[identity profile] nucl0id.livejournal.com posting in [community profile] engineering_ru
Я уже рассказывал о том, как занимаются ядерным наследием, т.е. накопленными ядерными проблемами прошлого века в виде, например, атомных подлодок, озер с радиоактивными отходами, промышленных реакторов. Но самой опасной с радиационной точки зрения штукой и в мирной и в военной атомных программах является отработанное ядерное топливо – то, что выгружают из реакторов. И при его переработке образуются самые высокоактивные РАО. Об их захоронении этот пост.


Схема пункта захоронения высокоактивных РАО в Красноярском крае. Источник.

Источники и виды РАО
Помимо основной массы непрореагировавшего урана, на каждую тонну ОЯТ приходится до 10 кг плутония и до 20-30 кг осколков деления – новых радиоактивных элементов, образовавшихся в результате деления ядерного топлива. Этот ядерный компот не только чрезвычайно химически токсичен, но и является настолько мощным источником излучения, что может убить человека буквально за минуты. При этом само ОЯТ в нашей стране, как и в некоторых других, не считается отходом (хотя это не везде так), поскольку в России принята стратегия постепенного перехода на замкнутый ядерный топливный цикл с переработкой ОЯТ и выделением из него урана и плутония для последующего вторичного использования.

Однако при переработке ОЯТ образуются самые высокоактивные отходы, которые содержат как продукты деления, так и долгоживущие трансурановые элементы. Всего РАО по российской классификации делятся на несколько классов:


Классификация РАО. Источник

Так вот, при переработке ОЯТ образуются самые опасные из них - 1-го (высокоактивные отходы с высоким тепловыделением) и 2-го класса (высоко- и среднеактивные отходы с низким тепловыделением). Переработка каждой тонны ОЯТ дает десятки кубометров высокоактивных жидких отходов. Перерабатывают их пока только на ПО "Маяк" путем остекловываюния. Сейчас на временном хранении там накопилось около 7000 м3 таких остеклованных отходов в которых заключено более 700 млн Ки активности. Про остекловывание ВАО на Маяке можно посмотреть вот этот репортаж:



По действующему законодательству все РАО должны отправляться на окончательное захоронение. Созданием таких пунктов захоронения РАО (ПЗРО) с 2011 года занимается специальная организация - Национальный оператор по обращению с РАО. Уже введен в строй первый пункт ПЗРО в Новоуральске, строятся еще несколько пунктов вблизи мест образования и временного хранения РАО (В Озерске, Северске и др). Но все эти ПЗРО рассчитаны на РАО 3 и 4 классов – средне и низкоактивные отходы. Для них достаточно создать приповерхностные хранилища, в которых радионуклиды распадутся естественным образом за 400-500 лет.

В поисках надежного места
А как быть с отходами 1 и 2 классов, которые будут распадаться еще тысячи и миллионы лет? Для них нужно построить такое хранилище, которое позволит локализовать отходы в одном месте в течение такого длительного срока. Но у людей попросту нет опыта строительства чего-либо, рассчитанного на такой срок службы. Даже египетским пирамидам всего несколько тысяч лет.

Поэтому в мире принят подход по поиску чего-то надежного, что создано гораздо лучшим строителем и изобретателем – самой природой. Речь о подземных геологических породах, сохраняющихся миллионы лет. Интересно, что природа уже дала людям позсказки, что такой способ захоронения РАО в принципе реализуем. Около 2 млрд лет назад «работал» известный ядерный реактор в урановом месторождении Окло в Габоне, в Африке. Естественная цепная реакция привела к образованию того же типа радиоактивных отходов, как и в искусственных ядерных реакторах. Исследования показали, что большинство продуктов деления, а так же плутоний, переместились не более чем на 1,8 м от того места, где они сформировались 2 млрд лет назад.

Но прежде чем организовать такого рода искусственное хранилище, надо изучить предполагаемые места их размещения и убедиться, что они для этого подходят. Для этого сначала на месте будущего глубинного ПЗРО (ПГЗРО), или независимо от него, строят подземную исследовательскую лабораторию (ПИЛ). Подобных лабораторий в мире существует около трех десятков, а некоторые уже функционируют как пункты глубинного геологического захоронения, например, опытная установка по изоляции трансурановых РАО WIPP в США (соляных формации на глубине 650 м) и пункт захоронения короткоживущих НАО и САО в Венгрии, сооруженный на глубине 250 м в гранитных породах. Однако подобных сооружений, предназначенных для дальнейшего захоронения высокоактивных отходов, на 2015 год было всего 4:


Статус сооружения глубинных лабораторий и пунктов захоронений для высокоактивных отходов на 2015 г. Источник.


Схема подземного хранилища ОЯТ Онкало в Финляндии - одного из самых первых и наиболее продвинутых подобных хранилищ. Подробнее о нем можно почитать в посте у [livejournal.com profile] tnenergy.

В России сейчас пока ПГЗРО для опасных отходов, но работы по его созданию ведутся давно. И сейчас уже начато строительство подземной лаборатории. Место для нее начали выбирали еще с начала 1990-х. Как и с другими видами РАО, подходящие места для пунктов финальной изоляции подыскивались вблизи объектов образования отходов для сокращения транспортных операций. Поскольку отходы 1-го и 2-го класса образовывались в основном при переработке ОЯТ, т.е. на комбинатах «ПО «Маяк», ФГУП «ГХК», и АО «СХК» (там, где работали промышленные реакторы), то рассматривались площадки рядом с ними. Подходящее место нашлось возле Горно-химического комбината в Нижнеканском массиве (НКМ) скальных пород, в 6 км от города Железногорска и в 4,5 км от реки Енисей. Немаловажным оказался и сам факт длительной эксплуатации подземного Горно-химического комбината. Но еще важнее то, что именно на ГХК уже создано хранилище ОЯТ ВВЭР-1000, а в будущем тут планируют построить масштабный завод РТ-2 по переработке этого ОЯТ, так что в будущем ПГЗРО будет как раз вблизи места образования высокоактивных РАО.


Площадка для подземной исследовательской лаборатории в Нижнеканском массиве.

В 2008-2011 для обоснования строительства ПИЛ пробурили геологоразведочные скважины глубиной до 700 метров. Возможность размещения пункта, прежде всего, зависит от геологических условий. Среда должна быть малопроницаемой – это может быть глина, соль, непористые скальные породы. В Финляндии и Швеции, например, подобные ПЗРО разместили в скальных породах, во Франции – в глинах. В НМК геологическая среда - горная порода гнейс, возрастом более 2,5 млрд лет в виде цельного массива размером полтора на полтора километра.

Подземная исследовательская лаборатория
Подземная исследовательская лаборатория будет представлять из себя сеть подземных сооружений на глубине 450-550 метров и будет включать в себя:
- три вертикальных ствола (технологический для спуска РАО, а на этапе стройки — для подъема породы, вспомогательный – для спуска работников, третий — вентиляционный.), два из которых будут иметь диаметр 6 и 6,5 метров;
- горизонтальные выработки, оконтуривающие площадь будущего размещения подземных сооружений ПГЗРО для захоронения РАО на горизонте 450 м;
- исследовательские выработки НКМ-лаборатории на горизонтах глубиной 450 и 525 метров;
- дополнительно на горизонте 450 метров создается поперечная выработка для исследований массива горных пород внутри площади будущего размещения подземных сооружений ПГЗРО.


Схема ПИЛ

РАО 1-го класса планируется захоранивать в вертикальных скважинах глубиной 75 метров, в толстостенных пеналах, с мощным бентонитовым барьером. РАО 2-го класса – в штабелях контейнеров в горизонтальных подземных выработках. Однако загрузка РАО начнется не раньше, чем через 10 лет.

До этого надо построить ПИЛ и провести в ней поэтапные исследования по 150 направлениям – это и дополнительные исследования пригодности горных пород для безопасного глубинного захоронения долгоживущих РАО, исследование свойств системы инженерных барьеров, созданных человеком, отработка транспортно-технологических схем строительства и эксплуатации объекта. Часть работ будет идти параллельно со строительство ПИЛ. Курировать проведение исследований будет Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН.


Вид на стройплощадку ПИЛ в 2019 году. Источник.

Строительные работы начались на объекте в 2018 году. Сейчас они ведутся на поверхности, идет выравнивание площадки, строительство наземных объектов, ведётся подготовка к горнопроходческим работам. Буровые работы начнутся в следующем году, после завершится строительство энергетического комплекса мощностью 40 МВт. На каждый ствол при проходке потребуется около 4 МВт, так что мощности будут с запасом. С началом бурения начнутся и исследования.

Помимо ПИЛ создается наземный Демонстрационно-исследовательский центр (ДИЦ). В нем будут тренироваться работать с оборудованием по обращению с РАО, с его упаковками и транспортными контейнерами, с системами контроля, а также работать с общественностью и экспертами. Т.е. это будет своего рода наземный офис ПИЛ.

Завершить создание ПИЛ планируют в 2026 году. Затем еще в течение минимум 5 лет буду идти исследования, однако планы могут сдвинуться, т.к. объект уникальный и заранее запланировать все нельзя, а ответственность огромная. Зарубежная практика такова, что исследования на подобных объектах идут минимум 10-20 лет. Плюс в том, что мы можем частично использовать чужой опыт.

После проведения всех исследований, где-то в 2030-х, начнется поэтапное строительство собственно пункта захоронения, а затем и его эксплуатация. Конечно, лишь в случае, если исследования подтвердят, что место пригодно для захоронения РАО 1-го и 2-го классов. Если нет, то его можно будет перепрофилировать под хранение менее долгоживущих отходов.

Цена вопроса
Как и большинство программ по атомному наследию, работы по созданию ПИЛ и ПГЗРО ведутся в рамках федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2016-2020 годы и на период до 2030 года» (ФЦП ЯРБ-2). Бюджет проекта по созданию ПИЛ составляет 24 млрд рублей. По федеральному закону "Об обращении с РАО..." от 2011 года отходы поделены на федеральную собственность (то что накоплено до 2011) и собственность производителей РАО. Собственники отходов в будущем будут сдавать их на захоронение на платной основе, при этом текущие тарифы составляют около 1,4 млн. рублей за 1 м3 РАО 1-го класса и около 600 тыс. р. за 1 м3 РАО 2-го класса.

Использованные источники и полезные ссылки по теме:
1. Интервью научного руководителя ФГУП «НО РАО» Виктора Красильникова
2. Статья «Уйти на глубину», журнал Атомный эксперт.
4. Технологии окончательной изоляции РАО: Европейский опыт и тенденции
5. Обзор зарубежных практик захоронения ОЯТ и РАО
6. Подземная исследовательская лаборатория. Доклад Беллоны, 2018.
7. "Концепция создания подземной исследовательской лаборатории для пункта окончательной изоляции высокоактивных РАО в Красноярском крае". Доклад Ю.Д. Полякова, директора ФГУП «НО РАО»

Date: 2019-11-24 09:14 am (UTC)
From: [identity profile] tutmimoidu.livejournal.com
Основная цель зеленой энергетики снизить выбросы СО2 в атмосферу при сохранении (или росте) общей генерации. Вот гляньте сюда, например: https://www.energy-charts.de/emissions.htm?source=lignite&view=absolute&emission=co2&year=all Выбросы от самой грязной (угольной) энергетики никуда не делись. И зачем тогда был весь цирк? Это я и называю "не смогла".
Кстати, откуда вы взяли цифру 50%? Тут https://www.energy-charts.de/energy.htm?source=all-sources&period=annual&year=all другие цифры.
А статей, по поводу того, насколько дорого Германии обходится отказ от АЭС - прудом пруди https://news.rambler.ru/other/42957915-germaniya-dorogo-platit-za-vyhod-iz-atomnoy-energetiki/ (это первая попавшаяся). Остальные члены ЕС победнее, такой дури себе позволить не могут.
Да, повышение уровня безопасности не бесплатное, но кто бы сомневался. Речь-то идет о реакторах построенных 40-50 лет назад. А дебаты могут идти сколько угодно, там и гей парады проходят. Зато свобода слова, демократия и вот это все.

Date: 2019-11-24 09:38 am (UTC)
From: [identity profile] omaded.livejournal.com
Англия таки "смогла" выйти из угольной энергетики, и Германия уже заявила о её закрытии. Не всё сразу.

Цифра 50% взята для наглядности, чтобы показать как быстро сейчас, за неполные 10 лет, можно заменить опасные АЭС и не менее "полезные" угольные. Доля "зелёной" ежегодно растёт, и составляет по Германии выше 40%.

Date: 2019-11-24 10:56 am (UTC)
From: [identity profile] tutmimoidu.livejournal.com
У Англии просто уголь заканчивается, вот она и "смогла" - по-русски называется "некуда было деваться"

Но Вы не уходите от темы. У Вас, конечно, супер доводы— "для наглядности", так и скажите — с потолка. Можно было и 70% написать.
Если хотите дискуссии, то приводите конкретные цифры и источники. Если посчитать общую генерацию (по моим ссылкам) за 2018 г. , то выходит около четверти генерации на ветер+солнце. При этом Германия вынуждена экспортировать электроэнергию когда "зелень" дает избыточную генерацию, и импортировать (ой, из "атомной" Франции) когда нет ветра и солнца. И я, в отличие от Вас, это все не из пальца высосал. Все цифры есть на сайте https://www.energy-charts.de.

Тут надо просто понимать, что мощности солнечных и ветровых ЭС могут быть сколь угодно большими, но они работают только тогда, когда есть ветер и солнце, а не тогда, когда надо. И т.к. дешевых аккумуляторов промышленного масштаба пока не придумано.то приходится сглаживать "пилу генерации" СЭС и ВЭС за счет богомерзких тепловых и атомных станций. Вот есть статейка, не очень новая, но там все подробно разжевано: https://aftershock.news/?q=node/401651. В частности, важнейшие цифры касающиеся КИУМ различных источников энергии за последние лет 10 вряд ли хоть сколько-то поменялись.

Date: 2019-11-24 11:47 am (UTC)
From: [identity profile] omaded.livejournal.com
Можно было и 80% написать - такая доля зелёной энергетики бывает в отдельные дни; в среднем-же, за 2019 г., её доля составила 46,6%, поэтому ваши "с потолка", "из пальца высосал", здесь не к месту, 3% вполне могут быть погрешностью исчисления. Вам правда нужна ссылка? https://de.statista.com/statistik/daten/studie/779784/umfrage/monatlicher-anteil-erneuerbarer-energien-an-der-stromerzeugung-in-deutschland/

Германия НЕ вынуждена экспортировать электроэнергию - производители покупают и продают когда выгодно. Типа рынок.

"Тут надо просто понимать, что мощности солнечных и ветровых ЭС.. работают только тогда, когда есть ветер и солнце." - Вот никогда бы не догадался. Только даже в небольшой Европе всегда где-то дует ветер, а если к европейской энергосети подключить например российскую, то всегда будет и солнце где-то. И потом, мощности заводов подстроить под солнце и ветер это дело нехитрой техники, а предугадать поломку на АЭС никак нельзя; после аварии на Фукусиме все японские АЭС были отключены, убытки промышленности сотни млрд. евро.

Никто не утверждает что СЭС и ВЭС идеальны, но у других источников слабых сторон не меньше.

Date: 2019-11-24 03:04 pm (UTC)
From: [identity profile] tutmimoidu.livejournal.com
В зеленую энергетику любят пихать традиционные ГЭС. ГЭС это хорошо, но везде где можно их уже построили.

Германия НЕ вынуждена экспортировать электроэнергию - производители покупают и продают когда выгодно. Типа рынок.
"Типа рынок" на погоду, и смену дня и ночи не влияет никак. Так что вынуждена. Импортировать и экспортировать. Нефть, газ, уголь можно спрятать в хранилища. Энергию ветра и солнца - никак. Ночью не всегда дует ветер в Евросоюзе. А солнца ночью как-то не бывает.
Еще российской энергосистеме не хватало выступать буфером и спонсором "зелени".
мощности заводов подстроить под солнце и ветер это дело нехитрой техники - глупости. Как подстроить металлургический (или не металлургический) завод под погоду? Он ведь круглосуточно должен работать. Это дома можно сказать: "О! подул ветер, пойду пылесосить", или "Выглянуло солнце - время стирать!"
Предугадать поломку АЭС нельзя, но можно принять технические меры для её предотвращения и минимизации негативных последствий. Посмотрите, чем реакторы поколения 3+ отличаются от предыдущих поколений. И про Фукусиму не надо. Японцы умудрились расположить распредщит в подвале. Ага. В прибрежной зоне. Естественно его затопило. И остановленные (!) реакторы остались без охлаждения. Распиздяйство и человеческий фактор чистой воды.

Но ладно, возвращаясь к Германии, ответьте на простой вопрос: Если все хорошо с зеленой энергетикой, то зачем немцы строят угольные ТЭЦ? Бодро строят. https://lenta.ru/articles/2015/07/01/coal/
Эксперты сомневаются, что в стране удастся достичь запланированного 40-процентного снижения выбросов углекислого газа к 2025 году, и не видят альтернативы возврату к атомной энергетике.
А после этого можно вернуться к исходному моему тезису "Германия не смогла в зеленую энергетику"

Date: 2019-11-24 03:24 pm (UTC)
From: [identity profile] omaded.livejournal.com
Статья 2015 года, поэтому всё что там говорится о планах на уголь можно забыть - в этом году было объявлено о закрытии угольных ТЭЦ в ближайшие 10 лет.

А развитие солнечных и ветряных ЭС в ближайшее время наверное ускорится - с началом массового производства электромобилей и накопителей.

Date: 2019-11-24 05:15 pm (UTC)
From: [identity profile] tutmimoidu.livejournal.com
Вот статья посвежее: https://tjournal.ru/news/77470-ugolnaya-energetika-v-zelenoy-germanii
Принципиально ничего не меняется.
В июне 2018 года правительство Германии признало, что оно не достигнет цели по сокращению выбросов углекислого газа установленной к 2020 году.

Или вот: https://eenergy.media/2019/09/15/zelenye-elektrostantsii-zaveli-v-tupik-nemetskuyu-energetiku/

в этом году было объявлено о закрытии угольных ТЭЦ в ближайшие 10 лет ссылочку не дадите?
А развитие солнечных и ветряных ЭС в ближайшее время наверное ускорится - думаю, замедлится, с отменой субсидий на ВИЭ.

Date: 2019-11-24 05:44 pm (UTC)
From: [identity profile] omaded.livejournal.com
В январе этого года правительственная комиссия составила план закрытия ТЭЦ, информация была во всех СМИ. Погуглите Kohleausstieg Deutschland

"думаю, замедлится, с отменой субсидий на ВИЭ"

Вот типичное из немецкоязычного автомобильного форума:

"Стоимость за киловаттчас моей новой фотоэлектрической системы составляет 13 центов, батарея покрывает 78% потребности в электричестве.
0,13 евро гораздо дешевле, чем покупать электроэнергию за 0,25 евро.
А энергия привода для электромобиля стоит 2,30 € за 100 км :-)
Гудбай заправка..."

Date: 2019-11-24 07:07 pm (UTC)
From: [identity profile] tutmimoidu.livejournal.com
В январе этого года правительственная комиссия составила план закрытия ТЭЦ
Я нашел вот это: https://www.latimes.com/world/europe/la-fg-germany-coal-power-20190126-story.html
Только тут речь идет о сроке в 19 лет, ни как не о 10. А пока воз и ныне там.

А товарищ с немецкоязычного автомобильного форума не написал во сколько ему обошлась его фотоэлектрическая система, и каков срок её окупаемости?

Date: 2019-11-24 07:47 pm (UTC)
From: [identity profile] omaded.livejournal.com
Медленно запрягают, быстро поедут. Речь идёт пока только о плане, закон ещё не приняли; а в плане опция выхода к 2035 г., а ещё говорится об ускорении закрытия. Может получиться как в случае с атомной энергетикой: тянули-тянули, а потом приспичило после японской аварии закрыли сразу большую часть АЭС, последние отключат к 2022 г.

Срок окупаемости солнечной электростанции сейчас в среднем 7 лет. Но когда речь идёт об удобстве - заправка автомобиля дома полностью автоматически не поднимая задницу с дивана - то кого интересуют такие мелочи? К гадалке не ходи, скоро все гаражи в Германи покроются солнечными панелями.

Но мы похоже сильно отвлеклись от темы.

Date: 2019-11-25 07:09 am (UTC)
From: [identity profile] tutmimoidu.livejournal.com
Но мы похоже сильно отвлеклись от темы.
И ни в чем друг друга не убедили.
Могу сказать только одно: время покажет.

Date: 2019-11-25 11:30 am (UTC)
From: [identity profile] omaded.livejournal.com
Но вы же теперь перестанете приводить свои доводы типа "Германия не сумела" о зелёной энергетике и "альтернативы АЭС в энергетике нет", чтобы не выглядеть клоуном.

Date: 2019-11-25 05:17 pm (UTC)
From: [identity profile] tutmimoidu.livejournal.com
Я не буду отвечать на эти вопросы.
У меня есть что сказать по сути вопроса, и по форме ведения беседы, но достаточно воспитания и сдержанности этого не делать. Ни к чему.
Всего Вам доброго.

Date: 2019-11-24 11:54 am (UTC)
From: [identity profile] omaded.livejournal.com
"Уголь кончился" - вот это да! А бензин у них есть ещё?

Date: 2019-11-24 02:26 pm (UTC)
From: [identity profile] tutmimoidu.livejournal.com
Заканчивается. Да. Не знали? Вот график добычи и импорта угля в Великобритании:
Image
Edited Date: 2019-11-24 03:08 pm (UTC)

Profile

engineering_ru: (Default)
Инженерия

December 2025

S M T W T F S
 123456
78910111213
14151617181920
2122232425 2627
28293031   

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Mar. 8th, 2026 12:25 am
Powered by Dreamwidth Studios