Б.Е.Серебряков, к.ф.-м.н.
Росатом принял решение о сооружении пункта глубинного захоронения высокоактивных радиоактивных отходов (ПГЗРО) или могильника (согласно ГОСТ Р 50996-96 и ГОСТ Р 52037-2003), который будет располагаться в нескольких десятках км от Красноярска, около Горно-химического комбината (ГХК), но вначале предполагается сооружение подземной исследовательской лаборатории (ПИЛ). Мнения по этому поводу резко разделились: атомщики говорят, что все безопасно, а население и «зеленые» категорически против планов Росатома. Для выяснения кто прав в данной статье сделан анализ предпроектного обоснования безопасности могильника.
Немного истории. Кроме Красноярского края сооружение глубинных могильников РАО рассматривалось на Новой Земле (при поддержке Комиссии европейских сообществ (КЕС) и на Кольском полуострове (при поддержке программы ТАСИС Европейского союза (ЕС). Результаты предварительной оценки безопасности могильника на Новой Земле, выполненные в ВНИПИПТ, приведены в [1], а выполненная кольскими геологами оценка безопасности Кольского могильника приведена в [2]. Не берусь точно утверждать, но припоминаю, что приведенные в [2] расчеты по Кольскому могильнику были выполнены бельгийским коллегой Волкартом (G. Volkaert), но в авторах статьи [2] его нет.
Основной вывод работ [1, 2] заключается в том, что для адекватной оценки безопасности рассматриваемых могильников необходимы дальнейшие работы: измерение параметров контролирующих выход радионуклидов из РАО и их миграции с подземными водами, совершенствование моделей расчета и т.д. В [2] сделан вывод, что захоронение РАО на Кольском полуострове более предпочтительно, чем на Новой Земле. В [2] выполнены детерминированные и вероятностные расчеты для нескольких площадок, при вероятностном расчете для одной из рассматриваемых площадок было получено, что возможная годовая доза облучения населения может более, чем в 10 раз превышать квоту 10 мкЗв/год, установленную ОСПОРБ-99/2010, однако, из-за малой вероятности использованного сценария сделан вывод о безопасности площадки.
Однако, в дальнейшем Кольский полуостров и Новая Земля уже не рассматривались для размещения ПГЗРО, хотя по проекту на Новой Земле было получено положительное заключение международной экологической экспертизы. С 1990-х годов практически все усилия были направлены на доказательство пригодности расположенного вблизи от ГХК Нижнеканского гранитоидного массива для размещения ПГЗРО. Очевидно, что выбор места размещения ПГЗРО вблизи ГХК продиктован не безопасными геолого-гидрогеологическими условиями, а только близостью к Комбинату.
В обзоре [3] приведено много ссылок об обращении с РАО в России, в т.ч. о Красноярском могильнике, однако, только в [4 и 5] приведены кое-какие результаты и данные по оценке безопасности могильника. В [4] приведен обзор работ Радиевого института, а в [5] отчет по проекту Международного научно-технического центра (МНТЦ). Найти в Интернете другие работы по оценке безопасности Красноярского могильника не удалось, не помогло и обращение к менеджеру проекта МНТЦ, весьма вероятно, других обзоров в Интернете просто нет.
При выборе площадок для могильника обычно рекомендуются районы с максимально простой геологией, чтобы не было непредвиденных сюрпризов и чтобы оценка безопасности могла быть выполнена наиболее адекватно. Основной объем обзора работ Радиевого института [4] посвящен детальному геологическому описанию Нижнеканского гранитоидного массива и сопредельных территорий, описанию тектоники, минералогии и петрографии, а также другим геологическим дисциплинам. Из обзора следует, что район характеризуется очень сложной геологией и тектоникой, т.е. выбор площадки определяется только близостью к ГКХ, а на безопасность населения атомщикам наплевать.
Из 57 страниц обзора работ Радиевого института [4] гидрогеологии совместно с гидрологией уделено всего три страницы, хотя именно гидрогеология является определяющим фактором безопасности могильника, т.к. основное поступление радионуклидов в биосферу возможно только с подземными водами. Не достаточное внимание авторов обзора [4] к гидрогеологии видно и из того, что они используют термины «малопроницаемые» и «коэффициент гидравлической проводимости», которых нет в гидрогеологии.
Еще авторы [4] пишут: «Преобладание нисходящих инфильтрационных потоков создает гидродинамическую защищенность приповерхностных и наземных сред», что само по себе не верно, т.к. именно с инфильтрационным потоком радионуклиды попадают в водоносный горизонт из приповерхностных пунктов захоронения РАО. Но самым вредоносным в этой фразе является то, что создается иллюзия, что в месте захоронения РАО фильтрационный поток направлен вниз, это еще усиливает фантастический рисунок 7. Поэтому про «защитные нисходящие потоки», как попугаи, повторяют практически все атомные поборники Красноярского могильника, в т.ч. авторы отчета МНТЦ [5]. Инфильтрационный поток не является защитным фактором для захоронения РАО на глубине порядка 500 м, единственно, могильник нельзя размещать в месте разгрузки подземных вод, но об этом должно быть написано в нормативных документах.
С геохимией у авторов [4] дела обстоят не лучше, чем с гидрогеологией. Непонятно зачем, при измерении коэффициента распределения радионуклидов в Радиевом институте проводили измельчение скальных пород и измеряли коэффициент распределения, как рыхлых пород, с размерностью см3/г. В трещиноватых скальных породах сорбция радионуклидов происходит на стенках трещин, поэтому коэффициент распределения равен отношению поверхностной активности к объемной активности в воде, его размерность в системе СИ - метр. Коэффициент распределения, использующийся в расчетах [4], принимается равным от нескольких сотен до первых тысяч см3/г для цезия, плутония и америция, для нептуния – несколько десятков см3/г.
С такими представлениями о геохимии и гидрогеологии в обзоре [4] проводили оценку миграции радионуклидов в подземных водах, коэффициент фильтрации без обоснования принимался очень незначительным (равным 3.10-7 м/сут и 3.10-5 м/сут). В основных выводах обзора записано: «Математическое моделирование миграционных процессов, использующее результаты комплексных лабораторных исследований, оценивает скорости миграции радионуклидов для исследуемых блоков массива в пределах 10-5 – 10-10 м/год. Для наихудшего варианта (миграция нептуния по проницаемым участкам пород) ореол загрязнения недр за 100 тыс. лет ограничивается ближней приконтурной зоной подземного хранилища». Т.е. ореол загрязнения не распространится дальше нескольких метров, скорее всего, полученное расстояние занижено на несколько порядков из-за малой величины коэффициента фильтрации и завышенной величины коэффициента распределения.
Отчет по проекту МНТЦ [5] похож на обзор [4], обе работы основаны на одном и том же материале, в основном, на данных по сравнительно небольшим участкам Каменный и Итатский в пределах более обширного участка Верхнеитатский Нижнеканского гранитоидного массива. На участках Каменный и Итатский было пробурено несколько глубоких скважин и выполнена геофизическая съемка. В [5] еще рассмотрен участок Енисейский, расположенный, в основном, за границей Нижнеканского массива вблизи от ГХК, где также выполнена геофизическая съемка и пробурено несколько скважин. В [5] также рассматривается массив горных пород непосредственно у горных выработок ГХК. Кроме Верхнеитатского и Енисейского участков в [5] для проформы показаны на карте Нижнеитатский, Тельский и Южный участки, но они никак не рассматриваются.
В целом материал отчета [5] более представителен, чем материал обзора [4]. Например, в [5] приведены данные по измерению коэффициента фильтрации методом опытных наливов и откачек до глубины 100 м для трех скважин участка Енисейский. Получено, что коэффициент фильтрации трещиноватых выветрелых скальных пород для глубин до 20 м изменяется от 0,0017 до 0,013 м/сут, причем примерно такие же величины получены для невыветрелых пород до глубины 100 м. Такого в принципе не может быть, коэффициент фильтрации выветрелых трещиноватых пород, как правило, больше 1 м/сут, а с глубиной величина коэффициента фильтрации непременно уменьшается.
Полученный результат дает право усомниться в корректности измерений коэффициента фильтрации, дело в том, что для адекватного измерения коэффициента фильтрации методом откачки необходимо использовать сразу несколько скважин, а не единичные скважины, об этом свидетельствует и мой опыт определения коэффициента фильтрации методом откачки. Поэтому нельзя всерьез воспринимать очень малые величины коэффициента фильтрации, использованные как в обзоре [4], так и в отчете [5] для расчета миграции радионуклидов с подземными водами.
В отчете [5] при описании расчета миграции радионуклидов с подземными водами приведено написанное с ошибками уравнение переноса. В качестве входных параметров используются примерно такие же величины коэффициента распределения, как и в [4]. Скорости фильтрации подземных вод принимались от 0,01 до 5 м/год в зависимости от интенсивности тектонических нарушений. Расстояние миграции радионуклидов за 200 тыс. лет составило до 1 км при скорости фильтрации 5 м/год и без учета защитных барьеров. Однако, с учетом бентонитовых барьеров согласно [5] все радионуклиды будут «задержаны в ближней зоне могильника, в пределах 1 метра в массиве пород» и при всех скоростях фильтрации, т.е. вывод примерно такой же, как и в обзоре [4].
Таким образом, в [4, 5] при оценке безопасности Красноярского ПГЗРО получены невероятно оптимистические результаты, которые всерьез нельзя принимать во внимание. Дело в том, что оценки безопасности могильников имеют значительные неопределенности, а реальные данные по миграции радионуклидов, как правило, значительно отличаются от прогнозов. Я уже писал в комментариях к [6], что согласно [7] в США в 70-х годах проводилось широкомасштабное исследование приповерхностных могильников, для могильника Макси Флетс (Maxey Flats), штат Кентукки теоретически было предсказано, что 239Pu должен мигрировать на половину дюйма за 24000 лет, реально этот радионуклид был обнаружен на расстоянии 2 мили всего через 10 лет, для могильника Шеффельд (Sheffield), штат Иллинойс была обнаружена миграция трития со скоростью 5 футов в день, что в 600 раз больше предсказанной. В результате этих исследований в США было закрыто 4 из 7-ми приповерхностных могильника.
Другим примером неопределенности оценки безопасности могильников являются результаты научно-координационной программы МАГАТЭ «Оценка безопасности приповерхностных пунктов захоронения радиоактивных отходов» (NSARS, 1991-1995 гг.), в которой мне довелось участвовать от России. По это программе 16-ти странам-участникам рассылались одинаковые данные по могильнику, расчеты сравнивались. В последнем задании были использованы реальные данные по могильнику в графстве Барнвелл, штат Южная Каролина, США, расхождение в расчете дозы между участниками достигало 6-ти порядков, хотя параметры были однозначно заданы. Расхождение в основном было связано с не очень простой гидрогеологией могильника, никто из участников не справился с адекватным моделированием гидрогеологии. В МАГАТЭ был подготовлен проект отчета по этой программе [8], который так и не был опубликован из-за неприемлемого расхождения результатов.
В США и в других цивилизованных странах с 70-х годов вопросам неопределенности оценки безопасности могильников РАО уделяется исключительное внимание, чего абсолютно нет в России. Для адекватной оценки безопасности могильников нужна разработка соответствующих моделей и измерение необходимых параметров, оценкой безопасности населения при захоронении РАО занимаются многие международные организации, выше были упомянуты: МАГАТЭ, КЕС, МНТЦ и программа ТАСИС ЕС. Например, если в Гугле набрать по-английски «оценка безопасности захоронение радиоактивных отходов», то поисковик выдаст более миллиона ссылок, похоже, что авторы [4, 5] не читали ни одной из этих работ: в обзоре Радиевого института [4], где приведено 103 литературных источника, нет ни одного источника с общеупотребительным термином «оценка безопасности» или «safety assessment» (в отчете [5] вообще нет ссылок). Оценка безопасности Красноярского могильника, представленная в обзоре [4] и в отчете [5] выполнена доморощенными способами, она не соответствует общепринятым мировым подходам, поэтому эти оценки нельзя воспринимать всерьез.
В отчете [5] для размещения могильника в качестве основного участка был определен Верхнеитатский участок, а Енисейский – в качестве альтернативного. Каких-либо исследований, обосновывающих выбор участков в [5] нет, только отмечено, что «в отношении показателей свойств горных пород более информативным оказался участок «Верхнеитатский», в отношении свойств подземных вод – «Енисейский». Участок Верхнеитатский расположен практически в центре Нижнеканского гранитоидного массива восточнее ГХК примерно на 25-30 км, а участок Енисейский расположен, в основном, за западной границей Нижнеканского массива и, возможно, частично на восточной территории ГХК.
В обзоре [4] обоснование расположения могильника предполагает его размещение в гранитоидах Нижнеканского массива на участке Верхнеитатский, однако отмечено: «Сопоставление результатов аналитического поиска, полученных различными методами и различными организациями (Радиевый институт, НИИ земной коры СПбГУ, ГХК, ВНИПИпромтехнологии, Геологический институт РАН) отдает предпочтение площадям, выделенным в северной части Нижнеканского массива гранитоидов, расположенного в непосредственной близости от ГХК и площадки завода РТ-2 (восточнее и юго-восточнее)». Последнее предполагает размещение могильника на участке Енисейский.
Таким образом, получается странная картина: с 90-х годов Нижнеканский гранитоидный массив, т.е. участок Верхнеитатский, рассматривался как место расположения могильника в гранитоидах, однако, постоянно имелась тенденция перемещения площадки ближе к ГКХ, за границу гранитоидного массива, на участок Енисейский. Согласно геологии большая часть Енисейского участка сложена архейскими гнейсами, следовательно, слова о размещении могильника в гранитоидах Нижнеканского массива можно рассматривать, как обман. Имеет место «военная хитрость»: для вида рассматриваются гранитоиды в 30 км от ГХК, а реально захоранивать РАО собираются возле ГХК в гнейсах, так просто выгоднее, а на безопасность населения атомщикам всегда было наплевать.
Узнав из [9], что согласно проекту могильник будет расположен в гнейсах, я вспомнил, что в институте преподаватель по петрографии говорил, что название «гнейс» происходит от немецкого слова «гнилой», в Интернете нашел, что «гнейс» происходит от славянского слова тоже «гнилой». Об этом упомянул в статье, написанной против замкнутого топливного цикла [10], где написал, что вызывает большие сомненья пригодность трещиноватых гнилых пород в качестве барьера против фильтрации подземных вод при захоронении высокоактивных РАО. Замечание про гнилые гнейсы вызвало в Красноярске интерес, даже неправильно предположили, откуда я это взял. Про «гнилой могильник» есть в [11], где также приведена ксерокопия титульного листа тома с ОВОС проекта могильника за 2011 г. на стадии обоснования инвестиций (ОБИН).
Чтобы не быть голословным по поводу непригодности трещиноватых гнейсов для захоронения РАО привожу фото из [12]. В [13] приведена классификация пород по трещиноватости Межведомственного Совета по взрывному делу, согласно которой при среднем расстоянии между трещинами до 0,1 м породы относятся к чрезвычайно трещиноватым, при расстоянии 0,1-0,5 м породы относятся к сильнотрещиноватым, 0,5-1 м – к среднетрещиноватым, 1-1,5 м – к малотрещиноватым, свыше 1,5 м – к практически монолитным. На фотографии видно, что средняя длина образцов керна явно меньше 0,5 м, следовательно, гнейсы относятся к сильнотрещиноватым породам. Из фото можно заключить, что образцы керна отобраны с глубины около 300 м. Чем больше трещиноватость пород, тем больше их коэффициент фильтрации, следовательно, приведенные в [9] заверения о практически непроницаемых породах на глубине захоронения РАО являются, скорее всего, неправдой.
Фото образцов керна гнейса на предполагаемом месте расположения могильника, согласно [12]
В обзоре Радиевого института [4] и в отчете по проекту МНТЦ [5] нет количественных показателей трещиноватости гранитоидов Нижнеканского массива и вмещающих их гнейсов. Скорее всего, трещиноватость более молодых, не подверженных метаморфизму гранитоидов участка Верхнеититаский значительно меньше, чем древних метаморфизованных гнейсов участка Енисейский, к тому же прорванных многочисленными дайками среднего состава [4]. Поэтому участок Верхнеитатский значительно предпочтительнее, чем участок Енисейский из-за значительно меньшей величины коэффициента фильтрации пород и, как следствие, значительно большей защищенности захоронений РАО. Однако, на безопасность населения чиновникам из Росатома и Национального оператора наплевать и они выбрали для захоронения участок Енисейский.
Выводы по статье
1. При выборе участка для глубинного захоронения высокоактивных РАО Росатом руководствовался не безопасностью населения, а только своей выгодой: рассматривались Новая Земля и Кольский полуостров, но окончательно было решено захоранивать отходы в т.н. Нижнеканском гранитоидном массиве вблизи от ГХК и не далеко от Красноярска. Район характеризуется очень сложной геологией и тектоникой и не может быть рекомендован для размещения ПГЗРО.
2. С начала 90-х гг. более 10 лет проводились исследования, которые были направлены в основном на геологическое изучение участка. В обзоре Радиевого института [4] и в отчете по проекту МНТЦ [5] приведены оценки безопасности могильника с использованием параметров, дающих миграцию радионуклидов на метры за сотни тысячи лет. Такие оценки противоречат имеющимся экспериментальным данным, реально наблюдаемые скорости миграции радионуклидов больше на многие порядки.
3. Оценки безопасности могильника в [4. 5]
были выполнены доморощенными способами, они не соответствует общепринятым мировым подходам, обычно, прогнозные расчеты имеют неопределенность, составляющую несколько порядков. Поэтому оптимистические оценки, выполненные в [4, 5] просто нельзя воспринимать всерьез. Таким образом, обоснование безопасности могильника, основанное на адекватной оценке его безопасности, отсутствует до сих пор.
4. Несмотря на полное отсутствие обоснования безопасности могильника, к 2011 г. по заданию Росатома был разработан проект могильника на стадии ОБИН. В проекте для захоронения рассматриваются уже не рекомендованные в [4, 5] Нижнеканские гранитоиды, а вмещающие их гнейсы, которые расположены максимально близко к ГКХ, возможно, на его территории, а на словах выдается ложь о размещении могильника в Нижнеканском гранитоидном массиве. Согласно классификации Межведомственного Совета по взрывному делу эти гнейсы относятся к сильнотрещиноватым породам, т.е. ко второй категории из пяти.
5. Выбранный в проекте могильника участок должен быть опаснее, чем рекомендованный в [4, 5] участок в пределах Нижнеканского гранитоидного массива, т.к. сильнотрещиноватые, метаморфизованные, прорванные многочисленными дайками среднего состава, древние архейские гнейсы должны иметь большую величину коэффициента фильтрации, по сравнению с более молодыми гранитоидами, следовательно, могильник в гранитоидах должен иметь более эффективный противофильтрационный экран.
6. Рассмотренный материал по предпроектному исследованию участка сооружения ПГЗРО свидетельствует о полном отсутствии каких-либо гарантий безопасности проектируемого ПГЗРО, поэтому население и общественные организации абсолютно правы, когда выступают против сооружения могильника.
Литература
1. Б.Е.Серебряков, Н.Ф.Лобанов. Оценка безопасности полигона захоронения радиоактивных отходов на архипелаге Новая Земля. Тезисы доклада конференции Ядерного общества России «Экологическая безопасность, техногенные риски и устойчивое развитие» (Москва, 23-27 июня 2002 г.), с. 271.
2. Н.Н.Мельников, В.П.Конухин, В.А.Наумов, П.В.Амосов, С.А.Гусак, А.В.Наумов, В.Н.Баринов. Безопасность подземного регионального могильника радиоактивных отходов на Кольском полуострове. Атомная энергия, т. 101, вып. 1, июль 2006, с. 76-82.
3.
Е.В.Комлева. Утилизация ядерных отходов как мировая и региональная проблема. Интернет-издание «Проатом», 25.02.2014.
4. Е.Б.Андерсон, В.Г.Савоненков, Е.Ф.Любцева, С.И.Шабалев, Ю.М.Рогозин, Н.Л.Алексеев. Результаты поисковых и научно-исследовательских работ по выбору площадок для подземной изоляции ВАО и ОЯТ на Нижнеканском массиве гранитоидов (Южно-Енисейский кряж). Труды Радиевого института им. В. Г. Хлопина, т. ХI, 2006.
5. Разработка обобщенного плана проведения научно-исследовательских работ по созданию объекта подземной изоляции РАО на Нижнекамском массиве. Итоговый отчет по проекту МНТЦ #2377P, ВНИПИПТ, М., 2005.
6.
Решение Общегородского Собрания граждан г. Сосновый Бор. Интернет-издание «Проатом», 24.02.2014.
7. United States Commercial “Low-Level” Radioactive Waste Disposal Sites Fact Sheet. NIRS, Takoma Park, MD, 2009.
http://www.nirs.org/factsheets/wastesitesfctst43009.pdf8. Safety assessment of near surface radioactive waste disposal facilities: intercomparison exercise using hydrogeological data of a real site. (Test Case 2). Second report of NSARS, IAEA, Vienna, 1996.
9. В Красноярске обсудили радиационную безопасность населения в условиях захоронения радиоактивных отходов на территории Красноярского края. Сибирское агентство новостей, Красноярск, 19.06.2013.
http://krsk.sibnovosti.ru/society/239748-v-krasnoyarske-obsudili-radiatsionnuyu-bezopasnost-naseleniya-v-usloviyah-zahoroneniya-radioaktivnyh-othodov-na-territorii-krasnoyarskogo-kraya10.
Б.Е.Серебряков. Сказки о радиационной эквивалентности РАО и о замкнутом топливном цикле. Интернет-издание «Проатом», 18.09.2013.
11. В контакте. Зеленая лига Красноярский край. «Гнилой» могильник для красноярцев.
http://vk.com/wall-42713310_214812.
Александр Колотов.
Участок «Енисейский»: там, где может быть могильник. Красноярск, экология, будущее, 15.08.2013.
http://aakolotov.livejournal.com/15917.html13. Трещиноватось горных пород.
http://www.ukb5s.ru/treschinovatost.html
