Доклад об утилизации ядерного судна — на сайте «Беллоны»

37dafdc83aea18df8009f743a636d34d.jpeg Photo: Rashid Alimov

Юрий Черногоров считает, что для приведения судна в безопасное состояние, хранилище ОЯТ «Лепсе» нужно просто залить специальной радиационно-стойкой бетонной смесью без выгрузки из него ОЯТ.

— «Лепсе» — особое судно. Всё ОЯТ, находящееся в его хранилище, аварийно. Выгрузить его штатным способом невозможно, — говорит Юрий Черногоров. В 1980-96 годах Черногоров работал главным технологом Специальной группы технадзора Мурманского Морского пароходства. В его обязанности входила, в том числе, перезарядка реакторов атомных ледоколов, ОЯТ которых с 1963 по 1981 год передавалась в хранилище «Лепсе».

–> Строительство «Лепсе» началось в 1934 году. Во время войны недостроенное судно затопили, а в 1961 году переоборудовали в плавучую техническую базу перезарядки реакторов атомных ледоколов. Хранилище ОЯТ «Лепсе» состоит из корпуса, в котором размещены два бака. В заполненных водой пеналах и кессонах этих баков размещено ОЯТ.

Судно выработало свой ресурс к 1981 году и было выведено из эксплуатации. Однако аварийное ОЯТ остается в его хранилище до сих пор.

—Ещё в 1989 году мне была поручена утилизация «Лепсе». Из-за нехватки средств удалось выполнить только первый этап, — рассказывает Юрий Черногоров.

c8971090a7a72f5a2a7d2e5806a01d06.jpeg

В октябре 1991 года под руководством Черногорова в пространство между баками с ОЯТ было уложено 208 тонн бетона: нужно было отвердить радиоактивную воду, попавшую туда из пеналов и кессонов во время шторма в Карском море. Кроме того, с помощью бетона были упрочнены баки и улучшена радиационная обстановка в помещении хранилища.

Концепция Минатома
Подобных «Лепсе» плавтехбаз в России ещё восемь, и принадлежат они Военно-Морскому Флоту. Установленные сроки службы всех этих плавтехбаз (проекты 326 и 326М) давно истекли. Все они — в тяжелейшем радиационно-техническом состоянии.

—Им по сорок с лишним лет, проржавевшие. Это, в первую очередь, ПМ-32 и ПМ-80 на Тихом океане, из которых топливо уже выгружено. Из ПМ-80 топливо выгружали в 2000 году, но при выгрузке высокоактивные части сборок рассыпались внутри баков. Теперь работать в хранилище стало практически невозможно, — говорит Юрий Черногоров.

Системы радиационного контроля, обеспечения ядерной безопасности и системы живучести этих судов находятся в нерабочем состоянии и восстановлению не подлежат.

Существующая концепция утилизации плавтехбаз, разработанная Минатомом, предполагает, прежде всего, приведение их в ядерно-безопасное состояние за счет выгрузки из их хранилищ ОЯТ. После выгрузки ОЯТ проводится дезактивация радиационно-загрязненного оборудования, систем и помещений, разделка их на фрагменты, — которые будут представлять собой твердые радиоактивные отходы (ТРО), характерные радионуклиды которых будут представлены Cs-137 и Sr-90, — и укладка полученных ТРО в защитные контейнеры. Разделываются на секции и, далее, на мартеновский кусок и чистые части судов, с передачей их, после радиационного контроля, в качестве металлолома на металлургические предприятия.

301b627f2720c5b14904b656f37fb11d.jpeg

Аварийное ОЯТ
В феврале 1965 года произошла авария на атомном ледоколе «Ленин»: в результате ошибки, допущенной операторами, активная зона в одном из реакторов была на некоторое время оставлена без воды. Это вызвало частичное повреждение примерно 60% отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС). На плавтехбазу «Лепсе» смогли выгрузить только 95 сборок — которые хранятся в ней до сих пор.

Всего в настоящее время в хранилище ОЯТ «Лепсе» в пеналах двух баков размещены 621 ОТВС, сроки хранения которых составляют 39-24 года и выгрузка которых штатным способом невозможна. В кессонах этих баков размещены 18 аварийных ОТВС с уже разорванными чехловыми трубами, выгруженные из реактора атомного ледокола «Сибирь» в 1980 году из реактора атомного ледокола «Ленин» в 1981 года.

—Активную зону в реакторе номер два «Сибири» «пережгли», — были превышены нормы её энерговыроботки, — в результате чего одиннадцать сборок штатным способом не выгружались из-за того, что «распухли» их чехловые трубы, — вспоминает Юрий Черногоров. При этой перезарядке именно ему было поручено выгрузить первую из этих аварийных сборок.

e7e835ec92913343dfcd9ae5dba4ef29.jpeg

—Когда я втащил первую сборку, из неё вывались металлические части. Сборку выгрузили в контейнер, но закрыть шибер (задвижку контейнера) не удалось. Я выгнал всех из отсека. Выдвинул сборку из контейнера на всю длину её активной части: и собственными глазами увидел, что чехловая труба оторвана, а активная часть имеет вид веника. Диаметр такого «веника» значительно превышал внутренний диаметр пенала.

После тщетных попыток поместить сборку в пенал, её решили вместе с остальными аварийными сборками «Сибири» поместить в кессоны бака. Часть деталей активных частей аварийных сборок (около 600 штук) осталась в реакторе «Сибири». Такая же ситуация сложилась в 1981 году при выгрузке ОЯТ из реактора ледокола «Ленин».

—В один из кессонов поместилось девять сборок. Не лезли они, их вколачивали туда «против шерсти» кувалдой. При этом были загнуты и сплющены головки нескольких сборок. Наверняка были деформированы и разрушены пучки тепловыделяющих элементов, — говорит Юрий Черногоров.

Возможна ли выгрузка?
Как доказывает в своем докладе Юрий Черногоров, выгрузка аварийных сборок как из пеналов, так и из кессонов без разрушения их активных частей выполнена быть не может. При выгрузке пучки тепловыделяющих элементов обязательно разрушатся, и элементы выпадут обратно в кессоны и пеналы. Удалить их оттуда будет вообще невозможно из-за огромных индивидуальных и коллективных доз, которые персонал получил бы при выполнении этой работы.

543430c3a55dcb49cee7c272e6bc7b85.jpeg Photo: Alexander Raube

В 1997 году при попытке выгрузить аварийные сборки из кессона произошло тяжелейшее загрязнение самой плавтехбазы «Лепсе», стоявшего рядом атомного ледокола «Россия» и причала, у которого находилась «Лепсе». При передаче выгруженных сборок на хранение на плавтехбазу «Имандра», было загрязнено хранилище «Имандры» и вода его контура охлаждения.

Если сборки из кессонов будут выгружаться, то при неблагоприятном направлении и силе ветра возможно радиационное загрязнение жилого района Нижняя Роста, расположенного в непосредственной близости от РТП «Атомфлот», и других прилегающих территорий и акватории Кольского залива, а также акваторий и территорий Норвегии и Финляндии, чего эти государства справедливо опасаются.

Автор доклада настаивает на том, что работы на «Лепсе» нельзя проводить на РТП «Атомфлот» вблизи от жилых кварталов Мурманска.

Разделать на фрагменты корпус хранилища ОЯТ, заполненного бетоном, из-за больших габаритов, массы около 500 тонн и слишком большой толщины стенок также невозможно.

—Вырезать из корпуса и выгрузить хранилище ОЯТ целиком и разместить его в защитном контейнере не получится по тем же причинам, — говорит Юрий Черногоров. — Крана с такой грузоподъемностью просто нет.

Предложения
Для приведения хранилища ПТБ «Лепсе» в ядерно-радиационно безопасное состояние без выгрузки из него ОЯТ, Юрий Черногоров предлагает применить метод создания дополнительных биологических и иммобилизационных (фиксирующих) инженерных барьеров.

—Внутрь кессонов и внутрь баков в пространство между пеналами нужно залить специальную радиационно-стойкою бетонную смесь, после чего вырезать из плавтехбазы «Лепсе» блок с хранилищем ОЯТ и смежной цистерной, в которой содержались жидкие радиоактивные отходы, — говорит Юрий Черногоров.

Таким образом, вырезан будет блок корпуса «Лепсе» от борта до борта, и поставлен на судовозные тележки. При такой технологии подъемный кран задействовать не нужно.

Бетонная смесь была разработана группой специалистов при участии Юрия Черногорова в 1993-1999 годах.

—Я понял, что нужен бетон. Но обычный бетон не подходил: он недостаточно воздухопроницаем. Его нужно было облагородить. Бетон — это цемент, песок и вода. Под действием гамма-излучения происходит радиолиз, и вода разлагается на газы (по закону Авогадро — 22,4 литра газа из 18 грамм воды). А в кубометр бетона идет 120 литров воды, то есть на кубометр бетона получается 150 тысяч литров газа. Этот газ не может выйти наружу, накапливается, образует микротрещены и разрывает бетонный монолит изнутри. С этой проблемой сталкиваются на всех наших хранилищах радиоактивных отходов, на атомных станциях. На Мироновой горе, на Ленинградской АЭС, — говорит Юрий Черногоров. Специальная смесь с включением шунгизита, применение которой он отстаивает — газопроницаема, но при этом водонепроницаема.

Кроме того, в этой смеси равномерно распределен карбид бора — поглотитель нейтронов, — который исключит возможность возникновения взрывной самоподдерживающейся цепной реакции, выход радионуклидов из хранилища ОЯТ в окружающую среду и обеспечит радиационную и экологическую безопасность при хранении на открытых площадках до 500 лет и на тысячи лет при захоронении блока в сухих могильниках. Смесь испытана на поглощенную дозу 6000 Мрад при мощности дозы гамма-излучения 110—86 рад/сек. Такой материал по своим свойствам вполне подходит для постройки хранилищ радиоактивных отходов и ОЯТ.

Для исключения коррозии металла корпуса блока плавтехбазы и обеспечения радиационной безопасности при хранении наружные поверхности блока покрываются слоем смеси.

—Эта смесь и технология её применения были разработаны на основе опыта, полученного в 1991 году при заливке бетона в межбаковое пространство «Лепсе». Подобную смесь применили в Палдиски, — вспоминает Юрий Черногоров.

В 1994 году президент Эстонии Ленарт Мери на встрече с президентом России Борисом Ельциным в Москве договорился о приведении в безопасное состояние реакторных отсеков атомных подводных лодок (АПЛ) 93го Учебного центра ВМФ СССР в городе Палдиски в 50 километрах к западу от Таллина. Юрий Черногоров как ведущий инженер-технолог темы, участвовал разработке технологии этих работ.

Два наземных прототипа реакторных отсеков АПЛ первого и второго поколений с действовавшими в них ядерными энергетическими установками были приведены в безопасное состояние и законсервированы с использованием бетонной смеси.

—Другим вариантом было использовать не бетонную смесь, а смесь на основе фурфурола. Именно это предлагал НИКИЭТ, но фурфрол — это нервно-паралитический яд, и применение его крайне опасно для здоровья: на производстве фурфурола работники к концу смены часто падают в обморок. Кроме того, смесь на основе фурфурола вышла бы почти в сотню раз дороже, — говорит Юрий Черногоров.

Когда работы были окончены в сентябре 1995 года, президент Эстонии Ленарт Мери, стоя на бетонном саркофаге над одним из этих отсеков утвердил приемный акт без замечаний.

Дискуссия
—Я считаю, что по утилизации «Лепсе» необходима широкая дискуссия с участием экологов, физиков, специалистов по радиационной безопасности, Мурманской администрации и Минатома, — говорит Юрий Черногоров.

Рашид Алимов

rashid@ecoperestroika.ru