IEER | Энергетика и Безопасность № 8


Пример № 2:

Трансурановые отходы и последствия


До 1970 г. с радиоактивными отходами, сильно загрязненными плутонием и другими трансурановыми радионуклидами (элементы, атомные числа которых больше, чем у урана), в основном обращались так же, как и с "низкоактивными" отходами, и производили их захоронение на небольших глубинах. В 1970 г. был введен новый класс отходов - трансурановые (ТРУ). Они были определены как отходы, содержащие более чем 10 нанокюри на грамм трансурановых элементов с периодом полураспада более 20 лет (в 1984 г. это значение было увеличено до 100 нанокюри на грамм)1. ТРУ-отходы вызывают серьезные опасения из-за больших периодов полураспада трансурановых элементов, таких как плутоний-239, и их вредного воздействия на здоровье человека. Они были признаны достаточно опасными и должны подлежать захоронению в геологических хранилищах.

Ситуация еще больше осложнилась тем, что до 1970 г. некоторые объекты оружейного комплекса руководствовались своим определением ТРУ-отходов, не совпадающим с определениями ни Комиссии по атомной энергии (КАЭ), ни Министерства энергетики, принятыми позднее. Некоторые объекты проигнорировали нормативы, изданные КАЭ в 1970 г., и продолжали привычную практику захоронения и другого рода утилизацию ТРУ-отходов. Например, в период между 1966 и 1984 г. ТРУ-отходы из Ок-Ридж смешивались с цементом и закачивались в глубинные геологические формации (практика, называемая "гидроразрыв"), что привело к загрязнению грунтовых вод. С некоторыми ТРУ-отходами, которые были отнесены к классу отходов, подлежащих хранению во временных хранилищах, фактически обращались не надлежащим образом, в результате чего теперь они отнесены к категории "захороненных отходов", например, в Ок-Ридже и Саванна-Ривер. Неразбериха в нормативах и практике на местах, а также отсутствие принудительного соблюдения норм значительно осложнили экологическую очистку, поскольку сейчас различные категории ТРУ-отходов перемешаны в местах захоронения.

Кроме этого, данные по объемам, массе и радиоактивности захороненных трансурановых отходов и трансурановых почв варьируют от объекта к объекту и, в целом, неудовлетворительны. До недавнего времени данные Министерства энергетики по радиоактивности отходов ежегодно обобщались в Отчете на основе объединенной базы данных2. Однако данные по ТРУ-отходам необъяснимым образом варьируются от года к году и не согласуются с данными, приводимыми в других документах (подробно на стр. 12). Например, по объекту в Лос-Аламосе существуют две совершенно разные оценки количества плутония в отходах: одна, опубликованная штаб-квартирой Министерства энергетики в отчете "Плутоний: первые 50 лет"3, - 610 кг3, а другая, приводимая в других источниках, - 1375 кг. 4 Объяснение этой огромной разницы в 765 кг (количества, достаточного для производства более 150 единиц ядерного оружия), насколько нам известно, до сих пор не было дано.

У Министерства энергетики нет стандартного метода для сбора и учета данных по ТРУ-отходам. Кроме того, оно не в состоянии предоставить какого-либо разумного объяснения этим расхождениям. Отчет IEER продемонстрировал, что данные Министерства энергетики по ТРУ-отходам безнадежно дефектны и противоречивы по всем объектам, за исключением Национальной лаборатории в Айдахо (INEEL), где были предприняты некоторые усилия по сбору достоверных данных. За те пять месяцев, которые Министерство энергетики потратило на рецензию отчета IEER, оно так и не смогло предоставить доказательств наличия технического руководства или методов по обеспечению качества, которые бы оно или его подрядчики использовали для обеспечения полноты информации.

Согласно оценкам, сделанным в единственном выполненном исследовании фактических записей (проведено в Национальной лаборатории штата Айдахо по захороненным ТРУ-отходам), трансурановой радиоактивности было в 9-12 раз больше, чем по предыдущим оценкам. В них содержалось в три раза больше массы трансурановых радионуклидов5 (см. обсуждение в передовой статье на стр. 17). Несмотря на эти поразительные заключения, Министерство энергетики почти не пыталось пересмотреть и усовершенствовать оценки по количествам захороненных ТРУ-отходов на других объектах или пересмотреть свою стратегию по обращению с этими отходами. Потребовалось опубликовать отчет IEER, чтобы Министерство энергетики, по крайней мере, признало, что, возможно, существуют проблемы, заслуживающие внимания.

По имеющимся данным, по-видимому, примерно две трети отходов захоронены в неглубоких колодцах и траншеях (в основном, до директивного прекращения подобной практики в 1970 г.). Оставшаяся треть отходов складирована во временных хранилищах, преимущественно в крытых наземных сооружениях.

Министерство энергетики тратит большую часть своих денег, отведенных на управление ТРУ-отходами, на то, что не является на сегодня первостепенной задачей, - перемещение складированных во временных хранилищах отходов на опытное предприятие по изоляции отходов (WIPP) в штате Нью-Мексико. Из всех ТРУ-отходов, отходы, складированные во временных хранилищах, представляют наименьшую угрозу в кратко- и среднесрочной перспективе, поскольку, в основном, их хранение подвергается мониторингу и они содержатся в крытых сооружениях или находятся в процессе перемещения в такие хранилища. Мониторингу подвергаются вновь производимые ТРУ-отходы, которые также хранятся во временных хранилищах.

В WIPP нельзя поместить те отходы, которые представляют собой наибольшую проблему: захороненные ТРУ-отходы и сильно загрязненную ими почву. Эти отходы угрожают многим жизненно важным источникам воды, включая реку Колумбия и водоносные горизонты Снейк-Ривер-Плэйн и Таскалуса (расположенные под Саванна-Ривер-Сайт). Несмотря на эту опасность, Министерство энергетики не уделяет должного внимания захороненным ТРУ-отходам, почвам, загрязненным ТРУ, а также водным горизонтам, которым они угрожают.

Приоритет, отданный проекту хранилища WIPP, был обусловлен не экологическими соображениями. В этом решении основную роль сыграли политические и связанные с ними юридические обязательства по перемещению складируемых отходов в место постоянного захоронения, принятые еще во времена холодной войны, особенно в отношении штата Айдахо. Обязательства по WIPP, принятые Министерством энергетики, находятся в прямом противоречии с объявленной им политикой, согласно которой наивысшие приоритеты должны отдаваться проектам по устранению или минимизации "неотложных рисков"6. На этом этапе наиболее важной задачей, с точки зрения охраны здоровья людей и окружающей среды, является защита водных ресурсов от дальнейшего загрязнения, а также удаление и стабилизация захороненных ТРУ-отходов и ТРУ-почв.

Немногочисленные попытки, предпринятые Министерством энергетики в отношении ТРУ-отходов, были неадекватными и вводят в заблуждение. Вместо того, чтобы разработать всесторонний план, который бы начинался с тщательной спецификации проблем и детальной проработки технологии, Министерство энергетики впустую потратило большую часть относительно небольших ресурсов, отведенных на решение проблемы с захороненными ТРУ-отходами. Оно продолжает настаивать на остекловывании на месте - крайне неадекватной технологии7. Его проект "Шахта 9", по шахтам на площадке INEEL, - непродуманный эксперимент с "приватизированными контрактами" - привел к огромным затратам, техническим неудачам, конфликтам и нарушениям графиков вместо того, чтобы способствовать решению проблемы снижения рисков, связанных с захороненными отходами.

Обоснование незначительной глубины захоронения ТРУ-отходов основано на предположении, что трансурановые элементы относительно немобильны в окружающей среде. Основываясь на некоторых лабораторных данных и компьютерных моделях, не отражавших полевых данных, Министерство энергетики прогнозировало, что потребуются сотни тысяч лет для того, чтобы плутоний мигрировал на расстояние в несколько десятков метров. Однако на нескольких объектах была зафиксирована быстрая миграция трансурановых элементов. Исследование, проведенное в 1995 г. в Ок-Ридже, показало "значительное и быстрое"8 перемещение кюрия-244, трансуранового элемента. Исследование 1998 г. в Ок-Ридже указывает на то, что загрязняющие элементы проявляют признаки быстрого перемещения, при этом "почва тормозящего действия на миграцию не оказывала"9. На площадке Национальной лаборатории шт. Айдахо, в водных горизонтах поймы реки Снейк-Ривер, в 580 футах ниже места захоронения, был обнаружен другой трансурановый элемент, америций-241. Результаты измерения в скважинах на испытательном полигоне в Неваде показали, что плутоний связывается небольшими ("коллоидными") частицами, которые могут перемещаться на "большие расстояния через трещиноватые вулканические породы"10. Замеры в почве под емкостями с высокоактивными отходами на объекте в Хэнфорде показали, что плутоний мигрировал на "неожиданно далекое расстояние", и на глубине 100 футов было зафиксировано его повышенное содержание.

В свете наших выводов относительно программы Министерства энергетики по управлению ТРУ-отходами, IEER предлагает следующие рекомендации.

  1. Министерство энергетики совместно с Конгрессом и заинтересованными штатами должно провести работу, направленную на прекращение программы WIPP и переориентацию программы по обращению с ТРУ-отходами на проблемы захороненных отходов и ТРУ-загрязненных почв. Необходимо продолжать вести наблюдение за отходами, находящимися во временных хранилищах. Программы по обращению с ТРУ- и высокоактивными отходами должны быть объединены в единую программу по отходам, предназначенным для захоронения в хранилищах. Программа по захоронению высокоактивных отходов в Якка-Маунтин должна быть прекращена, и поиск возможностей изоляции как трансурановых, так и высокоактивных отходов от среды обитания человека должен быть поставлен на научную основу.
  2. Министерство энергетики должно немедленно разработать программу по оценке объемов и активности захороненных ТРУ-отходов, действуя по аналогии с Национальной лабораторией штата Айдахо. Возможно, все это можно будет смоделировать по материалам изучения проблем, связанных с плутонием и ураном (см. передовую статью).
  3. Министерство энергетики должно отказаться от принятого им на сегодня различия ТРУ-отходов (100 нанокюри на грамм) и иных отходов, в которых содержание ТРУ-элементов несколько ниже (от 10 до 100 нанокюри на грамм) и в дальнейшем рассматривать все отходы, связанные с местами захоронения ТРУ-отходов, как ТРУ-отходы, если не будет предоставлено другого технически и экономически обоснованного объяснения.
  4. Министерство энергетики должно изучить целесообразность изъятия захороненных ТРУ-отходов, а также почв, прилегающих к этому участку, и произвести их складирование во временных хранилищах, так же как хранятся ТРУ-отходы, классифицируемые как "складированные во временных хранилищах". Вследствие того, что уже произошло загрязнение почвы и грунтовых вод, вызванное захороненными ТРУ-отходами, а также трансурановыми радионуклидами с большими периодами полураспада, решения о процедурном контроле и установлении колпаков являются крайне неуместными. Невозможно установить процедурный контроль на период порядка даже одного периода полураспада плутония-239 (24 000 лет). Что касается заглушек и колпаков, то они просто закрывают сверху загрязняющие материалы, не обеспечивая их изоляцию от грунтовых вод.
  5. Министерство энергетики должно предпринимать более продуманные технически шаги по развитию безопасных технологий хранения ТРУ-отходов с возможностью повторного извлечения. Отдельное внимание должно быть уделено особоопасным материалам, потенциально угрожающим безопасности или здоровью персонала, включая взрывчатые вещества и высокотоксичные материалы, которые могут быть захоронены на ряде объектов.

Пример № 1: Емкости с высокоактивными отходами в Хэнфорде
Пример № 3: Отходы, содержащие радий и торий, на предприятии в Ферналде

WIPP: Окончательного решения проблемы ТРУ-отходов не найдено


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


Источники
  1. Определение, данное Комиссией по ядерному регулированию (NRC), определяет минимум периода полураспада в пять лет. Отклонения от официального определения приведены в "The Curious Case of Curium", Science for Democratic Action, Vol. 6, No. 1, p. 12.
  2. В декабре 1998 г. Министерство энергетики урегулировало судебное разбирательство с 39 комитетами общественного самоуправления, длившееся 10 лет, по поводу того, что Министерство не смогло выполнить ЭЭ для программы по восстановлению окружающей среды. Среди прочих пунктов, соглашение требует, чтобы Министерство энергетики создало регулярно обновляемую базу данных общего пользования по ядерным отходам, хранимым и нарабатываемым на объектах Министерства на всех этапах производства. Данные должны включать сведения о типах отходов, объемах, радиоактивности и планах транспортировки. Комитеты, выступавшие в качестве истца, со своей стороны согласились не возбуждать судебных дел против Министерства энергетики за то, что оно не смогло выполнить ЭЭ для программы по восстановлению окружающей среды и обращению с отходами.
  3. US DOE, Plutonium: The First 50 Years: United States Plutonium Production, Acquisition, and Utilization from 1944 to 1994 (Washington: US DOE, February 1996), p. 82.
  4. DOE Memorandum to Jenny Craig, EM-24, Office of Environmental Management, from Richard J. Guimond, Admiral, Assistant Surgeon General, USPHS, Principal Deputy Assistant Secretary for Environmental Management, and Everet H. Beckner, Principal Deputy Assistant Secretary for Defense Programs, January 30, 1996, Attachment B.
  5. Lockheed Martin Idaho Technologies Company, A Comprehensive Inventory of Radiological and Nonradiological Contaminants in Waste Buried in the Subsurface Disposal Area of the INEL RWMC During the Years 1952-1983, INEL-95/0310, Rev. 1 (Idaho Falls, ID: Idaho National Engineering Laboratory, August 1995).
  6. В программе по Экологическому менеджменту заявлено следующее: "Цель 1: устранить и урегулировать проблемы, связанные со срочными рисками", US DOE, Environmental Management 1996: Progress and Plans of the Environmental Management Program (Washington: DOE Office of Environmental Management, DOE/EM-0317, November 1996). См. также US DOE, Accelerating Cleanup: Focus on 2006, Discussion Draft, (DOE Office of Environmental Management, DOE/EM-0327, June 1997), p. 2-2.
  7. Остекловывание на местах заключается в введении электродов в шурф с отходами, окруженными материалами, такими как графит и стеклянный фритт, причем графит играет роль второго электрода для электрического тока. Проходя по этому материалу в прилегающий слой загрязненной почвы шурфа, ток расплавляет ее. Радионуклиды, содержащиеся в почве, либо попадают в расплавленную почву, либо выгорают - газы собираются с помощью колпака, помещенного над этим участком. Это может разрушить органические токсичные материалы в почве или связать радионуклиды. Но стекло зачастую получается плохого качества, и трещины в матрице могут вызвать быструю утечку загрязняющих веществ.
  8. R.B. Clapp and J. A. Watts, eds., Fourth Annual Environmental Restoration Monitoring and Assessment Report (FY 1995), DOE/OR/01-1413&D1 (Oak Ridge, TN: Environmental Sciences Division, Oak Ridge National Laboratory, ESD Publication 4463, issued September 1995), p. 4-20.
  9. John F. McCarthy, William E. Sanford, and Paige L. Stafford, "Lanthanide Field Tracers Demonstrate Enhanced Transport of Transuranic Radionuclides by Natural Organic Matter", Environmental Science and Technology, web edition (http://acsinfo.acs.org), ASAP article, Nov. 11 1998.
  10. A.B. Kersting, et al., Migration of Plutonium in Groundwater at the Nevada Test Site, in David K. Smith et al., Hydrologic Resources Management Program and Underground Test Area Operable Unit: FY1997 Progress Report, UCRL-ID-130792, (Livermore, CA: Technical Information Department, Lawrence Livermore National Laboratory, May 1998), p. 76-92.