Технологии

18 марта 2013102

Опыт и перспективы долговременного хранения РАО

Центральный коридор нового хранилища (каждый проем открывает доступ к трем отсекам)

На территории Научно-производственного комплекса ГУП МосНПО «Радон» уже почти 50 лет действует полигон радиоактивных отходов, где осуществляется долгосрочная изоляция РАО, образующихся на промышленных предприятиях и военных объектах, в исследовательских и медицинских организациях Москвы, Московской и 10 прилегающих областей. На одной площадке действуют старые и недавно сооруженные объекты, а также строится хранилище, отвечающее самым современным требованиям.

С 1960-х до конца 1990-х годов на полигоне производилось захоронение РАО в соответствии с нормами и правилами того времени. Приповерхностные хранилища, построенные в 1960-1980-х годах, представляют собой объекты с железобетонными стенами, днищем и перекрытием, сооруженные с полным заглублением в грунт или с подземной и наземной частью, разделенные перегородками на отсеки. Отходы закладывались в отсеки послойно – в некондиционированной форме, с использованием несертифицированных упаковочных средств. Пустоты заполнялись цементной массой, изготовленной на воде или малоактивных ЖРО.

В 1990-х годах начались разработки, направленные на внедрение техники кондиционирования отходов. Полигон приобрел статус пункта хранения.

Проектные решения, принимавшиеся в 2000-е годы, принципиально не отличались от прежних. Однако теперь над хранилищами возводили надстройки, использующиеся в производственных целях до первичной консервации объектов. Внедрялись модернизированные технологические процессы. Начиная с этого времени, короткоживущие РАО средней и низкой удельной активности размещаются в типовых хранилищах в кондиционированной (пригодной для долговременного хранения) форме с применением сертифицированных контейнеров.

Отработавшие источники ионизирующего излучения хранятся в 18 мини-хранилищах скважинного типа глубиной 6 м, в матрицах из легкоплавких сплавов на основе свинца.

Типовое хранилище РАО (площадь – 60x20 м, глубина – 5 м)

Обеспечение и анализ безопасности хранения

Предотвращение распространения радионуклидов за пределы хранилищ обеспечивает система барьеров – инженерных и естественного. К инженерным барьерам относятся строительные конструкции сооружений и консервирующее покрытие, упаковочные средства (контейнеры), матричные материалы внутри упаковок РАО, буферные материалы между упаковками. Каждый из них может выполнять защитную функцию независимо от состояния других барьеров.

Естественным барьером служит геологическая среда «ближнего поля» хранилищ – малопроницаемые глинистые грунты, обладающие высокими сорбционными свойствами. При проектировании очередных сооружений, в ходе мониторинга объектов неоднократно проводились исследования по обоснованию безопасности хранилищ, и к настоящему времени не выявлено факторов, свидетельствующих о некорректном выборе участка полигона.

Для контроля эксплуатационных качеств (изоляционных свойств) хранилищ систематически отбираются и анализируются пробы воды из дренажных систем, донных отложений, почвы, растительности.

Периодически выполняется анализ безопасности. При этом сначала рассматриваются сценарии деградации сооружений под влиянием медленно действующих факторов, таких как коррозия металла, старение бетона, а также эффекты внезапных воздействий, разрушающих инженерные барьеры.

Оцениваются последствия событий, которые могут вызвать сбой нормальной работы, таких как:

• дорожное происшествие при транспортировке РАО;
• разрушение упаковки РАО при производстве работ;
• внезапное отключение электроэнергии;
• пожар на технологической установке;
• затопление хранилища и подтопление его грунтовыми водами;
• разрушение части хранилища в результате авиакатастрофы и других происшествий (например, террористического акта);
• лесной пожар, пожар на магистральном газопроводе вблизи объекта.

По установленной методологии, с применением математического моделирования выполняются расчеты, позволяющие прогнозировать скорости миграции радионуклидов при нарушениях системы барьеров, а также индивидуальные дозы облучения, которые  персонал и население могут получить по различным сценариям – непосредственно от внешнего облучения, по пищевым цепочкам, через атмосферный воздух. Результаты расчетов используются в отчетах по обоснованию безопасности сооружений или видов деятельности по обращению с РАО.

Для поддержания эксплуатационных качеств старых сооружений ведутся систематические работы: создание консервирующих покрытий, реконструкция дренажных сетей, инжекция матричных материалов в массив РАО.

Создание консервирующего покрытия старого хранилища РАО

Новое сооружение для долгосрочной изоляции РАО

В 1994-1996 годах в рамках контракта TACIS с участием специализированных ев