«Мы склонны верить только тому, что можем увидеть и потрогать, да и то не всегда», — замечает заведующий отделением Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАН Сергей Уткин. Так начинается интервью газете Страна Росатом об особенностях проекта пункта финальной изоляции радиоактивных отходов и подземной исследовательской лаборатории в Нижнеканском массиве под Железногорском. Как гарантировать безопасность на тысячелетия, когда и завтрашний день непредсказуем? Задействованные в проекте ученые ищут ответ и на этот вопрос.
— Как возникла идея изолировать высокоактивные отходы в геологических толщах?
— Начну с того, что высокоактивные долгоживущие отходы — это вещества, потенциальная опасность которых сохраняется сотни тысяч и миллионы лет. Слово «потенциальная» здесь не лишнее, поскольку должное обращение, направленное на устранение воздействия на человека и окружающую среду, призвано свести опасность до приемлемого уровня.
Международное экспертное сообщество на протяжении как минимум двух человеческих поколений ищет консенсус по вопросу финальной изоляции РАО. Высказывались и серьезно обсуждались самые разные идеи, некоторые и сегодня выглядят экзотикой. Например, отправка в космос, захоронение в ледниковом щите и проч.
В настоящее время пришли к мнению, что самый безопасный способ с более-менее предсказуемыми последствиями — размещение РАО в геологических формациях на глубине несколько сотен метров и более. Впервые эту идею опубликовали в конце 1950‑х годов. Кстати, тогда считалось, что организовать геологическое захоронение под силу небольшой команде из нескольких инженеров с парой хорошо подготовленных геологов. На практике все оказалось намного сложнее.
— В чем принципиальные затруднения?
— Приведу простой пример. Сооружение АЭС — сложнейшая научно-техническая задача, но в мире есть несколько сотен энергоблоков и нет ни одного пункта глубинного захоронения радиоактивных отходов — ПГЗРО. Подземные объекты строились тысячами, но ПГЗРО так и нет. В чем причина? Ответ, как ни странно, заключается в слове «доверие». За все время существования горного дела люди стремились извлечь из недр нечто полезное, немного за собой прибирая, но в целом не сильно задумываясь, что будет с выработками дальше. Нам же нужно спрятать опасное — причем так, чтобы подземный объект максимально долго удерживал радиоактивность, чтобы не поставить под угрозу безопасность и благополучие потомков. Это вопрос о гарантиях на тысячелетия.
Одну только методологию анализа безопасности международное сообщество разрабатывало несколько десятилетий. Были определены все требующие рассмотрения события, явления и процессы, ни одна комбинация которых не должна привести к неприемлемому развитию ситуации. В принципе, это аналог проектных аварий для АЭС.
Вернемся к доверию. Мы говорим о результатах, большую часть которых никогда не проверим в визуально-осязательном формате просто в связи с длительностью процессов. Когда занимаешься вещами, в описании или постановочной части которых сквозит вечность, для достижения успеха недостаточно быть просто ученым-технократом. На мозговых штурмах в Международном агентстве по атомной энергии рабочие группы, задействованные в подготовке рекомендаций, которые потом становятся настольными книгами специалистов, всерьез рассматривают сценарии вторжения на Землю инопланетной расы — просто как одну из возможностей инициирования выхода радиоактивности из ПГЗРО в рамках маловероятного «аварийного» сценария.
Мы имеем дело с большим числом неопределенностей, часть которых можно снять только в условиях, максимально приближенных к будущему захоронению. Это если говорить о свойствах массива горных пород и о том, как будут взаимодействовать с ними инженерные барьеры безопасности.
Полевые работы для определения проницаемости пород на Енисейском участке, 2021 год
— Для этого и нужна подземная исследовательская лаборатория — ПИЛ?
— В том числе. Обратите внимание: для пунктов приповерхностного захоронения нет нужды в прокси-объектах. Все и так более-менее можно увидеть и пощупать. Но есть еще сугубо технологические вопросы. Захоронение в подгорной части будет проводиться дистанционно, в связи с чем нужно отработать все транспортно-технологические решения.
Вообще, мы стараемся максимально снизить, если так можно выразиться, нагрузку на ПИЛ. Проводя там эксперименты, не ожидаем чего‑то радикально отличающегося от наших прогнозов в лабораторных условиях. Отсюда повышенные требования к исследованиям на поверхности: реалистичность всех материалов и конфигураций, подбор оборудования и компонентов исследовательских стендов. Для ответа на вопрос, в каком контейнере наиболее эффективно захоронение, сейчас разрабатываются два крупных стенда: механический и коррозионный.
— Уже понятно, какие РАО будут в первую очередь изолировать под Железногорском?
— Это алюмофосфатный компаунд, первые партии которого были изготовлены в 1987 году. Тогда, конечно, ни о каком захоронении речи не шло, поэтому фиксировались далеко не все важные для анализа безопасности характеристики. Водораздел между эксплуатационной и долговременной безопасностью — это как раз одна из важных когнитивных фишек проекта, которые делают его непривычным. В прошлом году в горячих камерах удалось начать изучение реальных образцов стекол и аттестовать 10 новых методик оценки содержания трудно детектируемых слабо сорбируемых долгоживущих радионуклидов. Раньше этих методик не было просто за ненадобностью. И это только подготовительный этап.
Из того, что еще непривычно. Хочу обратить внимание, что обоснование долговременной безопасности — вызов не только для эксплуатирующей организации, но и для органов регулирования, в частности Ростехнадзора, Роснедр. Для них это все тоже впервые. Что бы вы сделали на месте регулятора, если бы в чем‑то сомневались? Правильно, тормозили бы процесс. И это очередная проблема.
— И что делать при обилии неопределенностей?
— Нужен выверенный баланс постоянного развития технологий безопасности и их использования. Иногда под лозунгом «лучшего будущего», в котором изобретут новые технологии, реализуются совершенно гротескные комбинации типа обратимого захоронения. Тараном стала некогда очень прагматичная Франция. Там были вынуждены переделать проект, с тем чтобы через 100 лет — примерно за столько заполнится ПГЗРО — иметь возможность вытащить оттуда РАО и оценить их состояние. Я общался с разработчиками, они сами недоумевают: «Как можно что‑то финально изолировать, оставив лазейку для извлечения? Очевидно же, что новый проект будет заведомо хуже».
— Но подземные пункты захоронения далеко не новация? В прессе мелькают данные о десятках подобных объектов в мире.
— Да, есть десятки — только это пункты не глубинного, а приповерхностного захоронения. В геологических структурах РАО размещены в пяти местах: по одному объекту в США, Венгрии, Южной Корее и два — в Финляндии. Правда, ни в одном нет высокоактивных отходов, но по короткоживущим среднеактивным и долгоживущим низкоактивным отходам наработаны существенные компетенции.
За все время изучения проблемы геологического захоронения создано более 30 ПИЛ. Сейчас эксплуатируется чуть менее половины. Строительство идет в трех странах: у нас, в Чехии и Китае — все в скальных породах. С Чехией контакты временно прервались, а с Китаем, наоборот, вышли на новый уровень и активно развиваются. В сентябре прошлого года наши специалисты побывали в Бэйшане, на площадке будущего захоронения. Диалог получился весьма предметный, поскольку у каждой стороны есть что предложить в плане обмена опытом. У нас главным образом расчетные средства, коды для обоснования безопасности — в этом направлении Россия на лидирующих позициях в мире. Китайские коллеги имеют обширный опыт гидрогеологических исследований и использования нестандартного оборудования.
Устье вентиляционного ствола подземной исследовательской лаборатории, 2023 год
— Какой будет наша лаборатория? Проект уже готов?
— Да. В части безопасности и параметров глубокоэшелонированной защиты он регулярно оптимизируется. Мы работаем по принципу положительной обратной связи. Наши результаты корректируют решения по робастности (устойчивости к помехам) системы захоронения, и мы вновь их анализируем.
С поверхности земли на примерно 500‑метровую глубину будут уходить два ствола диаметром 6 м: вентиляционный и вспомогательный. Внизу их соединит транспортно-горнопроходческая выработка — горизонтальный тоннель протяженностью с учетом околоствольных дворов порядка 1,5 км. В боковых ответвлениях тоннеля и разместятся исследовательские камеры. Если результаты исследований будут позитивными, объект продолжит развиваться. В частности, появится третий ствол, технологический, тоннель станет кольцом, потом появится еще одно.
Эталонная для многих шведская ПИЛ развивалась подобным образом 19 лет. Исследования не будут прекращаться даже в период загрузки РАО. Главным образом будут отрабатываться технологии закрытия: обратная засыпка, установка заглушек и т. д.
— В декабре прошлого года материалы обоснования лицензии на сооружение ПИЛ получили положительное заключение Государственной экологической экспертизы.
— Новость, безусловно, позитивная, но ее значимость не следует переоценивать. Процедура рутинная, она проходила и будет проходить еще не раз. Это стадия, декларирующая, что все идет по плану и соответствует законодательству, в данном случае — природоохранному. Если совсем кратко, эксперты одной из нескольких отсекающих инстанций дали добро на продолжение работ по созданию ПИЛ. Впереди для Национального оператора по обращению с РАО таких пунктов контроля у госорганов еще много. На каждый вид деятельности, по сути, для каждого крупного этапа жизненного цикла ПГЗРО, будет оформляться лицензия Ростехнадзора, которую невозможно получить без всех положенных согласований.
В этой связи хочу сделать важный комментарий. За время реализации проекта ПГЗРО у нас коренным образом изменилось законодательство в области использования атомной энергии, санитарно-эпидемиологического благополучия населения, охраны окружающей среды. Сменилась эксплуатирующая организация, проектант и научный руководитель. Сменилась, в конце концов, страна. Уже на этапе выбора площадки для пункта Россия ратифицировала Объединенную конвенцию о безопасности обращения с ОЯТ и РАО. И это, наверное, самая важная особенность нашего проекта: необходимо быть готовым к серьезным изменениям внешних условий, а изменение некоторых инициировать самим.