proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2022 год
  Агентство  ПРоАтом. 25 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[27/09/2005]     Обращение с радиоактивными отходами от неядерных применений

С.П.Шмелев, ГУП МосНПО «Радон»

Широкое применение радиоизотопных методов в промышленности, медицине, научных исследованиях привело к образованию большого объема радиоактивных отходов (РАО) низкого и среднего уровня активности. Государственное унитарное предприятие города Москвы – объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП МосНПО “Радон”) – создано в 1961 г. для обезвреживания радиоактивных отходов, образующихся в гражданских отраслях промышленности и ряде научно-исследовательских организациях Минатома. В регион обслуживания предприятия входят Москва, Московская область и десять прилегающих областей. В этом регионе проживает более 40 миллионов человек и находится более 2000 организаций, использующих в своей работе радиоактивные материалы.

Причины и следствие

Основанием для образования МосНПО “Радон” была историческая необходимость создания на территории бывшего СССР эффективной и надежной системы локализации радиоактивных отходов низкой и средней удельной активности. Предыстория процесса такова: в августе 1945 года американские бомбардировщики сбросили атомные бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки. Весь мир понял, что изобретено оружие невиданной силы, и что находится оно в руках у правительства США. “Демонстрация американских мускулов” произвела на Сталина огромное впечатление. Был отдан приказ – срочно активизировать процесс по изготовлению советской атомной бомбы. В ряде институтов в штурмовом режиме велись экспериментальные работы с широким спектром радиоактивных материалов. Исследования лично курировал нарком Берия и постоянно докладывал о них Сталину.

Естественно, в этой работе приоритет отдавался конечному результату – получению “изделия”. А безопасность самого процесса была на двадцатом месте. Одежду и оборудование, загрязненные радиоактивными материалами, просто сбрасывали в траншеи, или вывозили на ближайшие свалки и пустыри. Там отходы закапывали в землю. Согласно инструкции, глубина захоронения считалась безопасной, если мощность гамма-излучения на поверхности не превышала 300 микрорентген в час. Системы учета источников ионизирующего излучения (ИИИ) не существовало. Карты захоронений никто не составлял.

В результате, на пустырях и свалках, а также в хранилищах кустарного типа на территории ряда объектов к середине 50-х годов накопилось значительное количество радиоактивных отходов (РАО). Чтобы обезопасить персонал и население от контакта с источниками излучения необходимо было создать всесоюзную систему сбора и безопасного хранения таких отходов. Для этого было решено разделить территорию СССР на 35 крупных регионов, в каждом из которых должно быть свое предприятие, отвечающее за его радиационную безопасность.

Соответственно, такая система предусматривала создание 35 спецкомбинатов (16 – на территории Российской Федерации, 6 – на Украине, и по одному в каждой из бывших союзных республик). Каждый такой спецкомбинат отвечал за свой территориальный регион обслуживания. В начале 60-х годов система начала давать результат.

В начале славных дел

Образованию предприятия предшествовало принятие СовМином СССР в феврале 1960 года постановления о создании централизованной системы удаления и обезвреживания радиоактивных отходов (РАО) из крупных городов и промышленных центров страны. Чуть позже уже Исполком Моссовета принял решение об образовании Центральной станции радиационной безопасности (ЦСРБ – будущий “Радон”), возложив на предприятие функции по обслуживанию организаций Москвы, Московской области и ряда прилегающих областей. Основной задачей предприятия стало – сбор, транспортирование, переработка, хранение РАО и постоянный радиационный мониторинг на промплощадке и прилегающей территории.

Первый рейс спецмашин “Радона” за радиоактивными отходами состоялся в январе 1961 года. Восемь водителей на восьми спецмашинах выехали в Москву за радиоактивными отходами, часть машин – на Щукинскую станцию спецводоочистки, часть в Курчатовский институт.

Становление

Отдельного рассказа заслуживает история становления технологии переработки и хранения РАО. Науки обращения с РАО низкого и cреднего уровня активности в начале шестидесятых годов еще не существовало. Поэтому многие решения принимались на уровне интуитивных предпосылок. Но постепенно усложнялись и конструкции спецхранилищ, и методы локализации отходов. Создавалась наука обращения с радиоактивными отходами от неядерных применений. В начале шестидесятых большой вклад в этот процесс внесли руководящие сотрудники предприятия Игорь Андреевич Соболев, Леонид Михайлович Хомчик, Николай Яковлевич Сосин, Владимир Антонович Васяков и Юрий Александрович Максимов. Уже в 1963 году была создана установка совместного цементирования жидких и твердых радиоактивных отходов, позволяющая получить прочный бетонный монолит, рассчитанный на длительное хранение.

Эта установка положила начало серии установок цементирования, как стационарных, так и мобильных, успешно обеспечивающих омоноличивание отходов вот уже около сорока лет. Отличительные особенности установок неизменны: простота конструкции, надежность узлов и агрегатов, простота обслуживания.

Транспортирование

В настоящее время Московское НПО “Радон” обладает всеми современными методами обращения с РАО: от сбора и транспортирования до кондиционирования и хранения, включая мониторинг технологических процессов и окружающей среды. Перевозку РАО осуществляет транспортное подразделение НПО “Радон”. Для транспортирования отходов используются специальные автомобили. Твердые отходы перевозятся в автомобилях ОТ-20, снабженных транспортным контейнером объемом 3 м3. Транспортирование жидких отходов с удельной активностью до 106 Бк/л проводится автомобилями ОЖ-10 в герметичных емкостях объемом 3 м3.

Для перевозки высокоактивных источников ионизирующего излучения используются защитные транспортные контейнеры, позволяющие безопасную перевозку источников с активностью до 2200 Кюри ( и). Перевозка высокоактивных твердых отходов проводится автомобилем ОТ-31 с прицепом-контейнером из нержавеющей стали, рассчитанным на безопасное транспортирование отходов с суммарной активностью до 4 Ки.

Переработка РАО

Для переработки РАО в Московском НПО “Радон” используются следующие основные методы: сортировка, цементирование, сжигание, прессование, битумирование, остекловывание, концентрирование, очистка водных растворов. Начиная с 1983 г., в НПО “Радон” для сжигания горючих РАО с удельной активностью до 3,7*103 кБк/кг используется двухкамерная керамическая печь “Факел”. Производительность печи составляет 80 кг/ч твердых отходов и 30 кг/ч жидких отходов. Температура в зоне горения печи изменяется в диапазоне 800–10000С. Коэффициент сокращения объема отходов равен 50–60. Конечный продукт сжигания – радиоактивная зола включается в цементную матрицу. В дальнейшем для кондиционирования золы предусматривается ее остекловывание в модуле плавления с плазменными источниками нагрева.

С целью расширения состава отходов, перерабатываемых методом сжигания, а также для получения более качественного конечного продукта, не требующего дополнительного кондиционирования, в НПО “Радон” разработана технология сжигания в шахтной печи с использованием плазмoтронов.

Негорючие твердые РАО прессуются в горизонтальном гидравлическом прессе, развивающем давление до 4,9 МПа. Отходы прессуются в металлических брикетах. Коэффициент сокращения объема варьируется от 2 до 10. С 1998 года прессование отходов проводится на новой установке “Суперкомпактор” с усилием прессования 1500 т. Прессование отходов производится в 100 л металлических бочках.

При очистке водных растворов используется система, включающая узел механической очистки на основе сипроновых и керамзитовых фильтрующих элементов, электродиализную установку и узел ионообменной очистки. Производительность системы при очистке жидких отходов с удельной активностью 0,05–0,4 мк и/л и солесодержанием 0,6–3 г/л равна 2,5 м3/ч. Очищенная вода подается вновь на технологические нужды, связанные с дезактивацией транспортных средств, оборудования, помещений и в систему оборотного водоснабжения. Количество образующихся отходов, подвергаемых дальнейшему кондиционированию и захоронению, при работе системы составляет 0,8–2,5% от объема очищаемой воды. Для очистки водных растворов используются также передвижные установки модульного типа на базе автомобильного шасси с производительностью 1 м3/ч.

Цементированию подвергаются жидкие РАО с удельной радиоактивностью до 3,7*103 кБк/кг и солесодержанием до 130 г/л. Они используются для приготовления цементного раствора при цементировании твердых негорючих отходов. Цементирование отходов проводится либо непосредственно в приповерхностных хранилищах, либо в металлических бочках. Цементирование проводится с использованием стационарной установки производительностью по 1 м3/ч или передвижной высокопроизводительной установки на базе автомобиля РАЗ-250. Установка снабжена гидровакуумным перемешивающим устройством, обеспечивающим производительность до 20 м3 жидких отходов в час.

В конце девяностых годов в объединении начато кондиционирование радиоактивных отходов в металлических бочках объемом 200 л. В качестве первичной упаковки кондиционированных РАО используются 200 л металлические бочки. Отходы в хранилище размещаются либо непосредственно в бочках, либо в дополнительных железобетонных контейнерах.

Остекловывание средне- и низкоактивных отходов является новым, перспективным направлением, обеспечивающим наибольшее сокращение объемов отходов и получение максимально стойких продуктов. Опытное остекловывание радиоактивных отходов начато в НПО “Радон” еще в начале 70-х годов. Боросиликатное стекло выбрано в качестве матрицы. Для остекловывания использовался керамический плавитель с прямым джоулевым нагревом производительностью до 30 кг/ч по стекломассе. Производительность переработки жидких отходов, содержащих 200 г/л солей, достигает значения 50 кг/ч. Удельная производительность по стеклу составляет 40–50 кг/(м3/ч), а удельные энергозатраты 3,2 кВт-ч/кг.

Остекловыванию подвергались различные отходы с удельной активностью до 1 м и/л, в том числе в экспериментальных целях РАО атомных электрических станций с реакторами ВВЭР и РБМ. Коэффициент сокращения объема отходов при остекловывании составляет не менее 4,2–4,5. В керамическом плавителе получено более десяти тонн стекла, которое размещено на опытном полигоне для долговременного наблюдения и оценки надежности конечного продукта. В настоящее время в Московском НПО “Радон” пущена в эксплуатацию новая высокопроизводительная установка остекловывания РАО на базе индукционных плавителей типа “холодный тигель”. Количество тиглей на промышленной установке – 3, производительность по стекломассе – 75 кг/ч. Предусмотрена возможность получения как боросиликатного стекла, так и различных минералоподобных материалов и стеклокомпозитов для иммобилизации компонентов отходов, малосовместимых со стеклянной матрицей.

Отработавшие радионуклидные источники ионизирующего излучения при размещении в подземные хранилища включаются в металлические матричные материалы. Для этого используются передвижные установки модульного типа, собранные на базе автомобильного шасси. В качестве матричного материала используется загрязненный свинец, направляемый на захоронение в качестве низкоактивных РАО.

Наука

Кроме работ по сбору, переработке и хранению РАО, Московское НПО “Радон” проводит обширную научно-исследовательскую программу, направленную на усовершенствование известных и разработку новых методов обращения с РАО. Разрабатывается плазменная технология переработки РАО и шахтная плазменная печь для высокотемпературной переработки РАО производительностью до 200 кг/ч с температурой в зоне плавления до 16500С, позволяющей расплавить тугоплавкие фракции отходов и получить конечный продукт, пригодный для захоронения. Проводятся исследования по подбору минералоподобных, стеклокристаллических и стеклокомпозиционных материалов для надежной иммобилизации отходов, по мембранным и биотехнологическим методам очистки жидких РАО, термохимическим методам переработки органических твердых РАО, электрокинетическим методам очистки грунтов. Разрабатываются эффективные методы мониторинга РАО и объектов окружающей среды, проводятся долговременные исследования поведения отвержденных РАО в условиях приповерхностного захоронения.

Новая ступень

Здесь следует отметить, что уже к началу восьмидесятых годов “Радону” удалось выйти на качественно новый уровень работы. Функции предприятия существенно расширились. В результате на правительственном уровне было принято решение, кардинально изменившее образ предприятия.

В 1980 году СовМин СССР своим распоряжением преобразовал ЦСРБ в Московское научно-производственное объединение “Радон”, возложив на предприятие научно-методическое руководство и внедрение передового опыта в области обезвреживания РАО на спецкомбинатах СССР.

Данное решение дало новый импульс уже сложившемуся трудовому коллективу. Был выполнен огромный объем работ по освоению новой техники, созданию установок, внедрению технологий, созданию нормативных материалов, разработке с помощью ГСПИ нового типового проекта хранилищ и других не менее важных дел.

Разумеется, какое-то время ушло на ознакомление со всеми 34 спецкомбинатами бывшего СССР, которым “Радон” должен был оказать реальную помощь. Специалисты объединения посетили региональные спецкомбинаты, определили болевые точки и начали работать. Так, еще во времена СССР была произведена реконструкция установки цементирования на Киевском спецкомбинате. На Львовском спецкомбинате была смонтирована установка очистки жидких радиоактивных отходов ЖРО с использованием ионообменных смол, разработанная и изготовленная специалистами “Радона”.

Для Рижского и Волгоградского спецкомбинатов разработана технология очистки жидких растворов, выполнен монтаж установок, позволивших очистить сотни кубометров ЖРО. Для Харьковского спецкомбината был подготовлен проект и изготовлена установка сжигания для переработки жидких органических отходов. Оказана помощь спецкомбинатам Свердловска, Новосибирска, Волгограда и Казани в изготовлении установок цементирования.

В связи с тем, что на региональных спецкомбинатах присутствует небольшое количество ЖРО и источников ионизирующего излучения было принято решение о создании комплекса мобильных легкотранспортируемых установок. Были разработаны, изготовлены и апробированы в реальных условиях установки “ЭКО” и “Москит”, в дальнейшем отменно поработавшие на спецкомбинатах Волгограда, Саратова и Нижнего Новгорода.

На федеральном уровне

Говоря о системе российских спецкомбинатов, Московский “Радон” был и остается наиболее технически оснащенным, обладающим значительными производственными и научно-исследовательскими возможностями предприятием. И после распада СССР никто не снял с Московского “Радона” функции по методическому и научно-техническому обеспечению федеральных государственных унитарных предприятий системы “Радон”, расположенных на территории РФ. МосНПО постоянно приходится участвовать в решении вопросов по реконструкции и техническому оснащению, выработке единых подходов к технологическим процессам обращения с РАО, подготовке предложений по совершенствованию дозиметрического и радиационного контроля, по созданию технических средств для предупреждения и ликвидации аварийных ситуаций, обеспечению научно-технической информацией. Только за последние десять лет специалистами предприятия оказана помощь по созданию автоматизированных информационно-аналитических систем радиационного контроля (Иркутск и Нижний Новгород), обследованию старых хранилищ (Ростов), переработке ЖРО (Казань, Новосибирск, Саратов) и источников излучения (Волгоград, Благовещенск, Свердловск), а также по осуществлению радиоэкологической паспортизации двенадцати российских спецкомбинатов.

Развитие сложных технологий

В 80–90 гг. были осуществлены работы по кондиционированию зольного остатка печей сжигания в стеклоподобных материалах. И “радоновцы” первыми в стране начали работы по остекловыванию РАО низкой и средней удельной активности. Фундамент таких исследований, заложенный свыше двадцати лет назад, вывел предприятие в число лидеров мировой технологии. Свидетельством чему является повышенное внимание иностранных специалистов к ряду наших разработок и заключение контрактов, в том числе с французской фирмой SGN, германской “НУ ЕМ”, японской “Прометрон”…

К числу оригинальных технологических решений, разработанных и внедренных в НПО “Радон”, следует отнести работы по очистке жидких радиоактивных отходов, конструированию плавителей типа “холодный тигель”, натурные испытания различных форм матриц на открытом полигоне, металлизированные смеси для сжигания биообъектов и очистке загрязненных поверхностей…

Специалисты объединения создали мембранные технологии для очистки радиоактивных растворов, которые сегодня успешно применяются на практике не только на площадке “Радона”, но и, например, в регионе Баренцева моря, где в 90-х годах сложилась опасная экологическая обстановка.

Дело в том, что в 1992 году Россия подписала Договор о запрещении слива радиоактивных отходов в океан. Но уже через три года емкости для хранения радиоактивных отходов с атомных подлодок Северного ВМФ, расположенные в Северодвинске на заводе “Звездочка”, оказались заполненными. Дальнейшая эксплуатация российских субмарин была осложнена. Только с помощью “радоновской” установки “ЭКО-3” удалось переработать свыше 1500 кубометров жидких РАО. В результате, емкости освободили и проблема была решена. Впоследствии в соответствии с Соглашением о развитии межрегиональных связей между администрацией Северодвинска и Правительством Москвы установку передали заводу “Звездочка”.

Учет и контроль

В настоящее время МосНПО “Радон” осуществляет полномасштабный мониторинг столицы и Ближнего Подмосковья. А предпосылкой для организации данной работы стало наличие в регионе более двух тысяч предприятий, использующих в своей работе радиоактивные материалы.

Развитие научно-технического прогресса привело к широкому применению радионуклидов в различных отраслях промышленности. Но использование различных источников ионизирующего излучения требует сверхнадежной организации учета и контроля радиоактивных материалов.

Последнее было нелегко осуществить из-за межведомственных разногласий и системы тотальной засекреченности, существовавшей в бывшем СССР. В результате, на ряде предприятий московского региона ненадлежащим образом хранились радиоактивные отходы и источники ионизирующего излучения с истекшим сроком эксплуатации.

Некоторые из таких предприятий просто-напросто обанкротились и были распроданы по частям. А новые владельцы или не имели полной информации об имеющихся на их территории радиоактивных материалах, или не имели средств на организацию демонтажа и вывоза для централизованного хранения накопившегося загрязненного оборудования. Последнее не раз приводило к утере отдельных источников и оборудования. Перемещался по столице и грунт, загрязненный радионуклидами.

Особенно сложные проблемы перед радиоэкологами ставили свалки, образовавшиеся в конце сороковых – начале пятидесятых годов. Именно в период романтического увлечения покорением атома ученые и технологи “сбросили” на пустыри и в овраги Подмосковья немало оборудования и материалов с повышенным содержанием радиоактивных веществ. Сегодня многие такие свалки стали районами новостроек, а при раскопках было обнаружено немало радиоактивных подарков из прошлого и слабозагрязненного грунта.

С целью предотвращения перемещения радиоактивных отходов на всех стройплощадках Москвы в обязательном порядке проводится радиационный контроль. По его результатам выдается разрешение на строительство объекта. В год на стройплощадках столицы фиксируется несколько случаев превышения нормы радиационного фона. Перед началом строительных работ осуществляется радиоэкологическое обследование участка. В отдельных случаях проверяются строительные материалы. Если загрязнение местности обусловлено техногенными причинами, то перед закладкой фундамента проводится радиационная разведка и дезактивация территории. И все обнаруженные радиоактивные отходы (грунт, обломки, осколки) вывозятся на хранение в Загорское отделение МосНПО “Радон”.

После завершения дозиметрических работ на стройплощадке подписывается Акт о приведении радиационного фона в норму. Акт подписывается представителями Санэпиднадзора, Управления по делам ГО и ЧС и организацией, проводившей радиационный контроль.

Принцип хранения РАО

В настоящее время в МосНПО “Радон” реализуется программа перехода от процессов захоронения РАО к технологии их длительного контролируемого хранения в кондиционированных формах. Отходы сокращают в объеме, а также переводят в устойчивую форму, пригодную для длительного хранения.

Омоноличенные РАО помещают в высокопрочные контейнеры. Потом складируют в специальных гидроизолированных инженерных сооружениях. По просьбе МосНПО “Радон” Комиссией Европейского Сообщества была оказана помощь в разработке концептуально нового проекта хранилища для кондиционированных форм РАО, приступить к сооружению которого предприятие планирует в ближайшем будущем.

Запас прочности

За сорок с лишним лет работы предприятия специалистам “Радона” удалось создать эффективную, слаженно действующую систему утилизации РАО. И потому в трудные времена, когда в 90-е годы резко сократилось финансирование, “Радон” смог сохранить свой потенциал.

Система и сейчас продолжает действовать в значительной степени за счет накопленного запаса прочности. Но любой запас когда-либо заканчивается. Устаревает оборудование, приборы, автомобильный парк. Заказать новое оборудование и приборы – проблема. А цены сегодня кусаются. Датчик стоит 10 тысяч долларов, спецмашина – полтора миллиона рублей.

Поэтому в статью финансирования предприятия, помимо субсидирования Правительством Москвы, с недавних пор добавлена строка о частичном финансировании из федерального бюджета. Добавлена, но действует, к сожалению, не в полном объеме.

Но, в конце концов, надо же думать и о завтрашнем дне. “Радон” почти не виден когда все благополучно. А если встанут спецмашины и остановятся уникальные установки – переломить ситуацию будет очень непросто.

Проблемы “Радонов”

За прошедшие сорок с лишним лет в стране произошли кардинальные перемены, поставившие перед специалистами предприятия ряд серьезных проблем.

До сих пор финансирование работ по удалению опаснейших материалов из среды обитания человека в специально отведенные для этого места осуществляется по устаревшей схеме советских времен. В России на данный момент функционируют тысячи предприятий, использующих в своей работе радиоактивные материалы. Но в процессе их финансирования абсолютно не учитываются реальные затраты на захоронение, возникающих при этом радиоактивных отходов.

В результате спецкомбинаты, занимающиеся хранением РАО, при существующей системе финансирования не могут вписаться в современную схему рыночных отношений. А значит хронически недополучают деньги на поддержание работы необходимых установок и транспорта, замены изношенного оборудования, развитие систем радиационного контроля, создание новых технологий и пр.

При этом усилия радоновцев минимально приподнять существующие расценки на свои услуги приводили к попыткам несанкционированного сброса РАО на пустыри и свалки.

Для предотвращения расползания радиоактивных отходов по территории государства спецкомбинатам “Радон” требуется полноценная государственная поддержка. Выполняющие, по сути дела, природоохранную функцию спецкомбинаты, не должны расплачиваться за решения политиков эпохи “холодной войны” и “ядерного сдерживания”.

Журнал «Атомная стратегия» № 13, сентябрь 2004 г.  

 
Связанные ссылки
· Больше про Обращение с РАО и ОЯТ
· Новость от PRoAtom


Самая читаемая статья: Обращение с РАО и ОЯТ:
Снятие АЭС с эксплуатации: проблемы и пути решения

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 5
Ответов: 4


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 0 Комментарии
Спасибо за проявленный интерес





Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.23 секунды
Рейтинг@Mail.ru