«Пан или пропал»: смогут ли литовские атомщики безопасно демонтировать Игналинскую АЭС?

Фото: Bergadder / pixabay

С момента остановки Игналинской АЭС в 2009 году Литва находится в ожидании финансовой помощи от Евросоюза, необходимой для полного вывода электростанции из эксплуатации. Согласно последним заявлениям министра энергетики Жигимантаса Вайчюнаса, Брюссель готов выделить на этот проект 780 млн евро. Однако закрытие ИАЭС — это не только вопрос денег, ведь главной проблемой остается отсутствие рабочей технологии для безопасной утилизации облученного топлива. Аналитический портал RuBaltic.Ru продолжает исследовать возможные риски беспрецедентной инициативы литовских властей.

Работа по утилизации радиоактивных отходов, возникающих при эксплуатации АЭС, представляет собой сложный комплекс операций, причем единого «рецепта» в этом деле не существует. Объясняется это тем, что сами отходы подразделяют на три категории: низко-, средне- и высокоактивные. С экономической точки зрения все очевидно: чем выше радиоактивность, тем больше денег приходится тратить для того, чтобы обеспечить их надежную изоляцию.

К примеру, захоронение рабочей одежды персонала АЭС, которую относят к разряду низкоактивных отходов (НАО), требует всего лишь грунтового укрытия. А вот для облученного ядерного топлива (ОЯТ) система изоляции и хранения будет куда более дорогостоящей. Но и тут, конечно, не все «линейно» и просто. Облученный реакторный графит относится к среднеактивным отходам, но на Игналинской АЭС его, как уже отмечалось в предыдущих материалах, несколько тысяч тонн.

Для населения наибольшую опасность представляют высокоактивные отходы — ОЯТ. Опыт обращения с ними у разных стран отличается. В США, например, существует закон, приравнивающий ОЯТ к отходам. Во Франции и в России облученное топливо научились перерабатывать, и для этих стран ОЯТ — ценный «источник сырья». После 1991 года несколько АЭС, построенных советскими специалистами, оказалось за пределами России. Для обеспечения их радиационной и ядерной безопасности были подписаны соглашения, на основании которых Росатом обязывался забирать ОЯТ с этих станций для дальнейшей переработки.

Так было и в Литве, но после остановки Игналинской АЭС в Вильнюсе решили заниматься демонтажом станции без участия России, тем самым совершенно добровольно взяв на себя все проблемы, связанные с облученным топливом.

Так что для Литвы ОЯТ теперь действительно именно высокоактивные отходы — никаких технологий его переработки в республике нет и в помине.

Обсуждать причины, по которым литовские власти посчитали такое решение оптимальным, можно долго, но в итоге остается один лишь факт: Литва решила стать неким «подопытным кроликом» самостоятельно, без участия «российских хакеров». В истории мирового атомного проекта еще не было ни одного случая полной ликвидации АЭС с уран-графитовыми реакторами, а у самой Литвы не было никакого опыта работы с радиационно-опасными материалами.

Как у любых пионеров, осваивавших незнакомые территории, сложности и ошибки были неизбежны. Немалой части их можно было избежать очень простым способом: Литва могла наладить отношения с Опытно-конструкторским бюро машиностроения им. Африкантова, в котором был разработан проект реакторов для Игналинской АЭС, но этого сделано не было.

Что же представляет собой облученное ядерное топливо и какие риски несет обращение с ними?

В ядерном реакторе идет управляемая цепная реакция деления ядер самого тяжелого на Земле химического элемента — урана. Его ядро состоит из большого количества элементарных частиц, а силы, которые обеспечивают его стабильность, лишь ненамного мощнее сил отталкивания между отдельными частицами. Достаточно удара нейтрона, чтобы эта связь прервалась: ядро урана буквально разваливается на осколки, при этом появляются свободные нейтроны, которые движутся к следующим ядрам урана.

При этом выделяется невероятное количество энергии: 1 кг урана дает столько же, сколько можно получить, если сжечь 2 млн кг угля.

Эффект одинаковый, однако 2 тысячи тонн угля — это уходящие в атмосферу углекислый и угарный газы, это тонны золы и тот самый парниковый эффект. Килограмм урана, «сгорающий» в атомном реакторе, не требует ни железных дорог для подвоза, ни складов, ни борьбы с золой и угарным газом.
Уже при разработке ядерного оружия ученые-физики понимали, какую колоссальную пользу может принести уран, если его использовать в мирных целях. Как только была решена задача создания ядерного оружия, ученые немедленно приступили к разработке технологии, позволяющей использовать энергию ядер урана для получения энергии электрической.

Вне зависимости от того, какое именно топливо используется на электростанциях, работают они по одному и тому же принципу. Энергия, выделяемая при сгорании топлива, идет на превращение воды в пар. Далее его направляют на турбину, которая вращает генератор, находящийся внутри статора. «Вода, пар, турбина, генератор» — алгоритм неизменен для любой электростанции.

Что касается уранового топлива, то реакция деления ядер не имеет ничего общего с горением любого другого источника энергии. Внутри атомного реактора реализуется мечта средневековых алхимиков: уран превращается в другие химические элементы. Его ядра под воздействием налетающих на него нейтронов в буквальном смысле этого слова разваливаются на осколки. И это вполне профессиональный термин — физики-атомщики называют их «осколками деления».

Как известно, уран — самый тяжелый из существующих на нашей планете химических элементов. Осколками его деления могут быть другие металлы, неметаллы и даже газы — точно предсказать, что именно получится после распада, невозможно.

Аналогия простая: бросая камень в стекло, мы не можем предсказать, какого размера и сколько будет осколков, как далеко они отлетят.

Приблизительно догадаться можно, но лишь с некоторой долей вероятности. Почти так же обстоят дела и с ядрами урана, но у физиков-ядерщиков есть очень ценные преимущества: они давно наблюдают за такими реакциями, а потому у них и появилась возможность разработать технологию обращения с ОЯТ.

После извлечения из реактора отработанное топливо еще долгие годы излучает радиацию. Поэтому для работы с ним используют дистанционно управляемые механизмы, а транспортировку и хранение осуществляют при помощи специальных контейнеров, способных удержать радиацию.

С учетом сложности всех процедур механизм работы с ОЯТ требует огромных финансовых затрат. Как известно, Литва могла, но не захотела обойтись без всего этого — выбор был добровольным.

Борис Марцинкевич