Во-первых, стоимость работ по демонтажу оборудования и конструкций АЭС, транспортировке демонтированных конструкций и устройстве могильника для их захоронения по оценочным расчетам составляет не менее половины от стоимости вновь возводимой АЭС аналогичной мощности. Таких денег нет не только в России, где за последние 30 лет из-за политических и экономических катаклизмов накопления на эту деятельность были невозможны, но и в более благополучных странах.
Во-вторых, практически неразрешимой оказалась проблема выбора места для могильника из-за сопротивления населения. Если в России, большую часть которой занимают слабозаселенные и незаселенные территории, еще возможен вывоз значительного объема радиоактивных отходов из одного субъекта Федерации для захоронения в другом субъекте Федерации, то, скажем, для Германии, сложно представить себе операцию по перемещению демонтированных радиоактивных конструкций из земли Бавария в землю Саксония.
По нашему мнению, единственным решением данной проблемы является изоляция отработавших АЭС на месте путем засыпки инертными материалами с образованием кургана. При этом здание реактора становится хранилищем для твердых радиоактивных отходов, образовавшихся за время работы блока. Отработанное ядерное топливо, естественно, вывозится за пределы АЭС.
Исторический опыт показывает, что курганы являются исключительно устойчивыми сооружениями и сохраняют свою форму в течение тысячелетий (Рис. 1).
Рис.1
Многометровый слой инертных материалов гарантирует надежную защиту от ионизирующего излучения и несанкционированного доступа к изолированным конструкциям. Конструкции, размещенные внутри кургана, недоступны для грунтовых вод, что является проблемой для подземных хранилищ твердых радиоактивных отходов.
Основной проблемой, возникающей при изоляции здания реакторного отделения АЭС внутри кургана, является опасность обрушения конструкций под массой инертных материалов при насыпке кургана. Для предотвращения подобного развития событий необходимо одновременно с внешней засыпкой заполнять внутренний объем здания. Наиболее подходящим материалом для внутреннего заполнения является кварцевый песок. Однако при свободной засыпке внутреннего объема помещения сыпучим материалом не удается обеспечить полного заполнения объема, так как угол естественного откоса для сухого песка составляет 30° (Рис.2).
Рис.2
При свободной засыпке возможно обрушение строительных конструкций под массой инертного материала.
Для обеспечения полного заполнения внутреннего объема здания в ОАО «НИКИМТ-Атомстрой» разработана технология засыпки с использованием роторной насадки (Рис.3).
Рис. 3
При такой технологии засыпки за счет вращения роторной насадки песок отбрасывается к стенам помещения и полностью заполняет объем.
Для апробирования технологии бесполостного заполнения в ОАО «НИКИМТ-Атомстрой» создан стенд «Курган-1», на котором ведутся экспериментальные работы. На Рис.4 приведено состояние стенда, полученное в результате свободной засыпки, а на Рис.5 и Рис.6 состояние, полученное при заполнении внутреннего объема через роторную насадку.
Рис.4
Рис.5
Рис.6
Результаты эксперимента на стенде «Курган-1» подтвердили возможность бесполостного заполнения внутреннего объема сыпучим материалом и принципиальную возможность изоляции здания внутри кургана без нарушения целостности конструкции здания.
Таким образом, можно сформулировать следующие этапы изоляции отработавших АЭС по концепции «Зеленый курган»:
1. Определяются здания АЭС, подлежащие изоляции (для АЭС с реактором ВВЭР – здание реактора)
2. С территории АЭС вывозится отработанное ядерное топливо
3. Разбираются здания и сооружения, примыкающие к зданию, подлежащему изоляции. Нерадиоактивные конструкции перерабатываются в металлолом и щебень, радиоактивные конструкции складируются в здании, подлежащем изоляции.
4. Твердые радиоактивные отходы, образовавшиеся за время эксплуатации АЭС, помещаются в контейнеры и складируются в здании, подлежащем изоляции
5. Производится полная внутренняя засыпка помещений здания, подлежащего изоляции, сухим песком
6. Производится внешняя засыпка здания, подлежащего изоляции, глиной с образованием кургана
7. Производится нанесение на глину плодородного слоя почвы и озеленение кургана низкорослыми негорючими растениями
Для здания реактора блока с ВВЭР-1000 общий объем инертных материалов, необходимых для изоляции, составляет ориентировочно один миллион кубических метров (Рис.7).
Рис. 7
Мы умышленно избегаем для данной концепции применения терминов «захоронение», «окончательная изоляция» и «могильник», чтобы избежать противоречий с действующим законодательством об обращении с радиоактивными отходами и использовании атомной энергии. Преимуществом данной технологии изоляции отработавших АЭС является ее обратимость, то есть если когда-нибудь возникнет потребность демонтировать здание АЭС и вывести строительные конструкции, оборудование и контейнеры с твердыми радиоактивными отходами с данной территории, то никаких препятствий для этой благородной деятельности не возникнет.
Следующим этапом работ по концепции «зеленый курган» является апробирование технологии в реальном масштабе. Наиболее подходящим для этой цели объектом является недостроенная Воронежская АСТ (Рис. 8).
Рис. 8
Воронежская АСТ (атомная станция теплоснабжения) строилась в 80-е годы XX века и предназначалась для отопления Воронежа. В здании реактора установлен реактор водо-водяного типа с естественной циркуляцией тепловой мощностью 500 МВт. В начале 90-х годов сооружение АСТ остановилось. В настоящее время значительная часть оборудования растащена, многие строительные конструкции пришли в негодность. По нашему мнению. Воронежская АСТ является оптимальным полигоном для отработки технологических процессов изоляции объекта по концепции «зеленый курган».
