Высокие статистические технологии

Форум сайта семьи Орловых

Текущее время: Сб июн 24, 2017 8:26 am

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Подземное пространство для радиационной безопасности
СообщениеДобавлено: Сб май 27, 2017 10:34 pm 
Не в сети

Зарегистрирован: Вт сен 28, 2004 11:58 am
Сообщений: 6995
Перспективы использования подземного пространства... для повышения радиационной безопасности...


27.05.2017 г.

Перспективы использования подземного пространства северо-запада России для повышения радиационной безопасности региона

В.П. Конухин

I. Радиоактивные отходы - глобальная проблема современной ядерной энергетики


Ядерная энергетика, начало которой было заложено созданием первой в мире Обнинской атомной электростанции, менее чем за 50 лет заняла доминирующее положение в обеспечении электроэнергией наиболее развитых стран мира. И хотя в России доля производства электроэнергии на атомных электростанциях в общем объеме не превышает 15-17%, ядерная энергетика страны даже в последние десять лет функционирует достаточно стабильно, являясь одним из важнейших факторов выживания России в переходный период.

В то же время следует отметить, что как в странах Запада, так и в России, развитие ядерной энергетики повлекло за собой возникновение такой глобальной проблемы, как обращение с накопленными радиоактивными отходами (РАО). Но, если в США, странах Западной Европы и Юго-восточной Азии при разработке проектов АЭС предусматривалось одновременное создание инфраструктуры для временного хранения, переработки и захоронения низкоактивных и средней активности отходов, то в СССР, а затем и в Российской Федерации из-за нехватки финансовых средств были созданы лишь фрагментарные временные элементы подобной инфраструктуры, и то, как правило, не соответствующие современным международным нормам.

При этом следует особо подчеркнуть, что пока ни в одной стране мира не решена проблема захоронения твердых высокоактивных отходов.

Северо-западный регион России, включающий Архангельскую и Мурманскую области, не является исключением. Но так как здесь помимо действующей Кольской АЭС, размещены и предприятия атомного судостроения и судоремонта, базы атомных подводных лодок (АПЛ), надводных атомных кораблей и ледокольного флота, то это накладывает свой особый, жесткий отпечаток на всю ситуацию с отходами.

Специфической задачей ядерной энергетики является также вывод реакторных установок из эксплуатации после выработки ресурса и их демонтаж, также связанный с образованием большого количества отходов, в том числе высокоактивных.

На Кольской АЭС, первый реактор которой был введен в эксплуатацию в 1974 году, через несколько лет должны приступить к плановому выводу реакторов из эксплуатации, а затем после пятилетней выдержки и к их демонтажу.

Все российские многоцелевые АПЛ первого и второго поколения выработали свой ресурс и подлежат утилизации. Что касается стратегических АПЛ третьего поколения, то в соответствии с международными обязательствами России большая часть из них также должна быть ликвидирована.

Немаловажным источником РАО станет утилизация судов вспомогательного назначения, используемых для хранения, перегрузки и транспортировки радиационно-опасных материалов и ядерного топлива, а также всевозможных береговых сооружений, так или иначе связанных с обслуживанием судов с ядерными установками.

В конечном итоге предшествующая и будущая эксплуатация ядерных установок и их демонтаж приведет к образованию в регионе огромного количества радиоактивных отходов различных категорий - от низкоактивных до высокоактивных. По предварительным оценкам в кондиционированном виде к 2020 году их объем может достигнуть 160 тыс. м3, а при ускорении темпов утилизации АПЛ и судов вспомогательного назначения - 250 тыс. м3.

Особое место среди радиационно опасных материалов в Северо-западном регионе занимает отработавшее ядерное топливо (ОЯТ), непригодное в настоящее время к переработке, а, следовательно, также являющееся радиоактивными отходами особой категории. К неперерабатываемому топливу относятся дефектные топливные сборки, оплавленные активные зоны аварийных АПЛ, а также активные зоны реакторов с жидкометаллическим теплоносителем.

Общее количество неперерабатываемого ОЯТ может быть экспертно оценено примерно в 3000 тепловыделяющих сборок.

Горный институт Кольского научного центра занимается исследованием рассматриваемой проблемы с 1989 года и выдвинул свою концепцию ее решения, основанную на использовании подземного пространства региона для изоляции образующихся радиоактивных отходов и неперерабатываемого отработавшего ядерного топлива [1, 2, 3, 4, 5, 6].

В данном докладе представлены некоторые принципиальные положения, послужившие обоснованием для разработки такой концепции и конкретные направления развития самой концепции.

. Оценка возможности использования геологических формаций региона для изоляции радиоактивных отходов

В решении проблемы захоронения радиоактивных отходов основная роль отводится изоляционным свойствам геологической среды и сорбционноемким природным минеральным смесям, используемым при формировании инженерных барьеров.

Строительство могильника или долговременного хранилища для размещения радиационно опасных материалов можно сравнить с созданием своего рода искусственного месторождения радиоактивных элементов [7].

Отличие такого «месторождения» от природного заключается в том, что при размещении или захоронении в нем радиационно опасных материалов радиационное воздействие на окружающую среду и человека не должно превышать определенных допустимых значений в течение всего периода эксплуатации могильника или хранилища.

Это принципиально важное положение предопределяет основные критерии выбора породных массивов для изоляции РАО и иных радиационно опасных материалов.

Принимая за основу рекомендации Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) для выбора площадок и оценки безопасности при подземном размещении радиоактивных отходов можно выделить две основные группы технических критериев, связанные с геологией площадки и связанные с рассмотрением наличия природных ресурсов [8].

Смысл их сводится к следующему.

Могильник должен быть расположен на достаточной глубине, чтобы адекватно защитить размещаемые отходы от внешних событий или процессов во вмещающей среде, имеющей свойства достаточные, чтобы ограничить ухудшение физических барьеров и перенос радионуклидов из могильника в окружающую среду.

Место для размещения могильника должно быть выбрано таким образом, чтобы исключить близость ценных природных ресурсов и материалов, которые из других источников легко добыты не могут быть.

Первое положение четко определяет отношение к геологической среде как к главному барьеру в мультибарьерной защите изолированным в геологических формациях РАО, второй предотвращает трудности будущих поколений при использовании минеральных ресурсов и разрушение ими могильников при их возможных попытках в будущем извлекать природные ресурсы в непосредственной близости от могильника.

Детальный набор критериев при выборе конкретного места размещения РАО в геологических формациях, как правило, сводится к оценке физико-химических свойств горных пород, характеристике геологической формации и гидрогеологической обстановки.

Рассмотрим в целом Северо-западный регион России с точки зрения возможности использования его подземного пространства и геологических формаций для безопасного захоронения или долговременного хранения РАО.

На территории региона можно выделить три крупных зоны, существенно отличающиеся друг от друга с точки зрения инженерно-геологических условий. Это - Кольский полуостров, материковая часть Архангельской области и острова западной части Северного Ледовитого океана.

Остановимся подробнее на оценке этих зон.

A. Кольский полуостров

Кольский полуостров входит в состав Балтийского щита - обширной области древней стабилизации земной коры. Формирование структурно-вещественных комплексов горных пород в этой

области началось примерно 3,5 млд. лет и завершилось 1,5 млд. лет тому назад. В более поздние времена лишь в локальных зонах тектономагматической активизации Кольского полуострова происходило формирование новых комплексов горных пород, в частности, многофазовых интрузий щелочно-ультраосновных и щелочных пород.

В работах российских исследователей отмечается устойчивое поднятие Кольского мегаблока в последующие геологические эпохи, продолжающееся до сих пор, но при этом современный этап развития характеризуется весьма низкой сейсмотектонической активностью земной коры.

Показательно, что неотектонические нарушения в северной зоне Кольского полуострова сформировали приблизительно ортогональную систему блоков с разломами северо-восточного и северо­западного простирания.

Допустимо прогнозируемый уровень возможных землетрясений в рассматриваемом регионе не превышает 4-5 баллов по десятибалльной системе.

С точки зрения устойчивости подземных сооружений серьезными достоинствами обладают крупные гранитоидные массивы Лицко-Урагубского комплекса раннепротерозойского возраста, где системы «молодых» трещин не являются доминирующими, и в зонах древних нарушений, где перекристаллизация и высокотемпературный метасоматизм, перешедшие в мигматизацию привели к «залечиванию» проницаемых зон докембрийского заложения. В составе Лицко-Урагубского комплекса имеется семь гранитоидных массивов, расположенных от верховьев р. Западная Лица до побережья Баренцева моря в районе Ура-Губы. Лицкий массив площадью примерно 580 км2, Лебяжинский - 65 км2, Наг-Яврский - 40 км2 , Портлубольский - 65 км2 , Большой Урагубский - 77 км2 , Малый Урагубский - 5 км2 и Арагубский - 27 км2 [9].

Однако близость Лицко-Урагубского комплекса к границам с Норвегией и Финляндией делает сомнительной вероятность строительства там подземных могильников и хранилищ радиоактивных отходов из-за возможных протестов общественности этих стран. Следует также учитывать, что фиорды в этой зоне в настоящее время используются для базирования военно-морских сил России, а в будущем здесь могут быть созданы крупнейшие портовые сооружения для обслуживания нефтедобычи на шельфе Баренцева моря.

Более приемлемой является прибрежная зона к востоку от Кольского залива и в сторону Гремихи, где в центральной части Мурманского геоблока имеются мощные массивы, сложенные архейскими ультраметаморфическими гранитоидами или плагио-микроклиновыми биотитовыми мигматит-гранитами.

Особый интерес вызывают интрузивные гранитоиды южной части Кольского полуострова, в частности, Умбинский гранитный массив, а также массивы гранатовых амфиболитов Беломорского геоблока, расположенные на границе Мурманской области и Карелии.

При поиске месторождений облицовочного камня здесь найдены весьма монолитные формации превосходного качества.

B. Материковая часть Архангельской области

На территории Архангельской области представлен широкий диапазон пород от современных рыхлых четвертичных пород до кристаллических пород фундамента. В качестве основных геотектонических единиц выделяются следующие: Балтийский щит, Мезенская синеклиза, Тиманская гряда, Печорская синеклиза и Предуральский желоб.

Наибольший интерес с точки зрения захоронения радиоактивных отходов вызывает Беломорский комплекс нижнего архея, распространенный в пределах Поморского берега, представленный разнообразными гнейсами и сланцами, обычно гранитизированными и мигматизированными. Здесь также широко развиты гранатовые гнейсы, реже глубоко метаморфизированные амфиболиты, однако следует отметить, что на большей части эти породы перекрыты четвертичными отложениями, затрудняющими к ним доступ.

На территории Архангельской области целесообразно также изучение толщи аргиллитов на беломорском побережье и соляных куполов в южной части области.

C. Многолетнемерзлые породные массивы на островах Северного Ледовитого океана

Более 60% площади России заняты многолетнемерзлыми породами. Архипелаги Новая Земля и Земля Франца Иосифа, острова Колгуев и Вайгач, попадающие в зону Северо-западного региона России также покрыты мощным слоем многолетнемерзлых пород.

Характерной особенностью многолетнемерзлых пород является наличие в них ледяных включений. При этом естественные трещины, независимо от их генезиса, заполнены льдом или дисперсным льдонасыщенным материалом.

Строение многолетнемерзлых пород определяется их природной трещиноватостью, гидрогеологическими и геокриологическими характеристиками массива в период его промерзания.

При оценке несущей способности, устойчивости, деформативных и изоляционных свойств окружающих подземную выработку многолетнемерзлых массивов их рассматривают как сложную механическую систему, состоящую из природных минеральных отдельностей, блоков и слоев различных размеров и форм, сцементированных льдом или льдонасыщенными дисперсными образованиями.

Механические свойства многолетнемерзлых массивов зависят от содержания льдистых включений и не являются постоянными, а изменяются в соответствии с изменениями температурно-мерзлотного режима.

Мерзлые скальные трещиноватые породы вследствие наличия в них льда обладают существенной ползучестью, величина и скорость которой определяется количеством и распределением льда в породе, а также их температурой.

Образование зон оттаивания вокруг подземных сооружений приводит к значительному росту нагрузок на обделку этих сооружений за счет уменьшения прочности и устойчивости пород, а последующее промерзание приконтурной зоны может явиться причиной опасной концентрации напряжений. Кроме того, следует обратить внимание на то, что миграция талых вод нередко приводит к пучению и дополнительному раскрытию трещин, а при значительных размерах льдистых включений в породном массиве вследствие оттаивания происходит осадка пород и резкая дифференциация нагрузок на обделку подземных сооружений.

Из этого следует вывод, что при проектировании подземных сооружений для изоляции радиационно опасных объектов, расположенных в многолетнемерзлых породных массивах, необходимо знать характер и интенсивность всех предстоящих изменений температурного режима в массиве, а также величину и конфигурацию зон оттаивания, образующихся в процессе строительства и эксплуатации таких сооружений, так как создание полости в скальном массиве вносит резкие возмущения в ранее относительно однородное температурное поле.

Что касается конкретно инженерно-геологических условий на архипелаге Новая Земля с точки зрения использования отдельных геологических формаций на островах архипелага, то следует, прежде всего, отметить, что аргументы сторонников захоронения здесь РАО сводятся к двум утверждениям: многолетнемерзлые породы являются надежным криогенным водоупором, обеспечивающим изоляцию РАО, а низкие температуры вмещающих пород предполагают снижение скорости протекания химических процессов в объеме могильника, а, следовательно, и долговременность эффективного функционирования инженерных барьеров.

Однако стабильность существующей в настоящее время на архипелаге криолитозоны, являющейся новообразованием позднечетвертичного периода, вызывает большие сомнения из-за прогнозируемого ведущими учеными мира потепления климата [10].

Крупные интрузии гранитоидов имеются на западном побережье Северного острова между проливом Маточкин Шар и губой Митюшиха, но и они не могут быть признаны благоприятной геологической средой для размещения РАО из-за интенсивной тектонической нарушенности.

Говоря об архипелаге Земля Франца Иосифа, следует отметить, что геологические структуры на его островах представляют собой мозаику тектонических блоков различных размеров, сложенных интенсивно дислоцированными серицитовыми сланцами и филлитами.

На острове Колгуев скважинами вскрыты отложения ордовика, на острове Вайгач -терригенно-карбонатные и карбонатные породы.

D. Предварительный выбор площадок

В мировой практике изоляции радиоактивных отходов в геологических формациях используется три основных вида геологических формаций: скальные массивы твердых кристаллических пород, соляные толщи и купола, напластования плотных глин и аргиллитов.

Показательно, что все виды этих формаций имеются в Северо-западном регионе.

Однако малая степень изученности солей, глин и аргиллитов в регионе не позволяет в настоящее время сделать каких-либо выводов о возможности их использования для изоляции РАО

и неперерабатываемых ОЯТ. То же самое относится к многолетнемерзлым породам, использование которых для захоронения РАО в мировой практике вообще не известно.

Иное дело - массивы скальных пород Кольского полуострова.

Здесь при поиске месторождений полезных ископаемых, исследованиях по водоснабжению, а также при инженерных изысканиях в прибрежной зоне Баренцева моря получены данные, достаточные для того, чтобы сделать обоснованные выводы о пригодности той или иной площадки для подземного размещения РАО и ОЯТ.

Горным институтом самостоятельно и совместно с западноевропейскими фирмами SGN, ANDRA, ANTEA (Франция) иBelgatom, Tractebel, ONDRAF и SCK?CEN (Бельгия) в рамках программы TACIS в 1997-2000 годах были проведены обширные исследования по выбору площадок для размещения подземного могильника РАО в геологических формациях Северо-западного региона и по разработке технологии их изоляции от окружающей среды [11, 12].

В качестве приоритетных нами были рекомендованы площадки в районе Дальних Зеленцов и Кузреки на Кольском полуострове, а в качестве резервных - площадки в районах Нигро-озеро и Кий-Явра.

Следует отметить, что целесообразность использования скальных массивов Балтийского щита убедительно подтверждены и практикой захоронения РАО в странах Скандинавии, имеющих инжнерно-геологические условия близкие к условиям Кольского полуострова.

III. Техника и технологии подземного строительства в условиях Крайнего Севера и Арктики

В 70-80-е годы, предшествовавшие распаду СССР и последующему катастрофическому экономическому кризису в России, в Российской Арктике был возведен целый ряд уникальных подземных комплексов, туннелей и отдельных подземных сооружений общим объемом, исчисляемым в несколько миллионов кубометров. К ним, в первую очередь, следует отнести подземные комплексы гидроэлектростанций Северной Сибири и Кольского полуострова, а также подземные сооружения различного промышленного назначения в этом же регионе.

Темпы подземного строительства, успешное решение самых сложных инженерных задач и, главное, технико-экономические результаты использованных в это время технологий позволяют сделать однозначный вывод, что технологический уровень подземного строительства в арктических условиях СССР соответствовал мировому, а в некоторых случаях и опережал его.

Так как при создании регионального подземного могильника для Северо-западного региона России нам, в первую очередь, придется опираться на имеющийся реальный отечественный опыт, остановимся кратко на его характеристике [13, 14].

Первой характерной особенностью использованных технологий явился отказ от поддержания режима положительных температур в подземных выработках и сооружениях в зимние периоды, вызывающего огромный расход энергии, превышающий энергозатраты на эксплуатацию всех машин и механизмов при горно-капитальных работах. Второе отличие этих технологий является управление свойствами и состоянием вмещающих породных массивов в процессе выемки породы в подземных сооружениях и возведения в них крепей, обделок и внутренних конструкций.

При размещении в скальных породах, типа гранитов, максимальные размеры подземных камер составили по высоте 28 м, по ширине - 26 м, по длине - до 600 м.

В начале 70-х годов, т.е. в первый период строительства подземных комплексов на Северо-западе России, сводовые части этих камер разрабатывались буровзрывным способом с разделением сводов на несколько элементов с их последовательной выемкой. После разработки и освоения технологий предварительного укрепления ослабленных тектоническими и иными нарушениями породных массивов, сводовые части с поперечным сечением до 250 м2 стали разрабатываться сразу на полный профиль, что позволило резко повысить темпы горнопроходческих работ в крупногабаритных сооружениях.

Отбойка породы по нижним ярусам велась скважинными зарядами, но с использованием так называемых «осторожных» методов - с пригрузкой, направленной отбойкой, укрытием старыми противолодочными сетями и т.п.

Во всех случаях обязательным было применение предварительного откола по контуру сооружения, а в отдельных случаях и экранирования с целью предотвращения разрушительного воздействия массовых взрывов на приконтурные зоны вмещающих породных массивов.

Ценнейшим элементом новых технологий являлось предварительное укрепление приконтурных породных массивов при пересечении зон тектонических пересечений и крупных межблоковых трещин. В частности, в таких условиях для мобилизации несущей способности приконтурной зоны использовались разъемные анкеры с податчиками из опережающих выработок в пределах контура сооружения, прядевые предварительно-напряженные анкеры и анкеры «Перфо», устанавливаемые из вспомогательных выработок, располагаемых за пределами контура подземных сооружений и т.п.

Для омоноличивания анкеров в скважинах использовались в основном цеметно-песчаные смеси с пластифицированными добавками, реже - полимерные смолы.

Для условий многолетнемерзлых пород было признано перспективным применение напрягающих цементов, а также жидких добавок - ускорителей, вводимых в набрызгбетон вместе с водой затворения. Толщина набрызгбетона, наносимого на промороженные поверхности стен выработок составляла 5-7 см, свода - 3-5 см.

Каждый последующий слой наносился не ранее чем через 30 мин.

Рассматривая возведение постоянных железобетонных крепей подземных сооружений, как в многолетнемерзлых скальных породах, так и в условиях сезонного промерзания приконтурных скальных массивов, следует выделить четыре основных способа «зимнего» бетонирования:

• укладка бетона в утепленную опалубку с твердением смеси до заданной прочности в процессе
медленного остывания уложенного бетона;

• метод термоса, в основу которого заложено максимально возможное сохранение и
использование тепла, выделяющегося при гидратации цемента;

• метод, основанный на включении в бетонные смеси противоморозных добавок;

• метод с дополнительным подогревом с помощью термоактивных опалубок.

В любом случае необходимо корректно учитывать тепловые потоки на контакте бетон-порода в сторону массива, которые образуются при укладке бетона и в период набора им прочности. В тех случаях, когда отток тепла превышает приемлемые для нормального процесса твердения бетона величины, применяют либо дополнительный подогрев бетонной смеси и породы, либо специальную теплозащитную изоляцию [15, 16].

Говоря о буровой, погрузочной и вспомогательной технике для горнопроходческих, буровзрывных работ и работ по возведению подземных комплексов в Российской Арктике, следует отметить, что хотя в 70-80-е годы имелся довольно широкий набор отечественной горной техники для этих целей, поскольку горное машиностроение России в настоящее время практически ликвидировано, при строительстве регионального подземного могильника в геологических формациях скальных пород на Северо-западе России придется произвести закупки техники за рубежом. При этом следует принимать во внимание, что в наибольшей степени соответствует условиям Кольского полуострова буровое и погрузочное оборудование, производимое в Швеции и Финляндии.

IV. Могильник РАО для Северо-западного региона России

Во всем мире единственным методом безопасного захоронения РАО признан метод их многобарьерной или мультибарьерной изоляции. Основными барьерами при этом являются: консервирующая РАО матрица, коррозийно-стойкий контейнер,

буфер из слабопроницаемого сорбционного материала, геологическая среда.

Первые три барьера являются искусственными и носят название инженерных барьеров, последний барьер - естественный.

Для высокоактивных отходов в качестве консервирующей матрицы используется алюмофосфатное стекло. Его недостаток - высокая растворимость (10-6 г/см при t=25°С; 10-4 - при t=450 С). Для низкоактивных и отходов средней активности при кондиционировании отходов используются более дешевые минеральные смеси, в том числе цементные.

За рубежом в качестве консервирующей матрицы в основном используют боросиликатное стекло.

Перспективными признаны изоморфные минеральные матрицы, в частности, «Синрок», представляющий собой керамическую минеральную массу, состоящую из холландида (BaAl2Ti6O16), цирколита (CaZrTi2O6), перовскита (CaTiO3) и рутила (TiO2), образующуюся путем спекания тонкомолотого порошка при температуре 1200°С.

Главное требование к контейнеру - не допустить проникновение радионуклидов в течение 300-1000 лет, т.е. срока достаточного для того, чтобы концентрация 90Sr и 137Cs снизилась до безопасного уровня.

Для третьего барьера, представляющего собой заполнение между внешними стенками контейнеров и контуром подземных модулей для их размещения, используется довольно широкий набор материалов - от дробленой породы, получаемой при горнопроходческих работах, до бентонита. Последний используется в случае изоляции высокоактивных отходов.

Долговечность и надежность инженерных барьеров зависят от используемых при этом материалов и технологий их формирования. Стабильность и надежность естественного барьера -геологической среды - определяется обоснованностью выбора конкретной площадки для размещения РАО и свойствами конкретной геологической формации.

Необходимый срок изоляции РАО определяется радионуклидным составом РАО. Наличие трансурановых элементов с большим периодом полураспада требует изоляции РАО на периоды, исчисляемые в сотни тысяч и миллионы лет. Естественно, прогнозировать события в столь отдаленном будущем бессмысленно. Поэтому национальными правилами устанавливаются более короткие сроки изоляции. Например, в нормативах США установлен гарантированный срок изоляции высокоактивных РАО, исчисляемый в 10 000 лет [7].

Для условий Северо-западного региона России были рассмотрены следующие варианты захоронения РАО:

• поверхностное захоронение в наземных сооружениях;

• приповерхностное захоронение в инженерных сооружениях;

• захоронение в подземных сооружениях, размещенных в приповерхностных геологических формациях на глубине 100-150 м;

• захоронение в геологических формациях на глубине 400-800 м.

Горный институт является головной организацией в России при работах по третьему варианту захоронения РАО. Партнеры Горного института при работе по проекту - институт ВНИПИЭТ и ранее упоминавшиеся западноевропейские фирмы.

В результате проведенных обширных исследований совместными усилиями российских институтов и западноевропейских фирм был разработан концептуальный проект подземного могильника для захоронения РАО Мурманской и Архангельской областей.

Могильник располагается на глубине около 100 м и представляет собой подземный комплекс, включающий в себя модули для размещения кондиционированных РАО в железобетонных и металлических контейнерах, вспомогательные сооружения, лабораторию, транспортные и подходные выработки и вертикальный ствол.

Конструкция модулей принималась в зависимости от типов и объемов РАО, поверхностной дозы излучения на упаковках РАО и других факторов. Большая часть РАО располагается в камерообразных модулях, высокоактивные РАО - в вертикальном силосе [17. 18. 19].

Строительный объем подземного могильника 680 тыс. м3. Стоимость подземного комплекса и его эксплуатации - 81 млн. долл.

Общие расходы на создание подземного могильника с поверхностной инфраструктурой и подъездными дорогами, его заполнение и запечатывание оцениваются от 120 до 150 млн. долл.

Долговременное хранилище неперерабатываемого отработавшего ядерного топлива

Как отмечалось выше, особую категорию радиоактивных отходов представляет собой отработавшее ядерное топливо (дефектное, аварийное, в циркониевых оболочках, при использовании жидко-металлического теплоносителя), переработка которого невозможна при известных современных технологиях.

Поскольку создание могильника для захоронения такого ОЯТ в геологических формациях на глубине в 400-800 м связано с большими затратами, в настоящее время целесообразно долговременное хранение неперерабатываемого ядерного топлива в подземных модулях, размещаемых в приповерхностных геологических формациях.

Безусловно, конструкция модулей для размещения неперерабатываемого ОЯТ будет существенно отличаться от модулей, предназначенных для РАО, но техническая возможность создания модулей и организация безопасного долговременного хранения неперерабатываемого ядерного топлива в подземных сооружениях в условиях Кольского полуострова вполне возможна.

Выводы

1. В Северо-западном регионе России скопилось значительное количество радиоактивных отходов, образующихся при эксплуатации, демонтаже и утилизации ядерных энергетических установок,
объем которых к 2020 году в кондиционированном виде может достигнуть 250 тыс. м3.

2. Наиболее реалистичным методом безопасного захоронения РАО и изоляции неперерабатываемого ОЯТ от внешней среды в регионе является использование для этой цели его подземного пространства.

Наличие геологических формаций с высокими прочностными качествами горных пород, благоприятная структура и низкая проницаемость скальных массивов облегчает решение этой задачи.

3. Современные технологии подземного строительства позволяют построить подземные комплексы могильников РАО и долговременных хранилищ неперерабатываемого ОЯТ в допустимые сроки и с приемлемыми финансовыми издержками.



Горный институт Кольского научного центра РАН.

ЛИТЕРАТУРА

1. Технико-экономическое исследование создания подземного регионального могильника в скальном массиве. // Заключительный отчет по НИР № 1972. Горный институт Кольского научного центра Российской АН. Научный руководитель - В.П. Конухин. Отв. исполнители - В.А.
Наумов, В.Н. Комлев. Апатиты. 1991 - 71 с.

2. Обоснование и разработка концепции создания хранилища радиоактивных отходов с подземным комплексом для северо-западного региона Российской Федерации. // Заключительный отчет по НИР. Горный институт Кольского научного центра Российской АН. Научные руководители - Н.Н. Мельников, В.П. Конухин. Отв. исполнитель - В.Н. Комлев. Апатиты. 1992 -
448 с.

3. Конухин В.П., Комлев В.Н. Захоронение радиоактивных отходов. Изд-е Кольского научного центра Российской Академии наук. Апатиты. 1991 - 91 с.

4. Мельников Н.Н., Конухин В.П., Комлев В.Н. Подземное захоронение радиоактивных отходов. Изд-е Кольского научного центра Российской Академии наук. Апатиты. 1994 - 214 с.

5. Конухин В.П., Комлев В.Н. Ядерные технологии и экосфера. Изд-е Кольского научного центра Российской Академии наук. Апатиты. 1995 - 340 с.

6. H.-J. Engelmann, N. Melnikov, V. Konukhin and el. Radioactive waste management and a conceptual Repository Design for the Cola peninsula Region of North West Russia. Dentcher Geseleschaft zum Ban and Betrieb von Englanger fur Abfallestoffe. Germany, Peine, 1996. 150p.

7. Лаверов Н.П., Омельяненко Б.И., Величкин В.И. Геологические аспекты проблем захоронения радиоактивных отходов. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 1994,
№ 6. с. 3-20.

8. Safety principles and technical criteria for the underground disposal of height level Radioactive wastes. Safety series. No. 99. IAEA., 1989. 24 p.

9. V. Konukhin. The construction of the large-scale underground facilities in the Russian Arctic.International conference "Underground works: ambitions and realities". October 25-28, 1999. Paris.
France. P. 239-244.

10. Павлов А.В. Мерзлотно-климатический мониторинг России: методология, результаты наблюдений, прогноз. Криосфера Земли. 1999, т.1, № 1, с. 47-58.

11. B. Come, N. Melnikov, V. Konukhin. Site selection for Radioactive Waste disposal (TACIS Project R 4.10/95). The 7 th GEG of International Atomic Energy Agency Meeting. Murmansk, 17-19.
November 1998.

12. B. Come, M. Vandenbeusch, C. Bonnet, N. Melnikov, V. Konukhin, V. Komlev, A. Kozyrev. Site selection for radioactive waste disposal: results of screening process in North-West Russia. 9th International Congress on Rock Mechanics. Paris, France, August 25-28, 1999.

13. Конухин В.П. Крепление крупногабаритных подземных сооружений. - Апатиты, 1991. - 146с.

14. Конухин В.П. Управление свойствами и состоянием породных массивов при возведении и эксплуатации подземных сооружений. - Апатиты, 1992. - 112.

15. Гевирц Г.Я., Колеганов В.В., Мостков В.М. О некоторых особенностях сооружения подземного машинного зала Колымской ГЭС. - Гидротехническое строительство. - 1990, № 5 - с.
24 -29.

16. Глазунов Е.М., Гроссман И.И., Иохельсон А.Я., Розин М.Н., Фликман Б.М. Крепление машинного зала Колымской ГЭС. - Энергетическое строительство - 1983, № 2, с. 29 -32.

17. Bonnet C. (SGN), Come B. (ANTEA), Detilleux M. (Belgatom), Potier J.M. (ANDRA),
Melnikov N., Konukhin V. (MIK-RAS). Disposal of Waste in North-Western Russia. Internationalconference ENS Top-Seal'99 "Radioactive Waste Management Commitment for the FutureEnvironment". October 10-14, 1999. Antwerpen. Belgium.

18. J.M. Potier, P.E. Cognet, N. Melnikov, V. Konukhin (1999). Status the disposal Project for low - and intermediate level waste in North-Western Russia. International Symposium. Waste management - 99, a Tucson. February 28- March 4 1999.

19. N. Melnikov, V. Konukhin, S. Yufin (1999). Disposal of Radioactive Wastes in geological formation of North-Western Russia. 37 th U.S Rock Mechanics Symposium ISRM. Marrion Mountain
Resort, Vail, Colorado, June 6-9, 1999.



http://www.kolasc.net.ru/russian/innova ... 0/3.12.pdf



См также:

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОДЗЕМНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ЯДЕРНЫХ И РАДИАЦИОННО-ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ В ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМАЦИЯХ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА РОССИИ

http://www.za-nauku.ru/index.php?option ... &Itemid=35


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа


Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB