PRoAtom - Концептуальный подход к реабилитации бывшего хранилища ОЯТ в губе Андреева

В.А.Перовский, ФГУП «ГИ «ВНИПИЭТ», г.Санкт-Петербург

1. Предпосылки

Процесс вывода из эксплуатации кораблей с ЯЭУ, судов их технического обеспечения и объектов береговой инфраструктуры выявил значительное количество сооружений, не укладывающихся в привычные рамки процедур, предусмотренных при закрытии (ликвидации) тех или иных ядерно- и радиационно-опасных объектов.

Именно к разряду подобных объектов может быть отнесено здание 5 в губе Андреева (Кольский полуостров) – в прошлом основное хранилище ОЯТ, предназначенное для нужд Северного флота.

Конструктивно хранилище выполнялось в виде 2-х автономных бассейнов с единым транспортным коридором и общим технологическим залом, при этом был принят чехловой способ хранения ОТВС под слоем воды с цепными подвесками чехлов на специальных кронштейнах, встроенных в стены бассейнов над зеркалом воды. Первоначальная суммарная емкость хранилища составляла 2070 чехлов, после проектного уплотнения – 2470 чехлов; первая очередь здания (549 чехлов) вводилась в эксплуатацию в 1963 году, вторая (и основная) – в 1973 году.

В 1983 году из-за аварийных протечек (как было позднее установлено, вследствие прорыва облицовки на стыке I-й и II-й очередей) прием чехлов с ОТВС был прекращен, началась форсированная разгрузка левого бассейна, правый бассейн был перекрыт и переведен на сухое хранение ОЯТ.

В отдельные периоды объем протечек доходил до 30 м³/сутки. Часть активной воды выходила наружу через неплотности в железобетонных конструкциях и кирпичную кладку (на отметке + 2,0), основной поток выходил в подвальную часть здания (на отметке – 1,7). В качестве руководителя противоаварийных мероприятий автору совместно с представителем службы РБ довелось осуществить осмотр подвальной части здания 5 в период наибольших протечек. Осмотр выявил наличие протечек как по периметру, так и по всей площади основания ванны. После осмотра в подвальную часть было введено до 400 м³ цементного раствора, что, вопреки ожиданиям, практически не повлияло на характер протечек.

2. Радиационные факторы

Будучи в 1989 году полностью освобожденным от ядерного топлива и воды и являясь объектом, прекратившим свое использование по прямому назначению, здание 5 продолжает содержать накопленную активность и оставаться сооружением, крайне опасным в радиационном отношении. К примеру, в технологическом зале в ряде мест мощность гамма-излучения составляет до 9,5 мЗв/час [1], что эквивалентно полугодовой дозе допускаемого облучения персонала группы А. Практически все внутренние поверхности здания до отметки + 7,0 имеют радиоактивное загрязнение, превышающее на несколько порядков допускаемый уровень.

Тем не менее, в отдельных исследованиях варианты реабилитации здания 5 сводятся к стандартным и, казалось бы, не вызывающих споров, процедурам: удаление РАО, дезактивация, демонтаж оборудования, ликвидация строения (вплоть до использования отдельных конструкций в народном хозяйстве) и т.д.

В реальной действительности любая из перечисленных операций обусловлена множеством радиационных факторов, связанных не только с последствиями аварии 1983 года, но (и главным образом!) с характером предшествующей эксплуатации, как-то:

- отсутствием штатной водоочистки и применением для внутренней облицовки черного металла, что в свою очередь обусловило высокую концентрацию радионуклидов на стенках бассейнов;

- приемом на хранение конструктивно негерметичных чехлов с частичной неплотностью (разгерметизацией) твэлов, что предопределило высокую активность воды в бассейнах и наличие донных отложений, содержащих продукты деления (стронций-90 и цезий-137);

- отсутствием штатных устройств для осушения чехлов перед отправкой на ПО «Маяк» (условие поставки упаковок с ОЯТ на перерабатывающее предприятие), что в значительной степени способствовало нарастающему «загрязнению» технологического зала в целом;

- наличием в технологическом зале больших масс строительных и иных материалов, используемых при ликвидации аварии и соответственно загрязненных бета- активными нуклидами.

3. Предлагаемые решения

Действие перечисленных факторов допускает только эпизодическое пребывание персонала в технологическом зале хранилища, а разукомплектованность кранового оборудования и износ всех инженерных сетей (с малой вероятностью их замены при существующих уровнях излучений) исключает возможность демонтажа, фрагментации, кондиционирования и удаления из помещений здания 5 крупногабаритного оборудования и материалов, содержащих бета-излучающие радионуклиды. Столь же малоэффективным представляется процесс дезактивации внутренних помещений здания и находящегося там оборудования.

Вследствие этого наиболее предпочтительным вариантом для здания 5 могла быть контролируемая выдержка на время, обусловленное сохранностью инженерных барьеров в составе несущих конструкций, стен и кровли, препятствующих выходу радиоактивности за пределы здания, т.е. отложенное решение до 30-50 лет. Но такой срок содержания здания 5 не гарантируется ни состоянием строительных конструкций (уже имеющих ограниченную работоспособность), ни тем более качеством кровли, допускающим проникновение атмосферных осадков в технологический зал и его затопление.

Изложенные выше соображения наиболее реальным в сложившихся условиях позволяют рассматривать вариант частичной ликвидации (снижение этажности) и захоронения оставшейся основной части здания 5 по месту, т.е. превращения нижней части здания в региональный приповерхностный могильник «зеленый холм» по англо-шведскому образцу [2].

В сжатом виде процесс захоронения (закрытия) здания 5 включает в себя следующие операции:

1. Демонтаж щелевого покрытия (подлежат обрезке до 600 ж/б кронштейнов, выполнявших роль опор-фиксаторов для подвесок чехлов с ОТВС и одновременно образующих щелевой настил над ванными бассейнов).

2. Перемещение срезанных кронштейнов на дно бассейнов.

3. Перемещение бетонных плит, блоков и иных, имеющих высокий уровень радиоактивного загрязнения материалов и оборудования, в освобожденные от ОЯТ нижние части бассейнов (включая складированные в технологическом зале упаковки с ТРО).

4. Заливка твердеющей смесью верхних объемов бассейнов.

5. Демонтаж кровли и наружных стен (примерно до отметки 6,2).

6. Обваловка оставшейся части здания глиной и грунтом (примерно в интервале отметок 0,0-6,2).

Все перечисленные процедуры документируются согласно действующим нормативным документам в области использования атомной энергии. Превращение здания 5 в приповерхностное хранилище РАО, содержащие радионуклиды с периодом полураспада не более 30 лет, не противоречит санитарным правилам обращения с радиоактивными отходами [3]. С учетом физико-химического и радиационного состояния захораниваемых конструкций и оборудования, не содержащих делящихся материалов и трансурановых радионуклидов, выполнение прогнозов расчетов, подтверждающих безопасность предлагаемой системы захоронения, не представляется сверхсложной задачей (и, соответственно, выполняется на этапе разработки предпроектных документов).

Основные концептуальные решения и порядок организации работ следуют из прилагаемой схемы «Здание 5. Этапы эксплуатации и закрытия».

Список литературы
1. В.И. Аваев, В.П. Васюхно, М.Е. Нетеча «Радиационно-экологическое обследование бывших береговых баз ВМФ в Северо-Западном регионе». Материалы VII международной конференции «Безопасность ядерных технологий», Санкт-Петербург, 2004.
2. А.П. Васильев «Международное сотрудничество по проблемам обращения с радиоактивными отходами». Атомная стратегия XXI, сентябрь 2004.
3. Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО 2002), 2003.

По материалам Международной конференции «Стратегия безопасности использования атомной энергии»