактивные отходы (РАО) в северо-восточной части Тихого океана, в северо-восточном и северо-западном секторах Атлантики.
К существенным загрязнениям морской среды привела работа западноевропейских предприятий, перерабатывающих отработанное ядерное топливо (ОЯТ). Наибольшее значение имеют два британских предприятия (Селлафилд и Доунрей) и французское «Кожема», расположенное на мысе Аг (рис. 2.8). Так, находящийся на восточном побережье Ирландского моря комплекс Селлафилд с 1951 г. проводит плановые сбросы низкоактивных жидких отходов по трубопроводам в Ирландское море. Два других крупных европейских предприятия внесли существенно меньший вклад в загрязнение окружающей среды искусственными радионуклидами (в сумме 2,3% по а-излучателям и 12% по (1-излучателям, не
Рис. 2.8. Европейские предприятия по переработке ядерного топлива: 1 - Селлафилд, 2 - мыс Аг, 3 - Доунрей считая тритий, от общего количества, сброшенного европейскими предприятиями до конца 1984 г.).
На рис. 2.9 представлены изменения годового сброса 137 Cs предприятием в Селлафилде. Максимальный сброс по р-излучающим радионуклидам пришелся на 1975 г. (9 ПБк), а по а-излучателям - на 1973 г. (180 ТБк). Общая активность сбросов за 1952-1994 гг. оценивается в 39 ПБк 3 Н, 41 ПБк 137 Cs, 6 ПБк l34 Cs, 6 ПБк 90 Sr, 120 ТБк 238 Ри, 610 ТБк 239,240р 1(
Дальнейшая миграция радионуклидов, сбрасываемых в Ирландское море и Ла-Манш, определяется преобладающими течениями. Огибая Великобританию с юга и востока, радионуклиды поступают в Северное море, далее через Датские проливы проникают в Балтику. Значительная часть радионуклидов движется вдоль северо-западного побережья Норвегии, где делится на две основные ветви, одна из которых направляется к западу от Шпицбергена, другая - в сторону Баренцева моря. По усредненным оценкам, время переноса радионуклидов с водными массами из Селлафилда в Баренцево и Карское моря составляет 5-6 лет .
Советский Союз использовал в качестве мест захоронения радиоактивных отходов военно-морского и гражданского атомных флотов Карское и Баренцево моря и моря Дальнего Востока. Так, в заливе Абросимова (восточное побережье Новой Земли) с 1965 г. было затоплено три реактора с ОЯТ, пять реакторов без топлива, четыре судна и большое количество стальных контейнеров с РАО (рис. 2.11). В заливе Цивольки в 1967 г. была
Рис. 2.9. Годовые сбросы 137 Cs в Ирландское море комплексом Селлафилд
Рис. 2.10. а - 129 1, 1990-1997 гг., б - "Тс, 1978-1997 гг. , в - 237 Np, 1978-1997 гг., г - сумма а-излучающих изотопов плутония, 1978-1997 гг.
сброшена экранная сборка ледокола «Ленин», содержащая отработанное ядсрнос топливо. В 1981 г. в заливе Степового была затоплена АПЛ К-27 с двумя загруженными топливом реакторами. Во внутренней части этого залива были затоплены контейнеры с РАО. Захоронение твердых отходов осуществляли также в Новоземельской впадине и вблизи острова Колгуев. Глубина мест затопления РАО в Карском море не превышала 380 метров, что противоречило требованиям Лондонской конвенции . Оценки общего количества радионуклидов, сброшенных в Карское и Баренцево моря, противоречивы .
С 1992 г. был проведен ряд российско-норвежских морских экспедиций с целью исследования затопленных объектов в Карском море и выявления возможных утечек радионуклидов. К сожалению, в результате работ удалось определить местоположение лишь части объектов. Так, до сих пор
Рис. 2.11. Схема расположения мест захоронения РАО в Карском и Баренцевом морях: 1 - Новоземельская впадина,
- 2 - залив Абросимова, 3 - залив Степового, 4 - залив Цивольки,
- 5 - залив Ога, 6 - залив Седова, 7 - залив Благополучия,
- 8 - залив Течений, 9 - вблизи о. Колгуев
не обнаружен реактор ледокола «Ленин» . О наличии утечек искусственных радионуклидов свидетельствует высокое содержание техногенных радионуклидов (137 Cs, 60 Со, 239 - 240 Pu, 90 Sr) в донных осадках вблизи затопленных объектов. Однако загрязнение окружающей среды носит локальный характер. Так, средний уровень содержания радионуклидов в воде и осадках залива Абросимова на некотором удалении от затопленных объектов соответствует открытой части Карского моря, тогда как вблизи затопленных контейнеров содержание l37 Cs в донных осадках достигает 31 кБк/кг . Таким образом, утечки за пределы контейнеров очевидны (рис. 2.12).
Неравномерное распределение радиоактивности в донных осадках (как по вертикали, так и по горизонтали) говорит о присутствии «горячих» частиц, что подтверждается данными авторадиографии и другими методами. Последовательным выщелачиванием показано, что основная часть цезия-137 прочно связана с твердой фазой, тогда как 40% строн- ция-90 находится в относительно подвижной форме. Была исследована
Рис. 2.12.
- 1,2 - затопленные реакторы, 3, 4, 6 - затопленные суда,
- 5 - контейнеры с РАО }