Проект комплексной реабилитации Кирово-Чепецкого отделения ФГУП «РосРАО»
М.В.
ПОПОВ, И.А. ЧЕСНОКОВ, П.С. ИГНАТЧЕНКО, Е.В. ПОЛЯКОВ (Уральский филиал ОАО
«ГСПИ» – «УПИИ «ВНИПИЭТ»)
В рамках разработанного УПИИ «ВНИПИЭТ» проекта
приняты решения по переводу в безопасное состояние всех радиационно
опасных объектов Кирово-Чепецкого отделения ФГУП «РосРАО», обеспечивающие в дальнейшем долгосрочную
безопасность объектов без присутствия персонала. После их реализации уровень
радиационного воздействия этой площадки на персонал и население не превысит
допустимых нормативами величин.
Историческая справка
В процессе
развития российской атомной промышленности многие ранее построенные предприятия
в срочном порядке перепрофилировались для реализации атомного проекта. Приоритетной
задачей являлось выполнение государственного заказа зачастую в ущерб
безопасности персонала, населения и окружающей среды. Обращение с
радиоактивными отходами на предприятиях проводилось при отсутствии технических
требований безопасности к объектам хранения РАО и недостаточном объеме знаний о
поведении радиоактивных веществ в окружающей среде.
Типичным объектом,
сооруженным для выполнения оборонных и гражданских атомных программ, является Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б.П. Константинова,
расположенный на западной окраине
города Кирово-Чепецка Кировской области.
Развитие
и совершенствование перерабатывающего уран производства, в том числе получение гексафторида (ГФУ) и тетрафторида
(ТФУ) урана, продолжалось на КЧХК с конца 40-х до начала 90-х годов прошлого
века.
Основными
путями поступления радионуклидов в окружающую среду в то время являлись сбросы
со сточными водами, вентиляционные выбросы, а также потери РАО при обращении с
ними.
За время
деятельности предприятия произошло загрязнение производственных корпусов, где
велись работы по переработке уранового сырья, и грунтов под ними, территории
промплощадки в местах заполнения и слива железнодорожных цистерн для
транспортировки жидких РАО и т.д. Были также созданы многочисленные хранилища и
шламохранилища для хранения технологических и нетехнологических РАО.
В настоящее время
все радиационно опасные объекты Кирово-Чепецкого
химического комбината имени Б.П. Константинова переданы в собственность Кирово-Чепецкого отделения ФГУП «РосРАО».
Основными
источниками радиоактивного загрязнения окружающей среды являются:
– объекты
по производству ТФУ и ГФУ (13 зданий);
–
15 хранилищ радиоактивных отходов и два шламохранилища;
– загрязненные
территории на промплощадке и за ее пределами.
По имеющимся оценкам, в настоящее время в
производственных корпусах и на прилегающей территории находится около 42 тыс. м3
(83 тыс. т) РАО преимущественно низкого уровня активности с суммарной
активностью около 8*1011 Бк (~22 Ки), в хранилищах и шламохранилищах КЧХК размещено около 300 тыс. м3
(~440 тыс. т) РАО низкой и средней активности с суммарной активностью около 1,3*1014
Бк (~3400 Ки). Суммарная
активность, накопленная в основном технологическом здании, составляет около 8 Ки.
Основными радиоактивными элементами, содержащимися в РАО, являются плутоний,
уран, стронций и цезий.
Главную опасность
представляют наиболее загрязненные здания основных технологических корпусов и
объекты хранения РАО, гидроизоляция которых не обеспечивает необходимой защиты
окружающей среды от радионуклидов.
Цель и задачи проекта
Цель
проекта реабилитации территории Кирово-Чепецкого
отделения филиала ФГУП «РосРАО» – перевести радиационно опасные объекты в безопасное состояние, что обеспечит
выполнение требований действующих нормативных документов в области обращения с
радиоактивными отходами, использования атомной энергии, защиты населения и
окружающей среды от радиационного воздействия.
Для
достижения этой цели, исходя из принципов радиационной безопасности, в проект
предусматривает решение следующих основных задач:
– вывод
из эксплуатации объектов по производству ТФУ и ГФУ (разборка зданий с
захоронением образующихся РАО);
– вывод
из эксплуатации хранилищ РАО и шламохранилищ (с организацией дополнительных
инженерных барьеров);
– реабилитация загрязненных радионуклидами территорий.
При принятии
решений по приведению в безопасное состояние объектов хранения РАО был учтен
уникальный опыт УПИИ «ВНИПИЭТ» в области проектирования консервации
промышленных водоемов ФГУП «ПО «Маяк» – В-9 (Карачай) и В-17 (Старое болото). Накопленные
в этих водоемах активности на несколько порядков превышают активность в
хранилищах КЧХК (3400 Ки в хранилищах КЧХК против 5 млн Ки в водоеме В-17 и 120 млн
Ки в водоеме В-9). Принятые проектные решения по созданию многофункционального
покрывающего экрана на данный момент полностью реализованы для водоема В-9 и
частично для В-17. Регулярные наблюдения за состоянием радиационной обстановки
на этих объектах и прилегающей территории выявили значительное снижение миграции
радионуклидов из водоемов и деградацию уже имеющихся ореолов загрязнения, что
позволяет сделать вывод об эффективности разработанных проектов.
Проект перевода в безопасное состояние радиационно опасных объектов Кирово-Чепецкого
отделения «РосРАО» рассчитан на 19 лет (2012-2031
годы) и будет осуществляться в две очереди. Сумма капитальных
вложений составляет 2,2 млрд
рублей (с учетом НДС), в том числе в первую очередь – 472,5 млн. рублей.
На
основании данных радиационного обследования объекты производства ТФУ и ГФУ
разделены на здания, имеющие значительные (обширные) загрязнения и здания с
локальными загрязнениями. Для каждой категории зданий приняты технологические
решения по разборке в соответствии со степенью загрязнения строительных
конструкций, необходимости демонтажа оборудования и коммуникаций, а также
других факторов.
С
учетом параметров радиационной обстановки внутри этих зданий демонтажные работы
отнесены ко II-III классам работ, согласно ОСПОРБ-99/2010, что позволило
отказаться от применения робототехники и других дорогостоящих технологий,
предлагавшихся в некоторых исследованиях.
Для
зданий, имеющих обширные загрязнения, в проекте предусмотрены демонтаж
оборудования с использованием специальных технологий, обеспечивающих
минимизацию аэрозольного загрязнения воздуха, и дезактивация и демонтаж
строительных конструкций. В первую очередь демонтажу подлежит оборудование, затем
демонтируются внутренние сети и коммуникации. Далее осуществляется разборка
строительных конструкций зданий сверху вниз.
Перед
началом демонтажных работ для снижения уноса радиоактивной пыли осуществляются:
– герметизация
дверных и оконных проемов зданий, монтаж герметичного защитного экрана из двух слоев
полиэтиленовой пленки на каждом разбираемом здании;
– нанесение
на поверхность оборудования и строительных конструкций специальных полимерных пылеподавляющих покрытий (типа ВЛ,
ВА) с локализующим защитным эффектом.
Для
уменьшения радиационного воздействия фрагментацию отходов демонтажных работ и
упаковку в контейнеры принято осуществлять на специально оборудованных участках
внутри выводимых из эксплуатации зданий.
Здания, имеющие
незначительные загрязнения, решено дезактивировать и снести как «чистые»
строительные объекты. Перед началом работ в зданиях по результатам
радиометрического контроля выделяются участки (помещения), где необходимо
проведение дезактивации.
Работы
на загрязненных участках проводятся в первую очередь. Демонтаж оборудования и
строительных конструкций, обращение с образующимися отходами производятся по
аналогии с работами в зданиях, имеющих значительные загрязнения.
Работы в незагрязненных
помещениях выполняются без ограничений. После дезактивации
и демонтажа всех загрязненных участков здания демонтируются как «чистые».
Обращение с отходами
Согласно
НП-055-04, НП-069-06 удельная активность α-излучателей
в РАО, подлежащих захоронению, не должна превышать 370 Бк/г. Демонтированное
оборудование и строительные конструкции (отходы демонтажных работ), не
удовлетворяющие данным критериям приемлемости, фрагментируются на месте и
упаковываются в контейнеры НЗК для отправки на проектируемую площадку
временного хранения контейнеров с ТРО. Предполагается, что объем таких РАО
составит
Отходы
демонтажных работ, удовлетворяющие критериям приемлемости, направляются на захоронение
в третью секцию шламохранилища. В этой секции
накоплено 4,3*1012 Бк (116 Ки) активности. Активность дополнительно захораниваемых ТРО – 6,3*1011 Бк (17 Ки), что
составляет менее 15% от накопленной.
Строительные
отходы демонтажных работ, которые не относятся к категории РАО, направляются в третью
секцию шламохранилища, где применяются при создании выравнивающего
слоя. При необходимости они могут использоваться как защитный слой многофункционального
защитного покрытия хранилищ РАО.
На
данный момент объекты хранения РАО в соответствии со статьей 3 Федерального
закона №170-ФЗ «Об использовании атомной энергии» относятся к категории «хранилища
радиоактивных отходов (пункты хранения)». Решение по их выводу из эксплуатации предусматривает,
что весь объем накопленных РАО остается в местах образования, при этом
создаются дополнительные инженерные барьеры для обеспечения требований
безопасности.
Это позволяет:
– максимально снизить радиационное
воздействие на персонал, задействованный в работах по обращению с РАО;
– минимизировать затраты на обеспечение
экологической безопасности хранилищ РАО;
– избежать
возможного повторного загрязнения окружающей среды при изъятии РАО из
существующих хранилищ и их перемещении.
Разработан комплекс мероприятий,
позволяющих обеспечить безопасность указанных объектов хранения РАО. В их число
входят создание:
– многофункционального
защитного покрытия, предотвращающего воздействие внешних природных факторов и
проникновение атмосферных осадков в массив РАО;
– противофильтрационной
завесы по периметру подтопленных грунтовыми водами хранилищ, предусмотренной по
рекомендации ФГУГП «Гидроспецгеология», основанной на
анализе модели прогноза миграции радионуклидов с грунтовыми водами;
– системы для сбора и отвода атмосферных осадков;
– системы мониторинга, включающей наблюдательные скважины
для контроля миграции радионуклидов с грунтовыми водами.
Загрязненные
радионуклидами территории расположены как на площадке Кирово-Чепецкого
отделения ФГУП «РосРАО», так и за ее пределами – в районе выпусков с третьей секции
шламохранилища, прибрежной полосы реки Елховки и
озера Просного.
Критерии,
по которым определяется необходимость реабилитации работ, следующие:
– мощность эквивалентной дозы на территории
больше 0,5 мкЗв/ч (таблица 6.1 Методических указаний по реабилитации земель,
загрязненных искусственными радионуклидами (Минатом РФ, 1996));
– удельная активность загрязненного грунта
превышает значения МЗУА (Приложение 4 НРБ-99/2009).
Реабилитационные
работы заключаются в отсыпке территории слоем плодородной почвы толщиной
В
случае обнаружения локальных участков, на которых грунт относится к категории
РАО и удовлетворяет критериям приемлемости для захоронения, предусмотрено
извлечение такого грунта и размещение его в третьей секции шламохранилища,
а также засыпку образовавшихся выемок чистым грунтом. Если загрязненный грунт
не удовлетворяет критериям приемлемости для захоронения, его извлекут, упакуют в
контейнеры НЗК и направят на площадку временного хранения контейнеров.
Реабилитационные
работы в первую очередь должны быть проведены на загрязненных территориях,
находящихся на промплощадке комбината. Реабилитация
будет выполняться после проведения дезактивационных и демонтажных работ в
корпусах, к которым прилегают эти территории.
Работы
по реабилитации загрязненных территорий, находящихся за пределами промплощадки,
будут осуществляться после завершения подготовительных работ в третьей секции шламохранилища.
Журнал «Безопасность ядерных технологий и окружающей
среды»
№3, 2012 год