Ядерное наследство Обамы - II

Подробная и поучительная история Waste Isolation Pilot Plant (WIPP),  как с точки зрения технологии хранения ядерных отходов, так и с точки зрения того, какие ошибки может вызывать так называемый «человеческий фактор».

Да, чтобы не было путаницы в терминологии, давайте сразу разберемся, что имеют в виду под словами «ядерные отходы» господа американцы. В России все как-то просто и логично: есть низко активные отходы – НАО, есть средне активные отходы – САО, и есть высоко активные отходы – ВАО. Если речь идет о радиоактивных отходах «вообще», без какого бы то ни было разделения по степени активности, то и в этом случае аббревиатура совершенно логична: РАО. Разграничение математически точное, дается просто по степени интенсивности излучения. В США власти придумали нечто куда как более запутанное, отчего их же атомщики вот уже много лет пытаются откреститься, но истеблишмент с завидным упорством продолжает придерживаться этой неудачно, сугубо бюрократической придумке.

Waste Isolation Pilot Plant, Фото: santafenewmexican.com

Ядерные отходы в США учитываются раздельно – они у них «военные» и «гражданские». Все отходы, полученные в результате трудов праведных Пентагона, находятся в ведении Министерства энергетики США – оно этими отходами и занимается. Источники отходов от ядерного оборонного комплекса (что у них, что у нас):

В СССР и в России – ВАО, САО, НАО. Без «философии», как, в результате чего появился тот или иной вид радиоактивного вещества, просто по степени излучения. В Штатах РАО, находящиеся в ведении Министерства Энергетики (далее – МЭ) классифицируют по следующим характеристикам:

Совершенно естественно, что при такой путанице РАО учитывать очень сложно, данные постоянно путаются, переписываются из одной категории в другую. Мало того, РАО, находящееся в ведении МЭ, хранится на разных площадках, на разных производствах, в разном виде. В России как-то скучно: написано, что из Мурманска на «Маяк» привезли сколько-то тонн ВАО – и уже все понятно. А в Штатах – занимательно и не скучно.

«Из такой-то лаборатории перевозится ХХХ тонн циркониевых трубок твэлов, в которых было ХХ тонн низкообогащенного урана в виде карбидного топлива с примесями бора и графита, эти трубки давали среднюю энерговыработку».

И сидит американский атомщик перед листом с таблицей, ломая голову – куда бы это вписать… зачем, почему – науке неизвестно.

Инфраструктура WIPP, Фото: allthingsnuclear.org

WIPP – это объект, находящийся в ведении федерального правительства США, хранить там намерены РАО, которым занимается МЭ. Собственно, по этой причине мы и привели лабиринт классификаций РАО по-американски – чтобы попытаться понять, что же везут на хранение в WIPP. Очевидно, что полный перечень профессионально классифицированного  этого «ценного имущества» занимает несколько томов, но есть обстоятельство, которое значительно упрощает задачу.

92% ВАО, находящегося в ведении МЭ, хранится на объектах в Саванна-Ривер-Сайт и в Хэнфорде, где эксплуатировались  реакторы, нарабатывавшие оружейный плутоний. Тем не менее, давайте просто зафиксируем как факт: в основе американской системы классификации РАО лежит не реальная опасность этих РАО для человека и для окружающей среды, а ведомственные игры МЭ и Комиссии по ядерному регулированию, которая отвечает за обращение с РАО коммерческого происхождения (напомним, что все АЭС США находятся в частной собственности). Что из этого получается? Да вот классический пример определения ВАО (высоко активных отходов) от американского Агентства по охране окружающей среды:

«ВАО – вещества, содержащие продукты деления в достаточной концентрации». И – ни одной цифры по поводу того, что это Агентство считает «достаточной концентрацией», а что – «недостаточной».

Наш журнал часто критикуют за часто выражаемое неуважение к тому, что вытворяют американцы в своем атомном проекте, потому в этот раз комментариев не будет – просто факты.

Что МЭ собирается поэтапно переместить в WIPP? Это ведомство заявляет, что намерено разместить в этом хранилище НАО из военных лабораторий и производственных цехов, а так же трансурановые элементы, но соответствует ли это действительности, сказать трудно – по вышеизложенным причинам. Так или иначе, но МЭ планирует разместить в WIPP следующее:

Только от перечисления – волосы дыбом, поскольку общая активность всего перечисленного составляет 836 миллионов кюри.

А еще есть почти тонна цезия и стронция, упакованного в специальные стальные капсулы с общей активностью еще в 78 млн кюри. Но и это не все: МЭ занимается еще и трансурановыми отходами – вторичными отходами при производстве ядерных материалов. В каком виде эти трансураны накопились? Защитная спецодежда персонала, бумага, тряпки, стекло, инструменты и оборудование. Грунт, загрязненный при утечке трансурановых элементов – бывало и такое в атомном проекте Америки. Отходы, хранившиеся в приповерхностных траншеях до 1970 года (в тот год экологам и «зеленым» удалось законодательно прекратить подобного рода практику). Такое добро делится на 2 категории: контактного и дистанционного обращения, то есть небольшая часть (около 3%) перечисленного фонит так, что без спецзащиты к нему и прикасаться-то нельзя без смертельного риска. В грунте, который предстоит теперь захоронить, еще и полным-полно химически ядовитых компонентов. Прелестно, просто прелестно. Не так ли? РАО контактного обращения – это 70 тысяч кубометров перечисленного «мусора», РАО дистанционного обращения – еще 2 500 кубометров.

Коротко опишем, как они решили бороться с этой проблемой. Надо отдать американцам должное: впервые они задумались об этом еще на заре атомного проекта, в 1955 году. Впрочем, тогда это были еще не американцы, а янки… В том году Комиссия по атомной энергии США обратилась в Национальную академию с просьбой изучить возможность подземного захоронения РАО. Уже в 1956 академики отчитались: если хоронить РАО под землей, то лучше всего – в толще каменной соли. Соль – сухая, у нее отличная теплопроводность (то есть она сможет быстро отводить тепло от греющихся РАО), под давлением земной толщи сверху соль становится пластичной, благодаря чему сможет «залечивать» возникающие трещины, дефекты и прочие нарушения. После загадочного перерыва почти в полтора десятка лет ученые Окриджской приступили к экспериментам, чтобы подтвердить эту теорию. Что за эксперименты?

Американская почтовая марка, 1955 год, Фото: 123RF.com

Подземные ядерные взрывы в слоях соли позволяли моделировать поведение будущего хранилища РАО. Удержит ли соль радиацию, как соль будет себя вести при повышении температуры (РАО не только излучают радиацию, но еще и выделяют довольно большое количество тепла), справится ли соль с разгермитизацией бочки с жидкими отходами – подземные ядерные взрывы позволяли получать ответы на такие и им подобные вопросы. К 1970 году эксперименты были закончены, вывод был вполне оптимистичным: толщи соли способны надежно хранить РАО на протяжении ближайших 225 миллионов лет. Оставалось только найти подходящее место и приступить к обустройству хранилища. К 1974 году поиски закончились. Штат Нью-Мексико, 42 км от города Карлсбад. Пласт соли – толщиной в километр, минимальная для США плотность населения, минимальное вмешательство человека в жизнь каменистой пустыни. Пласт соли начинается в 500 метрах от поверхности земли, имеет небольшой наклон, грунтовые воды ниже пласта соли еще на 300 метров, дождей практически нет, рек и озер – нет. Полное соответствие самым жестким требованиям МАГАТЭ, все в порядке.

Прошло еще 7 лет, и в 1981 году Штаты приступили к строительству WIPP. Первый груз с РАО прибыл на место 21 мая 1999 года. Да, хронология основательно затянута, но вот так решила действовать федеральная власть США, нам остается только коротко повторить даты. 1956 – возникновение «соляной теории», 1969 – окончание экспериментов, 1974 – определение места для будущего объекта WIPP, 1981 — начало строительства, 1999 – сдача объекта в эксплуатацию. Удивляет еще и финансовая арифметика: каждый год строительства WIPP  обходился бюджету США в 1 миллиард долларов. 19 лет строительства – 19 миллиардов долларов. Для сравнения: строительство новейшего сухого хранилища ОЯТ в Железногорске, закончившееся в 2013 году, обошлось России в 16 миллиардов. Но – рублей. Но и в этом случае комментариев от нашего сайта не будет.

Карта расположения хранилища WIPP и геологическое строение региона расположения WIPP.

Как выглядит WIPP, наглядно видно на фотографии, добавим некоторые цифры.

К месту расположения хранилища пройдены 4 вертикальных ствола: один – для подачи извлекаемой соли, еще один — для спуска транспортируемых РАО, и еще два – подача воздуха и вентиляция. Хранилище, общий объем которого составляет 165 тысяч кубометров, состоит из 10 так называемых «панелей», в каждой из которых 7 камер. Камера – это емкость длиной 90 метров, высотой 4 метра и шириной 10 метров. Панели крепятся анкерной крепью с длиной болтов от 2 до 3 метров и арматурной сеткой. МЭ США гарантирует безопасное хранение РАО на протяжении десяти тысяч лет. Некоторые камеры в панели №1 в 1986-1988 годах закреплены во второй и даже в третий раз, чтобы удержать отделяющуюся соль от падения. В настоящее время рассматривается необходимость проведения таких же работ во всех остальных панелях.

Комментариев от «Геоэнергетики» снова не будет. Просто еще разок: гарантии выданы на десять тысяч лет, первый ремонт начался до начала эксплуатации.

По внешнему периметру хранилища установлен защитный барьер из гранита толщиной 7,6 метра и длиной более 5 километров, а также защитный грунтовый вал высотой 10 метров и шириной 30 метров. Внутри барьеров – многочисленные датчики, контролирующие состояние объекта и попытки несанкционированного проникновения. Идея использования WIPP проста и совершенно логична: радиоактивные грузы поступают в камеру до ее полного заполнения, вход баррикадируется, после чего грузы идут в следующую камеру, пока не заполняется вся панель. «Запечатывается» панель – начинается заполнение следующей.

Начало работы WIPP было весьма удачным – планы реализовывались один  за другим, все были довольны ходом событий. Достаточно припомнить заголовки СМИ того времени по этой теме:

10.04.2012: «Решение проблемы трансурановых отходов из Лос-Аламоской лаборатории близко к завершению».

16.05.2012: «Решение проблемы трансурановых отходов в США идет с опережением графика».

20.08.2012: «WIPP  второй год подряд получает экологическую премию». «Программа вывоза РАО из Окриджа выполнена на ¾».

Ну, и так далее. США наглядно демонстрировали всему миру мощь своих ядерных технологий и способность справляться с самыми непростыми проблемами.

Фото: michaelwilsonblog.com

В 2013 году в России увидела свет статья профессора Бориса Николаевича Голубова, кандидата геолого-минералогических наук, старшего научного сотрудника Института динамики геосфер РАН с длинным, зато много говорящим названием.

«Активизация соляного карста и угроза обводнения хранилища WIPP, спровоцированные подземным ядерным взрывом «Гном».

Профессор Голубов, в отличие от многих американских специалистов, не прошел мимо простого факта: от эпицентра «Гнома» до места расположения WIPP по прямой всего … 7 км. Статья написана сугубо научным языком, но вывод вполне понятен. На основании новых данных гидрогеологических, сейсмологических и радиохимических исследований очевидно, что подземный ядерный взрыв «Гном» в сочетании с другими факторами техногенного воздействия на массив горных пород предопределил активизацию соляного карста и угрозу ожидаемого обводнения WIPP. Статья осталась практически незамеченной, хотя двойное и тройное укрепление потолков камер и панелей, которыми вынуждены были заниматься работники WIPP – явное подтверждение того, что доводы и выводы профессора Голубова имеют достаточно серьезные обоснования.

Источник: e-almanac.space-time.ru

Статья профессора Голубова – не единственная работа, в которой говорится о неучтенных проблемах WIPP, связанных с близостью к эпицентру «Гнома». К примеру, еще в 1999 году Вендел Верт, один из организаторов и участников проведения подземного ядерного взрыва «Гном» в сборнике работа лаборатории Сандиа «Sandia and WIPP 1974-1999» писал о радиальной трещине, возникшей в соляном слое вблизи эпицентра взрыва, начала свое расширение в сторону хранилища. Это, по мнению доктора Верта и профессора Голубова, неизбежно должно привести к деформации и напряженному состоянию камер WIPP. Конечно, МЭ США вольно не принимать во внимание такого рода научные изыскания, но каменная соль вокруг «Гнома» и WIPP имеет право не обращать внимания на мнение бюрократов – чем она, похоже, и пользуется, причем все чаще. Мало того, среди сотрудников WIPP  все эти трещины и деформации нашли добровольных и достаточно активных помощников…

Мы по прежнему не будем давать собственных комментариев, а просто перечислим ряд инцидентов, имевших место в деятельности WIPP, начиная с 2014 года. Уважение или неуважение к технологиям, используемым нашими заокеанскими партнерами при обращении с радиоактивными веществами каждый может проявить вполне самостоятельно.

В подземном помещении, в центральном тоннеле, загорелся старый (29 лет) 15-тонный самосвал EIMCO Model 985. Самосвал использовался для вывоза соли, РАО в нем и поблизости не было. Водитель, заметив возгорание, не стал использовать огнетушитель или предпринимать еще какие-то действия, а попросту … убежал с места событий. Итог – 13 сотрудников обратились за медицинской помощью от отравления дымом, весь персонал был эвакуирован до выяснения обстоятельств. Удивительное везение заключается в том, что далеко не все сотрудники были допущены к работе.

В районе WIPP было зафиксировано повышение радиационного фона, 21 сотрудник получил повышенные, но не опасные дозы. «В районе» — это, собственно говоря, на поверхности, куда радиация пробилась через всю систему фильтров. Позднее на расстояниях до 1 км были детектированы в следовых концентрациях частицы америция и плутония. Разумеется, прием новых контейнеров с РАО был остановлен – до выяснения обстоятельств произошедшего. До этого момента в мире не было опыта работы в радиационно зараженной подземной соляной шахте, потому персонал действовал предельно осторожно.

После основательной подготовки, сотрудники хранилища приступили к решающему поиску источника заражения. Расстояния в подземных коридорах большие, персоналу приходилось перемещаться пешком, поскольку любое транспортное средство могло превратиться в дополнительный источник радиоактивного загрязнения. Предполагалось, что источник находится возле 6-й (полностью заполненной РАО) и 7-й панелями – достаточно далеко от входа. В связи с этим была создана временная «чистая база», где сотрудники могли бы хоть немного отдохнуть – тяжелые средства индивидуальной защиты серьезно ограничивали время непрерывной работы. Индивидуальное средство защиты «уровня Б» — это герметичный пластик, использование которого вызывает опасность получения теплового удара, а пот и испарина затуманивают смотровые козырьки шлемов.

И снова «Геоэнергетика» не скажет ни слова по поводу уровня развития индивидуальных средств защиты, применяемых нашими заокеанскими партнерами. По счастливому стечению обстоятельств, «чистую зону» удалось организовать в очень удачном месте – в … буфете, который расположен всего в паре сотен метров от эпицентра заражения. Мы уверены, что холодильники с «Кока-Колой» продолжали работать, что и позволило, в конце концов, выяснить, что же произошло той ночью.

Правда, экспедиция к панели № 7, организованная 21 апреля 2014 года, закончилась неудачно – сотрудники … не успели дойти до источника загрязнения, поскольку в 300 метрах от буфета у защитных костюмов сели аккумуляторы.

Снова – без комментариев, делайте их сами, уважаемые читатели.

В WIPP доставили роботов из Сандийской и Лос-Аламоской национальных лабораторий. Судя по фотографии роботами были названы тележки, на которые можно было поставить дополнительные аккумуляторы…

Тележка (США), Фото: atomic-energy.ru

С тележками дело пошло на лад: возле панели № 7 был обнаружен контейнер с жидкими РАО с сорванной крышкой. На полу, уж простите за подробности – лужа отравы с плутонием и америцием, сама бочка оказалась изрядно нагретой из-за продолжавшейся в ней загадочной химической реакции.

После того, как со всеми полагающимися предосторожностями, бочку сумели привести в порядок, МЭ США приступило к ведомственному расследованию инцидента. Об организационных выводах в отношении создателей системы вентиляции, двойной фронт клапанов которой пропустил радиоактивный выброс, не сообщалось. Контейнер, как выяснилось, был доставлен из Лос-Аламоской лаборатории, куда и переместилась следственная группа.

Нижеследующий текст не сочинен нами или юмористами с целью поднятия настроения. Перед вами, уважаемые читатели – перевод официального вывода следственной комиссии Министерства Энергетики США:

16.02.2015: «Выброс радиоактивных веществ в феврале 2014 года в WIPP произошел из-за незамеченной орфографической ошибки в инструкции, используемой в Лос-Аламоской лаборатории. Вместо необходимого вещества в контейнеры с отходами насыпали органический наполнитель для кошачьих туалетов. Он образовал взрывоопасную смесь с нитратами, находившимися в составе РАО, в результате чего и произошел выброс».

Всего контейнеров, с которыми работали любители кошек Лос-Аламоса – более 400, в WIPP, по оценкам комиссии МЭ, могло быть доставлено не менее 368 штук. Остальные контейнеры, тоже уже подготовленные к отправке, остались в Лос-Аламоской лаборатории, сотрудники которой и занимаются ликвидацией возникших проблем.

Ну, а в самом WIPP к марту 2015 приступили к замене  всей системы фильтров, составили карту радиационного загрязнения тоннелей, приступили к их дезактивации и разработали план временной изоляции тех самых «кошачьих» контейнеров. В принципе, после перепроверки «кошачьих» контейнеров комплекс мог бы возобновить свою работу, однако. Однако не случайно чуть выше мы рассказали о научных изысканиях профессора Голубова и доктора Верта.

В январе 2015 года был выявлен факт частичного обрушения кровли вблизи панели №3. 23 мая 2016 руководство WIPP cообщило об еще одном обрушении кровли, в этот раз не назвав точное место происшествия.  27 сентября 2016 года было обнаружено обрушение кровли около панели № 4, 29 сентября – обрушение состоялось снова возле панели № 3. 5 октября – еще одно обрушение кровли,  7 октября – снова что-то брякнулось возле панели №3. Пострадавших не было, выбросов или утечек радиации тоже – просто обваливаются блоки соли в коридоре. Кусок, рухнувший в январе 15-го, к примеру, имел размеры 2,5 х 2,5 метра и полметра в толщину. Гарантии того, что очередной кусок потолка не угодит по очередному «кошачьему» контейнеру, дать, разумеется, никто не может, а соляной пласт продолжает жить своей послегномьей жизнью.

WIPP продолжает простаивать, МЭ называет все новые сроки возобновления работы. Много говорили о некоем «конце 2016-го года», но 6 ноября снова состоялся обвал и сроки снова перенесли. К прочим бедам хранилища стоит отнести еще и значительное сокращение его бюджета, утвержденное правительством мистера Обамы. Но, не обращая внимания на некоторые проблемы с кровлей, 23 декабря 2016 года регуляторы штата Нью-Мексико приняли решение о возобновлении работы комплекса и 4 января этого года в зал №5 панели №7 переместили стоявшие на поверхности два контейнера с РАО. Остается надеяться, что Голубов и Верт все-таки ошибались в своих расчетах, что все обрушения связаны с тем, что после февраля 2014 года сотрудники WIPP не имели доступа к болтам анкерного крепления. В любом случае, эта часть наследства мистера Обамы наверняка не единожды «осчастливит» его преемника. Особенно приятно Доналду Трампу то, что все эти проблемы идут в комплекте с приостановкой всех работ в хранилище Юкка-Маунтин, но это уже совсем другая история.

В качестве заключения – одно почти философское размышление. В прошлом году Владимир Путин заявил о приостановке  российско-американского Соглашения об утилизации плутония. У этого решения целый массив причин и следствий, но об одном аспекте так никто и не вспомнил. Американцы, отказываясь от сжигания оружейного плутония в составе МОКС-топлива, предлагали свое собственное решение, которое, собственно, и не устроило Россию: смешать оружейный плутоний со всяческим мусором, остекловать-запечь в соответствующей установке, упаковать в контейнеры, а контейнеры укрыть под землей.

Так вот предполагаемое место укрытия – тот самый WIPP, в котором обваливается потолок, горят грузовики, где идут неведомые химические реакции в контейнерах с РАО. Напрашивается совершенно логичный вопрос: бюст спасителю США Путину В.В. благодарные американцы у себя в стране поставят или попросят разместить его на одной из площадей Санкт-Петербурга, как вы думаете?.. Американская компания High Bridge Associates в феврале 2016-го закончила расчет сценария, при котором обрушение кровли WIPP расплющивает в блин контейнеры с тем самым оружейным плутонием. Ситуация, конечно, сугубо гипотетическая, да вот только вывод совсем грустный – возникновение цепной реакции в образовавшихся в этих «блинах» локальных критических масс просто неизбежно.

Несмотря на размеры статьи, обзор ситуации с WIPP и вокруг него получился кратким, полный объем информации значительно больше. Но и того, о чем удалось рассказать, на наш взгляд вполне достаточно, чтобы представить себе, как выглядит в США обстановка с утилизацией РАО, образовавшихся как следствие оборонных и наступательных программ этого государства.