Самый главный ‒ что делать с ядерными отходами. Новое заявление Александра Лукашенко о том, что радиоактивные отходы ‒ ценнейший, ранее неизвестный нам товар, продукт, вызывает больше вопросов, чем ответов. Разбираемся в проблеме вместе с экспертами.
Основным источником радиоактивных отходов вскоре станет беларусская АЭС ‒ это то главное, что следует отметить из всего сказанного на совещании Совета Министров. Первая закладка ядерного топлива, при условии стабильной работы беларусской атомной станции, должна выработать свой ресурс через несколько лет.
Это значит, уже сегодня нужно решать вопросы по обращению с такими отходами. Пока в нашей стране незначительные (по сравнению с будущими от АЭС) объёмы радиоактивных отходов, образуются во время эксплуатации источников ионизирующего излучения в различных сферах деятельности и хранятся на спецпредприятии «Экорес» Мингорисполкома.
Так, что же будем делать с радиоактивными отходами?
Александр Лукашенко на этом же совещании сказал: «Это серьёзный вопрос и величайшая ценность. И как показывает международная практика, обращение с такими отходами требует создание единой государственной системы, фактически, это новая отрасль экономики».
‒ Источников ионизирующего излучения, которые образуются в промышленности, медицине и науке, ничтожно мало по сравнению с радиоактивными отходами, образующимися в результате эксплуатации атомной электростанции, ‒ комментирует Андрей Ожаровский, инженер-физик, эксперт программы «Безопасность радиоактивных отходов» Российского социально-экологического союза. ‒ Создание новой отрасли промышленности – это хорошо, если будет производиться товар, который имеет спрос и рынок сбыта. Но невозможно сделать из радиоактивных отходов что-то полезное. А значит, речь идет о создании новой отрасли по обращению с отходами, которая не будет прибыльной никогда.
Если бы обращение с отходами не требовало субсидий и дотаций, а приносило прибыль, тогда о проблеме радиоактивных отходов никто бы не говорил. Например, есть отрасль по переработке бытовых отходов: для того, чтобы уменьшить объемы образующихся отходов и предотвратить их вредное воздействие на окружающую среду, из наших отходов выделяется вторичное сырье и идет на переработку.
Частично отрасль прибыльная, но в основном ‒ затратная и опасная вещь, потому что требуется создание полигонов и пунктов сортировки. Здесь та же ситуация: отрасль создавать придется, но прибыль из этого получить невозможно.
По словам заведующего лабораторией ОИЭЯИ-Сосны Вагана Казазяна, отходы от работы любой атомной станции можно разделить на два вида: РАО, или радиоактивные отходы, которые появляются в результате эксплуатации АЭС и ОЯТ, или отработавшее ядерное топливо.
РАО могут быть особо низкой, низкой, средней и высокой активности. Их около 0,5 кубических метров в год (около 30 кубических метров за 60 лет). Цифра совсем небольшая. Но согласно одной из оценок воздействия на окружающую среду БелАЭС, радиоактивных отходов будет значительно больше.
‒ Мнение завлаба из «Сосен» не соответствует действительности. Если говорить подробно про все образующиеся после эксплуатации атомной станции отходы, то можно двухтомник написать, ‒ говорит Андрей Ожаровский. ‒ Но, если кратко, все расскажет эта схема, данная самими атомщиками в одной из Оценок воздействия на окружающую среду. Там указаны и газообразные радиоактивные вещества. Ни один вид отраженных на схеме отходов не является продуктом. Наоборот, страны тратят огромные усилия, чтобы избавится от них.
‒ На БелАЭС каждый год будет образовываться около 60 кубических метров твёрдых радиоактивных отходов — это в 120 раз больше, чем сообщает эксперт из Сосен, ‒ объясняет он. ‒ В дополнение к этим отходам энергоблок будет производить 26,7 тонн отработавшего ядерного топлива в год.
Далее их, возможно, отправят в Россию, где с помощью химических процессов будут извлекать уран и плутоний. В результате чего образуется большое количество вторичных высокоактивных отходов. Из своих 26,7 тонн Беларусь ежегодно будет получать 150-200 тонн запаянных в стекло высокоактивных отходов.
‒ Немаленький такой эшелон специальных контейнеров, который вернется к вам. Совсем недавно стало известно, что в Беларуси таки будет создан орган по обращению с радиоактивными отходами, ‒ комментирует Андрей Ожаровский. ‒ Это правильно. Потому что заведя атомную энергетику, нужно заниматься вопросами безопасности радиоактивных отходов.
Мы видим, что Беларусь подошла к осознанию того, что нужно строить свои хранилища для радиоактивных отходов и, в перспективе, свой могильник. И если к 2030 году планируется что-то соорудить, то примерно к 2025 году нужно начать его строить, а уже сегодня понимать, сколько это будет стоить и где искать деньги на то, чтобы избавиться от опасных отходов.
Но если, по словам высшего руководства Беларуси, радиоактивные отходы ‒ это «ценный продукт», то пусть предложат хоть какую-нибудь стратегию его использования. Это у них не получится. Ни в одной стране мира радиоактивные отходы не являются ценным продуктом, не будут являться и в Беларуси.
Инженер-физик обратил внимание, что источники ионизирующих излучений для дефектоскопа, для медицины производятся, как правило, не из отходов атомных станций. Например, радиофармацевтические препараты (лекарственные средства, которые содержат в готовой для использования форме радионуклид) в 99% производятся на ускорителях.
Примерно такая же ситуация с другими полезными применениями радионуклидов, производство которых в сотни, а то и в тысячи раз по объемам меньше произведенных радиоактивных отходов после эксплуатации атомных станций.
Отработавшее ядерное топливо тоже ценный продукт?
- Ядерное топливо представляет собой набор тепловыделяющих сборок, (ТВС) состоящих из тепловыделяющих элементов. В ВВЭР-1200 загружается 163 ТВС, ‒ рассказывает Татьяна Новикова, координаторка Беларусской антиядерной кампании. ‒ Они помещаются в активную зону, где выделяют тепло, которое подогревает воду. Уже во втором контуре в парогенераторе вода превращается в пар и двигает турбину. Процесс выработки электроэнергии идет четыре года (согласно проектной документации БелАЭС), что составляет полный срок топливной кампании, но в зависимости от того, как выгорает топливо, может быть и до шести лет. Без перегрузки топлива может работать 18 месяцев. Примерно раз в год для более эффективной работы реактора его останавливают, открывают и в активной зоне осуществляют перестановки топливных элементов, при необходимости заменяют некоторых из них.
По словам экспертки, если ТВС с отработавшим топливом достать из реактора не через 4 года, а через несколько месяцев, то в нем будет оружейный плутоний, если же дождаться окончания топливной кампании, то ‒ реакторный, который также может быть использован для создания ядерных взрывных устройств.
В любом случае, тепловыделяющие сборки с ОЯТ извлекаются из реактора и с целью охлаждения и снижения уровня активности перегружаются в специальные бассейны выдержки, где они и хранятся 10 лет. Далее направляются на объект сухого хранения или так называемой переработки.
Что можно сделать сырьем? Например, закупить. По словам Андрея Ожаровского, не может ли заявление о ценности радиоактивных отходов звучать как сигнал о том, что Беларусь станет рынком для завоза чужих отходов на территорию страны?
Сырье можно переработать для получения промышленной и потребительской продукции. Что можно получить из ОЯТ? Исторически сложилось, что переработка ОЯТ изначально предполагала извлечение плутония для производства ядерного оружия. Например, в России первым предприятием, способным перерабатывать ОЯТ, стало ПО «Маяк», основанное в 1948 г. для наработки оружейного плутония.
‒ Основное назначение Радиохимического завода в России – выпуск плутония, ‒ разъясняет Андрей Ожаровский. ‒ В одно время произошел ребрендинг процесса, его назвали «переработкой ОЯТ». На одной из презентаций Росатома мы увидели слайд, где так называемая «переработка» отработавшего ядерного топлива приводит к возрастанию объемов отходов в сотни и тысячи раз.
Из одной тонны ОЯТ не важно, какого реактора, при выделении урана и плутония образовывалось 4,5 тонны высокоактивных, 150 тонн среднеактивных и 2000 тонн низкоактивных жидких РАО. Получается, в результате этого сложного процесса под название «переработка» происходило увеличение объемов РАО.
Ровно поэтому переработка ОЯТ запрещена, например, в США. Во многих странах ‒ Швеции, Финляндии, США ‒ ОЯТ сразу считается отходом и отправляется на захоронение. В соседней Литве никто не обманывает народ и не называет ОЯТ «продуктом», а строят временные хранилища и могильники.
В России «переработка» ОЯТ популярна и ведется только на предприятии «Маяк». И очень хорошо, что Радиохимический завод на росатомовском Сибирском химическом комбинате, который также мог заниматься таким вредным для страны делом, как увеличением объемов РАО, ликвидирован.
Как заявляют приверженцы идеи переработки ОЯТ, для того, чтобы производство топлива стало экономически выгодным, в стране должны быть несколько атомных станций с разными типами реакторов, работающих на смешанном уран-плутониевом топливе. Это позволит замкнуть ядерный топливный цикл. В результате ядерная энергетика фактически превратится в возобновляемый ресурс, снизится количество радиоактивных отходов, а человечество будет обеспечено относительно дешевой энергией на тысячи лет.
‒ Однако эти радужные перспективы относятся скорее к жанру рекламы, ‒ комментирует Андрей Ожаровский. ‒ Во-первых, использование уран-плутониевого топливо приводит к существенному удорожанию электроэнергии АЭС. Во-вторых, это потребовало бы строительство десятков радиохимических заводов, подобных комбинату «Маяк», и их работа будет приводить к образованию огромного количества радиоактивных отходов от «переработки» ОЯТ.
Если не оружие и не топливо, то что еще?
- На самом деле ни одна страна мира не понимает, что в долгосрочной перспективе делать с радиоактивными отходами, произведенными на атомных станциях, – рассказывает инженер-физик. – Есть тенденция говорить о захоронении отходов: найти геологическую структуру, которая могла бы сдерживать опасные радионуклиды на весь срок, пока они остаются опасными для окружающей среды и здоровья людей. Но с этим не все так просто.
Специалисты разных стран не могут прийти к единому мнению, какая именно из пород (глина, гранит, соляные купола) может быть оптимальной для выполнения такой непростой задачи, и какая конструкция должна быть у хранилища, чтобы долгосрочное хранение высокоопасных РАО и ОЯТ обеспечивалось в полной мере и с соблюдением всех требований безопасности.
Поэтому перед Беларусью действительно стоит задача, не решенная ещё ни в одной стране мира: найти надёжное место для размещения РАО и строительства могильника. Но, к сожалению, уровень осознания радиационной опасности даже после Чернобыля иногда огорчает. Я слышал на обсуждениях фразу, сказанную всерьез: «…у нас много болот, давайте все это закидаем туда, пусть оно там и лежит».
В США, Канаде, Швеции, Швейцарии, Литве, Германии и Финляндии ОЯТ безоговорочно считают отходами, поэтому основная деятельность по обращению с ними связана с разработкой и внедрением относительно безопасных технологий по их захоронению. Почему относительно безопасных? Потому что всё меняется. Взять, например, климат. Сегодня сильные ливни, наводнения, пожары, ураганы и снег там, где его не должно быть, занимают немалую долю новостной повестки дня по всему миру. А как себя обезопасить от того, что невозможно предсказать?
‒ В мире на сегодняшний день не существует безопасных технологий хранения или захоронения радиоактивных отходов, которые бы обеспечивали полную защиту от рисков, ‒ говорит Анастасия Дорофеева, эксперт Беларусской антиядерной кампания, координатор хаба «Зеленые основания». ‒ Пока единственная страна – Финляндия, строит глубокое геологическое захоронение ОЯТ. Для этого в скальных породах прокладываются тоннели на полукилометровую глубину. Это очень сложная и очень дорогостоящая технология. И даже она не может гарантировать полностью безопасного долгосрочного хранения опасных радиоактивных материалов.
Потому что могут произойти непрогнозируемые процессы тектонические перемещения, изменения внутри пород, проникновение воды. Также существуют сомнения в том, что контейнеры, в которых захоранивается отработавшее топливо, способны сохранять свою целостность на протяжении столетий.
Поэтому уверения в том, что найдено безопасное место и будет применяться безопасная технология для хранения ядерных отходов просто не могут быть правдой. Тем более, что в Беларуси о глубоком геологическом захоронении речи идти не может – для этого нет ни природных условий, ни финансовых ресурсов. Скорее всего, при строительстве могильника будут ориентироваться на максимально дешевые варианты конструкций.
‒ Проблема отработавшего ядерного топлива существует, потому что это топливо представляет опасность на протяжении сотен тысяч лет, ‒ комментирует Татьяна Новикова. ‒ Ни один инженер, ни один конструктор, разработчик и строитель не даст сегодня гарантии, что его объект по захоронению или временному хранения ОЯТ будет существовать столь долгое время и с ним ничего не случится.
Проблема ОЯТ сегодня не решена нигде в мире, включая США. Не так давно мне довелось вместе с общественностью штата участвовать в общественном обсуждении такого последнего проекта, как глубокое захоронение отходов в гранитных пластах. Обсуждение относилось к фазе исследования условий для реализации этого проекта. Но даже на этом этапе общественность и эксперты не дали ему реализоваться: слишком много не отвеченных, непроработанных технических вопросов.
Предполагалось просверлить шахту длиной около пяти километров до гранитного плато, опустить туда отходы, включая ОЯТ, и забетонировать. Утверждается, что это плато стабильно на протяжении нужного количества (миллион) лет, однако никто не смог пояснить, как будет вестись мониторинг на такой глубине, что будет происходить в случае происшествия – например, если канистра застрянет в шахте. К слову, шахта такой глубины – это тоже большой технический вопрос.
Есть еще один пример обращения с радиоактивными отходами ‒ Германия и образованные в 1960-х годах могильники РАО «Ассе-2» и «Морслебен», которые сегодня находятся в аварийном состоянии. А на момент их строительства казалось, что бывшая соляная шахта на глубине около 700 метров ‒ идеальное место для такого захоронения, поскольку там было сухо на протяжении многих сотен лет.
‒ Захоронили, запечатали, ‒ комментирует Татьяна Новикова, которая спускалась в шахту «Ассе-2». ‒ но не прошло и 30 лет, как в совершенно сухой шахте образовалось радиоактивное озеро из грунтовых вод, далее радиация начала выходить на поверхность. Сейчас немецкое правительство приняло решение распечатать, извлечь и переупаковать отходы. Звучит просто, а на деле очень многосложный и финансово затратный процесс. Сейчас в мире между атомщиками, экологами, учеными и общественностью достигнут лишь один определенный консенсус: отложенное решение, когда ОЯТ направляется на временное хранение – в течение ближайших 50 лет, затем это хранение продолжается до бесконечности.
Смысл такого отложенного решения в том, что в поверхностных хранилищах к ОЯТ всегда есть доступ для оперативного решения технических проблем (утечек, повреждения емкостей и так далее), его состояние постоянно мониторится. С экологической точки зрения при таком хранении ОЯТ и связанное с ним радионуклидное загрязнения технически проще изолировать от окружающей среды.
В мире есть страны, которые занимаются так называемой переработкой ОЯТ ‒ Россия, Франция и Япония. Франция извлекает из ОЯТ уран и плутоний, а последний использует для производства так называемого МОКС-топлива.
‒ При том, что во Франции довольно велика доля атомной в общем объеме производства электроэнергии – около 70%, доля МОКС-топлива составляет всего 10%, ‒ говорит Татьяна Новикова.
Все потому что, переработка ОЯТ ‒ одна из самых проблематичных тем ядерной энергетики из-за сомнений в экономической целесообразности данного процесса. Например, в России уже накоплено около 20 тысяч тонн собственного отработанного ядерного топлива при перерабатывающей коммерческой мощности в 400 тонн в год.
В Соединенных Штатах уже произведено около 60 тысяч тонн ядерных отходов, а существующие реакторы добавляют около 2 тысяч метрических тонн отработавшего топлива в год.
Министерство энергетики недавно опубликовало отраслевую оценку, согласно которой перерабатывающая установка с годовой производительностью 2 тысячи метрических тонн отработавшего топлива будет стоить до 20 миллиардов долларов США, и США потребуется две из них для переработки всего отработавшего топлива.
‒ Как перерабатывают ОЯТ? В основном химическим способом: разделяют в растворах радионуклиды. Это огромное количество токсичных отходов, ‒ рассказывает Татьяна Новикова. ‒ Проблема загрязнения окружающей среды мигрирующими из этих отходов радионуклидами есть везде, где есть переработка ОЯТ. Например, есть в России на производственном комбинате «Маяк».
Беларусь и ядерные отходы: дорого и навсегда
Отработавшее ядерное топливо по Межправительственному соглашению (которого все еще нет) между Россией и Беларусью планируется вывозить в Россию на переработку, что будет стоить Беларуси немалых денег, как и строительство, и эксплуатация хранилища.
К примеру, Украина уже очень скоро откроет свое Централизованное хранилище отработавшего ядерного топлива (ЦХОЯТ), к которому по реконструированному участку железной дороги в зоне отчуждения ЧАЭС будет перевозиться ОЯТ из трех атомных электростанций. Общая стоимость хранилища оценивается в 1,5 млрд долларов, а последующая его эксплуатация ‒ 120-130 млн долларов ежегодно.
Строительство украинского ЦХОЯТ финансировалось Европейским банком реконструкции и развития. До этого момента большая часть ОЯТ с блоков ВВЭР-1000 размещалась на временное хранение или переработку в России с последующим возвратом на Украину, что стоило ей около 200 млн долларов в год.
‒ Вывести из эксплуатации построенную еще Советским Союзом Игналинскую АЭС и решить вопрос с наработанным за 23 года ОЯТ Литве также помог Евросоюз, ‒ комментирует Татьяна Новикова. ‒ После многочисленных исследований, конференций и экспертных консультаций он профинансировал единственно возможный вариант ‒ строительство приповерхностного пункта хранения ОЯТ, изолированного от окружающей среды, с постоянно работающими системами мониторинга.
Итак, к 2030 году в Беларуси должен появится объект по хранению/захоронению ядерных отходов БелАЭС. Это значит, появятся объекты, постоянно требующие большого внимания, финансовых вложений и соблюдения строгих требований безопасности.
‒ Нужно учитывать, что кроме сооружения могильника потребуются ресурсы на его обслуживание и охрану. Это очень дорого и это ‒ навсегда, что станет головной болью для многих поколений в Беларуси, ‒ предполагает Анастасия Дорофеева. ‒ При этом гарантировать защиту как от природных катаклизмов (например, аномальных явлений, вызванных изменением климата), так и человеческого воздействия (террористических актов, аварий, технологических ошибок) невозможно.
Вопрос о безопасности хранилища РАО в Беларуси вызывает особенное беспокойство еще и потому, что проект строительства БелАЭС с самого начала непрозрачен, общественность не имеет доступа к информации о нем, нет инструментов общественного контроля.
Логично предположить, что так же будут обстоять дела и с хранилищем. А значит мы просто не сможем узнать, как именно обеспечивается безопасность, а тем более про какие-либо инциденты, если они случатся.
Специалисты из института ядерных исследований «Сосны» подготовили доклад по выбору места для могильника ядерных отходов БелАЭС. Официально его будущее расположение не называется, но окончательно площадку должны выбрать до конца 2021 года. По подсчётам экспертов, стоимость могильника — примерно 1 миллиард евро.