IEER | Энергетика и Безопасность № 8


Пример № 3:

Отходы, содержащие радий и торий,
на предприятии в Ферналде


Предприятие в Ферналде, которое первоначально называлось Центр производства исходных материалов ("Feed Materials Production Center"), расположено приблизительно в 35 км к северо-востоку от города Цинциннати, штат Огайо. В основном оно было предназначено для производства металлического урана с целью использования его в американской программе ядерного оружия. Начиная с 1952 и по 1989 г. девять производственных цехов этого предприятия перерабатывали различные материалы, содержащие уран, в том числе рудные концентраты и повторно извлеченные урано-содержащие материалы. В результате этой деятельности было наработано большое количество радиоактивных и токсичных отходов. Некоторые отходы сгружались в ямы или отвальные кучи, некоторые хранились в металлических бочках или шахтах. Производственная деятельность на предприятии в Ферналде была остановлена в июле 1989 г. Оценки затрат на все мероприятия по Экологическому менеджменту на территории этого предприятия колеблются от 3 до 5,4 млрд долларов, при этом все работы могут растянуться по времени до 2030 г.

Наиболее опасные выбросы, известные на этом предприятии, были связаны с утечками радона-222 из Шахты 1 и Шахты 2. Эти шахты представляют собой емкости, содержащие большое количество отходов, загрязненных радием-226, которые нарабатываются при переработке урановой руды. В Шахте 3 также находятся отходы, которые содержат радий, хотя его концентрация там не такая высокая. Официальные исследования показали, что есть опасность нарушения структурной целостности шахт и, кроме того, есть угроза обвала свода шахты. Поэтому, а также из-за угрозы утечки газа радона, программа по замене этих шахт становится центральным вопросом в деле ограничения доз радиационного воздействия для персонала предприятия, а также защиты окрестного населения от вредного воздействия. Нарушение структурной целостности шахт и выброс их содержимого в почву могут поставить под угрозу грунтовые воды этого района на долгие годы.


ОЦЕНКИ РАДИОАКТИВНОГО СОДЕРЖАНИЯ В ШАХТАХ 1, 2 и 3
(только по основным радионуклидам)
Среднее содержание, пикокюри на грамм
Радионуклид
Шахта 1
(3 249 м3)
Шахта 2
(2 845 м3)
Шахта 3
(3 890 м3)
Свинец-210165 000145 0002 620
Полоний-210242 000139 000Не приведено
Радий-226195 000391 0002 970
Торий-23060 00048 400051 200
Уран-2348009611 480
Уран-2386429121 500
Примечание: В общий объем по шахтам 1 и 2 не включены, соответственно, 357 и 314 м3 бентонитовой глины. На Шахте 3 бентонитовую глину не использовали.
Источники: D. Paine (Руководитель проекта по шахтам), Operable Unit 4: Project History and Status Presentation, Fernald, OH: Meeting of Independent Review Team, November 14, 1996, pages 8 and 11. (С сокращениями взято из Containing the Cold War Mess, p. 224.)


Действия, предпринятые к настоящему моменту, в лучшем случае можно назвать как "временно смягчающие проблему". В худшем случае они являются полным провалом, который повысил уровень опасности в результате промедления. Например, в 1991 г. на содержимое шахт был наложен слой глины, с тем чтобы снизить утечку радона. Это сработало на короткое время. Однако, оказалось, что глина не является хорошим фильтром-заглушкой и утечки газа в атмосферу возобновились. Более того, в будущем глина значительно усложнит работы по фактическому опорожнению шахт и выводу их из эксплуатации. Мы считаем, что лучшим подходом в этом случае было бы установить торнадоустойчивый колпак. Его стоимость оценивается в 5 млн долларов и на его установку потребуется 10 месяцев. Это снизило бы утечку газов в ближайшей перспективе и при этом не усложнило бы задачу по восстановлению среды в долгосрочном плане. Однако в краткосрочном плане наложить слой глины было дешевле.

В 1998 г. Министерство энергетики разработало и предложило еще один план. Поскольку шахты разрушаются, оно решило построить несколько новых емкостей с тем, чтобы переместить в них отходы. Если план реализуется, то будет создано новое "временное" хранилище, которое снизит угрозу крупномасштабной утечки радона в краткосрочной и среднесрочной перспективе. Однако, может случиться, что вследствие состава отходов их перемещение окажется технически трудной задачей, как это уже было в прошлом. Таким образом, Министерство энергетики пытается провести в жизнь еще один крупномасштабный проект, не проведя для этого достаточных подготовительных работ. Более того, проблемы с отходами в провалившемся проекте по созданию опытного завода должны были научить Министерство энергетики быть более осторожным, особенно при запуске большого проекта по перемещению отходов из шахт, который не прошел дополнительной технологической проверки (см. обсуждение под заголовком "Монументализм" в Экологическая очистка свалок холодной войны).

В качестве решения долгосрочных проблем по восстановлению окружающей среды Министерство энергетики в своем Постановлении от декабря 1994 г. выбрало вариант "остекловывания" отходов из шахт (хотя к тому времени разработка пилотного завода по остекловыванию уже шла). К сожалению, Министерство энергетики использует термин "остекловывание" в двух различных значениях. Первое означает смешивание относительно небольшого количества радиоактивных материалов с большим количеством расплавленного стекла и производство стеклянных колод с примесью радиоактивных материалов. Второе значение "остекловывания" относится к тому случаю, когда берется большое количество радиоактивных отходов, состоящих, в основном, из различного вида почв, и переводится в стеклообразное вещество. В первом случае процесс производства стекла вполне понятен. Единственно, надо разработать технологии подготовки и примешивания радиоактивных материалов (и в некоторых случаях они уже разработаны). Во втором случае состав "стекла" невозможно контролировать и, следовательно, нужно разработать саму технологию "остекловывания". В планах Министерства энергетики по предприятию в Ферналде предусматривался второй, наиболее неопределенный тип остекловывания. (В этой статье мы используем термин в его втором значении - перевод радиоактивной почвы в стеклообразный материал).

Этот проект полностью провалился, в основном, из-за серьезных технических ошибок, допущенных Министерством энергетики и его подрядчиком - компанией Fluor Daniel Fernald.

Несмотря на то, что не было составлено полного описания отходов в шахтах, и была предложена совершенно новая технология остекловывания, Министерство энергетики и подрядчик решили ускорить пилотный проект, проводя одновременно конструкторские и строительные работы. Это привело к ряду серьезных проблем. Например, плавильная печь, доставленная субподрядчиком, не соответствовала предварительным чертежам, которыми руководствовалась компания Fluor Daniel Fernald при строительстве остальной части опытного завода.

Технические неудачи на Ферналде были такими же серьезными, как и организационные. Материалы, используемые в плавильной печи, в частности дисилицидмолибденовые "барбатерные трубки", были несовместимы с высоким содержанием свинца в отходах. В результате этого плавильная печь вышла из строя в середине первой из двух фаз испытания пилотного завода. Эта серьезная неудача вызывает еще большую тревогу из-за того, что люди, работающие по проекту, точно определили причину разрушения плавильной печи еще на стадии технического анализа, но тем не менее она не была устранена.

Увеличение затрат и нарушение графика выполнения работ

Результатом неудач Министерства энергетики и его подрядчика стало удорожание Опытного завода по остекловыванию. В феврале 1994 г. объем работы по этому заводу оценивался в 15,8 млн долларов. К июню 1996 г. оценки затрат на окончание испытания завода составили 66 млн долларов, что означает четырех-кратное увеличение. К ноябрю 1996 г. было потрачено 50 млн долларов. В декабре 1996 г. во время первой фазы испытаний (в которой использовались только нерадиоактивные материалы, имитирующие отходы из шахт) произошла авария, которая разрушила печь и сделала опытный завод непригодным для дальнейшей работы.

Если бы плавильная печь не вышла из строя, то оценка в 66 млн долларов, сделанная в июне, была бы наверняка превышена, поскольку потребовались бы существенные модификации в конструкции для того, чтобы подготовить завод к испытаниям с реальными радиоактивными отходами из шахт. На этом заводе, в том виде в каком он был построен, невозможно было бы перерабатывать радиоактивные материалы и при этом не подвергать персонал высокому радиоактивному облучению.

По мере того, как росли затраты на этапе проектирования и строительства, Министерство энергетики и Fluor Daniel Fernald начали пересматривать свои сметы по полномасштабному предприятию по остекловыванию. В январе 1996 г. сметы расходов по всему проекту увеличились почти в три раза с 92 млн до более 300 млн долларов. В апреле 1997 г. Fluor Daniel Fernald дал оценку, что полные затраты будут колебаться от 376 до 563 млн долларов (сюда входит и замена цементирования на остекловывание как метод обращения с отходами из Шахты 3). Кроме того, расчетный срок завершения проекта (включая дезактивацию и вывод из эксплуатации) был сдвинут на девять лет, с 2002 на 2011 год.

Технические, организационные и финансовые изъяны, которые стали выявляться уже на ранних этапах реализации проекта по Опытному заводу, привели к тому, что стали предприниматься попытки отказаться от остекловывания как метода обработки отходов, принятого в Постановлении. Хотя, казалось бы, не было явных крупных технических помех продолжению программы по остекловыванию отходов из всех трех шахт, тем не менее было предложено заменить остекловывание всех или части отходов на цементирование. Остекловывание, если оно окажется удачным, вероятнее всего обеспечило бы лучшую изоляцию и меньшие конечные объемы отходов.

Эти изменения в программе по восстановлению среды настоятельно рекомендуются, в основном, из-за того, что при этом предполагается, что произойдет сокращение расходов, хотя Министерство энергетики не провело еще должного сравнительного анализа предлагаемых вариантов, равно как и не дало адекватного объяснения, почему оценки затрат на обработку отходов так резко изменились по сравнению с тем, что приводится в Постановлении.

IEER считает, что Министерство энергетики должно предпринять следующие шаги с тем, чтобы направить свою программу по обработке отходов из шахт Ферналда, содержащих радий и торий, в должное русло:

  1. Вся программа по восстановлению окружающей среды в отношении шахт должна быть поставлена на хорошо продуманную финансовую и техническую основу. Учитывая, что первоначально были даны в высшей степени неточные оценки затрат, которые в дальнейшем увеличились, а также что сейчас проект оценивается в сотни миллионов долларов, представляется необходимым провести тщательный независимый анализ как бухгалтерских, так и инженерно-технических аспектов программы до того, как будет дано разрешение на увеличение затрат.

  2. Должно быть проведено более тщательное изучение отходов во всех трех шахтах. Работы по разработке методик остекловывания для отходов из Шахт 1 и 2 должны проводиться целенаправленно и сконцентрированно по времени, в течение года-двух.

  3. Министерство энергетики не должно резко переключаться на альтернативные методы обработки отходов, такие как цементирование отходов из Шахты 3, учитывая собственный опыт Министерства по оценке тех трудностей и проблем, которые связаны с такими технологиями. Наивысший приоритет должен быть отдан остекловыванию.

  4. Рекомендуется использовать модульный подход к остекловыванию, который позволит гибко действовать в отношении обработки потенциально разнородных исходных отходов.

  5. Министерство энергетики должно более тщательно рассмотреть вариант постройки торнадоустойчивого колпака над имеющимися шахтами, а также создания одной новой емкости, а не нескольких, как это заложено в текущем плане, для определения целесообразности перемещения туда отходов.

Пример № 1: Емкости с высокоактивными отходами в Хэнфорде
Пример № 2: Трансурановые отходы и последствия

Энергетика и Безопасность № 8
Энергетика и Безопасность | (англиский вариант)
IEER
Институт исследований энергетики и окружающей среды

Ваши вопросы и замечание посылайте координатору по международным свазям: michele@ieer.org
Такома Парк, Мэриланд США

1999 (Английский вариант издания опубликован январь 1999)

опубликобана на интернете августь 2000