IEER | Энергетика и Безопасность № 32


Затраты и риски от обедненного урана на новом
обогатительном заводе

Арджун Макхиджани и Брайс Смит


В настоящее время около 740 000 тонн обедненного урана в нетвердой форме гексафторида хранится на трех заводах Министерства энергетики CША - в городах Падьюка, штат Кентукки, Портсмут, штат Огайо и Ок-Ридж, штат Теннеси. Обедненный уран - это побочный продукт процесса обогащения урана, который за последние 60 лет осуществлялся на перечисленных объектах. Портсмутский завод находится в резерве, а Ок-Риджский окончательно закрыт. Сегодня завод в городе Падьюка остается единственным действующим предприятием по обогащению урана в США. Им руководит Американская корпорация по обогащению урана (USEC), завод является ее дочерней компанией.

Корпоративный консорциум LES, которым управляет европейская компания "Urenco", собирается построить новый обогатительный завод. Предполагаемый объект, который в случае строительства будет расположен в округе Ли, штат Нью-Мексико, планирует обогащать уран для снабжения топливом американские АЭС. USEC пытается построить подобный завод в штате Огайо.

Заявка LES на разрешение строительства, направленная в Комиссию США по ядерному регулированию, - это четвертая попытка компании построить обогатительный завод в США. Первая попытка получить разрешение на строительство подобного объекта в штате Луизиана обошлась LES более чем в 30 миллионов долларов. Однако консорциум отозвал заявку по экологическим соображениям после того, как группе граждан удалось опровергнуть заключение Комиссии по ядерному регулированию о воздействии этого проекта ("Claiborne Enrichment Center") на окружающую среду. Были исследованы две другие территории под строительство, обе расположенные в штате Теннеси. Однако от них отказались благодаря протестам местного населения. Утилизация обедненного урана, который будет вырабатываться в процессе обогащения, остается основной проблемой для всего общества.

Эта статья основана на отчете IEER, оценивающем проблемы, связанные с контролем и утилизацией обедненного урана, который мог бы быть производен на заводе компании LES. Отчет подготовлен для организаций, действующих в интересах общества - это "Информационная служба по ядерным вопросам и ресурсам" (NIRS) и "Гражданин" (Public Citizen), с последующим использованием этой информации в суде по рассмотрению дела о заявке компании LES на строительство. Отредактированный вариант отчета, куда не входит частная информация LES о ее финансовых данных, был опубликован в феврале 2005 года. Ссылки по данной статье опубликованы в отчете IEER под названием Затраты и риски, связанные с обращением и утилизацией обедненного урана от национального обогатительного завода, который корпорация LES планирует построить в округе Ли, штат Нью-Мексико1. В настоящей статье также обсуждаются постановление Комиссии по ядерному регулированию, которое вышло в ответ на отчет IEER, а также правовые вопросы, поднятые NIRS и "Public Citizen".

Обогащение урана

Обогащение - это процесс повышение в уране доли изотопа урана-235. Из природного урана, который поступает в обогатительную установку, получают два потока. Один из них называется обогащенным потоком, который применяют (после дальнейшей химической и физической обработки) в качестве топлива, а второй состоит из так называемого обедненного урана, поскольку обеднен ураном-235.

Существуют различные процессы обогащения урана. Для промышленных процессов уран необходимо предварительно преобразовать в химическую форму, которая называется гексафторид урана (UF6). При нагревании до умеренной температуры UF6 превращается в газ. Газ UF6, проходя через диффузионную преграду или центрифугу соответствующей конструкции, производит два потока - один с обогащенным, другой с обедненным ураном. Они и являются окончательной продукцией обогатительного завода2.

Обедненный уран: ресурс или отходы?

Поскольку запасы ОУ продолжали увеличиваться, более серьезно встал вопрос об обращении с ним и о его утилизации. Министерство энергетики США так и не приняло окончательной стратегии по утилизации урана и не проанализировало ситуацию со своими запасами обедненного урана, упомянутыми выше. На самом деле, в мире нет ни одного действующего объекта по утилизации большого количества ОУ. Министерство энергетики США продолжает рассматривать возможные варианты использования своего ОУ, однако такая вероятность невысока.

До этого года федеральные регулирующие органы классифицировали обедненный уран как "сырье" (подобно урановой руде, которая встречается в природе), а не как ядерные отходы3. В январе 2005 года Комиссия по ядерному регулированию пересмотрела вопрос о том, к какой категории отходов следует отнести ОУ, полученный урановым обогатительным заводом, если его понадобится утилизировать. 18 января она установила, что ОУ, предназначенный для утилизации, следует считать низкоактивными отходами4. Постановление Комиссии вышло в ответ на отчет IEER, который лег в основу данной статьи.

Формально постановление NRC изменило статус ОУ, однако оставило некоторую неясность в отношении способов его утилизации. Сотрудники Комиссии считают ОУ, предназначенный для утилизации, низкоактивными отходами класса "А", поскольку он не подпадает под формулировку положений, характеризующих отходы классов "В", "С" или выше класса "С". (См. врезку, касающуюся определений различных типов низкоактивных отходов.) Однако сама Комиссия представила более широкую трактовку: поскольку ОУ не относится к высокорадиоактивным, трансурановым отходам, отработанному ядерному топливу или побочным веществам, его следует занести в общую категорию "низкоактивных отходов". Однако Комиссия не указала, каким образом он подпадает под конкретную классификацию этого положения.

С точки зрения радиологических свойств обедненный уран нельзя отнести к низкоактивным отходам класса А или природной урановой руде. ОУ больше всего подходит к отходам выше класса С или трансурановым. Федеральные положения определяют трансурановые отходы в качестве таковых, когда их удельная радиоактивность превышает 100 нанокюри на один грамм (нКи/г) долгоживущих трансурановых радионуклидов, которые выделяют альфа-излучение (например, плутоний). ОУ также обладает удельной радиоактивностью, которая примерно равна 300-400 нКи/г, если учесть радиоактивность всех трех изотопов урана.

Трансурановые отходы подходят к категории отходов выше класса С по обращению с долгоживущими альфа-излучателями5. Важным элементом этой классификации при обсуждении данного вопроса является норма, составляющая 100 нКи/г трансурановых элементов. На сегодняшний день трансурановые отходы с заводов Министерства энергетики США помещаются в глубокое геологическое хранилище в штате Нью-Мексико, которое называется Экспериментальный завод по изоляции отходов (Waste Isolation Pilot Plant), это федеральный проект на сумму в несколько миллиардов долларов.

Сходство ОУ с трансурановыми отходами было отмечено в отчете Национального научно-исследовательского совета США, как по радиологическим характеристикам, так и по трудностям при захоронении:

"В случае необходимого захоронения (оксида обедненного урана) сделать это будет не так просто. Альфа-активность ОУ составляет 200-300 нанокюри на один грамм. В геологические хранилища должны помещаться те трансурановые отходы, чья альфа-активность выше 100 нанокюри на один грамм. Если бы уран являлся трансурановым элементом, то в силу его радиоактивности его нужно было бы утилизировать на Экспериментальном заводе по изоляции отходов. Химическая токсичность этого вещества при его огромном объеме естественно также являлась бы проблемой"6.

В Таблице 1 показано, что обедненный уран в своих химических формах, пригодный для утилизации, имеет более высокие степени радиоактивности по сравнению с предельными уровнями трансурановых отходов. Удельная радиоактивность и общее количество ОУ, которое консорциум LES собирался выработать на своем заводе по обогащению урана, одни из самых серьезных факторов влияния на здоровье людей и окружающую среду, то же касается и максимальных затрат.

Таблица 1: Удельная радиоактивность различных химических форм обедненного урана,
трансурановых отходов и обычной урановой руды с весом природного урана в 0,2%
Химическая форма
Удельная радиоактивность, нКи/г
Урановый металл (DU)400
Диоксид урана (DUO2)350
Оксид урана (DU3O8) 340
Трансурановая активность в трансурановых отходах или отходах выше класса С (см. примечание) >100
0,2% урановая руда4 (см. примечание)
Примечание: В удельную активность для 0,2% урановой руды входят все продукты распада урана-238 и все продукты распада радия-226 включительно, если они находятся в вековом равновесии с ураном-238. Радон-222 и его продукты распада не входят в это число. Все значения в таблице округлены. Существуют незначительные различия в определении типов трансурановых отходов, используемом Управлением по защите окружающей среды, и отходов выше класса С, используемом Комиссией по ядерному регулированию. Дело в том, что обедненный уран относят к трансурановым радионуклидам, который не является предметом дискуссии в данном случае, поскольку ОУ можно отнести и к тем и к другим.

Изучая проблему длительных воздействий утилизации обедненного урана, также необходимо учитывать побочные урановые "дочерние" продукты. Помимо увеличения количества урана-234, которое присутствует в ОУ, необходимо учесть два других серьезных "дочерних" продукта урана-238 - это торий-230 и радий-226. Побочные дополнительные долгоживущие альфаизлучающие радионуклиды прибавляют оснований считать ОУ трансурановыми отходами.

На самом деле риски смертности от ОУ на один беккерель поглощения, включая продукты распада, примерно в четыре раза опаснее рисков от плутония-239, как показано в Таблице 2. В таблице показано, что при увеличении удельной радиоактивности DU3O8 до 100 нанокюри на один грамм порога трансурановых отходов опасность каждого изотопа в обедненном уране (уран-238, уран-234, торий-230 и радий-226) превышает угрозу от плутония-239. ОУ и его первичные продукты распада в совокупности примерно на порядок опаснее трансурановых отходов, составляющих 100 нанокюри на один грамм плутония-239 (по уровню смертности от рака на единицу массы поглощенного вещества).

Таблица 2: Сравнение показателей смертности на один беккерель (Бк) и один грамм оксида
обедненного урана при вековом равновесии при 100 нКи плутония-239 (т.е. количество,
которое содержится в трансурановых отходах при 100 нанокюри на один грамм)
РадионуклидСмертность на Бк при поглощении с питьевой водойСмертность на Бк при поглощении с приемом пищиКоэф. смертности на Бк по сравнению с Pu -питьевая водаКоэф. смертности на Бк по сравнению с Pu - пищаКоэф. смертности, 1 грамм ОУ по сравнению с 1 граммом трансурановых отходов с Pu-239 при 100 нКи/г - питьевая водаКоэф. смертности, 1 грамм ОУ по сравнению с 1 граммом трансурановых отходов с Pu-239 при 100 нКи/г - пища
Уран-238
1,13E-09
1,51E-09
0,40
0,42
1,34
1,41
Уран-234
1,24E-09
1,66E-09
0,44
0,46
1,48
1,55
Торий-230
1,67E-09
2,16E-09
0,59
0,60
1,99
2,05
Радий-226
7,17E-09
9,56E-09
2,52
2,63
8,53
8,93
Обедненный уран - общий коэф. cмертности при вековом равновесии
3,93
4,11
13,34
13,94
Плутоний-239
2,85E-09
3,63E-09
Примечание: "Е-09" - это вариант написания "x 10-9". Источником информации о коэффициентах смертности при потреблении доз с питьевой водой и пищей является Отчет № 13 по федеральным нормативам Управления охраны окружающей среды. Две крайние правые колонки показывают уровень смертности для урановых и дочерних продуктов распада в сравнении с плутонием-239 после увеличения удельной радиоактивности массы DU3O8 по отношению к удельной радиоактивности трансурановых элементов при пороговой норме трансурановых отходов.

Уран и продукты его распада (за возможным исключением тория-230) в целом обладают либо аналогичным, либо более мощным влиянием на окружающую среду, чем плутоний.

Поэтому со стороны регулирования, а также с научной точки зрения, риски, которые могут возникнуть при утилизации ОУ, нельзя рассматривать ниже рисков при утилизации трансурановых отходов. Отнесение ОУ к категории низкоактивных отходов или отходов класса А не умаляет его опасность. Постановление Комиссии, касающееся утилизации отходов ОУ по классу низкоактивных, нельзя интерпретировать таким образом, что ОУ подходит для такого же поверхностного захоронения согласно пункту 10 CFR глава 60.55 (a), как и некоторые низкоактивные отходы.

Постановление Комиссии не является объективным, как и позиция его сотрудников относительно того, что утилизацию ОУ следует отнести к отходам класса А. Утилизация отходов класса А, которые, как правило, менее радиоактивны или содержат короткоживущие изотопы по сравнению с отходами других классов, регламентируются менее жестко, нежели низкоактивные отходы других классов. Законодательно закреплено, что расчетная доза воздействия на людей при утилизации низкоактивных отходов не должна превышать 25 миллибэр в год (млбэр/год)7.

Для трансурановых отходов или долгоживущих отходов выше класса С поверхностное захоронение не подходит. Подобные отходы требуют глубокого геологического захоронения. В случае с центром по обогащению "Claiborne Enrichment Center" сотрудники Комиссии сделали заключение, что обедненный уран в форме порошка U3O8 относится к низкоактивным отходам класса А. Однако собственный анализ, проведенный сотрудниками NRC и описанный в Заключительном отчете о воздействии на окружающую среду (CEC FEIS) показал, что поверхностное захоронение приведет к более высоким дозам воздействия, нежели 25 млбэр/год, которые являются предельной нормой воздействия ядерного топливного цикла на людей.

Вопрос классификации отходов усложняется возможностью того, что признанная химическая токсичность урана и последние исследования, поднявшие другие проблемы влияния ОУ на организм (эти эффекты описаны ниже, а также более подробно в сопроводительной статье), позволят считать обедненный уран смешанными отходами, на которые частично будут распространяться положения Закона о консервации и восстановлении ресурсов (Resource Conservation and Recovery Act) .

Дозы воздействия утилизированного ОУ

Корпорация LES описала два варианта деконверсии8 и утилизации хвостов DUF6, которые мог бы вырабатывать обогатительный завод:

  1. использование заводов Министерства энергетики США после деконверсии государственных запасов DUF6,9 и
  2. возведение частного завода по деконверсии исключительно для переработки объемов DUF6, которые планировались производить на новом обогатительном заводе компании LES.

IEER пришел к выводу, что ни один из этих вариантов, предложенных Комиссией по ядерному регулированию в Проекте отчета о воздействии на окружающую среду (DEIS) в отношении завода компании LES10 нельзя считать подходящим способом размещения хвостов обедненного урана, которые станут результатом работы обогатительного завода. Учитывая плохую репутацию Министерства энергетики США и его пренебрежение своими обязательствами, особенно в случае с Юкка Маунтин11, а также большие объемы собственных запасов ОУ, которыми необходимо распоряжаться, несостоятельность варианта с Министерством энергетики настолько велика, что его нельзя считать надежным способом утилизации, даже имея письменные заверения министерства об обязательном приеме ОУ от консорциума LES.

С другой стороны, если LES воспользуется частным заводом по деконверсии, компания будет сама нести ответственность за утилизацию ОУ. В этом случае LES может выполнить поверхностное захоронение на специальном объекте в штате Юта ("Envirocare") или на объекте в штате Техас ("Waste Control Specialists"), граничащим с предполагаемым для строительства заводом в Нью-Мексико. Однако в проекте отчета DEIS Комиссия не упомянула об исследовании объектов по поверхностному захоронению.

NRC предлагает глубокое захоронение

Проект отчета о воздействии на окружающую среду предлагает, чтобы ОУ, произведенный предполагаемым заводом компании LES, был захоронен в выработанной шахте. В Проекте отчета оцениваются рассчитанные дозы воздействия на людей (т.е. какое количество урана может сосредоточиться в организме человека, живущего рядом с подобной шахтой и потребляющего грунтовую воду), а также утверждается, что эти дозы значительно ниже предельных установленных законом норм, которые составляют 25 млбэр/год. Комиссия утверждает, что эти оценки основаны на вычислениях, указанных в заключительном отчете CEC FEIS от 1994 года. Несмотря на свои заверения, NRC отказалась поделиться с IEER методами и допущениями, по которым произведен расчет доз. Подробные методики расчета CEC FEIS также недоступны, даже для самой Комиссии.

Эта информация крайне важна, поскольку дозы от урана-238, рассчитанные в проектном отчете CEC FEIS для глубокого захоронения (в шахте), невероятно низкие. Например, доза урана в питьевой воде при захоронении десятков тысяч метрических тонн чистого порошка DU3O8 в шахте, по оценкам Комиссии в случае с CEC, будет от миллиона до триллиона раз ниже обычных фоновых норм, возникающих от небольшого количества урана, который естественным образом присутствует в воде.

Расчеты IEER показывают, что дозовые оценки Комиссии неверны, вероятно, на много порядков. Однако проиллюстрировать во всей полноте неточность ее расчетов не представляется возможным, поскольку Комиссия отказалась предоставить информацию о способах и деталях ее расчетов в отношении предполагаемого строительства завода LES.

IEER предлагает глубокое захоронение

Из-за очевидного нежелания Комиссии делиться своими расчетами, IEER произвел свои несложные вычисления потенциальных доз, которые может получить человек, предположительно живущий над шахтой, где был захоронен ОУ. Мы предположили, что вода проникает в шахту и достигает равновесия с порошком обедненного урана (т.е. мы предположили, что прошло достаточно много времени, в течение которого произошли все важные химические реакции). Эта калькуляция повторилась с участием и без участия углекислого газа (т.е. воздуха) в шахте. Мы предположили, что вся питьевая вода берется из колодца, который был пробурен в шахте.

Доза в питьевой воде при присутствии только одного урана-238 была рассчитана в таких условиях в диапазоне десятков миллибэр в год. Сегодняшняя норма по питьевой воде для всех радионуклидов составляет 4 млбэр/год. Доза других урановых изотопов и прочих продуктов распада увеличит общую потенциальную дозу. Мы также обнаружили, что количество урана-238 в воде из шахты будет приблизительно от 6 до более чем 20 раз выше нынешней предельной нормы по питьевой воде, которая установлена Управлением охраны окружающей среды и которая составляет 30 микрограмм общей урановой дозы на один литр (мгр/л).

Для сравнения мы подсчитали, что даже если одна миллионная часть урана, растворенного в воде, заполняющей шахту объемом 20 000 м3, достигнет питьевой воды12, то для сокращения дозы урана-238 до норм, определенных с помощью расчетов Комиссии в заключительном отчете о воздействии на окружающую среду при захоронении в песчаной/базальтовой шахте, потребуется раствор, который превысит объем воды всех Великих озер вместе взятых13.

Наш анализ показывает, что вполне разумно считать вариант Комиссии с колодезной водой в случае с CEC (и в случае с LES) невероятным с научной точки зрения и неправильным в одном или нескольких аспектах. Окончательное решение по этому вопросу не может быть принято до тех пор, пока Комиссия по ядерному регулированию не предоставит все подробности своих расчетов, в том числе, какие модели использовались, каким образом они просчитывались, а также все возможные варианты, которые были просчитаны с учетом места, параметры модели и возможное урановое воздействие. Комиссия пока не сумела обосновать свои заявления о том, что дозы облучения при утилизации обедненного урана в заброшенной шахте будут в пределах норм, предусмотренных законом. Исследование без точных данных недопустимо вообще, а тем более в отчете о воздействии на окружающую среду, который подготовлен государственным учреждением, отвечающим за здоровье и безопасность людей.

Наши обзорные вычисления показывают, что общие расчеты не являются убедительным основанием для предположения о том, что захоронение в какой-либо шахте будет проведено в соответствии с нормами доз воздействия или другими нормами здравоохранения. Необходимо проводить подробную оценку конкретных участков, рассматриваемых для утилизации обедненного урана.

IEER предлагает поверхностное захоронение

Помимо выводов о глубоком захоронении, IEER также протестировал ряд вариантов, используя программу "ResRad" для расчета доз с различными допущениями о поверхностном захоронении ОУ в засушливом климате14. Программа моделирования "ResRad", созданная в Национальной лаборатории Аргон (Argonne National Laboratory), была принята Комиссией для произведения расчетов доз в поддержку выведения АЭС из эксплуатации. В этих тестированиях мы допустили возможность ошибки программы "ResRad", которая рассматривает "среднестатистического человека" (взрослого белого мужчину весом 154 фунта) при оценке радиоактивного воздействия. Это допущение не берет в расчет того, что дети более чувствительны и к химическим и к радиологическим воздействиям урана. Однако, как мы продемонстрируем ниже, поверхностное захоронение урана вряд ли будет соответствовать положениям о здоровье и безопасности, даже в отношении среднестатистического человека.

Результаты этих основных расчетов обследования показаны в Таблице 3. Все результаты намеренно на несколько порядков выше установленной законом предельной нормы в 25 млрэм/год (или 0,025 рэм/год). Они показывают, что поверхностное захоронение также не подходит для утилизации обедненного урана.

Таблица 3. Результаты расчетов доз (IEER) для поверхностного захоронения порошка DU3O8
Дозы представлены в бэрах в год в сравнении с миллибэрами в год
Доза U-238
Доза U-235
Доза U-234
Общая предельная доза (бэр в год)
Норма, установленная законом (бэр в год)
Время при предельной дозе (лет после захоронения)
От 32 до 658
От 14 до 47
От 81 до 200
От 141 до 795
0,025
От 9 807 до 17 412
Примечание: Представлены диапазоны расчетных доз, поскольку расчеты производились для различных вариантов захоронения, в основе каждого лежит особое сочетание величин изменчивости загрязняющих веществ, присутствующая влага и степень эрозии. Все способы разработаны с учетом засушливого климата. Как показано, ежегодные дозы изотопов урана подразумевают также участие соответствующих им продуктов распада. Все цифры округлены.

Мы не претендуем на предельную точность или полноту своих расчетов. Напротив, это крайне простые вычисления с многочисленными допущениями погрешности и общих особенностей данных. Задача этих расчетов установить: а) являются ли расчеты Комиссии в заключении CEC FEIS обоснованными и допустимыми с учетом заявлений о том, что они получены таким же способом, что и расчеты по проекту отчета LES DEIS; и б) являются ли общие расчеты достаточным основанием для определения соответствия действующим положениям. Как отмечено выше, ответ на оба вопроса наверняка отрицательный.

К чести NRC стоит сказать, что в своем постановлении от января 2005 года, Комиссия приняла аргумент IEER о том, что ОУ достаточно опасен и способ его захоронения не может быть принят без дальнейшего изучения:

"Более сложный вопрос, на который у нас нет необходимости отвечать сегодня, касается того, соответствует ли вещество корпорации LES в его предполагаемых объемах и концентрации требованиям Части 61 по поверхностному захоронению. Комиссия принимает аргумент сторон о том, что принять точное решение по выбору этого или иных способов захоронения на данный момент не представляется возможным, и вероятно потребуется дальнейший анализ вопросов окружающей среды и безопасности. Под нашим решением не подразумевается личное мнение Комиссии по данному вопросу, вопрос касается обоснованности частного варианта компании LES по предлагаемому захоронению, а также финансовой гарантии. Эти моменты остаются на усмотрение совета директоров".

Формирование факторов риска для здоровья

Несмотря на ограниченные данные, складывающаяся картина факторов риска для здоровья от обедненного урана все же указывает на то, что обращаться с ОУ и утилизировать его следует крайне осторожно. Значительное количество последних исследований по воздействию ОУ на организм, проведенных в Исследовательском институте радиобиологии Вооруженных сил США после войны в Персидском заливе 1991 года, показало, что обедненный уран может быть мутагенным, канцерогенным, тератогенным, цитотоксическим и нейротоксическим. Иными словами, он способен вызывать или способствовать возникновению генных мутаций, опухолей, врожденных дефектов, токсичности на клеточном уровне, а также неврологических повреждений. Уран также может повреждать растущие кости, пересекать плаценту и наносить вред эмбриону/плоду.

Новое исследование показывает, что помимо воздействия урана на скелет, репродуктивные способности и на инициирование и/или развитие рака, его неврологические последствия аналогичны эффектам одного из видов радиоактивного свинца. По многим подобным повреждениям, возникающим в силу взаимодействия присущих урану свойств тяжелых металлов и радиоактивного компонента, угадываются признаки потенциального синергетического эффекта. Более подробную информацию об этих воздействиях можно прочитать в сопроводительной статье.

Новые данные и новое понимание влияния урана на здоровье человека появляются в тех областях, которым прежде уделялось мало внимания. Это исследование вероятно сыграет серьезную роль в формировании будущих оценок риска от ОУ. Можно с полной уверенностью констатировать необходимость введения более жестких требований по утилизации ОУ, особенно если уран будет признан более опасным, нежели считается на сегодняшний день, и особенно если речь идет об охране детского здоровья. В конце концов, несколько раз в течение прошедших десятилетий, нормативы, регламентировавшие деятельность ядерной промышленности, были пересмотрены с учетом осознания рисков на тот момент.

В течение нескольких десятилетий обогатительный завод, который собирается построить консорциум LES, планирует получить большое количество ОУ. Но это будет также время быстрого и серьезного роста осознания проблем, связанных с факторами риска от урана как отдельно, так и в сочетании с другими факторами воздействия на окружающую среду. В этом контексте LES и Комиссия, которая перед законом отвечает за здоровье населения, должны разработать стратегию по обращению и по утилизации ОУ, задача которой будет заключаться именно в охране здоровья людей. Они должны скорректировать свои планы и привести их в соответствие в том случае, если радиационные риски в целом и риски от урана в частности будут признаны более высокими, нежели считалось прежде. Им следует обеспечить особые меры безопасности по охране здоровья женщин и детей. Проект отчета Комиссии о воздействиях на окружающую среду имеет серьезный недостаток, поскольку не содержит существующих фактов, указывающих на подобные факторы риска, не говоря уже об их оценке с точки зрения обращения и захоронения ОУ. Включение цены этого вопроса в отчет - это единственная возможность избавить его от недостатков.

Комиссия должна принять во внимание рост факторов риска, которые выявили сегодняшние исследования, потому что они намного разнообразнее факторов риска для здоровья людей, официально рассчитанных на сегодняшний день. В противном случае, в будущем детские организмы будут страдать от плохой наследственности по аналогии с той, которая трагически сказалась на трех поколениях людей, отравленных свинцом. Но на сей раз это будет тяжелый металл, который также является и радиоактивным. LES и NRC должны учесть вероятность вредных воздействий обедненного урана до принятия решения о выработке таких больших объемов обедненного урана. Ведь это решение только прибавит проблем с обращением с отходами ОУ, которые уже произведены.

Затраты на утилизацию ОУ

От выбора стратегии по утилизации во многом зависит выбор процесса деконверсии обедненного урана. Существует как минимум две формы, в которые можно преобразовать DUF6 - это DUO2 и DU3O8. Отчасти выбор формы деконверсии зависит от способа утилизации. IEER предлагает использовать керамический мусоросборник, который наиболее эффективен для изоляции веществ атомной шкалы. Именно поэтому мы отдаем свое предпочтение варианту с DUO2.

Мы пришли к выводу, что ни один вариант захоронения, предложенный в Проекте отчета о воздействии на окружающую среду, а именно использование заводов Министерства энергетики США или возведение частного завода по деконверсии, не подходит для утилизации хвостов обедненного урана, которые будут результатом деятельности предполагаемого обогатительного завода. Мы разработали, на наш взгляд, три наиболее приемлемых альтернативных стратегии для деконверсии и захоронения ОУ. Вот эти три варианта:

  1. DUF6 преобразуют в DUO2, заливают цементом и затем утилизируют в шахту, которая наполовину меньше той, что предусмотрена для захоронения запасов обедненного урана Министерством энергетики США. Полученная фтористоводородная кислота будет нейтрализована в соединение фтористого кальция (CaF2 ), которое затем будет утилизировано в специальной зоне как низкоактивные отходы.

  2. DUF6 преобразуют в DUO2, помещают в керамический мусоросборник, а затем закладывают в глубокий геологический могильник, аналогичный Экспериментальному заводу по изоляции отходов (Waste Isolation Pilot Plant, WIPP) в штате Нью-Мексико. Как и при варианте 1, полученная фтористоводородная кислота будет нейтрализована в соединение CaF2, которое затем будет утилизировано в специальной зоне как низкоактивные отходы. Этот способ также включает непредвиденные расходы в качестве дополнительных затрат, которые необходимо иметь в виду с учетом возникновения потенциальных рисков от обедненного урана, которые выявляют последние исследования.

  3. Вариация способа 2, с различным учетом затрат на хранение и захоронение CaF2, а также затрат на разработку зоны глубокого геологического захоронения.

Мы рассчитали затраты на деконверсию и захоронение ОУ по трем приведенным вариантам. Допущения и оценка стоимости представлены в Таблице 4. Во всех трех случаях 25% приходится на непредвиденные обстоятельства. Оценка IEER умеренных затрат на утилизацию ОУ в случае выдачи лицензии представлена в вариантах 2 и 3, когда захоронение ОУ предполагается осуществить тем же способом, что и на заводе WIPP, независимо от присвоенной ему, ОУ, категории. Тот факт, что все три варианта составлены с учетом отнесения ОУ к категории выше класса С, связан лишь с его физическими и радиологическими свойствами, а также факторами риска для здоровья.

Таблица 4. Основные исходные данные IEER для трех вариантов обращения
с ОУ и его утилизации
Способ
Варианты деконверсии
Варианты захоронения
Финансовые допущения
Непредвиденные обстоятельства из-за урановых рисков
Комментарии
Стоимость на 1 кг урана
(в долл. США)
Способ 1: Цементиро-вание ОУ
UO2, цементирование
Глубокая шахта
10% риска на деконверсию
Нет
Затраты на деконверсию в UO2 выше, однако затраты на захоронение ниже и полная стоимость утилизации ниже
13,59
Способ 2: выше класса С, завод WIPP
UO2, керамический мусоросборник
Аналогично варианту WIPP
30% риска на деконверсию
19% на увеличение статьи издержек на деконверсию и захоронение
Низкая стоимость проектирований WIPP, низкие затраты на керамику, урановый риск означает повышенный риск для женщин
23,79
Способ 3: выше класса С, завод WIPP
UO2, керамический мусоросборник
Аналогично варианту WIPP
30% риска на деконверсию
19% на увеличение статьи издержек на деконверсию и захоронение
Средняя оценка стоимости проектирований WIPP, низкие затраты на керамику, урановый риск означает повышенный риск для женщин
30,41
Примечание: Общее количество предполагаемого произведенного объема DUF6 составляет 197 000 метрических тонн, что эквивалентно примерно 133 000 метрических тонн природного урана. Дополнительные примечания и ссылки для этой таблицы см. на страницах 48 и 51 отчета IEER по компании LES.

Эти расчетные затраты выливаются в сумму около 3-4 миллиардов долларов на надлежащее обращение с отходами ОУ и на их утилизацию, которые должен был бы произвести планируемый урановый обогатительный завод в штате Нью-Мексико. Затраты по каждому из трех способов скорее всего заставят признать предполагаемое строительство завода неэкономичным. Из-за этого также возрастет вероятность невыполнения обязательств завода по деконверсии и утилизации. Такие высокие издержки нельзя покрыть за счет потребителей услуг по обогащению урана. Именно поэтому компании необходимо в обязательном порядке и в первую очередь предоставить свои финансовые гарантии, которые будут входить в условия выдачи лицензии. В своей заявке на получение разрешения на строительство от июля 2004 года, консорциум LES предложил выделить лишь 731 миллион долларов на покрытие расходов по обращению с хвостами ОУ15.

Лицензия, которая не возлагает обязательства на LES покрыть расходы на утилизацию ОУ, подробно рассмотренную здесь (и это не самая высокая оценка умеренных затрат из возможных расчетов), рискует взвалить огромные обязательства по обращению с ним и его утилизацию на плечи американских налогоплательщиков и будущих поколений. Необходимо получить от владельцев будущего обогатительного завода его финансовые гарантии авансом как минимум в размере 2,5 миллиарда долларов (сегодняшняя цена), которые соответственно увеличатся со временем. Это должно быть сделано независимо от финансового благополучия или объема продаж завода. Это крайне необходимо для того, чтобы оградить жителей штата Нью-Мексико, налогоплательщиков США и будущие поколения от выполнения обязательств, связанных с ОУ, который собирается производить компания LES на предполагаемом заводе по обогащению урана.

Низкоактивные отходы

Промышленные низкоактивные отходы (НАО) в США определены неверно. Согласно положениям Комиссии по ядерному регулированию (NRC), низкоактивными отходами считаются "радиоактивные отходы, не попавшие в категорию высокорадиоактивных отходов, трансурановых отходов, отработанного ядерного топлива, побочных веществ (т.е хвосты урана или тория)..."

Таким образом, в категорию "низкоактивных" радиоактивных отходов входит весь малорадиоактивный мусор (например, швабры, перчатки и ботинки) и высокорадиоактивные активированные металлы из ядерных реакторов. Сюда входят короткоживущие и долгоживущие радионуклиды.

В положениях Комиссии коммерческие низкоактивные отходы подразделены на четыре класса, которые определяются типами радионуклидов и их концентрацией, из которых и состоят отходы. Эти классы обозначены буквами А, B, C, а также выше класса C.

Класс A - в среднем это отходы малой радиоактивности, которые содержат в основном загрязняющие вещества, которые Комиссия определила как "короткоживущие" радионуклиды.

Классы B и C - это более радиоактивные отходы. К классу B относятся загрязняющие вещества с более высоким содержанием "короткоживущих" радионуклидов, по сравнению с классом A, а класс C содержит большее количество долгоживущих и короткоживущих радионуклидов, нежели классы А и В.

Отходы выше класса C как правило намного радиоактивнее отходов других классов, и их захоронение на малой глубине, на которую обычно утилизируют отходы классов A, B и C, в США запрещено. Поверхностное захоронение радиоактивных отходов в основном означало обычные мусорные кучи, однако согласно сегодняшней концепции сюда включены более сложные структуры.

Источник: Макхиджани и Салеска, High-Level Dollars, Low-Level Sense ("Высокоактивные доллары, низкоактивный разум"), IEER (Нью-Йорк, Апекс Пресс, 1992 г.).


Источники
  1. Составлению данного отчета препятствовал ряд факторов. Во-первых, Комиссия по ядерному регулированию (NRC) установила для подготовки документа очень короткий срок (один месяц). Во-вторых, материал был подготовлен при отсутствии полного предоставления LES своей фактической информации и переговоров об ожидаемых затратах на деконверсию обедненного урана (ОУ). В-третьих, NRC не представила основных критериев своих расчетов по дозам воздействия при утилизации ОУ. В-четвертых, общественная база данных NRC (называется "Agency-wide Documents Access and Management System", сокращенно "ADAMS") была долгое время недоступна из-за проверки, которую проводила служба безопасности, что помешало нам получить доступ к потенциально важной информации. IEER сохраняет за собой право обновлять и вносить изменения в данный отчет.
  2. Подробную информацию о процессе обогащения урана, технологиях и мировом состоянии, см. ЭБ № 31.
  3. ОУ можно преобразовать в плутоний-239 с помощью ядерных реакторов. Одно время это считалось основным возможным применением ОУ. Однако на самом деле коммерческое использование плутония очень ограничено и такое применение ОУ является ничтожным по сравнению с тем количеством обедненного урана, которое было произведено за последние шестьдесят лет.
  4. Комиссия США по ядерному регулированию - In the Matter of Louisiana Energy Services, L.P. ("Национальный обогатительный завод"). Досье № 70-3103-ML. Меморандум и приказ. CLI-05-05. Подшито к делу и пущено в производство.
  5. пункт 10 глава 55 (a) Свода федеральных постановлений (CFR).
  6. Национальный научно-исследовательский совет. Коллегия по управлению радиоактивными отходами (Board on Radioactive Waste Management). Комитет по улучшению научной базы для контроля над ядерными веществами и отработанным ядерным топливом с помощью Научной программы мер по охране окружающей среды (Committee on Improving the Scientific Basis for Managing Nuclear Materials and Spent Nuclear Fuel through the Environmental Management Science Program). Improving the Scientific Basis for Managing DOE's Excess Nuclear Materials and Spent Nuclear Fuel. Вашингтон, округ Колумбия: Нэшнл Акедимик Пресс, 2003 г., стр. 67.
  7. п. 10 главы 61 CFR.
  8. По соображениям безопасности установлено, что гексафторид обедненного урана (DUF6) должен в итоге быть "деконвертирован" из своей радиоактивной формы в окончательную форму отходов, либо в диоксид обедненного урана (DUO2), либо в оксид обедненного урана (DU3O8) с целью долговременного контроля или утилизации. Комиссия по ядерному регулированию и Министерство энергетики заявляют, что DUF6 безопасен для хранения на длительное время.
  9. Министерство энергетики США уполномочено принимать ОУ от обогатительных заводов по Закону о приватизации Американской корпорации по обогащению урана (USEC Privatization Act) (42 U.S.C. 2297h-10), с внесенными поправками. В настоящее время Министерство энергетики еще не определило стоимость данной услуги на будущее. Однако прежние версии энергетических законопроектов, рассмотренные палатой представителей и сенатом, регламентировали бы цену, которую может назначить Министерство энергетики на уровне 71-90 центов за один килограмм ОУ. Закон об энергетике от 2005 года, который был недавно принят палатой представителей (H.R. 6, принят 21 апреля 2005 года), снял это предложение. Пока сенат не предложил ни одного варианта энергетического законопроекта на 2005 год.
  10. Комиссия США по ядерному регулированию, Управление по сохранности и мерам безопасности ядерных веществ, Отделение по контролю за отходами и защите окружающей среды: Environmental Impact Statement for the Proposed National Enrichment Facility in Lea County, New Mexico: Draft Report for Comment ("Отчет о воздействии на окружающую среду предполагаемого Национального обогатительного завода в округе Ли, штат Нью-Мексико: Проект отчета для комментариев"). NUREC-1790. Вашингтон, округ Колумбия, сентябрь 2004 г.
  11. Даже по приказу суда Министерство энергетики США нарушило свое узаконенное обязательство принимать отработанное ядерное топливо от атомных электростанций, начиная с января 1998 года, и в настоящее время прием отходов намечен не раньше чем на 2012 год.
  12. При предположительной плотности в 3 гр/см3, масса порошка DU3O8 , который предназначен для утилизации в случае с CEC, одна составила бы примерно 20 000 м3. (NRC CEC FEIS 1994 г. А-1, А-7).
  13. Для справки: система Великих озер содержит примерно 23 000 км3 воды, которая составляет около 18% от всего мирового запаса пресных поверхностных вод. (Управление по защите окружающей среды, Атлас Великих озер).
  14. Для очень большого периода времени, который необходимо принимать в расчет при захоронении обедненного урана, стоит учесть последствия изменения природного и потенциально антропогенного климата при выборе варианта использования земли, а также метеорологических параметров, подходящих для установления доз. Хотя это выходит за рамки настоящего отчета, здесь необходимо привести доводы в пользу варианта с местными сельскими жителями, который является частью общего обзорного анализа.
  15. "Луизиана Энерджи Сервисез" (Louisiana Energy Services). National Enrichment Facility Safety Analysis Report ("Отчет об анализе безопасности Национального обогатительного завода"), исправленное издание 2, (г. Альбукерке, штат Нью-Мексико?), июль 2004 г., стр. 10.3-3.


Энергетика и Безопасность № 32
Энергетика и Безопасность | (английский вариант)
IEER
Институт исследований энергетики и окружающей среды
Ваши вопросы и замечание посылайте директору по внешним свазям: ieer at ieer.org
Такома Парк, Мэриланд США

2005 г. (Английский вариант издания был опубликован в июне 2005 г.)

Опубликованo в Интернетe в августе 2005 г.