Концептуальный проект регионального могильника РАО на Кольском полуострове

 

Напомним, что в Мурманской и Архангельской областях жидкие и твердые РАО образуются при эксплуатации, ремонте и выводе из эксплуатации судовых ядерно-энергетических установок (Северный флот и Мурманское морское пароходство) и атомных энергоблоков Кольской АЭС. Радиоактивные отходы образуются также при использовании радионуклидных источников в промышленных, медицинских и научных учреждениях. В настоящее время часть РАО, образующихся в регионе, подвергается только предварительной переработке (сжигание горючих и прессование некоторых видов твердых РАО, выпаривание жидких отходов до солевых концентратов), значительная же часть РАО направляется на временное хранение без предварительной переработки (как первичные отходы).

В рамках международного проекта ТАСИС российскими и западно-европейскими экспертами была выполнена инвентаризация кондиционированных отходов, которые должны быть направлены на захоронение в предполагаемое подземное хранилище. Эта инвентаризация, в основном, базируется на концепции обращения с РАО в северо-западном регионе России, согласно которой планируется комплексная схема переработки и кондиционирования всех видов РАО. Заключительной стадией кондиционирования отходов является их размещение в контейнерах, различные типы которых были предложены российской проектной организацией ВНИПИЭТ.

Для концептуального проекта подземного хранилища была принята классификация кондиционированных отходов, согласно которой все контейнеры разделяются в соответствии с мощностью дозы гамма-излучения на поверхности, определяющей радиационные условия обращения с контейнерами в эксплуатационный период, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Классификация контейнеров, направляемых на окончательное захоронение

Категория контейнеров	Мощность дозы на поверхности контейнера	Способ обращения с контейнерами	Защита
I	менее 10 мбэр/ч	Контактное обращение	Не требуется защита
II	10 мбэр/ч - 200 мбэр/ч	Дистанционное обращение	Не требуется защита
200 мбэр/ч -1000 мбэр/ч	Дистанционное обращение	Коллективная защита при транспортировке отходов
III	более1000 мбэр/ч	Дистанционное обращение	Индивидуальная защита при транспортировке отходов

В соответствии с принятой классификацией были определены объемы кондиционированных отходов, которые по оценкам могут быть накоплены на различных объектах региона к 2020 г. Обобщенные данные по объемам отходов, которые должны быть направлены на окончательное захоронение, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Расчетные объемы отходов для концептуального проекта

Источник отходов	Категория контейнерв	Всего
I	II	III
Кольская АЭС	-	69710м3	575м3	70285 м3
ММП	12700 м3	5230 м3	-	17930 м3
Северный флот	14430 м3	10210м3	5145м3	29785 м3
Прочие	19680 м3	19190 м3	-	38870 м3
Итого	46810 м3	104340 м3	5720 м3	156870 м3

 

Могильник РАО представлен комплексом вскрывающих выработок, транспортных галерей и модулей для размещения упаковок с радиоактивными отходами, пройденных в устойчивых скальных породах буровзрывным способом преимущественно с применением контурного взрывания. Доступ в подземный могильник осуществляется по уклону или стволу. Для варианта захоронения на глубине около 100 м уклон представляет собой наиболее простой, дешевый и удобный вид главной выработки доступа. Вспомогательная выработка доступа необходима в качестве аварийного выхода. Для этой цели предлагается сооружение вертикального ствола, который также используется для выдачи исходящей вентиляционной струи.

Размеры шахтного поля в плане при кольцевом расположении модулей и фланговой схеме вскрытия составляют приблизительно 650×650 м. Общий объем вынимаемой горной массы около 800 тыс. м³ , что позволяет разместить около 160 тыс. м³ пакетированных радиоактивных отходов. На рис. 14 представлен следующий состав подземных объектов:

- участок захоронения, состоящий из нескольких горизонтальных выработок для отходов контактного (CH) и дистанционного (RH) обращения, а также вертикального силоса для отходов дистанционного обращения с более высокими уровнями гамма-излучения;

- участок приемки, необходимый для осуществления контроля загрязненности упаковок с отходами и транспортных средств;

- площадка обслуживания, включающая в себя пульт управления объектом, служебные помещения, мастерские техобслуживания, силовые подстанции, дробильно-бетонный цех, насосную камеру, склад ВВ и т.д.

Модули, предназначенные для захоронения отходов контактного обращения (CH), состоят из больших горизонтальных выработок, пройденных в скальных породах. Для размещения бетонных контейнеров, штабелируемых в несколько уровней, размеры выработок составляют примерно 100 м в длину, 10 в ширину и 9 м в высоту.

 

Для металлических контейнеров, размещаемых горизонтально послойно, выработки такой же длины имеют ширину 15 м и высоту 18 м. Аналогичные выработки, используются для захоронения отходов дистанционного обращения (RH).

После размещения отходов промежутки между упаковками с отходами засыпаются гравием (в случае бетонных контейнеров) или заливаются бетоном (в случае металлических контейнеров.

Модуль, предназначенный для захоронения отходов дистанционного обращения с мощностью дозы на поверхности упаковок более 1000 мбэр/час, представляет собой вертикальную выработку диаметром 21 м и высотой 51 м, создаваемую в породном массиве со встроенной бетонной конструкцией типа силос. Пространство между силосом и породным массивом заполняется закладочным материалом (например, бентонитом) для формирования дополнительного защитного барьера с целью предотвращения инфильтрации воды в силос и сведения к минимуму высвобождение радионуклидов из могильника. Силос разделяется на отдельные небольшие вертикальные шахты, имеющие квадратное или круглое сечение, соответствующее форме упаковок с отходами. Все шахты разделены бетонными стенами. После размещения отходов промежутки между упаковками засыпаются гравием или заливаются бетоном.

В качестве примера, на рис. 15 приведена компоновка и способ размещения отходов дистанционного обращения в горизонтальных выработках.

Основные технико-экономические характеристики проекта, полученные на основании выполненных расчетов с учетом действующих расценок и курса валют на 01.01.1999 г., следующие:

· расчетный объем хранения, м3	- 156870
· объем подземных сооружений могильника, м3	- 869630
· стоимость захоронения РАО с учетом наземной и подземной транспортно-технологической инфраструктуры, млн. руб. млн. долл. США	- 4180 - 203
· стоимость захоронения 1 м3 отходов, руб. долл. США	- 26650 - 1290

 

Литература.

1. Мельников Н.Н., Конухин. В.П., Комлев В.Н. Подземное захоронение радиоактивных отходов. – Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1994.

2. Мельников Н.Н., Конухин В.П., Наумов В.А., Амосов П.В., Гусак С.А., Наумов А.В., Радиогеэкологические аспекты безопасности подземного захоронения радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива на европейском Севере России. - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2001.

3. Мельников Н.Н., Конухин В.П., Наумов В.А., Амосов П.В., Гусак С.А., Наумов А.В., Катков Ю.Р. Отработавшее ядерное топливо судовых энергетических установок на европейском Севере России. В 2-х частях. - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2003.

4. Мельников Н.Н., Конухин В.П., Наумов В.А., Амосов П.В., Гусак С.А., Наумов А.В., Инновационные проекты подземных объектов долговременного хранения и захоронения ядерных и радиационно-опасных материалов в геологических формациях европейского Севера России. – Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2005.

5. Лопатин В.В. Справка по опытно-промышленному объекту для подземной изоляции РАО на архипелаге Новая Земля. – Москва, 2001.

6. Павлидис Ю.А., Айбулатов Н.А., Ионин А.С. и др. Краткосрочный (на 100 лет) прогноз развития прибрежно-шельфовых областей в мировом океане. – Вестник РФФИ, 1998, №1 (11), с. 16-23.

7. Radioactive waste management: An IAEA source book. – Vienna: IAEA, 1992.