О проблеме ОЯТ

В связи с началом строительства "прорывного реактора будущего" БРЕСТ-ОД-300 в рамках проекта Прорыв появилось много восторженных публикаций на тему открывающихся перед нами грандиозных перспектив. В том числе называют этот реактор "безотходным", подразумевая под этим, что из отработанного (облученного) топлива будет выделяться плутоний-239, который можно использовать совместно с ураном-238 для изготовления нового ядерного топлива. Даже оставив в стороне некорректность использования в данном случае термина "безотходный", так как при выделении плутония из облученного топлива и при изготовлении нового топлива отходы всё равно будут, нельзя забывать, что в мире уже накоплено огромное количество ОЯТ: более 370 000 тонн! И это топливо представляет собой огромную опасность, которая не устраняется замыканием топливного цикла.

Сейчас практически всё ОЯТ хранится рядом с АЭС. Так сложилось по причине того, что рядом с любой АЭС существуют хранилища двух типов: мокрого и сухого. Почему рядом с АЭС? Да потому, что транспортировать свежевыгруженное из активной зоны ОЯТ невозможно по причине его высокой активности и температуры! Твэлы с ОЯТ  надо обязательно выдержать под водой несколько  лет для охлаждения и распада короткоживущих нуклидов, вносящих основной вклад в общую активность ОЯТ. Только после этого его можно будет переводить в сухое хранилище. К тому же, при АЭС уже есть специализированная охрана.

Теперь о том, в каком виде хранится ОЯТ. Твэлы с ОЯТ представляют собой металлические трубочки с толщиной стенок 0,5 - 0,6 мм. Толще делать стенки нельзя - они будут поглощать нейтроны и цепная реакция не запустится. В добавок к этому, стенки твэлов с ОЯТ уже на грани разрушения - они частично повреждены коррозией и радиацией. Именно поэтому ОЯТ извлекают из активной зоны реактора, когда выгорание топлива достигает всего лишь 3 - 4%! Так что в этом "отработанном" топливе остается еще 97 - 96% не отработанного (это одна из причин, по которой я считаю более правильно называть извлекаемое из реактора топливо не отработанным, а облученным).

Итак, мы имеем более 370 тысяч тонн ОЯТ в трубочках с толщиной стенки 0,5 мм и уже частично поврежденных коррозией и радиацией. При этом летальная доза ОЯТ - несколько микрограмм. Что делать?

Вариант первый. Ничего не делать, продолжать хранить и накапливать. Что сейчас и происходит. Действующие АЭС работают и строятся новые. Лишь небольшая доля процента нарабатываемого ими ОЯТ перерабатывается на немногочисленных радиохимических заводах с целью выделения отдельных радионуклидов. В основном - плутония. При этом выделении образуется дополнительно значительное количество  радиоактивных отходов (в основном жидких). То есть пока человечество прячет голову в песок. Авось пронесет и "кто-нибудь, что-нибудь придумает" ... А если не придумает, то к концу века как минимум около 1% твэлов, стенки которых уже частично разрушены за время работы в активной зоне,  будет разгерметизировано. Далее процесс пойдет лавинообразно. И жизнь на планете Земля прекратится ...

Вариант второй. Перерабатывать. Правда, как именно - никто толком не знает. При любой химической переработке плутоний остается плутонием. То есть нужна ядерная переработка.

Как видно из рисунка результатом "переработки" является плутоний и радиоактивные отходы (РАО). Плутоний идет либо в бомбы, либо снова в реактор.

Вот тут и возникает сказочка про замкнутый ядерный топливный цикл (ЗЯТЦ). В замкнутом ЯТЦ на радиохимических предприятиях осуществляется переработка ОЯТ с целью возврата в цикл невыгоревшего урана-235, почти всей массы урана-238, а также изотопов энергетического плутония, образовавшихся при работе ядерного реактора. К этим нуклидам можно добавлять природный уран-238, которого гораздо больше, чем урана-235, и делать из этой смеси новое топливо. Получается практически неисчерпаемый источник энергии. Только где здесь переработка в смысле ликвидации радиационной опасности? Скорее наоборот! В ходе переработки возникают безвозвратные потери радиоактивных материалов. "Величина безвозвратных потерь невелика, но они присутствуют практически на всех производствах, где осуществляется экстракция элементов или их разделение. По здравому рассуждению можно обоснованно предположить, что безвозвратные потери существуют всегда, в любых технологических процессах, где происходит воздействие на исходную форму материальных компонентов. Они могут быть большими или малыми, но так, чтобы они были равны нулю, быть не может." ... "Сейчас считается, что безвозвратные потери нестабильных продуктов деления в процессе переработки ОЯТ составляют величину немногим менее 1%."  -  из статьи "Приемлемость замыкания топливного цикла ядерной энергетики" 

Опять же, если попытаться переработать уже накопленные 370 тысяч тонн ОЯТ (что трудно себе даже представить!), то даже 0,1% безвозвратных потерь, которые уйдут в окружающую среду, будет достаточно, чтобы жизнь на  планете Земля прекратилась ...

Вариант третий. Не перерабатывать, но не хранить, а захоронить - закопать на глубину около 500 м в геологически стабильных пластах. "Вот уже несколько десятилетий в Финляндии и Швеции целенаправленно осуществляются стратегии утилизации и ведется сотрудничество в целях нахождения основанного на шведском проекте безопасного решения проблемы захоронения, и в результате в Олкилуото, Финляндия, строится первое в мире глубинное геологическое хранилище отработавшего топлива. Над созданием такого объекта также работают Швеция и ряд других стран." - из статьи Финлядния продолжает строительство первого в мире объекта для безопасного захоронения отработавшего топлива

Недавно  к этому варианту обращения с ОЯТ пришел и Китай: "Китай построит подземную исследовательскую лабораторию РАО".

Третий вариант представляется мне единственно верным в сложившейся ситуации. Нельзя прятать голову в песок и надеяться на авось! Однако, придя к такому выводу приходится признать, что начинать надо уже сейчас с планомерного закрытия всех действующих АЭС, прекращения строительства новых (некоторые страны уже давно не строят у себя промышленные АЭС, в том числе и по причине экономической нерентабельности современных АЭС) и строительства подземных захоронений. При этом надо помнить, что закрытие АЭС это тоже непростая задача и весьма дорогостоящая (см., например Вывод из эксплуатации: конец атомной катастрофы?). Так стоит ли перекладывать её решение на потомков? 

Автор: ВИВас