Обращение с ОЯТ по-германски

Smith, для AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 19.09.2014

Мы публикуем статью, подготовленную для электронного издания AtomInfo.Ru, давним активным участником нашего форума. По его просьбе, в авторстве указывается только его ник на форуме Smith.

Статья подготовлена на основании доклада экспертов из Германии, прозвучавшего в венской штаб-квартире МАГАТЭ в июле 2014 года на совещании, которое было посвящено вопросам обращения с ОЯТ.

Политика Германии в области обращения с ОЯТ

В настоящее время в Германии действует концепция обращения с ОЯТ, согласно которой ОЯТ должно находиться на площадках АЭС в сухих хранилищах до того момента, когда оно сможет быть доставлено на общенациональный объект для окончательного захоронения в глубоких геологических формациях.

При этом с 80-ых годов прошлого века в стране функционируют две централизованные площадки по временному сухому хранению ОЯТ - Gorleben и Ahaus.

Вплоть до июля 2005 года проводилась отправка части образующегося ОЯТ на переработку за рубеж - на французский завод La Hague и британский Sellafield, которая была законодательно запрещена с июля 2005 года в результате пересмотра закона об атомной энергии от 2002 года.

Пристанционные сухие хранилища ОЯТ действуют на всех без исключения АЭС страны, начиная с 2002 года. Эти хранилища продолжают функционировать (пополняться), исключение составляет хранилище на АЭС "Obrigheim", которая была окончательно остановлена ещё в 2005 году.

На Рис.1 представлена карта размещения "сухих" хранилищ ОЯТ на территории Германии. Голубым цветом обозначены действующие энергоблоки с реакторами PWR, оранжевым цветом - с реакторами BWR, а красным цветом - остановленные энергоблоки.

Все пристанционные хранилища (салатовый цвет) были введены в эксплуатацию в период 2002-2007 годов и имеют 40-летние лицензии на эксплуатацию. То же самое относится и к централизованным хранилищам (фиолетовый цвет), которые были введены в 1992, 1995 и 1999 годах, и к площадке АЭС "Obrigheim".

Что касается регионального хранилища ОЯТ в исследовательском центре Julich (обозначено на карте синим треугольником), то оно функционировало в период с 1993 по 2013 годы.

Рис.1. Карта размещения сухих хранилищ ОЯТ в Германии.
Щёлкните левой клавишей для просмотра.

Текущая ситуация с хранением ОЯТ в Германии

Для хранения ОЯТ в Германии применяются специализированные металлические контейнеры двойного назначения (для транспортирования и последующего хранения), отвечающие всем современным требования по безопасности.

Конструкция контейнеров включает в себя две независимые герметичные крышки, во время хранения проводится регулярный мониторинг их герметичности. Внутри контейнеры заполнены гелием.

Контейнеры с ОЯТ помещаются в здания, стены которых защищают не только от атмосферных явлений, но и служат дополнительной радиационной защитой.

Выдаваемые в Германии лицензии на функционирование централизованных и пристанционных хранилищ ОЯТ, как правило, ограничиваются 40 годами. Отсчёт начала функционирования хранилища стартует с момента загрузки в него первого контейнера с ОЯТ.

Предполагается, что на срок действия лицензии могут повлиять, так называемые, административные причины (к примеру, факт ввода в эксплуатацию объекта окончательного захоронения ОЯТ и ВАО), но ни в коем случае не технические аспекты (срок жизни контейнера или здания хранилища).

В связи с тем, что процесс выбора площадки создания объекта для целей окончательного захоронения ОЯТ затягивается, вероятность того, что понадобится расширение срока действия лицензий на хранение ОЯТ в централизованных и пристанционных хранилищах возрастает.

Необходимым условием хранения ОЯТ в Германии является также и то, что поставленные на хранение контейнеры с ОЯТ должны быть транспортабельны в любое время. При этом сертификат на транспортирование ОЯТ выдаётся сроком на три, пять или десять лет.

В настоящее время в Германии функционирует 16 лицензированных хранилищ ОЯТ, в которые загружено порядка 1000 контейнеров. По имеющимся расчётам, в ближайшее время понадобится еще 650-700 контейнеров.

Всего существует 16 типов контейнеров для различных целей (для ОЯТ энергетических реакторов, ОЯТ исследовательских реакторов, а также для остеклованных ВАО от переработки ОЯТ).

Прогнозируется, что суммарно до 2022 года (момент запланированного останова последнего энергетического реактора в Германии) будет выгружено порядка 17100 т т.м. ОЯТ, из которых:

      - 10500 т т.м. должны быть захоронены;

      - 6250 т т.м. уже были переработаны, в результате чего получилось 1900 т ВАО, которые также должны быть захоронены;

      - 350 т т.м. будут утилизированы другими способами.

В результате аварии на японской АЭС "Фукусима Дайичи" в Германии в 2011 году было принято политическое решение о немедленном останове восьми энергоблоков АЭС, которые теперь ожидают начала демонтажных работ.

Активные зоны этих реакторов освобождаются от топлива, вследствие чего для постановки ОЯТ на хранение срочно потребовалось 190 контейнеров. Разгрузка идёт со скоростью примерно 40 контейнеров в год. При этом некоторые из выгружаемых ТВС облучались очень короткое время (от 11 до 300 дней).

Но далеко не все имеющиеся лицензированные контейнеры для транспортирования и хранения ОЯТ могут гарантировать подкритичность находящихся в них сборок при достигнутом уровне выгорания. В совокупности с необходимостью хранения поврежденных ТВС это ставит перед германской атомной отраслью задачу разработки в самое ближайшее время нового типа контейнеров.

Рециклирование урана и плутония

Как уже отмечалось выше, вплоть до 2005 года часть германского ОЯТ перерабатывалась за рубежом. Всего подобным образом было утилизировано чуть более 6000 т т.м., при этом порядка 85% ОЯТ переработано на французском заводе La Hague.

Обратно в Германию в составе МОКС-топлива вернулось около 37 т плутония, а также почти 300 контейнеров с ВАО и минорными актинидами.

Рециклирование плутония в составе МОКС-топлива впервые было осуществлено в Германии ещё в 1966 году. Лицензии на эксплуатацию данного вида топлива в своё время имели 12 энергоблоков с легководными реакторными установками, пять из которых продолжают его использование и сейчас. Кроме того, МОКС-топливо в прошлом применялось и в некоторых прототипных германских разработках.

При использовании МОКС-топлива в легководных реакторах выжигается порядка 28% плутония. Ожидается, что окончательно весь регенерированный плутоний будет утилизирован к 2016 году (на текущий момент рециклировано уже 96% плутония).

Согласно имеющимся расчётам, всего после 2016 года будет необходимо отправить на хранение порядка 2700 ТВС с МОКС-ОЯТ. При этом существующие контейнеры не могут быть полностью заполнены МОКС-ОЯТ в силу его специфических нейтронно-физических характеристик, а значит, необходимо разработать особые контейнеры для МОКС-ОЯТ.

Кроме плутония в германских реакторах частично использовался и регенерированный уран. Всего в активные зоны трёх энергоблоков было загружено 1800 ТВС, максимальное начальное обогащение которых по урану-235 составило 4,6%, а глубина выгорания - 60 ГВт×сут/т т.м.

При этом, в отличие от случая с МОКС-топливом, не было выявлено никаких различий в технологии обращения с "обычным" ОЯТ по сравнению с ОЯТ, содержащим регенерированный уран.

Проведение стресс-тестов на объектах хранения ОЯТ

По следам аварии на Фукусиме комиссия по обращению с ядерными отходами (German Nuclear Waste Management Commission) провела стресс-тесты на всех имеющихся в стране площадках хранения ОЯТ (см. Рис.1).

При этом основной упор делался на устойчивость хранилищ к запроектным авариям, а оценка результатов стресс-тестов была проведена с привлечением сторонних экспертов.

Стресс-тесты учитывали следующие возможные события: землетрясение, наводнение, сильный ливень и другие погодные явления, а также потерю внешнего электроснабжения, пожары внутри и вне хранилищ, падение самолета, воздействие взрывной волны.

Анализ проведённых стресс-тестов был опубликован в марте 2013 года. Он показал, что германские хранилища ОЯТ и ВАО соответствуют самым высоким требованиям по безопасности и защищены почти при всех мыслимых воздействиях.

Конструкция контейнеров, предназначенных для транспортирования и хранения ОЯТ, обеспечивает необходимый уровень защиты, как во время нормальной эксплуатации, так и в случае возникновения запроектных аварий.

Ни для одного из объектов, рассмотренных в ходе стресс-тестов, в связи с исходно задаваемыми событиями не выявлено фактов повышения радиационного фона за пределами площадки, которого следовало бы опасаться.

Таким образом, в ходе стресс-тестов не было выявлено никаких существенных недостатков в конструкции действующих хранилищ ОЯТ на территории Германии.

Путь от хранения к захоронению

Ключевые события и даты на пути от временного хранения к окончательному захоронению ОЯТ и ВАО в Германии следующие:

      - исследования соляной шахты на площадке Gorleben временно приостановлены в конце 2012 года;

      - предварительный анализ безопасности площадки Gorleben завершён в марте 2013 года;

      - законодательный акт о выборе площадки для окончательного захоронения ОЯТ в ВАО (далее - акт) утверждён германским парламентом в июле 2013 года;

      - специально созданная комиссия по вопросам захоронения ОЯТ и ВАО в течение 2014-2016 годов должна выработать основные принципы принятия решений в отношении следующих вопросов, касающихся выбора площадки окончательного захоронения:

            *) требований по безопасности, методологии оценки безопасности;

            *) общих и частных (относительно вмещающих пород) критериев отбора площадок-кандидатов;

            *) условий участия общественности в процессе;

      - надземная разведка максимум на пяти площадках должна быть проведена в течение 2016-2023 годов;

      - подземная разведка должна быть проведена максимум на двух отобранных в результате предыдущего этапа площадках в течение 2024-2031 годов;

      - окончательное решение по выбору площадки по захоронению ОЯТ и ВАО должно быть принято в конце 2031 года;

      - процедура лицензирования проекта сооружения, эксплуатации и окончательной консервации пункта захоронения начнётся в 2032 году, а её точная продолжительность неизвестна;

      - год ввода в эксплуатацию площадки захоронения пока точно не определён.

Основной целью принятого в середине 2013 года акта является окончательный выбор площадки для захоронения ОЯТ и ВАО не позже 2031 года.

При этом основные положения акта фиксируют постулат о том, что процедура выбора площадки для захоронения начинается с чистого листа, то есть, рассматриваться будет вся территория Германии (Рис.2), независимо от того, есть ли сейчас в какой-то области хранилище или его там никогда не было.

Рис.2. Потенциально подходящие геологические формации
для окончательного захоронения ОЯТ и ВАО.

Выбор подходящих участков должен производиться на основании научных критериев при условии соблюдения самых строгих стандартов безопасности. До проведения необходимых исследований никакие площадки не могут быть исключены из общего перечня.

Все ключевые решения будут утверждаться непосредственно германским парламентом. При этом необходимо обеспечить максимальную прозрачность и общественное участие на всех этапах многоступенчатой процедуры выбора, чтобы выработать решение на основе общего согласия.

Прогнозируемые расходы на весьма длительный процесс выбора площадки оцениваются в 2 миллиарда евро и будут оплачены из средств организаций, в результате деятельности которых образуются ОЯТ и ВАО.

На Рис.3 схематично представлены два варианта захоронения ОЯТ в соляных пластах, которые рассматривались в Германии до момента принятия акта и исследования по которым проводились на площадке Gorleben (Рис.4).

Это вариант с размещением толстостенных контейнеров с ОЯТ в горизонтальных выработках на глубине порядка 800 м (Drift) и вариант с размещением специальных канистр с ОЯТ в вертикальных скважинах на глубине порядка 1100 м (Boreholes).

Рис.3. Варианты заполнения хранилища Gorleben.

Рис.4. Вид сверху на объект Gorleben.

Ключевые слова: ОЯТ, Европа, Германия, Статьи, Smith

---

Другие новости:

На АЭС "Козлодуй" сменился директор в восьмой раз за девять лет

К руководству вернулся Димитр Ангелов.

СМИ: американские военные хотели взорвать на Луне атомную бомбу

Американцы хотели вызвать лунотрясение.

TEPCO выгрузила из БВ-4 на Фукусиме 1254 из 1533 сборок

Работы по выгрузке топлива возобновились 4 сентября после летнего перерыва.

---

---

---

---

Поиск по сайту: