Верчеба
А.А.,
Комащенко В.И.
Московский
государственный
геологоразведочный
университет, Россия
Геолого-экологические и геоэтические проблемы технологии подземной изоляции высокорадиоактивных отходов
В мире
приняты две
концепции
топливного цикла,
включающего
этап
обращения с
радиоактивными
отходами.
Замкнутый
топливный цикл
предусматривает
переработку
отработанного
ядерного
топлива (ОЯТ),
остеклование
высокоактивных
отходов и их
размещение в
породах
геологических
формаций. Открытый
цикл
предполагает
удаление отработанного
ядерного
топлива в
геологические
формации
после
соответствующей
выдержки,
уплотнения и
упаковки. Так
как его основная
масса представлена
оксидами
урана -235, урана
-238 и наработанного
плутония -239, то
эти изотопы
могут быть
использованы
для
изготовления
новых
топливных
элементов.
Вторичное
использование
топлива
делает
ядерную
энергетику
малоотходной
отраслью
материального
производства.
С
технической
точки зрения
ОЯТ не
является
радиоактивными
отходами
(РАО), потому
что 95% его
состава
может быть
рециклировано.
Это сырьевой
ресурс не
настоящего,
но и будущего.
С развитием
ядерных
технологий
ОЯТ и некоторые
виды
радиоактивных
отходов
окажутся
ценным
энергетическим
сырьем, и
тогда страна,
создавшая их
хранилище,
станет
обладателем
мощных
сырьевых ресурсов.
В
обращении с
высокорадиоактивными
отходами
теоретически
существуют
две геоэтических
проблемы.
Первая - это
установление
паритетных
отношений
между
поколениями
путем выбора
подземной
технологии,
уменьшающей
объем
расходов и
степень
риска
хранения РАО,
передаваемых
будущему
поколению от ныне
живущего.
Вторая
проблема -
это
достижение
этических
отношений
внутри
поколения и,
в частности,
решение
вопросов
распределения
средств и
общественного
участия в
процессе
принятия
решений по
изоляции
отходов. Этот
процесс
определяется
геополитическими
факторами.
В
настоящее
время можно
показать, что
технология
подземной
изоляции РАО
-потенциал
для
обеспечения
требуемого
уровня безопасности
и
длительности
хранения.
Более того,
технология
может быть
обратимой в
отличие от
других
вариантов
избавления
от радиоактивных
отходов.
Принцип
долгосрочной
изоляции
является
средством, с
помощью которого
экосфера
защищается
от большого
количества
токсических
и
радиоактивных
минералов, естественно
представленных
на земле.
Разработана
концепция
обеспечения
баланса
между
радиационной
и
биологической
опасностью
изолируемых
в подземном
пространстве
радиоактивных
отходов и
урана,
извлекаемого
из недр. Эта концепция
основана на
принципе
долговременного
радиационно-эквивалентного
хранения
радиоактивных
отходов с их
концентрированием
в участках
недр
целенаправленно
отработанного
подземного
пространства
урановых
стратиформных
месторождений
в
континентальных
терригенных
формациях.
Данная
концепция
позволяет
избежать естественных
нарушений
природного
уровня радиационной
и
биологической
опасности и сделать
убедительными
доказательства
безопасности
обращения с
РАО, то есть
указывает на
возможность
создания
ядерной
технологии,
приближающейся
к идеалу «внутренне
присущей
естественной
безопасности».
Подземная
изоляция РАО
признается
большинством
зарубежных и
российских
специалистов
наиболее
экологически,
экономически,
этически и
технологически эффективным
способом
изоляции
радиоактивных
отходов от
среды
обитания
человека. Альтернативные
варианты
удаления
радиоактивных
отходов из
экосферы в
настоящее время
не приемлемы.
На
начальном
этапе
подземной
изоляции все
виды
радиоактивных
отходов
кондиционируются,
то есть переводятся
в пригодные
для этой
операции формы.
После
соответствующей
выдержки они
могут быть
направлены
на
долговременное
хранение с
соблюдением
необходимых
условий
экологической
безопасности.
Твердые
и
отвержденные
высокорадиоактивные
(РАО) и ОЯТ
должны изолироваться
от земной
поверхности
в специально
сооружаемых
хранилищах.
Подземная изоляция
радиоактивных
отходов
обеспечивается
системой
мультибарьеров,
включающих в
себя
инженерные и
природные
защитные
зоны. Инженерные
барьеры
(синрок,
матрицы-керамики,
пеналы,
упаковочные
контейнеры и
буферные материалы)
сохраняют
свои
защитные
свойства в
течение
первых сотен
лет.
Природные
барьеры
-элементы
геологической
среды имею более
надежные
изоляционные
свойства. Наиболее
пригодны для
технологии
подземной
изоляции
высокорадиоактивных
отходов
терригенные
породы
осадочных
формаций с
дифференцированным
литологическим
строением и геохимическим
составом, где
проявлены
природные
барьеры.
Возможность
возвращения
РАО к
состоянию энергетических
ресурсов при
долговременном
хранении
является
важным
этическим
моментом, так
как
захоронение
в
геологическую
среду
должно
обязательно
рассматриваться
как
совершенно
неконтролируемый
и
необратимый
техногенный
процесс, представляющий
проблему для
безопасности
будущего
поколения. В
связи с этим
нужно
отметить, что
герметизация
площадки
всегда будет
требовать
особого
решения и что
такое
решение
может откладываться
на
длительное
время после
операций по
размещению
отходов,
чтобы
сохранять обратимость
и гибкость в
технологии
подземной
изоляции РАО,
если это
считается
необходимым.
Термин
«хранение»,
используемый
в данной работе,
означает
такое
размещение
отходов, которое
позволяет
извлекать их
по прошествии
некоторого
времени.
Требования,
которым должны
отвечать
конструкции
хранилища,
чтобы
обеспечить
технологию
извлечения
отходов,
будут
зависеть от
горно-геологических
условий
изоляции,
типа и вида
отходов, местных
условий,
социальных и
этических
факторов.
Таким
образом,
технология
подземной
изоляции
радиоактивных
отходов в
разрабатываемых
урановых
месторождениях
стратиформного
типа
позволяет, в
общем, решить
проблемы геоэтики
при
обращении с
радиоактивными
отходами.
Разработка
уранового
месторождения,
строительство
хранилища в
отработанном
пространстве
и его
эксплуатация
обеспечат
работу населения
на десятки
лет и,
следовательно,
преемственность
деятельности
поколений в сфере
материального
производства
ядерной
энергетики.
Справедливые
этические
отношения
внутри
поколения
при
использовании
технологии подземной
изоляции
определяются
возможностью
привлечения
инвестиций
на строительство
хранилищ и
выделение
материальных
средств на
улучшение
экологического
состояния
районов
подземных
хранилищ высокорадиоактивных
отходов.