WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 


«1. Предпосылки После окончания второй мировой войны увеличилось использование атомной энергии в мирных целях, прежде всего для выработки электроэнергии. Каждый осознавал ...»

Модель могильника для низко- и средне-активных короткоживущих

РАО

Curt Bergman, Консультант, Knivsta, Швеция

1. Предпосылки

После окончания второй мировой войны увеличилось использование атомной энергии

в мирных целях, прежде всего для выработки электроэнергии. Каждый осознавал ее

огромный потенциал и, когда США, в середине 1950-х годов начали глобальную

программу «атом для мира» и было создано Международное агентство по атомной

энергии (МАГАТЭ), весь мир включился в разработку государственных программ по производству электроэнергии с помощью ядерных реакторов.

В это время находились в центре внимания преимущества и потенциал атомной энергии, а не ее ограничения и недостатки, которые в основном были замечены работающими в этой области учеными и техническими экспертами, однако широко не обсуждались. Объемы производимых радиоактивных отходов были незначительными, особенно по сравнению с отходами, которые вырабатывались при производстве электричества другими способами, главным образом сжиганием угля. Отработавшее ядерное топливо не являлось продуктом отхода; оно являлось сырьем, из которого, путем переработки должен был быть выделен расщепляющийся материал для использования в качестве ядерного топлива при дальнейшем производстве электроэнергии.

Еще одним объяснением того, почему не велась серьезная работа с радиоактивными отходами в начале 40-ых и 50-ых годов, является тот факт, что радиоактивные отходы в то время производились в основном в результате военной и обороной деятельности.

Требования по нормам безопасности в этом секторе общества в то время отличались от норм безопасности в гражданском секторе. В результате этого большие объемы твердых отходов, содержащих радиоактивные материалы, были свалены без всякой обработки, в то время как жидкие отходы были сброшены в водоемы (озера, протоки и специальные водоемы).

С увеличением объемов отходов, производимых при гражданском использовании атомной энергии, а также с использованием ядерных технологий в медицине, исследовательской деятельности и промышленности, был рассмотрен и вопрос по обращению с радиоактивными отходами. В 60-ые годы в Советском Союзе была внедрена концептуально приемлемая система, при которой СССР был разделен на регионы, в каждом из которых находился специализированный комбинат «РАДОН», созданный для работ по обращению и захоронению радиоактивных материалов, производимых в данном регионе. Тем не менее, отходы, производимые в результате эксплуатации атомных электростанций (АЭС), не были включены в данную концепцию. Вместо этого, первоначальная стратегия по обращению с радиоактивными отходами АЭС была такой же, как и во многих других странах: отходами будем заниматься на более позднем этапе, а пока их надо хранить без переработки на площадке. Эта стратегия поддерживалась в СССР в течение долгого времени. В Западных странах АЭС довольно быстро внедрили переработку отходов на площадке, а также технологии по кондиционированию для превращения отходов в продукты, которые можно легко хранить, и с которыми также можно легко обращаться при перевозках для захоронения в будущем.

1 Bergman-rus Повышение уровня знаний в вопросах воздействия радиоактивных материалов на человека и окружающую среду привело к повышению усилий со стороны промышленности и властей с целью улучшения системы обращения с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ) и с радиоактивными отходами. Другой важной движущей силой в вопросе улучшения этой системы явился факт того, что многие неправительственные организации (НПО) начали проводить активные кампании против атомной энергетики и, в особенности, против захоронения радиоактивных отходов.





Высокая стоимость по переработке ОЯТ для вычленения расщепляющегося материала, в сочетании с резким понижением цен на уран на мировом рынке, а также широкими протестами, исходящими от НПО привели к тому, что в некоторых странах вопрос по переработке был пересмотрен в пользу непосредственного захоронения ОЯТ.

На сегодняшний день оба варианта используются в государственных стратегиях.

Россия и Франция являются примерами стран, где ОЯТ рассматривается как ресурс, почему и переработка ОЯТ входит в их стратегию. Швеция и Финляндия являются примерами стран, где ОЯТ рассматривается как отходы и соответственно непосредственное захоронение ОЯТ входит в их государственную стратегию.

Работа по достижению международного консенсуса по требованиям безопасности при обращении с радиоактивными отходами в основном проводится через Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) и Агентство по ядерной энергии Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР/АЯЭ - OECD/NEA).

МАГАТЭ разработало серию Документов по безопасности, а также выступило с инициативой «Совместной Конвенции по безопасности обращения с отработавшим ядерным топливом и по безопасности обращения с радиоактивными отходами», часто упоминаемой как «Совместная Конвенция», которая является основой для процесса международной гармонизации при обращении с отходами. На сегодняшний день Конвенция принята в 41 стране, включая Российскую Федерацию (конвенция вошла в силу в РФ 26-ого апреля 2006 года). ОЭСР/АЯЭ, например, подготовило серию «Коллективных мнений», где приводятся области, по которым был достигнут консенсус между странами-членами.

Успешно проводится работа по созданию международно-приемлемых правил безопасности, и на сегодня достигнут общий консенсус о том, что низко- и среднеактивные короткоживущие радиоактивные отходы, могут быть безопасно размещены в приповерхностных хранилищах. Хранилища располагаются и анализируются в соответствие с документами по безопасности МАГАТЭ и для них существуют адекватно определенные Критерии принятия отходов, которые определяют, что допускается для захоронения в могильнике.

2. Требования Основные принципы по радиационной защите были разработаны МКРЗ (Международной комиссией по радиационной защите) и далее углублены в Основных стандартах по безопасности МАГАТЭ и принципах безопасности в Основах безопасности МАГАТЭ. Совместная Конвенция ссылается на многие из этих принципов и повторяет их. Дальнейшее развитие различных аспектов захоронения радиоактивных отходов дано в ряде публикаций в Сериях норм безопасности МАГАТЭ.

Я хотел бы более подробно остановиться на нескольких важных требованиях, касающихся обращения с низко- и средне-активными короткоживущими отходами.

2 Bergman-rus Бремя будущих поколений. При работе по обращению с радиоактивными отходами необходимо учитывать потенциальное воздействие на будущие поколения. Это признается во всем мире. Основная идея, лежащая в основе принципа «бремя будущих поколений», заключается в том, что поколение, которое занимается деятельностью, в результате которой вырабатываются отходы, не должно оставлять «чрезмерное» бремя отходов будущим поколениям. Это означает наличие технологий, объектов, а также фондов, с помощью которых можно сделать отходы «безопасными», что в действительности означает их захоронение в правильно расположенных, рассчитанных, построенных и эксплуатируемых хранилищах. Для низко- и средне-активных короткоживущих радиоактивных отходов такие технологии и правильно эксплуатируемые объекты существуют.

Выбор места для хранилища. Выбор места для создания приповерхностного могильника является сложным процессом. Место должно отвечать целому ряду технических требований, связанных, например, с гидрологией, геологией и метеорологией, требований, которые зависят от типа сооружаемого могильника. Оно также должно отвечать требованиям, связанным с конкурирующим использованием земли и расположением населенных центров, которые в действительности являются зонами отчуждения при создании могильников для отходов. При выборе также необходимо учитывать экономические факторы, как например, транспортировку и радиоактивных отходов для захоронения, и больших объемов конструкционных материалов, особенно глины, используемой для предотвращения проникновения воды в отходы. И, наконец, последнее, что часто является самым трудным, одобрение выбора места, или, по крайней мере, терпимое отношение со стороны местных властей, общественности и, по крайней мере, нескольких НПО.

Критерии принятия отходов (КПО). Для каждого приповерхностного могильника необходимо четко определить, какие упаковки отходов разрешается захоронить в данном могильнике. Это делается путем установления КПО, которые определяют ограничивающие значения для всех важных параметров. Каждый приповерхностный могильник уникален, в том смысле, что сочетание конструкции могильника с окружающей средой, включая естественные барьеры, является уникальным. Тем не менее, если конструкция могильника подобна и упор делается на инженерные барьеры, то есть те, которые не зависят от естественных барьеров, КПО могут быть выбраны такими же (при условии того, что минимальные требования соблюдаются).

Демонстрация долговременной безопасности. До одобрения могильника необходимо, рассмотрев обоснованный набор ситуаций, продемонстрировать властям, что могильник будет «достаточно безопасным» даже после его закрытия. Для этих целей разработаны математические модели, которые описывают, как радионуклиды мигрируют из хранилища в биосферу, следствием чего является воздействие на человека. Проведена и обширная международная работа с целью разработки моделей и демонстрации, путем верификации и валидации, что правильно используемая модель, описывает миграцию радионуклидов и что результаты являются надежными. Тем не менее, необходимо помнить, что каждая модель имеет свои ограничения и что до использования модели необходимо тщательно проверить, валидирована ли эта модель для ситуаций в которых ее намереваются использовать.

Затраты. Даже если объемы отходов, производимых на АЭС, незначительны по сравнению с другими видами отходов, затраты на их устранение довольно высоки за м3, вот почему необходимо тщательно рассматривать общую стоимость при планировании могильника. Недавно проведенные анализы затрат на захоронение низко-активных отходов дают диапазон от 1000 долл/м3 до более чем 8000 долл/м3.

3 Bergman-rus

3. Концепции захоронения Термин «приповерхностный могильник» включает в себя различные варианты, при которых общим является размещение низко- и средне-активных короткоживущих отходов в инженерные структуры на поверхности, в траншеях или в структурах шахтового типа на глубине нескольких десятков метров от поверхности. Существуют и примеры могильников для низко- и средне-активных короткоживущих отходов, которые могут размещаться и на более значительных глубинах. Могильники для высокоактивных отходов и ОЯТ планируются для размещения на глубине, по крайней мере, пятьсот метров.

Все концепции по приповерхностным могильникам опираются на систему пассивных барьеров (многобарьерная концепция) для предотвращения, или значительного замедления, перемещения радионуклидов в биосферу. Барьеры являются сочетанием инженерных и естественных барьеров; тем не менее, особенности барьеров могут существенно отличаться в различных приповерхностных могильниках. Существует, по крайней мере, три различных концепции могильников, в зависимости от расстояния до поверхности земли.

Приповерхностный могильник на поверхности. В данном случае, могильник построен на поверхности земли, обычно образуя возвышение. Барьерами являются преимущественно инженерные барьеры, где наибольшие усилия прилагаются к тому, чтобы предотвратить проникновение воды в размещенные отходы и таким образом поддерживать контролируемое перемещение радионуклидов, являющееся очень медленным процессом. Типичным примером этого являются могильники в Сентр дэ Льоб во Франции и Эль Кабриль в Испании. Так как отходы размещены высоко над грунтовыми водами, они остаются сухими до тех пор, пока защитные барьеры находятся в целости, что может продолжаться сотни лет. Другое преимущество заключается в том, что требования к площадке умеренные, почему и сравнительно легко найти места, отвечающие техническим требованиям к такому типу могильника.

Недостатком является то, что покрытие отходов подвергается выветриванию и особенно эрозии, что может нанести ущерб целостности могильника.

Рис. 1. Площадка Эль Кабриль, иллюстрирующая приповерхностный могильник, расположенный на поверхности земли (из отчета SKB по Литовской модели приповерхностного хранилища).

4 Bergman-rus Траншейный тип приповерхностного могильника. В данном случае отходы размещаются в инженерных траншеях в земле, как например, в Селлафильде в Великобритании и в Роккашо Мура в Японии. Могильник может располагаться как над грунтовыми водами, так и под ними. В принципе стоимость строительства двух вышеупомянутых типов могильников схожая, но так как обычно существуют более высокие требования к гидрогеологическим параметрам могильников траншейного типа, то может быть сложнее найти технически приемлемое место для такой концепции. Воздействие выветривания и эрозии ниже, чем при «возвышенном типе»

могильника, но из-за того, что он обычно размещается ближе к грунтовым водам или в них, более сложно оценить долговременную безопасность, почему и коррозия и разложение конструкций может быть более значительными.

Рис. 2. Концепция могильника в Роккашо Мура, как пример траншейного типа приповерхностного могильника (из отчета SKB по Литовской модели приповерхностного хранилища) Подземный приповерхностный могильник.

Отходы могут размещаться в разработанных подземных полостях с возможностью доступа через туннели. В Швеции и Финляндии приповерхностные могильники созданы в кристаллитной породе, однако были также проведены исследования возможности создания могильников в солевой породе и в глине, например, в Германии, России и Бельгии. В данном случае отходы обычно размещаются под грунтовыми водами и таким образом, вскоре после закрытия могильника вокруг инженерных барьеров, находится насыщенная водой среда.

Требования к месту для строительства подземного приповерхностного могильника выше, чем при строительстве могильника на поверхности или близко от поверхности 5 Bergman-rus земли, вот почему, найти технически приемлемые места может быть непросто.

Создание подземных могильников также является более дорогим, по сравнению с соответствующими конструкциями на поверхности. С другой стороны, подземный могильник может быть менее заметным, и будет занимать меньше площади на поверхности.

Рис. 3. SFR-1, как пример подземного типа приповерхностного могильника (из отчета SKB по Литовской модели приповерхностного хранилища)

4. Разработка приповерхностного хранилища в Литве Первым значительным проектом, касающимся обращения с радиоактивными отходами, в рамках двухстороннего сотрудничества между Швецией и Литвой, явился проект по разработке предложения по государственной стратегии. Предложение было подготовлено в 1995 году шведским консорциумом, возглавляемым SKB, вместе с литовскими партнерами (преимущественно из Литовского энергетического института).

В предложенной стратегии одним из приоритетных вопросов было создание государственного приповерхностного могильника, наряду с созданием государственной организации по обращению с радиоактивными отходами. Так как создание новой государственной организации по обращению с радиоактивными отходами, предложенной в стратегии было сложным процессом, работа по созданию приповерхностного могильника была начата до создания организации по обращению с радиоактивными отходами (RATA). Законодательная основа для RATA вступила в силу в конце 1999 года и RATA была создана в середине 2001.

Первой фазой проекта по приповерхностному могильнику, начатой в 2000 году, между Министерством хозяйства Литвы в качестве партнера с одной стороны и SKB в качестве главного шведского подрядчика с другой, явилась разработка общей концепции по приповерхностному могильнику, приемлемому для Литвы. Как только была создана литовская организация по обращению с радиоактивными отходами RATA, она стала литовским партнером в этом проекте.

Учитывая геологическую ситуацию в Литве, было ясно, что необходимо использовать конструкцию на поверхности или траншейного типа. В результате дальнейших 6 Bergman-rus исследований предпочтительным типом концепции был выбран модулярный возвышенный тип. Предварительный анализ безопасности, а также расчет стоимости были включены в отчет проекта. Учитывая положительные результаты международной независимой проверки концепции, она была принята как основа для разработки приповерхностного могильника в Литве в 2002 году.

Рис. 4. Схема концепции приповерхностного могильника для Литвы

Следующим шагом был выбор места для строительства могильника. Этот процесс был начат в 2003 году и уже прошел два первых этапа: определение потенциальных мест и детальное исследование площадки. Отчеты по обоим этапам успешно прошли международную проверку. Ожидается, что Литовское правительство примет решение о выборе места до конца 2006 года.

Общая стоимость, включая строительство, эксплуатацию и закрытие могильника объемом 100 000 м3, была первоначально определена в 120 – 200 млн. долл., где значительную часть стоимости составляла стоимость бентонитовой глины, используемой для гидроизоляции отходов. Первоначально стоимость бентонита основывалась на международных рыночных ценах, однако исследования по залежам местного бентонита, показали, что он доступен по значительно более низким ценам в Литве - факт, послуживший значительному снижению стоимости. Модульная конструкция также будет способствовать распределению стоимости во времени. При этом наибольшие затраты будут связаны с фазой закрытия. На сегодняшний день ведутся консультации между Литвой, Европейской комиссией и Европейским банком 7 Bergman-rus развития и реконструкции, являющимся администратором Международного фонда поддержки по снятию с эксплуатации Игналинской атомной электростанции, для того, чтобы определить финансовые мероприятия по конструкции и сооружению приповерхностного могильника. В результате, Министерство хозяйства Литвы планирует представить на следующей ассамблее вкладчиков Международного фонда поддержки по снятию с эксплуатации Игналинской атомной электростанции, которая состоится в конце июня 2006 года, проектный документ, в котором будут обоснованы финансовые нужды проекта на период 2007 - 2013 годов.

Таким образом, существует высокая вероятность того, что Литва будет иметь приповерхностный могильник, основанный на общей концепции, разработанной в 2000

– 2001 годах, готовый к запуску в эксплуатацию, спустя 10 – 12 лет.

5. Сотрудничество с ВНИПИЭТ по приповерхностному хранилищу в регионе Санкт - Петербурга По инициативе ВНИПИЭТ, Санкт - Петербург, в 2003 году было начато обсуждение сотрудничества между SKB и ВНИПИЭТ, при частичном финансировании Швеции.

После предварительных обсуждений и исследования подходящих проектов, был начат формальный двусторонний проект, целью которого являлось определение подходящей концепции для сооружения могильника для низко– и средне-активных короткоживущих отходов в регионе Санкт - Петербурга. Обоснования выбора были многочисленными, среди прочего – необходимость создания могильника в регионе, учитывая то, что Ленинградский РАДОН в Сосновом Бору был почти заполнен. Также существовал проект в рамках программы Tacis, касающийся подземных конструкций в синей глине (часто встречающейся в регионе Соснового Бора), который, однако не получил дальнейшего развития. В то же время Швеция завершила проект по общей конструкции для приповерхностного могильника в Литве. Целью двустороннего исследования, в котором стоимости по проекту были разделены между Швецией (SKI/ICP) и Россией (ВНИПИЭТ/Росатом), являлось проведение анализа двух концепций (подземной в глине и на поверхности) и сравнение технической выполнимости, безопасности и стоимости. По возможности, результатом данного проекта будет принятие рекомендуемой конструкционной концепции Российскими властями и использование ее в качестве основы для будущей международной поддержки по реализации. Комиссия финансировала в рамках программы Tacis дополнительный проект, основанный на результатах шведско-российского двустороннего проекта, для ускорения реализации данного проекта.

При использовании подземной концепции приповерхностный могильник должен быть расположен в нескольких десятков метров под землей в пласте синей глины. Способы проходки и облицовки должны быть такими же как и при строительстве метро в Санкт

– Петербурге, и отходы должны размещаться под уровнем грунтовых вод.

Другая концепция с размещением приповерхностного могильника на поверхности земли является вариантом общей конструкции, использованной в Литве. Такой могильник является модульным, располагается над уровнем грунтовых вод и должен быть полностью закрыт инженерными барьерами.

8 Bergman-rus Рис. 5. Концепции под землей и «на поверхности», рассмотренные в проекте с ВНИПИЭТ Преимущественно из-за недостатка финансирования с Российской стороны, проект продвигается медленно; проект еще не завершен, хотя должен был закончиться в 2005 году.

Уже получены предварительные результаты, хотя и представляется сложным провести правильное сравнение особенно по стоимости. Техническая конструкция концепции на поверхности является более зрелой, так как она основывается на большом существующем опыте, в то время как подземная концепция требует дальнейшей разработки, например, касательно подходящего расположения отходов и заполнения пустот.

Является возможным реализовать и одну и другую концепцию, что в результате приведет к созданию могильника. Это, в сочетании с приемлемыми критериями принятия отходов, а также сооружением и эксплуатацией хранилища надлежащим образом, могут соответствовать международным стандартам безопасности. Хотя сравнительная оценка стоимости еще не завершена, существуют четкие показатели того, что поверхностная концепция может быть осуществлена с намного более низкими затратами. Другим важным фактором является характер финансирования во время сооружения, эксплуатации и закрытия. При этом ясно, что подземная конструкция 9 Bergman-rus будет характеризоваться более высокими затратами на начальном этапе, из-за обширных подземных работ, которые необходимо провести на начальном этапе, в то время, как при использовании поверхностной концепции финансирование будет более равномерным во времени, благодаря модульному подходу и основным затратам, связанным с закрытием бункеров. С другой стороны подземная конструкция будет менее заметна и будет занимать меньшую территорию поверхности.

При необходимости использования концепции и в других местах преимущество поверхностного могильника заключается в том, что его легко расположить в любом другом месте, так как предъявляются достаточно низкие требования к его сооружению по выбору площадки.

6. Российская модель приповерхностного хранилища Существует много аргументов в пользу создания модели приповерхностного могильника в России:

Россия является очень большой страной с необходимостью создания приповерхностных могильников в ряде мест (сравните со старой концепцией РАДОНа).

В России накоплены огромные объемы низко– и средне-активных короткоживущих отходов в промежуточных хранилищах в ожидании дальнейшего размещения.

Россия ежегодно производит миллионы м3 твердых отходов на ядерных объектах.

Недавнее решение Росатома увеличить выработку электроэнергии на АЭС примерно с 15% до 25% приведет к увеличению производства отходов.

Ратифицировав Совместную Конвенцию, Россия обязалась обращаться с радиоактивными отходами в соответствии с положительной международной практикой.

Проводящаяся сегодня работа по созданию государственной Российской организации по обращению с радиоактивными отходами может явиться важной движущей силой в деле создания широкомасштабной программы по устранению отходов.

Результаты проводящегося шведско-российского проекта по созданию приповерхностного могильника в регионе Санкт – Петербурга а также дополнительный проект в рамках программы Tacis могут оказать важную помощь Российской программе по созданию региональных приповерхностных могильников для захоронения низко– и средне-активных короткоживущих отходов.



Похожие работы:

«НАУЧНАЯ ЖИЗНЬ УДК 355.426+341.233(470.1/.2)(091) КРУГЛЫЙ СТОЛ "ГРАЖДАНСКАЯ ВОЙНА И ИНТЕРВЕНЦИЯ НА СЕВЕРЕ РОССИИ: ИТОГИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ОСМЫСЛЕНИЯ" В ноябре-декабре 2007 года Поморским государственным униве...»

«2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. С обнажениями коренных пород в долинах рек связаны специфические флоры. Кроме оригинальности состава флор каменистых обнажений характерной их чертой является наличие редких, реликтовых и эндемичных видов, которые сохраняются здесь...»

«Организация безопасного производства работ с повышенной опасностью Разработка перечня работ с повышенной опасностью К работам повышенной опасности относятся работы, при выполнении которых имеется и...»

«???????????:?????????? ???????? Golive 15th of December, 2000 Copyright 2000-2002, kasper@typo3.com Этот документ публикуется в соответствии с Open Content License доступной на http://www.opencontent.org/opl.shtml Содержимое этого документа относится к TYPO3 GNU/GPL CMS/Framework до...»

«TR2012 HD  СОДЕРЖАНИЕ     ОБЩИЕ ДАННЫЕ Правила безопасности.. 3 Основные характеристики.. 4 Комплект поставки.. 4 ВНЕШНИЙ ВИД Передняя панель.. 5 Задняя панель.. 5 Пульт дистанционного управления. 6 УСТАНОВКА Схема подключения.. 7 Пособие по установке.. 8 ГЛАВНОЕ МЕНЮ Программы.. 9 Изображение.. 12 Пои...»

«Анализ методов и средств контроля систем дистанционного зондирования Земли 77-30569/322927 # 02, февраль 2012 Афиногенов Е. И., Волосатова Т. М., Сельвесюк Н. И., Чичварин Н. В. УДК 528.8(875.8) МГТУ им. Н.Э. Баумана ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина afinogenov.evgeniy@gmail.com tamaravol@gmail.com selvesyuk@yande...»

«ПРОЕКТ Положение О Всероссийских соревнованиях по мини-футболу (футзалу) среди команд образовательных учреждений среднего профессионального образования и команд высших учебных заведений в 2013-2014 гг. (в рамках Общероссийско...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.