Современная атомная энергетика сталкивается с рядом проблем и вызовов, связанных с безопасностью утилизации радиоактивных отходов в разных регионах мира. Дело в том, что обращение с радиоактивными отходами (РАО) и отработанным ядерным топливом (ОЯТ) и их захоронение вместе с аварийными ситуациями на предприятиях оказывают основное негативное воздействие на окружающую среду от ядерно-энергетического цикла. Всего с начала производства ядерной электроэнергии в 1954 году до конца 2016 года было произведено около 390 тысяч тонн отработанного топлива. Около двух третей от этого объема находится на хранении, одна треть переработана. На территории России накопленные объемы отходов размещены на 69 предприятиях в 33 регионах в 1170 хранилищах различного типа.
По мнению Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), проблема безопасного обращения с РАО и ОЯТ является глобальной, так как затрагивает жизненные интересы не только ядерных, но и неядерных держав, создает сложности политического, экономического, технологического и экологического характера и может быть решена только в рамках международного сотрудничества всех заинтересованных сторон.
Для поддержки стран в этих усилиях МАГАТЭ в тесном сотрудничестве с Европейской комиссией и ОЭСР/СВА в июне 2020 года запустило Информационную систему по отработанному топливу и радиоактивным отходам (SRIS). Этот инструмент облегчает обмен информацией и упрощает национальную отчетность на единой простой в использовании платформе.
Ученые постоянно работают над новыми методами подготовки и организации хранилищ ядерных отходов. Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) предложил новый способ для безопасной утилизации ядерных отходов. По мнению ученых, использование железофосфатного материала позволит сократить издержки в процессе переработки отходов, а также снизить радиоэкологические риски.
Вместилищами радиоактивных отходов могут служить три типа горных пород:
Все эти породы имеют широкое распространение, достаточную площадь и мощность слоев. Глубокое геологическое захоронение в подземных хранилищах в устойчивых геологических формациях появилось в результате того, что некоторые из отходов продолжительное время остаются радиоактивными. Изоляция в нем обеспечивается комбинацией естественных и инженерных барьеров.
Пункт захоронения должен быть окружен зоной отчуждения, за границами которой активность радионуклидов никогда не достигает опасного уровня. На поверхности эта зона носит название санитарно-защитной зоны.
Следующий вариант — приповерхностное захоронение с инженерными барьерами и без них. Также используют вариант плавления горной породы, которая расположена глубоко под землей. Этот метод заключается в том, чтобы произвести твердую, устойчивую массу или ввести отходы в разбавленной форме в породу. Для жидких РАО используют подход прямого закачивания. Оно могло быть использовано для любого типа РАО, если они будут преобразованы в раствор или гидросмесь.
Другими способами захоронения РАО являются:
— удаление в море и на морское дно, — удаление в зоны подвижек, — захоронение в ледниковые щиты, — отдаление в космическое пространство.
Как решают проблему обращения с отработанным ядерным топливом в мире?
Финляндия строит первое в своем роде хранилище для глубокого геологического захоронения ONKALO, которое должно быть введено в эксплуатацию в 2025 году. Могильник ONKALO будет построен на глубине от 400 до 430 м в скале. В проекте используется разработанный в Швеции метод утилизации, в котором используется многобарьерная система. Процесс утилизации состоит в том, что отходы помещают в чугунные канистры с медным покрытием толщиной 5 см снаружи — для защиты внутренней части от коррозии — и опускают глубоко в подземную часть объекта. Там канистры перемещаются в туннельную зону, где они размещаются вертикально в индивидуально просверленных полостях в скальной породе и окружены бентонитовой глиной (этот тип глины расширяется под воздействием воды, что еще больше герметизирует канистры). Как только площадь под каждым туннелем достигает пропускной способности, они засыпаются бентонитовой глиной и заливаются бетоном. Большая часть работ должна выполняться с использованием специально предназначенного для этого оборудования с дистанционным управлением. За новаторским объектом в Финляндии будут внимательно следить, поскольку ряд других стран продвигают свои собственные усилия по геологическому захоронению.
В январе 2022 года правительство Швеции одобрило строительство могильника ядерных отходов, где радиоактивный мусор с атомных электростанций может безопасно храниться в течение 100 тысяч лет.
Во Франции промышленный центр геологического захоронения Cigeo проходит вторую фазу общественных консультаций, однако, он столкнулся с ожесточенным сопротивлением со стороны протестующих против ядерной программы. Проект находится на рассмотрении уже 30 лет, и в настоящее время строительство запланировано на 2025 год. Другие страны, такие как Великобритания, Канада и Швейцария, находятся на заключительном этапе выбора площадки.
В 2021 году Китай заложил фундамент подземной лаборатории в провинции Ганьсу, которую ученые будут использовать для изучения того, подходит ли это место для геологического захоронения отработанного ядерного топлива. Лаборатория будет расположена на 560 м ниже пустыни Гоби в гранитной скале. Если после испытаний площадка будет признана подходящей, комплекс может быть построен в 2040-х годах и начать работу к 2050 году.
А в России?
Россия строит подземную исследовательскую лабораторию для аналогичных целей на участке, который она предварительно сочла пригодным для геологического хранения, недалеко от Красноярска. Там к 2026 году в гнейсовых породах должна быть построена подземная исследовательская лаборатория, потом продолжатся научные работы, их результаты должны обосновать безопасность захоронения РАО в этом месте на сотни тысяч лет вперед.
МАГАТЭ оказывает государствам-членам помощь в создании надлежащей системы безопасности при обращении с радиоактивными отходами и отработанным топливом. Оно разрабатывает нормы безопасности для обращения с радиоактивными отходами и отработанным топливом перед захоронением и оказывает государствам-членам поддержку в их применении. Агентство также координирует работу Комитета по нормам безопасности отходов, который является одним из пяти комитетов по нормам безопасности МАГАТЭ. Он был учрежден с целью предоставления Агентству отзывов и рекомендаций относительно его программ по безопасности отходов.
Москва
