Тема 7. Стратегия по обращению с радиоактивными отходами (РАО) и отработавшим ядерным топливом (ОЯТ). Опыт России и др. стран

1. Введение

 

В своей деятельности по обращению с РАО Россия руководствуется международными договорами, участницей которых она является. В частности с 24 октября 1996 года Россия стала стороной «Конвенции о ядерной безопасности», подписанной в Вене в сентябре 1994 г.
В январе 1999 г. Россия подписала в Вене Объединенную конвенцию о безопасном обращении с ОЯТ и РАО. Конвенция вступила в силу для Российской Федерации 19 апреля 2006 года. После 1994 г. в некоторых государствах участниках Конвенции о ядерной безопасности уже было принято новое законодательство или улучшено существующее, в других странах этот процесс продолжается.

РАО и ОЯТ российских реакторов ВВЭР и РБМК во время эксплуатации

 

Технологии обращения с РАО, образующимися в процессе эксплуатации АЭС с различными типами реакторов практически одинаковы. Различия обусловлены лишь количеством образующихся газообразных, жидких и твердых РАО. В реакторах РБМК-1000 объемы РАО
(особенно ЖРО) значительно больше, чем в реакторах ВВЭР-440.

Химический состав ЖРО определяется главным образом тем, какая вода (морская или пресная) используется для охлаждения конденсаторов турбин.

Формирование жидких радиоактивных отходов (ЖРО)

 

Кольская АЭС, реакторный зал

ЖРО при эксплуатации АЭС образуются в результате очистки теплоносителя первого контура, процессов дезактивации и ремонта, стирки спецодежды и др. ЖРО от обработки фильтроматериалов и дезактивации первого контура составляют около 10 % общего объема эксплуатационных ЖРО. Активность этого вида отходов составляет от 1×10-5 Ки/л до 1 Ки/л и, согласно нормам ОСПОРБ-99, они относятся к средне-активным.
ЖРО, образующиеся от дезактивации и ремонта, трапные воды и др., составляющие 90 % общего объема, имеют активность до 10-5 Ки/л и относятся к низко-активным.
На четырех энергоблоках Ленинградской АЭС ежегодно образуется примерно 16000 м3 ЖРО.
Все ЖРО, образующиеся при эксплуатации, поступают в специальное хранилище, в котором с целью снижения их объемов, производится их предварительная переработка и кондиционирование. Для 1 энергоблока с реактором РБМК-1000 после  кондиционирования ежегодное накопление концентрированных ЖРО (в расчете на 1 энергоблок с реактором РБМК-1000) составляет 202 м3.
К настоящему времени на Ленинградской АЭС хранится 18500 м3 кондиционированных ЖРО.

 

Ленинградская АЭС, турбинный зал

Количество ЖРО, образующихся при промывке реакторов ВВЭР-440 составляет ~150 м3, что на порядок ниже объемов, образующихся при эксплуатации реакторов РБМК-1000 (~1 200 м3). Это связано с различием применяемых технологий, реактивов, используемых для промывки от отложений продуктов коррозии, а также значительно меньшим объемом контура реактора ВВЭР-440.
В 2008 г. будет введена новая малоотходная установка переработки гомогенных ЖРО производительностью 1000 м3/год, что позволит опережающими темпами перерабатывать не только вновь образующиеся, но и уже накопленные ЖРО.
Общее количество ЖРО, ежегодно образующихся при эксплуатации четырехблочной АЭС с реакторами ВВЭР-440, составляет примерно 1 600 м3, а их средняя удельная активность - 1×10-4 Ки/л.

Формирование твердых радиоактивных отходов (ТРО)

 

Основной источник образования ТРО - плановая замена оборудования, отходы, образующиеся при ремонте помещений и оборудования и др. Состав ТРО очень разнообразный. Это различные металлы, кабели, теплоизоляция, загрязненная спецодежда, пластикат, бумага и т.д.
С точки зрения обращения с ТРО они делятся на прессуемые, сжигаемые и металлические, а по уровню радиоактивной загрязненности 10 - на 3 группы:

  •    низко-активные - до 0,3 мЗв/ч
  •     средне-активные - от 0,3 до 10 мЗв/ч
  •     высоко-активные - свыше 10 мЗв/ч

    К высоко-активным ТРО относятся элементы реакторного оборудования. В общем объеме эксплуатационных ТРО их доля не превышает 4 %.

    Общее количество ТРО, ежегодно образующихся на четырехблочной АЭС, составляет ~ 1200 т, около 90 % которых составляют низко-активные.

    При нормальной эксплуатации АЭС с четырьмя реакторами РБМК-1000 ежегодно образуется ~1200 м3 ТРО. Для снижения количества ТРО при реализации мероприятий по продлению срока эксплуатации энергоблоков была разработана и в настоящее время практически реализована программа по их кондиционированию, что позволило сократить их объем с 1200 м3 до 300 м3.

    К категории ТРО относятся и битумные компаунды, образующиеся при отверждении ЖРО на стадии их предварительной переработки. К настоящему времени на ЛАЭС их накоплено 23518 м3.

    По программе TAСIS-94 ведутся работы по созданию установки цементирования ЖРО. Это позволит более безопасно и эффективно переводить ЖРО в более безопасное состояние - ТРО. После ввода в эксплуатацию в 2008 году установки цементирования ЖРО, в 4 раза уменьшится объем отходов в результате перевода ЖРО в ТРО. После этого будет остановлена установка битумирования.

    В настоящее время государственный регулирующий орган России рассматривает возможность введения (по аналогии с Францией), категории РАО - «отходы очень низкой активности». В случае, если удельная активность РАО будет менее 1.0×105 Бк/кг для искусственных, и 5.0×105 Бк/кг для естественных радионуклидов, то они могут быть отнесены к этой категории РАО и при определенных условиях выведены из-под контроля регулирующих органов. Дальнейшее обращение с ними может быть ограничено использованием на площадках предприятий атомной промышленности.

 

Дополнительные материалы

 

 

 

В этой теме описаны механизмы и технологии долговременной изоляции от среды обитания радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива в России и европейских странах.

Концепция плана вывода из эксплуатации АЭС выработавших проектный ресурс