Стратегия ГК Росатом по обращению с ТРО (ВАО) в отделении Гремиха СЗЦ «СевРАО» филиал ФГУП «РосРАО».
1 Стратегия ГК Росатом по обращению с ТРО (ВАО) в отделении Гремиха СЗЦ «СевРАО» филиал ФГУП «РосРАО». Степеннов Б.С., НИЦ Курчатовский институт В июле 2003 г. представители ФААЭ, СЗЦ «СевРАО», ОАО «НИКИЭТ» и НИЦ «Курчатовский институт» совместно с французскими специалистами во главе с А. Турниоль дю Кло посетили БТБ в п. Гремиха. Ознакомившись с состоянием инфраструктуры и хранения ОЯТ и РАО, французская сторона подтвердила свое намерение об оказании технической и финансовой поддержки по реабилитации объекта. В первую очередь это относилось к обращению с ОЯТ и высокоактивным ТРО (ВАО), которые хранились на объекте в нештатных условиях. С учетом разработок Стратегического мастер плана ( СМП ) начался длительный этап практического сотрудничества с Комиссариатом по атомной энергии (КАЭ), фирмой АРЕВА (Франция) и другими странами донорами по решению комплекса проблем по обращению с ОЯТ и РАО (проект «Гремиха»). В связи с ограниченными финансовыми средствами ответственные представители ГК «Росатом» и КАЭ приняли решение сосредоточить совместные усилия в первую очередь на работах по обращению с ОЯТ АПЛ ВВР и получению конечного результата вывоз накопленного ОЯТ на переработку. Прошло 10 лет. В период с 2003 по 2012гг. усилиями специалистов Российской Федерации, Франции, Европейского банка реконструкции и развития, Европейской комиссии, США, Италии и при их технической и финансовой поддержке были созданы необходимые и достаточные условия, которые обеспечили подготовку и безопасный вывоз с объекта всех ОТВС АПЛ ВВР в количестве 898 штук и комплекта ОЯТ из реактора 900 АПЛ типа Альфа. В настоящее время в отделении Гремиха СЗЦ «СевРАО» продолжаются работы по подготовке к вывозу ОЯТ из оставшихся 10 комплектов ОВЧ. Одновременно в связи с ожидаемым в 2014г. вводом в опытную эксплуатацию регионального центра кондиционирования и долговременного хранения РАО в н.п. Сайда начинается процесс по обращению с РАО, включая и высокоактивные ТРО. Цель обращения с ТРО (ВАО). - Повышение радиационной безопасности и улучшение экологической обстановки в Северо - Западном регионе России; - Уменьшение риска распространения высокорадиоактивного материала; - Обеспечение длительного хранения ТРО (ВАО) в региональном центре кондиционирования и долговременного хранения РАО ( РЦКДХ РАО ) в н.п. Сайда, Мурманской области. Исходные данные ТРО (ВАО) в отделении Гремиха СЗЦ «СевРАО». В процессе проведения комплексных инженерных и радиационных обследований зданий, сооружений, территории и акватории объекта были 1
2 оценочно определены объёмы РАО, их удельная активность, что позволило отнести их к категориям, САО, ВАО. В таблице 1 приведена оценка общего количества РАО Место нахождения ТРО Здание 19 Здание 17 Плавемкость ПЕК-50 Здание 1. Два внешних приямка 1 и 2 Таблица 1. Оценка общего количества РАО в отделении Гремиха Объект ТРО Металлические контейнеры в технологическом зале и около здания. Около 600 шт. по 1,5 м 3 50 шт. по 1м 3 Металлические контейнеры в «саркофаге» 2 шт. по 1,5 м 3 Гильзы термопар и СУЗ Трубопроводы, арматура, наносы на полу подвала и трубного коридора Цементированные ЖРО на 1 этаже 2 бочки по 200 л. Емкости для ЖРО Объем ТРО м 3 Удельная активность (уровни излучения) Категория СПОРО До 5 Зв/ч Требуется дополнительное обследование 5 До Бк/кг (наносы) ВАО САО 0,4 До 120 мк3в/ч До Бк/кг до 35 мк3в/ч Гильзы термопар и СУЗ 1 От 10 до 100 ВАО 123 шт. Зв/ч в обоих САО 2 приямках 98 шт. Общая активность до Бк Транспортные контейнеры 50 До 120 мкзв/ч тип 6. Транспортные контейнеры 2 До 50 мкзв/ч САО тип 6 Грунт (17 8 0,4) 54 От 10 4 до 10 7 САО Бк/кг Бетонные блоки ограждения 30 До Бк/кг Грунт на площади около 50 От 10 3 до м 2 Бк/кг Транспортные контейнеры тип 110 До Бк/кг САО 6 и 11 с 2010 г., бетонные контейнеры и грунт под ними у зд.1 Приемные гнезда зд. 1 под скалой у здания 1Б ЖРО между доком и зданием 1Б Зона между скалой и зданием 1А Окрестности ПВХТРО ПВХТРО Бетонное покрытие (400 м 2 ) 0,2 м Грунт (350 м 2 ) 0,1 м 35 До Бк/кг Грунт (1500 м 2 ) 0,1 м 150 От 10 4 до 10 7 Бк/кг САО, 80 До Бк/кг САО, 2
3 Нижние блоки ограды (0,6 0,6 60 м) 22 До 10 7 Бк/кг САО, Содержимое бетонных и железобетонных контейнеров, 6 Требуется обследование ВАО, САО в том числе СУЗ Бетонные контейнеры (12 шт.) 50 Требуется обследование Содержимое металлических контейнеров 10 Требуется обследование. САО ВАО До 10 мкзв/ч Ловушки с шихтой (21 шт. по 0,5 м 3 ) 10 До 10 мкзв/ч САО Транспортные контейнеры 4 До 0,5 мкзв/ч тип 6 и 11 Видно, что основной объем радиоактивных материалов относится к категории и САО. Особый интерес представляют высокоактивные отходы ( ВАО ). В основном это поглощающие материалы из европия в составе стержней управления реактором (СУЗ). Относительно размещения ВАО в отделении Гремиха их можно разделить на две группы. К первой группе относятся ВАО, находящиеся в местах нештатного хранения, а именно: в двух приямках у здания 1, в саркофаге в здании 19, в бетонных и металлических контейнерах на открытой площадке ПВХТРО. К этой группе можно отнести и ловушки с шихтой, активность некоторых из них находится на стыке САО/ВАО. К сожалению, достоверных данных первой группы ВАО и по количеству и по активности недостаточно. Предстоит провести дополнительные обследования. Ко второй группе ВАО относятся материалы, находящиеся в составе отработавших выемных частей (ОВЧ) реакторов с жидкометаллическим теплоносителем. Как и в первой группе определяющими являются стержни СУЗ. Состав стержней СУЗ в ОВЧ на примере АПЛ пр. 705 представлен в табл. 2. Таблица 2. Характеристики стержней СУЗ. Параметры СУЗ Стержни АР КС АЗ Число стержней в реакторе, шт Состав поглощающего материала EuB 6 + CrB 2 EuB 6 + CrB 2 Содержание, кг Eu 5,5 кг, B 2,5 кг Eu 1,2 кг, B 2,5 кг Радиационные параметры ОВЧ Радиационный потенциал ОВЧ ТРО ( ВАО ) зависит от глубины выгорания топлива, т.е. от энерговыработки ресурса активной зоны реактора [1]: заказа Энерговыработка, 3
4 % 105 (блок 120) 46,2 105 (блок 125) 14, , , , , ,9 Далее в таблицах 4 и 5 представлены данные по материалам, определяющих радиационный потенциал ОВЧ ТРО ( ВАО) [2]. Величины активности относятся к ОВЧ заказа 106, имеющую наибольшую энерговыработку, и рассчитанные на 2025 г. с учетом радиоактивного распада и накопления нуклидов. Таблица 3 Содержание изотопов европия в стержнях СУЗ ОВЧ 106 (2025 г.). Нуклид Активность, Бк 152 Eu 8, Eu 1, Таблица4. Содержание продуктов активации в металлоконструкциях ОВЧ заказа 106 (2013 г.) Активность, Бк Нуклид Стальная решетка под Стальная облицовка а.з. а.з. 60 Со 2, , Ni 2, , Ni 2, , Обращение с ОВЧ ТРО ( ВАО). Контейнер ТУК 143. Контейнер ТУК 143 [3] предназначен для размещения ОВЧ как в сборе, т.е. включая ОЯТ, ЖМТ, стержни СУЗ и конструкции а.з. проектов 645, 705 и 705К, загруженных в баки хранения с эвтектическим сплавом свинец-висмут в «замороженном» состоянии, так и без ОЯТ и сплава ЖМТ, но в комплекте со стержнями СУЗ и конструкциями а.з. ( ОВЧ ТРО (ВАО). 4
5 После слива ЖМТ и выгрузки ОЯТ из а.з. реактора МЭД γ- излучения на поверхности ОВЧ существенно возрастает из-за отсутствия поглощающих материалов топливных кассет и теплоносителя. Для восстановления допустимой МЭД на поверхности ОВЧ свободное пространство между гильзами со стержнями СУЗ заполняют тяжелым бетоном плотностью до 2,5 т/м 3. Перед заливкой бетона по предложению специалистов КАЭ (Франция) в полости а.з. устанавливают стальную емкость, в которую вварены 27 чехловых труб, накрывающих и предохраняющих от повреждений гильзы со стержнями СУЗ. Это техническое решение позволит будущему поколению извлечь при необходимости стержни СУЗ. Подготовленную таким образом ОВЧ ТРО (ВАО) устанавливают в бак хранения[4]. В бак хранения должны быть также загружены высокоактивные ТРО (более 100 мзв/ч каждая) из состава конструкции а.з.: нижняя опорная плита, фильтр и крепежное оборудование, демонтированные при выгрузке ОЯТ. Однако это решение не окончательное. В настоящее время в проработке находится несколько вариантов размещения высокоактивных компонентов конструкции а.з. реактора для обеспечения их вывоза и длительного хранения в РЦКДХ РАО в н.п. Сайда. Стратегия обращения с ТРО (ВАО) в отделении Гремиха. При разработке Стратегического мастер плана ( СМП ) было определено, что все высокоактивные отходы ТРО (ВАО), накопленные и вновь образующиеся в Северо Западном регионе России, будут размещаться на длительное хранение в одном месте. Таким местом хранения был определен РЦКДХ РАО в н.п. Сайда, создаваемый в регионе с технической и финансовой помощью немецкой стороны. Поступающие в РЦКДХ РАО высокоактивные отходы должны быть подготовлены на месте их образования с учётом критериев приемлемости радиоактивных отходов, подлежащих размещению в РЦКДХ РАО. Госкорпорация Росатом относительно обращения ТРО (ВАО), находящегося в отделении Гремиха, приняла важные стратегические решения. Первое решение связано с выбором места разборки, выгрузки и переработки ОЯТ из ОВЧ, включая и подготовку вновь образующихся ТРО (ВАО) к длительному хранению. Ранее (2008г.) ГК Росатом, проанализировав технические, экономические и политические ( согласие Губернаторов областей ) факторы, обеспечивающие обращение ОЯТ и ТРО (ВАО), определил таким местом НИИАР, г. Димитровград. Однако достигнутые к 2012г. в отделении Гремиха успехи при выполнении работ по реабилитации РБ АПЛ заказа 910, выгрузке реактора из РБ АПЛ заказа 900 с последующей разборкой реактора и выгрузкой ОЯТ из активной зоны, явились серьёзным основанием для руководства ГК Росатома повторно вернуться к рассмотрению вопроса о месте разборки и выгрузке ОЯТ из ОВЧ. Действительно в период с 2008 по 2012 годы при технической и финансовой поддержке ГК Росатом, Франции и США была проведена модернизация комплекса перегрузки ОВЧ, создан стенд, разработана и освоена персоналом технология разборки реактора и выгрузки ОЯТ из активных зон с обеспечением ядерной и радиационной безопасности.. Созданная инфраструктура и наличие квалифицированных кадров явились для руководства 5
6 ГК Росатом основными факторами при определении отделения Гремиха СЗЦ СевРАО местом обращения с оставшимися ОВЧ в количестве 10 штук. Выгруженное топливо из ОВЧ в модернизированных контейнерах ТУК- 108/1 будет направляться на переработку в ФГУП ПО «Маяк». Соответственно работы по консервации высокоактивных отходов в составе ОВЧ без ОЯТ и размещение его в ТУК-143 ложатся на плечи специалистов СЗЦ «СевРАО» в отделении Гремиха. Второе решение связано с выбором контейнера для размещения стержней СУЗ. Специалистами предлагалось большое количество технических решений, начиная от разработки новых типов контейнеров до использования существующих. ГК Росатом принял решение использовать контейнеры ТУК-108/1 по размещению в них стержней СУЗ, транспортировки и длительного хранения их на РЦКДХ РАО в н.п. Сайда. В настоящее время не решенным остаётся вопрос по обращению с шихтой в ловушках. В соответствии с критериями приемлемости данный тип РАО не может быть принят на хранение в РЦКДХ РАО. Есть надежда, что и эта проблема будет решена в ближайшие годы. Резюме. Принятые Госкорпорацией «Росатом» стратегические решения по обращению с ОЯТ и ТРО (ВАО) в отделении Гремиха СЗЦ «СевРАО» позволят снизить риск ядерной и радиационной опасности, приведут к улучшению экологической обстановке в Северо-Западном регионе России и уменьшению риска распространения высокообогащенного топлива и высокоактивных ТРО. Используемая литература. 1. Разработка материалов, обосновывающих допустимость длительного хранения в ПДХРО б. Сайда реакторных блоков зав. 900 и 910 и блока ХОЯТ ПТБ «Лепсе» с не выгруженным ЯТ. Отчет по НИР РНЦ «Курчатовский институт» инв /11. М., Радиационный потенциал реакторных отсеков АПЛ с ЖМТ с выгруженными и не выгруженными активными зонами. Отчет ГНЦ ФЭИ. Инв /130. Обнинск, Комплект упаковочный транспортный ТУК-143.Пояснительная записка. Конструкция и основные характеристики РТ5022ПЗ. ФГУП РФЯЦ-ВНИИТФ им. академика Е.И. Забабахина, Адаптация (дополнение) положения о критериях приемлемости РАО к реальному составу материалов ОВЧ без ОЯТ. Отчет НИЦ КИ, Москва, 2013г 6