Баки из Ханфорда

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 18.12.2014

Министерство энергетики США не принимает в должной степени во внимание угрозу ухудшения состояния баков с РАО в Ханфорде. Такое заключение сделали аудиторы главной бухгалтерской службы США (GAO, аналог Счётной палаты).

Баки

Объект Ханфорд, стоящий на берегу реки Колумбия в штате Вашингтон - один из крупнейших американских военных ядерных объектов времён холодной войны.

В период с 1944 по 1988 годы в Ханфорде производили плутоний. Нежелательным побочным результатом этой работы стали 525 миллионов галлонов (почти 2 миллиарда литров) радиоактивных и других опасных отходов.

Часть отходов сливали на землю. Часть поместили в контейнеры и закопали. Оставшаяся часть хранится на площадке в 177 больших баках - 149 баках SST с одинарными стенками и 28 баках DST с двойными стенками.

Баки SST (слева) и DST (справа).
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Более старый бак SST состоит из внешнего слоя бетона, облицованного слоем углеродистой стали. Проектный срок жизни такого бака составляет примерно 25 лет и выступает лишь в качестве оценки, а не обязывающего значения.

Баки для хранения РАО начали появляться в Ханфорде уже в 40-ые годы. Ни тогда, ни в последующее десятилетие баки не рассматривались как окончательное решение проблемы РАО. Проектанты исходно допускали, что баки будут со временем протекать. Предполагалось, что новые баки будут сооружаться на замену протёкшим до тех пор, пока не будет найдено окончательное решение.

Действительно, в 1959 году был обнаружен первый протёкший бак. Министерство энергетики определило, что в период с 1959 по 2013 годы течи появились в 61 баке SST, и в землю попало свыше 1 миллиона галлонов отходов.

Самый первый бак SST с номером T-101 был построен в 1943 году, протёк в 1992 году. Всего из 16 баков, построенных в 1943 году, к настоящему времени протечки появились у семи. Последние четыре бака SST были построены в 1965 году, они пока сохраняют герметичность.

После обнаружения протечек DoE озаботилось разработкой нового проекта бака. Им стал проект бака DST, в котором добавлена внутренняя стенка из углеродистой стали.

Между двумя стальными стенками есть зазор шириной 3 фута (более 90 см), в зазоре поставлены детекторы течей. Простое решение помогло персоналу дистанционно отслеживать состояние баков и выявлять признаки коррозии на внутренней стенке.

В период с 1968 по 1986 годы было построено 28 баков DST ёмкостью более 1 миллиона галлонов (в среднем, более 4 миллионов литров) каждый и проектным сроком службы от 20 до 50 лет.

Отходы

Отходы, хранящиеся в баках, как правило, расслоены. В целом их можно разделить на три основные фракции.

Супернатанты, или надосадочная жидкость (supernate) - жидкая фракция, находящаяся сверху или между твёрдых слоёв отходов. Она состоит из воды и растворённых солей. Общий объём супернатантов в ханфордских баках - 21,4 миллионов галлонов (свыше 80 миллионов литров), вклад в общую активность баков составляет 24%.

Растворимые твёрдые компоненты (saltcake) - соли натрия и другие подобные растворимые вещества, кристаллизовавшиеся или выпавшие из жидкой фракции и сформировавшие влажный пескообразный материал. Общий объём - 24 миллиона галлонов (около 91 миллиона литров), вклад в общую активность - 20%.

Осадки (sludge) - плотные нерастворимые в воде компоненты отходов, обычно находящиеся в нижней части баков. Слой осадков по консистенции напоминает арахисовое масло. Объём осадков наименьший - 10,7 миллионов галлонов (40 миллионов литров), но их вклад в активность наибольший - 56%.

Состав отходов в ханфордских баках.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Основную активность ханфордских РАО определяют 46 изотопов, причём на долю двух изотопов - ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs - приходится 98% общей активности. Их периоды полураспада примерно равны 29 и 30 годам, соответственно. В отходах встречаются и более долгоживущие изотопы с периодами в сотни тысяч и даже миллионы лет.

Кроме РАО, в баках имеются и стабильные токсичные отходы, возникавшие при переработке облучённого топлива. Их опасность для человека и окружающей среды может сохраняться тысячелетиями.

Перемещение отходов

Начиная с 70-ых годов, DoE приступило к постепенному перемещению отходов из баков SST в новые баки DST. Вся операция делится на два этапа - перекачка жидкой фракции и перемещение твёрдых фракций. После завершения второго этапа баки SST будут пустыми.

Первый этап в целом был признан завершённым в 2005 году - жидкости перекачали в баки с двойными стенками. Естественно, перекачали не полностью, а в соответствии с установленными критериями.

Бак SST признавался осушённым от жидкой фракции отходов (в терминологии DoE, временно стабилизированным), если одновременно выполнялись следующие три условия:

      - в нём осталось менее 5000 галлонов (около 19 тысяч литров) свободной жидкости;

      - в нём осталось менее 50000 галлонов (около 190 тысяч литров) дренируемой жидкости - жидких отходов, перемешанных с твёрдыми фракциями;

      - попытки откачивать жидкости из бака более не дают результата.

На самом деле, один из баков SST с номером S-102, который был построен в 1950 году - и кстати, так и не протёк - представил собой, по утверждению DoE, "уникальный вызов" при откачке, и его удалось временно стабилизировать только в 2010 году. Кроме того, у части баков было невозможно по разным причинам точно установить содержание в них жидкой фракции.

Второй этап, а именно, перемещение в баки DST твёрдых фракций, стартовал в 2003 году и продолжается до сих пор. По состоянию на июль 2014 года, твёрдые отходы полностью переместили всего из 12 баков SST.

Перекачка и перемещение отходов в более надёжные баки с двойными стенками производятся в рамках борьбы с течами. Но, помимо протечек, есть и обратная проблема - точнее, на первый взгляд, обратная.

В баки могут попадать дождевая вода или талый снег. Затем, естественно, внешняя вода может вновь вернуться наружу, но уже загрязнённой. Кроме того, приток воды извне в некоторых случаях маскирует наличие у бака течей, так как поддерживает уровень жидкой фракции в баке, который при течи должен падать.

Персонал Ханфорда фиксирует факты попадания воды извне в баки SST, начиная с 80-ых годов. А с 90-ых годов отмечаются случаи попадания воды извне в зазоры между двойными стенками баков DST.

Внешняя вода

График работ по перемещению отходов в баки DST пересматривается раз в три года. При очередном пересмотре, выпавшем на 2014 год, DoE признало - состояние баков ухудшается более быстрыми темпами, чем предполагалось три года назад.

Так, за время инспекций в 2013-2014 годах было установлено, что вода попадает извне как минимум в 14 баков с одинарной стенкой, причём один из них, бак T-111, активно протекает.

Данный бак был изготовлен в 1943 году и признан протекающим ещё в 1979 году. В 1995 году его признали временно стабилизированным, но, как впоследствии выяснилось, в 2010 году он опять потёк со скоростью 640 галлонов (более 2400 литров) в год.

Между тем, формально от DoE не требуется принимать каких-либо мер к данному баку, так как в требованиях к состоянию временной стабилизации не описаны действия, необходимые в случае, если временно стабилизированный бак перестанет им удовлетворять.

Объём прибывающей воды разнится от бака к баку - от 10 до более 2000 галлонов воды в год (примерно 40-7500 литров в год). Следует добавить, что попадающая в бак вода становится радиоактивным отходом.

Не остались без дефектов и баки с двойной стенкой. В 2012 году была найдена негерметичность у внешней стенки бака AY-102. Ещё у 12 баков DST были выявлены дефекты изготовления, подобные имевшимся в AY-102.

В то же время, точную причину возникновения коррозии и разгерметизации AY-102 до сих пор не назвали, рассматриваются различные гипотезы - от влияния последовательности заполнения бака до попадания больших объёмов воды под бак в ходе профилактического обслуживания системы вентиляции подземных помещений, в которых установлены баки.

При инспекции 2012 года было выявлено, что вода извне попала в зазор между стенками в двух баках DST. Это уже не первый случай подобного рода. Так, повышенная влажность в зазоре - что свидетельствует о попадании туда воды - в двух баках с двойными стенками была зафиксирована ещё в 1991 году. Кстати, одним из этих баков был злополучный AY-102. Дефекты устранили в 2009 году - но, как видно, ненадолго.

Недостатки планирования

Министерство энергетики предпринимает действия, направленные на улучшение контроля за состоянием баков в Ханфорде, и продолжает работу по перемещению отходов из баков SST в DST.

Кроме того, по отходам, хранящимся в DST, имеется программа их постепенной переработки с целью сокращения их объёмов - например, упаривание жидкой фракции.

Но, на взгляд аудиторов GAO, проблема заключается в том, что планы и графики министерства не учитывают в должной мере продолжающееся ухудшение состояния баков.

В случае возникновения серьёзной чрезвычайной ситуации - например, появления большого количества течей - персонал на площадке будет ограничен в своих возможностях.

Аудиторы иллюстрируют своё утверждение следующим образом. На данный момент, в баках DST хранится 27 миллионов галлонов (более 100 миллионов литров) отходов. В баках с одинарной стенкой осталось сравнимое количество отходов - 29 миллионов галлонов.

Но суммарный свободный объём в баках DST - всего лишь 5,3 миллионов галлонов (20 миллионов литров). При масштабных повреждениях баков SST отходы из них может оказаться некуда переместить.

Добавим, что сейчас министерство резервирует под вопросы безопасности 2,5 миллиона галлонов свободного объёма баков DST. А оставшаяся часть свободного объёма будет заполняться по мере планового перемещения отходов из баков с одинарными стенками.

Таким образом, по мнению аудиторов GAO, реально доступный свободный объём в баках DST на случай экстренного перемещения отходов составит всего лишь 0,2 миллиона галлонов (0,75 миллиона литров).

Фактическое и планируемое использование свободного объёма баков DST.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Кардинальное решение проблемы ханфордских отходов станет доступно после ввода в эксплуатацию комплекса WTP (Waste Treatment and Immobilization Plant). На него из баков будут доставляться отходы для обработки и подготовки к окончательному захоронению.

Комплекс должен войти в строй в 2022 году. Но уже сейчас понятно, что график его строительства не будет выдержан. Более того, DoE было вынуждено признать, что точную дату пуска "из-за технических неопределённостей" назвать пока нельзя.

Аудиторы рекомендуют провести тщательную инспекцию всех баков с двойной стенкой на предмет возможного возникновения в них течей. А также пересмотреть графики перемещения отходов из баков SST в баки DST с учётом рисков новых течей и проанализировать ситуацию со свободным объёмом в баках с двойными стенками.

Аудиторы напоминают, что стоимость программы обращения с ханфордскими отходами немалая - свыше 1 миллиарда долларов в год. Половина этой суммы уходит на обслуживание баков, вторая половина - на строительство комплекса WTP.

Ключевые слова: РАО, США, Ханфорд, Статьи

---

Другие новости:

Ростовская АЭС: турбина энергоблока №3 поставлена на валоповорот

Это произошло 16 декабря в 04:00.

В БВ-4 на Фукусиме осталось всего 26 кассет

Разгрузка бассейна завершится до конца года.

СМИ: Индия арендует у России вторую атомную подлодку

Первая атомная подводная лодка "Нерпа" была получена от России в аренду сроком на 10 лет.

---

---

---

---

Поиск по сайту: