На рисунке 1 показана общая
схема пункта глубинного захоронения высокоактивных отходов (ПГЗРО) согласно
«Материалам обоснования лицензии…» (МОЛ)
за 2022 г. [1]. Из этой схемы видно, что
рабочие камеры и скважины подземной исследовательской лаборатории (ПИЛ)
занимают меньше 10 % выработок, в проекте за 2011 г. [2] их нет. Их прилепили
для обмана общественности, чтобы ПГЗРО выдать за подземную лабораторию.
Рисунок 1 – Общая схема конструкции ПГЗРО [1]
На рисунке 1 показаны две
больших горизонтальных петли, расположенных одна над другой, расстояние по
вертикали между ними 75 м. Захоронение РАО класса 1 и класса 2 предполагается
проводить внутри этих петель.
На рисунке 2 согласно [1] показана
верхняя петля, между длинными выработками в которой предполагается сделать 28
выработок, которые предполагается использовать для захоронения РАО. Отходы
класса 1 предполагается захоранивать в скважинах диаметром 1,3 м, пробуренных
между верхними и нижними горизонтальными выработками, на рисунке 2 эти скважины
показаны точками.
На рисунке 2 имеется два
участка со скважинами. Согласно [3] на участке 1 скважины расположены через 15
м, здесь предполагается захоронить отходы, накопленные до 2010 г. На участке 2
будут захоронены отходы, накопленные после 2010 г., расстояние между скважинами
здесь равно 23 м.
Тепловыделение отходов класса 2
незначительно, их предполагается захоранивать в камерах, устроенных в
горизонтальных выработках. На верхних выработках камеры для отходов класса 2
устраиваются над скважинами, на нижних выработках – рядом со скважинами.
Рисунок 2 – Схема могильника на верхних горизонтальных выработках [1]
На рисунке 3 показана схема
могильника со всеми выработками, включая выработки для размещения отходов
класса 2 и скважины для размещения отходов класса 1. Видно, что проектанты
старались как можно более компактно разместить отходы как класса 1, так и
класса 2, т.е. основной целью проектантов было - как можно больше сэкономить на
проведении горнопроходческих работ.
Рисунок 3 – Детальная схема конструкции ПГЗРО
Разогрев могильника из-за отходов класса 1
В статье [3] приведены расчеты
нагрева могильника за счет тепловыделения отходов класса 1. Расчеты выполнены
по численной трехмерной нестационарной модели, использован метод конечных
элементов. При решении уравнения теплопроводности учитывается
нагрев от каждой из 462 скважины, что достигается очень детальной сеткой
конечных элементов.
В [3] написано: «Инженерные барьеры (бидоны и контейнеры) состоят из нескольких слоев
стали, разделенных бетоном или бентонитом. Пространство между контейнером и
стенкой скважины заполняется тиксотропным шликером. Вмещающие горные породы
представлены гранитоидами: гранитами, гнейсами и диоритами». Последнее
не правильно, вмещающими породами являются только гнейсы и долериты, обе породы
к гранитоидами не относится. Тиксотропный шликер
- это раствор глины, вязкость которого
уменьшается при вибрации. В заключении отмечено, что конструкция инженерных
барьеров и материалов для них пока окончательно не определены.
При
расчетах [3] полагается, что в каждой скважине содержится 27 тонн ВАО, что
вызывает большие сомнения. Согласно проекту [2] стекло содержится в бидонах
диаметром 0,65 м и длиной 1 м. Бидоны помещены в пеналы по три штуки. Между
бидонами и пеналами имеются промежутки, т.е. длина отходов в скважине будет
меньше 75 м, допустим, она равна 65 м. Тогда объем отходов получается примерно 21,5
м3. В [3] плотность отходов полагается 2,5 т/м3, а на скважину
получается примерено 54 тонны, т.е. в два раза больше, чем принято в расчетах.
В расчетах полагалось, что в течение 14 лет
заполняется участок 1, а затем тоже в течение 14 лет – участок 2, т.е. время
заполнения могильника составляет 28 лет. Расчеты проводились до 10000 лет. Начальное
тепловыделение на участке 1 принималось равным 1 кВт/м3, для участка
2 — 1,5 кВт/м3, на обоих участках тепловыделение уменьшается в e раз за 40 лет или на 2,5 % за год.
В расчетах было получено, «что практически все
тепло будет поглощено окружающей породой без существенного увеличения
температуры. Тем не менее в течение небольших промежутков времени температура в
объеме ПГЗРО превысит 100°С». На этапе остывания через 100 лет температура в
объеме ПГЗРО выравнивается и составляет 90-95°C, а через 3500 лет практически
возвращается к исходным значениям.
Эти результаты можно считать полной туфтой не
только из-за занижения в 2 раза массы стекла в скважинах. Согласно [4] энерговыделение
остеклованных отходов превышает 20 кВт/м3 в течение до 100 лет. Т.е.
в 20 раз больше, чем принималось в расчетах [3], как говорится: не убавить, не
прибавить.
Последствия
нагрева могильника
Приведенные
в [3] результаты нагрева могильника, вроде, особых проблем с безопасностью ПГЗРО
не создают. К этому результату в [5] пришел членкор В.Г. Румынин, который
использовал примерно такой же нагрев для расчета миграции радионуклидов и
сделал следующий вывод: «После закрытия
объекта разогрев массива пород и миграция газа не повлияют на миграцию
радионуклидов в растворенной форме».
Этот оптимизм происходит из-за того, что всем
науковцам, которые делают оценку безопасности ПГЗРО, поставлена задача:
получить как можно меньшее влияние могильника на будущие поколения, иначе им не
дадут денег, вот они и стараются. В [3] получили какую надо температуру, а в [5]
- какую надо миграцию радионуклидов. Во всем цивилизованном мире, обычно,
используется консервативный подход, т.е. рассматриваются процессы и параметры,
создающие максимальное облучение будущих поколений.
Если использовать реальную массу отходов и
реальное энерговыделение, то температура будет больше, и, возможно, подземные
воды будут доведены до кипения. При небольшом превышении 100оС эти
воды могут кипеть во время затоплении могильника, когда давление воды незначительно
отличается от атмосферного, после затопления давление будет до 50 атм, температура
кипения при этом будет до 262оС. Из-за значительной неопределенности
расчетов, исключить кипение подземных вод нельзя. Кипение этих вод приведет к
разрушению глиняных и иных барьеров, которые были описаны выше.
Даже без закипания подземных вод, любой их нагрев
приведет к поднятию этих вод на поверхность. Именно так формируются термальные
источники, обычно рассматривается два способа их формирования. Во-первых,
подземные воды нагреваются от вулканической магмы. Во-вторых, подземные воды поднимаются вверх из-за
геотермического градиента, который составляет примерно 30 градусов на километр.
В расчетах
[5] учитывалась фильтрация подземных вод через пористую среду, но термальные
воды не фильтруются через эту среду, они распространяются по трещинам или по выработкам.
Возможно, это имел в виду В.Г. Румынин, когда в предложениях на будущую работу
в [5] написал: «Использование и
разработка моделей «нового поколения», учитывающих… невыполнение принципа
континуума («дискретный/каналовый» характер течения жидкости и газа в
трещиноватой среде)». Осуществил членкор это предложение или нет – я не
знаю, но уверен, что отрицательного результата в оценке безопасности ПГЗРО не может
быть в принципе.
Возможная
активность подземных вод
Из [5] непонятно, как в расчетах В.Г.Румынина
оценивалась активность подземных вод в могильнике. Невнятные потуги на этом
поприще есть в работе [6]. Активность подземных вод можно оценить, поделив источник
активности на поток подземных вод, проходящий через могильник. Рассматриваются
только остеклованные отходы класса 1. При глубинном захоронении РАО
безопасность могильника должно обеспечиваться
геологической средой, поэтому инженерные барьеры не учитываются.
Источник активности равен площади стеклянных
бидонов, умноженной на активность стекла и на скорость выщелачивания,
учитывается только боковая поверхность бидонов. Выше предполагалось, что в
каждой скважине длина бидонов 65 м, диаметр – 0,65 м, при количестве скважин
462 площадь боковых поверхностей бидонов составит примерно 6.104
м2. Активность стекла согласно [1] составляет 1013 Бк/кг.
Согласно [7] для стронция и цезия скорость
выщелачивания должна быть меньше 10-6 г/см2/сут, эта
величина принимается в расчетах. Получается величина источника 6.1012
Бк/сут.
В [8]
написано: «Повышение температуры матрицы в результате радиоактивного
распада будет увеличивать скорость ее растворения в водах. В диапазоне 50–250 С
для боросиликатной матрицы она повышается на 3–3.5 порядка». Таким образом, полученный
источник активности может быть значительно больше.
Поток подземных вод через могильник равен
коэффициенту фильтрации, умноженному на уклон напора подземных вод и на площадь сечения могильника. Согласно [6] уклон
напора составляет 5.10-2, коэффициент фильтрации 10-4
м/сут, площадь сечения поперек длинных выработок рисунка 2 получается примерно
5.104 м2, поток получается 0,25 м3/сут.
При таком потоке активность воды получается астрономически большой около 2,4.1013
Бк/м3. Мной было показано, что коэффициент фильтрации гнейса в десятки
раз больше, т.е. активность воды получается порядка 1012 Бк/м3.
Это консервативная оценка, которая свидетельствует
о том, что активность подземных вод в могильнике может достигать активности
среднеактивных отходов класса 5 согласно постановлению Правительства [9]. К
классу 5 относятся удаляемые жидкие радиоактивные отходы, к среднеактивным ЖРО относятся
отходы с бета-активностью от 103 до 107 Бк/г.
Формирование
радиоактивного Баден-Бадена
Баден-Баден – город курорт в Германии, известный своими
горячими источниками, которые использовались ещё древними
римлянами. Сооружение
рассматриваемого ПГЗРО с вероятностью 100% приведет к возникновению в
Красноярском крае своего Баден-Бадена с термальными радиоактивными источниками.
Даже вертикальный градиент температуры 30о на километр приводит к
образованию термальных источников, а по заниженным расчетам [3] градиент получается
до 200о на километр.
При проходке горных выработок буровзрывным
способом окружающая порода значительно растрескивается. Для хрупкого гнейса
растрескивание будет значительно сильнее, чем для более вязкого гранита. Но
даже для гранита такое растрескивание считается препятствием для сооружения
глубинных могильников, т.к. по образовавшимся трещинам загрязненные подземные
воды могут подниматься на поверхность.
Получается, что трещины возле горных выработок
будут являться проводящими каналами, даже если сами выработки полностью залить
бетоном, который у горняков называется твердеющей закладкой. В МОЛ за 2022 г. [1]
я не нашел чем и как собираются заполнять пустое пространство вертикальных и
горизонтальных горных выработок. В проекте [2] только указано, что нижние
горизонтальные выработки собираются заполнять твердеющей закладкой.
Скорее всего, при закрытии могильника все
выработки должны быть заполнены твердеющей закладкой, но заполнить выработки
без пустот невозможно. Кроме того, в твердеющей закладке сравнительно небольшое
содержание цемента, поэтому она растрескается через несколько лет. Вывод: как говорится - вода дырочку найдет!
Из детальной схемы конструкции могильника,
приведенной на рисунке 3, можно предположить, что нагрев подземных вод отходами
класса 1 в скважинах приведет к подъему воды вдоль скважин до верхних горизонтальных
выработок между длинными сторонами петли. По этим выработкам вода будет
растекаться к длинным сторонам петли, по сторонам петли вода достигнет
вертикальных стволов, по которым она будет поступать на поверхность.
Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. На
рисунке 4 я попытался изобразить красными стрелочками, что написано в предыдущем
абзаце. Из рисунка 4 видно, что ПГЗРО имеет 5 вертикальных стволов, по которым
загрязненные подземные воды смогут достигать верхних уровней водоносного
горизонта. Подъем загрязнения возможен не только вдоль вертикальных стволов, но
и непосредственно через сильнотрещиноватый гнейс, этот путь наверх изображен
стрелочкой, выходящей из средины могильника.
Рисунок
4 – Схема распространения загрязненных подземных вод от ПГЗРО
Получается, что над могильником образуется ореол
загрязненных грунтовых вод с активностью до уровня среднеактивных ЖРО по всей
мощности водоносного горизонта. Согласно
НРБ-99/2009 для питьевой воды уровень вмешательства для стронция-90 равен 4,9 Бк/кг, для
цезия-137 - 11 Бк/кг. Эти уровни могут
быть превышены до миллиарда раз!!!
Край
непуганых проектантов
Название раздела - несколько измененная фраза из
записных книжек Ильи Ильфа: «Край
непуганых идиотов. Самое время пугнуть». Только непуганые проектанты смогли
спроектировать рассматриваемый могильник. Краем непуганых проектантов можно
назвать называть «Ведущий
проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной
технологии» (ВНИПИпромтехнологии).
ВНИПИпромтехнологии считается головным Институтом «Росатома» по
добыче урана и по захоронению РАО. Я по совместительству работал в
Промтехнологии с 1993 г., откуда был
уволен в 2015 г. за статьи против рассматриваемого ПГЗРО.
В США и в других западных странах за последние 50
лет были наработаны подходы и методы по обеспечению безопасности будущих
поколений как для приповерхностных, так и для глубинных могильников РАО, на что
были израсходованы многие миллиарды долларов. Проектанты из Промтехнологии
по-английски не читают и абсолютно ничего не знают о достижениях США и других
западных стран в захоронении РАО. Они руководствуются только СНиПами и больной
фантазией.
Только больной фантазией проектантов можно
объяснить проект ПГЗРО, приведенный на рисунке 3. Густая сеть из вертикальных
скважин и горизонтальных выработок напоминает котел паровоза, который согласно
Википедии «состоит из нескольких десятков, а то и
сотен, дымогарных
и жаровых
труб, которые используются для
прохода горячих газов, а также увеличения площади нагрева, что увеличивает
парообразование».
Такая конструкция создает максимальный КПД паровоза.
Проектанты могильника сделали все возможное для обеспечения
максимального КПД при нагреве подземных вод за счет тепловыделения остеклованых
отходов класса 1. В Промехнологии при проектировании могильников РАО основное внимание
уделяется не безопасности будущих поколений, а сиюминутной выгоде для атомной
промышленности и энергетики. Выше было отмечено, что конструкция ПГЗРО
обеспечивает минимальный объем необходимых горных выработок.
В литературе имеется много схем предполагаемых
глубинных могильников, но нигде не предполагается размещать отходы на двух
уровнях, соединенных скважинами. Так что наши умники создали ноу хау, чем могут
гордиться.
Во всем мире для глубинных ПГЗРО обеспечивается
возможность извлечения отходов на период до 300 лет после закрытия могильника,
такая возможность закреплена в законах и в регулирующих документах. Наши
проектанты гимназиев не кончали, и ничего не знают, что творится за бугром.
Из рисунка 3 видно, что невозможно простым
способом извлечь отходы из скважин и из горизонтальных выработок. Извлечь
отходы может быть можно, пройдя буровзрывным методом все вертикальные и
горизонтальные выработки, заполненные твердеющей закладкой. А отходы класса 1 может
быть можно извлечь путем бурения скважин диаметром 1,3 м. Но все это надо будет
делать только робототехникой из-за высокой активности РАО. Поднятое на-гора «говно»
создаст еще ту головную боль.
В своих статьях я предполагаю, что затраты на ликвидацию
могильника могут быть сопоставимы с затратами на ликвидацию последствий
Чернобыльской аварии, поэтому пишу, что в Красноярском крае создается новый
Чернобыль. Выше было показано, что вероятность появления на месте ПГЗРО
радиоактивного Баден-Бадена равна 100%. Поэтому вероятность нового Чернобыля
также равна 100%.
Выводы
1.
Существующий проект ПГЗРО является преступлением перед будущими поколениями. Преступлением
являются также любые работы по этому проекту.
2. В
настоящее время разработка проекта ПГЗРО, обеспечивающего безопасность будущих
поколений, абсолютно не возможна. До разработки проекта нужно выполнить
следующие работы:
-
провести выбор места расположения ПГЗРО, обеспечивающего безопасность будущих
поколений;
-
провести исследовательские работы по конструкции могильника, для обеспечения
безопасности будущих поколений;
-
одним из видов работ должны быть исследования подъема загрязненных подземных
вод за счет тепловыделения отходов класса 1.
3.
Будущий проект ПГЗРО должен обеспечивать возможность извлечения отходов на срок
не менее 300 лет.
В США
на все исследовательские работы для глубинного могильника высокоактивных
отходов Юкка-Маунтин ушло более 20 лет и более 10 млрд. долларов.
Литература
1. Материалы обоснования лицензии на сооружение
не относящегося к ядерным установкам пункта хранения РАО, создаваемого в
соответствии с проектной документацией на строительство объектов окончательной
изоляции РАО (Красноярский край, Нижне-Канский массив) в составе подземной
исследовательской лаборатории (включая предварительные материалы оценки
воздействия на окружающую среду), Том 1. НО РАО, М., 2022.
2. Строительство первоочередных объектов окончательной
изоляции радиоактивных отходов (Красноярский край). Стратегический проект №7
Госкорпорации «Росатом». Том 9н. Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС).
ВНИПИПТ, М., 2011.
3. Дробышевский Н. И., Моисеенко Е. В., Бутов Р.
А., Токарев Ю. Н. Трехмерное численное моделирование теплового состояния пункта
глубинного захоронения радиоактивных отходов в Нижнеканском массиве горных
пород // Радиоактивные отходы. — 2017. — № 1. — С. 64—73.
4. Алой А. С., Блохин А. И., Блохин П. А., Ковалев
Н. В. Радиационные
характеристики боросиликатного стекла, содержащего высокоактивные отходы //
Радиоактивные отходы. 2020. № 3 (12). С. 93—100.
5. В.Г. Румынин, А.Ю. Озерский. Оценка долговременной
безопасности пункта окончательной изоляции РАО (участок «Енисейский»). ОАО
«Красноярскгеология», Институт геоэкологии им Е.М Сергеева РАН, СПб Отделение.
Москва, 6 ноября 2014 г.
http://www.hge.spbu.ru/download/presentation_ru_oz.pdf
6.
Григорьев Ф. В., Пленкин А. В., Капырин И. В. О необходимости учета конструкции пункта
глубинного захоронения РАО при моделировании поступления радионуклидов в
дальнюю зону // Радиоактивные отходы. — 2018. — № 3(4). — С. 95—101.
7. ГОСТ
Р 50926-96 Отходы высокоактивные отвержденные. Общие технические требования.
8. Кочкин Б.Т., Мальковский В.И., Юдинцев С.В. Научные основы
оценки безопасности геологической изоляции долгоживущих радиоактивных отходов
(Енисейский проект). М.: ИГЕМ РАН, 2017. – 384 с.
9. Постановление Правительства РФ от 19.10.2012 N
1069 «О критериях отнесения твердых, жидких и газообразных отходов к радиоактивным отходам,
критериях отнесения радиоактивных отходов к особым радиоактивным отходам и к
удаляемым радиоактивным отходам и критериях классификации удаляемых
радиоактивных отходов»