Конечная станция. «СР» узнала, кто и как разбирается с ядерным наследием

Энергоблоки, построенные в советское время, вырабатывают ресурс. Им на смену приходят новые. До 2030 года в России остановят 18 блоков, демонтаж будут проводить почти на половине из них. К тому же через 10 лет должны быть выведены из эксплуатации 82 объекта использования атомной энергии — колоссальная нагрузка. «СР» узнала, кто и как разбирается с ядерным наследием.

Демонтируйте это немедленно

«Сейчас остановлены семь энергоблоков, два уже выводят из эксплуатации, на остальных идут подготовительные работы, — ​рассказывает Наталья Сафронова, начальница отдела управления выводом из эксплуатации АЭС «Росэнергоатома». — ​К 2030 году остановленных будет 18, выводящихся из эксплуатации — восемь: на Нововоронежской, Ленинградской, Курской и Белоярской АЭС, в основном это блоки с РБМК. К 2040 году остановленных будет 25, выводящихся из эксплуатации — 21».

В 2017 году «Росэнергоатом» определился с базовой стратегией — немедленный демонтаж (см. «Вывод ядерных установок из эксплуатации»). «Немедленный» в этом случае означает годы, а то и десятилетия (отложенный может длиться чуть ли не 100 лет). Пилотный проект, на первом и втором блоках Нововоронежской АЭС с реакторами ВВЭР, стартовал в 2015 году и должен завершиться в 2035-м. Пилотом для РБМК станет первая очередь Ленинградской АЭС.

Наталья Сафронова перечисляет преимущества стратегии: «Немедленный демонтаж позволит не переносить груз ответственности на будущие поколения. Ускорит процесс механизация работ — уход от ручного труда, применение робототехники. Возьмем Нововоронежскую АЭС. Там проведен комплекс работ, в результате эксплуатационные затраты на обслуживание площадки уменьшились в 2,5 раза, дозовая нагрузка на персонал снижена более чем в 10 раз. В 2018 году была выполнена фрагментация транспортно-технологического оборудования блоков № 1 и 2. Сейчас производственная инфраструктура — специализированные цеха, центры демонтажа и дезактивации и т. д. — ​готова на 80 %».

Всем этим занимается специализированный филиал «Росэнергоатома» — Опытно-демонстрационный инженерный центр по выводу из эксплуатации (ОДИЦ) в Нововоронеже. «Ежегодно в рамках пилотного проекта на НВАЭС мы демонтируем более 1,5 тыс. т оборудования, строительных конструкций и проч. Получен опыт фрагментации, дезактивации оборудования первого контура, — ​рассказывает Наталья Сафронова. — ​Концепция немедленного демонтажа предполагает переквалификацию эксплуатационного персонала в персонал для вывода из эксплуатации. На базе ОДИЦа создан учебный центр, разработаны программы, пособия».

Ключевая задача — эффективное и безопасное, в том числе с экологической точки зрения, завершение жизненного цикла атомной станции. Поэтому особое внимание — на обращение с отходами. «Росэнергоатом» применяет инновационные технологии, создающие дополнительные барьеры безопасности, повышающие скорость и качество дезактивации. Например, комплекс плазменной переработки, запущенный на НВАЭС в 2015 году, сокращает объем РАО в 40 раз. Производительность линии — до 5 тыс. м3 в год.

ВЫВОД ЯДЕРНЫХ УСТАНОВОК ИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ

МАГАТЭ выделяет две основные схемы. Первая условно названа «отложенный демонтаж» (deferred dismantling). Из остановленного реактора удаляется топливо, он консервируется, на площадке проводятся отдельные работы, а перед основными — демонтажом установки — выдерживается длительная, до 100 лет, пауза. За это время активность заметно снижается, что технически упрощает демонтаж объекта и реабилитацию площадки.

Вторая схема — «немедленный демонтаж» (immediate dismantling). В течение года-двух после закрытия начинается разбор установки с помощью роботизированных, удаленно управляемых устройств. По этой схеме работы можно закончить за 10–20 лет. Немедленный демонтаж в целом обходится дешевле, чем отложенный, за счет снижения расходов на содержание площадки, эксплуатацию систем безопасности, радиационный контроль.

В 2019 году на заседании НТС «Завершающая стадия ядерного топливного цикла» определили задачи внутриотраслевой кооперации в этой сфере. «Росэнергоатом» и НО РАО уже сверстали графики приема и передачи отходов с первой очереди Нововоронежской АЭС. «Прорабатываем логистику, — ​комментирует Наталья Сафронова. — ​В этом году разработаем такие графики для Ленинградской и Белоярской АЭС. С «РосРАО» у нас проект по утилизации крупногабаритного оборудования, парогенераторов, на площадке в губе Сайде. Мы определим затраты на логистику, закроем все вопросы по безопасности. Также мы с «РосРАО» изучаем возможность использовать прошедший дезактивацию металл для производства первичных упаковок РАО. В этом году с ОДЦ УГР актуализируем отраслевую программу по обращению с облученным графитом, чтобы получить проектные решения по выводу из эксплуатации канальных реакторов — РБМК, ЭГП‑6».

Остановить и обезвредить

Первая федеральная целевая программа «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности» началась в 2008 году и завершилась в 2015-м. В ней оговаривалось в том числе финансирование вывода из эксплуатации ОИАЭ. За это время полностью выведены из эксплуатации 53 объекта при плане 42, реабилитировано 2,7 млн м2 территории.

«Несколько примеров. Законсервировано и полностью засыпано озеро Карачай — самый большой резервуар жидких радиоактивных отходов. Уран-графитовый реактор ЭИ‑2 в Северске выведен из эксплуатации по варианту «захоронение на месте». Проведена огромная работа, мы обосновали безопасность этого способа и планируем применить его еще на 12 промышленных реакторах. Таким же образом полностью выведен корпус «Б» во ВНИИНМ», — ​рассказывает старший менеджер управления разработки и реализации программ реабилитации объектов наследия «Росатома» Евгений Комаров.

Вторая федеральная целевая программа стартовала в 2016 году и завершится в 2030-м. «К этому сроку мы планируем вывести из эксплуатации 82 объекта, вдвое увеличить площадь реабилитированной территории, обеспечить безопасное захоронение порядка 176 м3 радиоактивных отходов», — ​продолжает Евгений Комаров. Так, на АЭХК будут ликвидированы два огромных корпуса, в которых располагалось разделительное производство. В этом году будет демонтирован первый, до 2023-го — второй. На СХК продолжается консервация хранилищ жидких радиоактивных отходов — бассейнов Б‑1 и Б‑25, ведутся предпроектные работы по выводу из эксплуатации радиохимического завода, который перерабатывал топливо промышленных реакторов. Идет подготовка к ликвидации хранилища ЖРО № 365 на ГХК. Порядка 30 зданий будут ликвидированы на «Маяке», сейчас выполняются проектные работы и обследование объектов.

Разрабатывается единая государственная система обращения с ОЯТ и РАО. «В Северске, Озерске и Новоуральске строятся приповерхностные пункты захоронения твердых РАО III и IV классов опасности — низкоактивных и особо низкоактивных. Будет сделана подземная исследовательская лаборатория в Красноярском крае, в Нижнеканском массиве, для отработки технологий захоронения среднеи высокоактивных отходов», — ​говорит Евгений Комаров. Эта работа, добавляет он, ведется в широкой кооперации с общественностью и международными организациями, в первую очередь МАГАТЭ.

Помогут Софья и Алеша

За всю историю атомной отрасли в мире было окончательно остановлено около 180 энергетических и 600 исследовательских реакторов. Большинство законсервировано после минимального демонтажа. Но атомная отрасль уже обладает технологиями для полной ликвидации объектов. Развивается робототехника для погрузки-разгрузки, сортировки радиоактивных материалов, разбора железобетонных и металлических конструкций и т. д. Так, «РосРАО» создало антропоморфного робота с управлением через копирующий костюм. Робот полностью воспроизводит движения оператора. Проект был представлен в 2014 году. «Около пяти лет ушло на его согласование, разработку и тестирование экспериментального образца, — ​рассказывает заместитель гендиректора по международной деятельности и новым бизнесам «РосРАО» Сергей Флоря. — ​Зато опытно-промышленный образец был сделан месяцев за семь — современные ИТ-решения для проектирования и макетирования позволяют существенно сократить цикл разработки. Первого робота мы называем Алексеем, второго — Софьей. Их испытывают на площадке «РосРАО» в Сосновом Бору. Если эксплуатация покажет нужные нам результаты, то в ближайшие годы появится не менее 20 таких манипуляторов».

Роботизированных технологий для обращения с РАО довольно много. Уникальность Алексея и Софьи — в простоте управления. Например, контроль телеманипулятора в горячей камере — целая наука, нужно потратить много времени на подготовку оператора. А с антропоморфным роботом человек находит общий язык за три-четыре часа и уверенно сортирует и разбирает РАО на безопасном расстоянии.

Но есть обратная сторона: для таких манипуляторов нужно продвинутое программирование. Промышленные роботы имеют шесть степеней свободы. Это условные оси движения. Одна степень свободы — движение, допустим, вверх-вниз, две — вверх-вниз, вправо-влево. А у Алексея и Софьи их 54. «Здесь требуются особые знания, квалификация программирующего и обслуживающего персонала», — ​поясняет Сергей Флоря.

ЗЕЛЕНАЯ ИЛИ КОРИЧНЕВАЯ

После вывода из эксплуатации ОИЯЭ территорию можно вернуть в оборот. Если РАО удалены частично, площадке присваивается статус коричневой лужайки (допустимо строить промышленные объекты), если полностью — зеленой (допустимо строить социальные объекты).

В концепции коричневой лужайки пространство вокруг реакторной установки превращается в пункт окончательной изоляции РАО. В России находится единственный в мире промышленный реактор, выведенный до состояния коричневой лужайки. В 1990 году на Сибирском химкомбинате был остановлен уран-графитовый ЭИ‑2, нарабатывавший оружейный плутоний. К 2011 году была готова концепция вывода из эксплуатации. Проект реализовывался с 2012 по 2015 год. Из активной зоны извлекли топливо, демонтировали и дезактивировали оборудование, инженерные коммуникации, очистили помещения, демонтировали металлоконструкции. Все приреакторные помещения и реакторные пространства заполнили барьерным материалом, обеспечившим ядерную и радиационную безопасность на 10 тыс. лет.

Здание, в котором располагался реактор, возвышалось более чем на 30 м над землей и на столько же уходило под землю. Надземную часть демонтировали и накрыли фундамент защитным экраном. Графитовая кладка и часть металлоконструкций, включая биологическую защиту реактора, остались на месте. Подреакторное пространство укрепили, залив туда несколько тысяч тонн бетона.

Стоимость работ составила 2,3 млрд рублей. Расчеты показали, что зеленая лужайка на месте ЭИ‑2 обошлась бы в 20 млрд рублей. Дороговизна — одна из причин, по которым эта концепция пока не получила широкого распространения, другие две — несовершенство технологий и консервативность законов. Но примеры зеленых лужаек есть. В Соединенных Штатах — АЭС «Мэн-Янки», «Биг-Рок-Пойнт», «Хаддам-Нек». В Германии — демонстрационный кипящий реактор VAK, тяжеловодный газоохлаждаемый KKN, реактор с перегревом пара HDR. В Японии — демонстрационный кипящий реактор JPDR, в Великобритании — часть ядерного центра «Харуэлл».