IEER | Энергетика и Безопасность № 9


Вопросы краткосрочного и cреднесрочного обращения
с высокорадиоактивными отходами в США

Аржун Макхиджани1


В настоящее время Министерство энергетики США (МЭ) реализует два проекта по размещению высокорадиоактивных отходов (ВАО) в долговременные геологические хранилища, которые не подходят для этих целей.

  • Опытное предприятие по изоляции радиоактивных отходов (WIPP) в штате Нью-Мексико; предполагается, что оно должно решить проблемы с отходами, содержащими высокие концентрации трансурановых радионуклидов, таких, как плутоний, которые были накоплены в основном в результате реализации программы США по производству ядерного оружия2.

  • Долговременное хранилище Якка-Маунтин в штате Невада, которое сейчас изучается на предмет пригодности для захоронения облученного топлива (также называемого отработанным топливом) из ядерных реакторов и высокорадиоактивных отходов, наработанных в результате репроцессинга облученного топлива. Эти две категории отходов, которые часто идут под одним названием "высокоактивные отходы", ответственны за 90% всей радиоактивности, содержащейся во всех ядерных отходах.

По целому ряду причин, которые уже были рассмотрены IEER и другими критиками, оба проекта непригодны для намеченных целей. Движущей силой этих проектов является не забота о состоянии окружающей среды, а политика и стремление завершить их реализацию в искусственно установленные юридические сроки3. Они подрывают решение экологических задач вместо того, чтобы способствовать достижению намеченных целей. Например, наиболее опасными с экологической точки зрения трансурановыми (ТРУ) отходами являются те отходы, которые до 1970 г. на разных объектах МЭ сбрасывались в отвалы. В результате постоянных утечек из этих свалок радиоактивных отходов произошло загрязнение больших объемов почвы, и в настоящее время они угрожают важным водным ресурсам. Однако, поскольку основное внимание сейчас обращено на WIPP, проблема захороненных отходов отошла на задний план и продолжает усугубляться, так как отсутствуют финансирование, соответствующие исследования и должный интерес4.

Хотя критики, включая и автора этой статьи, часто указывали на недостатки предлагаемой в настоящее время программы, сами они, в лучшем случае, предлагали только схематические варианты по долгосрочному обращению с этими отходами. Если необходимо прекратить названные проблематичные проекты, то сейчас надо предложить детально разработанную альтернативу и провести по этому поводу широкие общественные дебаты. Поскольку МЭ уже дважды сорвало продиктованные политическими соображениями сроки выполнения этих проектов, создалась напряженная обстановка, в результате чего на МЭ стало оказываться еще большее давление с требованием предпринять хоть какие-либо меры в отношении радиоактивных отходов, даже если это приведет к увеличению долгосрочного риска.

  • Атомные энергетические компании предъявили иски к МЭ за то, что оно в январе 1998 г. не смогло начать принимать от них отработанное топливо, хотя и взяло на себя такие обязательства в порядке реализации Закона о политике в отношении ядерных отходов, принятого в 1982 г. С точки зрения этих компаний, "решение" заключается просто в том, чтобы немедленно освободить их площадки от этих отходов или по крайней мере от ответственности за них5. Если МЭ принудят заплатить в качестве гражданско-правовых санкций даже часть тех миллиардов долларов, которые требуют энергетические компании по своим искам, то это приведет к еще большему политическому давлению на правительство с тем, чтобы оно сейчас же взяло на себя ответственность за отходы на работающих АЭС. Учитывая ту свалку, которую МЭ устроило на своих объектах ядерно-оружейного комплекса, и его проблемы с обращением со своим собственным облученным топливом, можно сказать, что это было бы серьезным шагом назад на пути реализации программы по обращению с ядерными отходами.

  • МЭ взяло на себя обязательства к 1980 г. вывести трансурановые отходы с площадки в Айдахо, где хранится наибольшее количество контейнеров с ТРУ-отходами, и поместить их в долговременное хранилище. Несоблюдение этих сроков привело к серии политических кризисов: например, губернатор штата Айдахо пригрозил закрыть границу для ввоза радиоактивных отходов. В Айдахо на хранение, помимо всего прочего, отправляется и отработанное топливо военно-морских ядерных реакторов. Сейчас МЭ стало размещать трансурановые отходы в WIPP, несмотря даже на то, что это скорее осложняет, чем решает проблемы, связанные с обращением с ТРУ-отходами (см. "Рассматривая альтернативы").

Хранение отработанного топлива и ТРУ-отходов на территории предприятия в течение нескольких десятков лет вполне допустимо и, в общем, может быть относительно безопасным, если промышленность и регулирующие органы будут уделять должное внимание вопросам безопасности. Современная практика, однако, оставляет желать лучшего. При разработке конструкции, а также проведении лицензирования контейнеров необходимо учитывать, что хранение на местах может занимать от нескольких десятков до 100 лет.

Но в долгосрочном плане хранение на местах - стратегия неверная. Может возникнуть ряд проблем, включая возможный репроцессинг, социальную нестабильность, утечки и аварии или разрушение контейнеров с отходами в результате стихийных бедствий или террористических актов. Существует высокая вероятность того, что в случае наступления тяжелых в экономическом отношении времен хранению на местах перестанут уделять внимание или будут относиться к нему халатно. Последняя угроза может стать еще более серьезной если энергетические компании остановят реакторы, поскольку станции не будут больше давать дохода.

Структура программных мероприятий

В качестве отправной точки мы принимаем, что площадки WIPP и Якка-Маунтин не будут использоваться в качестве долговременных хранилищ, поскольку они ни технически, ни экологически не подходят для этого. Более того, площадка Якка-Маунтин находится на земле, на которую притязают западные шошоны. До сих пор МЭ, Комиссия по ядерному регулированию и Управление по охране окружающей среды не смогли разобраться в этом важном вопросе.

Прекращение проектов по использованию площадок WIPP и Якка-Маунтин в качестве хранилищ не должно вызывать мысль о том, что деньги, выделенные на их строительство, были потрачены впустую. Эти два предприятия, а также ряд других, и не только в США, могли бы быть использованы для изучения проблем, являющихся центральными в концепции долговременного геологического хранилища радиоактивных отходов (см. ниже). Однако необходимо прекратить плохо разработанные программы хранилищ, а также отказаться от необдуманных решений, таких как, например, вывоз радиоактивных отходов в какое-либо место, возможно и из страны, если потребуется освободить ресурсы для хорошо продуманной программы по долгосрочному обращению с радиоактивными отходами.

Необходимо отделить вопросы долгосрочного обращения от краткосрочных политических амбиций. Это явствует из того, с каким триумфом была обставлена отправка нескольких канистр с радиоактивными отходами из Лос-Аламоса в WIPP (в канистрах находятся отходы, полученные в результате выполнения программы Национальной аэронавтики и космической администрации (NАSА) по радиотепловым термоэлектрическим генераторам, работающим на плутонии-238). При этом делается заявление, что такое размещение отходов в хранилище представляет собой решение проблемы ТРУ-отходов. Однако единственно, что здесь решается, это создание физического и политического пространства для МЭ, позволяющего нарабатывать еще большее количество ТРУ-отходов в результате нового производства оружия.

Технической целью любой программы по утилизации радиоактивных отходов является наиболее полная их изоляция от среды обитания человека на то время, в течение которого они, как полагается, будут оставаться опасными. В зависимости от выбранных критериев, соответствующие периоды для высокоактивных отходов вероятно растянутся на сотни тысяч или даже миллионы лет.

Задачи по охране здоровья человека и окружающей среды в течение длительного времени должны решаться в рамках определенных ограничений, налагаемых требованиями по нераспространению. Технологии, которые приводят (или могут быть легко изменены, после чего станут приводить) к выделению материалов, пригодных для производства оружия, такие как трансмутация отходов в ускорителе, должны быть отвергнуты. Даже если эти технологии имеют своей целью справиться с ядерными отходами, с их разработками связаны угрозы распространения, которые слишком велики6.

Для того чтобы отделить спорное отношение к будущему атомной энергетики от политики в отношении обращения с радиоактивными отходами, отработанное топливо, которое будет нарабатываться на существующих АЭС после окончания срока действия текущих лицензий на их эксплуатацию или на новых АЭС, по закону не должно попадать под федеральную ответственность за обращение с радиоактивными отходами. Будущие владельцы АЭС, а также обладатели лицензии на их эксплуатацию должны нести полную ответственность за те отходы, которые они наработают. Точно так же Пентагон и та часть МЭ, которая отвечает за оборонные программы, должны нести полную ответственность за те отходы, которые будут наработаны в результате последующего производства ядерного оружия или оружейных материалов.

На хорошую техническую проработку долгосрочного подхода к проблеме обращения с радиоактивными отходами может потребоваться несколько десятилетий. И на в этот период нужно принять промежуточные меры по обращению отходов. Необходимы следующие шаги:

  1. Стабилизировать отходы, представляющие собой особую угрозу, такие как захороненные ТРУ-отходы и жидкие высокоактивные отходы. Методы обращения с отходами на месте должны быть исключены, поскольку они ненадежны и могут привести к созданию еще больших проблем по экологической очистке в будущем.
  2. Переклассифицировать отходы с учетом периода их активности, а также категории опасности, с тем, чтобы при обращении с ними можно было учитывать их совместимость7. Это позволит осуществить совместное обращение с ТРУ-отходами, отработанным топливом, высокоактивными отходами репроцессинга и некоторыми другими высокорадиоактивными отходами, такими как некоторые внутренние части реакторов после демонтажа, в рамках единой долгосрочной программы.
  3. Организовать научное и технологическое исследование альтернативных долгосрочных подходов к утилизации отходов и довести методики утилизации до уровня, достаточного для проведения сравнения с целью исключения неподходящих вариантов.
  4. Продолжить разработки инженерных защитных барьеров, которые бы имитировали природные материалы и структуры, замедляющие миграцию радиоактивности на миллионы лет и более.
  5. Принять твердое решение не проводить репроцессинг отработанного топлива.
  6. Организовать хранение отработанного топлива, стабилизированных ТРУ-отходов и других сопоставимых по опасности и долговечности отходов с максимальными предосторожностями на местах или предельно близко к площадкам в течение нескольких десятилетий8.

Финансовые и юридические аспекты, также вопросы,
связанные с нераспространением

Из всех приведенных выше шагов последний - хранение отработанного топлива на местах или близко к площадке, является, возможно, самым противоречивым в контексте реструктурирования программы по долгосрочному обращению с отходами. Атомные энергетические компании активно выступают за открытие предприятия по временному хранению отходов с постоянным наблюдением (MRS, Monitored Retrievable Storage), на удалении от реакторов9. Приводятся следующие доводы в защиту предложения по расположению этого предприятия на удалении от реакторов:

  1. Безопаснее хранить отработанное топливо на одной площадке, а не на нескольких десятках.
  2. Как только реакторы будут выведены из эксплуатации, халатность, плохое управление или отсутствие финансирования могут вызвать ряд непредвиденных проблем с хранилищами, организованными на местах.
  3. Правительство США обещало взять на себя ответственность за отходы к 1998 г. и не выполнило своих обещаний, несмотря на миллиарды долларов, которые атомные энергетические компании выплатили в качестве отчислений в федеральный правительственный Фонд по ядерным отходам.

Первое заявление обычно делается представителями промышленности, как будто это настолько очевидно, что для доказательства не требуется никакого анализа. Однако действительность такова, что даже если предприятие MRS и будет построено, ряд хранилищ будет продолжать функционировать на местах, и не одно десятилетие, поскольку многие реакторы, вероятно, будут эксплуатироваться еще более десяти лет. Топливо должно храниться на площадке по крайней мере пять лет, до того как его можно будет перевозить. Более того, перемещение отходов до того, как будет принято окончательное решение о долгосрочном обращении, влечет за собой ряд опасных последствий, которые вытекают из следующего:

  • необходимость транспортировки отходов к месту нахождения MRS;
  • усиление давления, которое будет оказываться с целью открытия на площадке MRS долговременного хранилища, при этом условия данной местности могут не подходить для такого хранилища;
  • возможная необходимость перевозить отходы еще раз, в случае если долговременное хранилище не будет открыто на площадке MRS;
  • соблазн подвергнуть репроцессингу отработанное топливо, которое будет находиться в одном месте, при этом возникнет еще большая угроза загрязнения и распространения;
  • проблемы безопасности, связанные с погрузкой и разгрузкой канистр;
  • поспешные решения относительно канистр, которые должны приниматься значительно более взвешено;
  • усиление давления с целью разрешения лицензирования реакторов на новый срок, поскольку появится место для хранения отработанного топлива.

Подвергать себя этим рискам нет необходимости, и к тому же они качественно более серьезны, чем хранение отработанного топлива на реакторных площадках, которые, в конце концов, получили лицензии на эксплуатацию реакторов, несущих в себе, вообще говоря, значительно более серьезные опасности, чем хранение отработанного топлива.

Некоторые финансовые и юридические аргументы, приводимые энергетическими компаниями, заслуживают внимания. МЭ действительно подписало контракты с ними на то, чтобы взять на себя ответственность за радиоактивные отходы в 1998 г. Однако это было сделано как часть выполнения условий по срокам, которые были зафиксированы в Законе 1982 г. о политике в отношении ядерных отходов и которые были установлены безотносительно задач по защите окружающей среды или хорошо продуманного подхода к управлению ядерными отходами. Более того, серьезной проблемой является обращение с отработанным топливом после того, как реактор выведен из эксплуатации.

Решение эти вопросов может быть рассмотрено в рамках подхода к хранению отходов на местах. Во-первых, федеральные власти должны использовать деньги из Фонда по ядерным отходам на оплату расходов по созданию дополнительных складских площадей на местах, необходимость в которых вызвана задержками с выполнением программы по долговременному хранилищу. Когда запас складских помещений, отведенных под хранение отработанного топлива на площадке АЭС, будет исчерпан, наступит удобный момент для рассмотрения альтернатив последующей эксплуатации данного реактора, поскольку строительство нового хранилища требует новых важных законодательных и экономических решений. Решение вопросов обращения с высокорадиоактивными отходами (как существующих, так и тех, которые будут наработаны АЭС в течение срока эксплуатации реактора, разрешенного текущей лицензией) после того, как реакторы будут остановлены, может осуществляться путем создания федеральной корпорации по обращению с высокорадиоактивными отходами. Эта корпорация могла бы взять на себя ответственность за все отработанное топливо на закрытых реакторных площадках и обеспечивать их безопасность до тех пор, пока не будет утверждена долгосрочная программа. Эта же корпорация могла бы отвечать за разработку долгосрочной программы. (см. "Институциональная реформа" ).

И, наконец, согласно высказыванию некоторых из тех, кто на первое место ставит вопросы нераспространения, открытие долговременного хранилища Якка-Маунтин желательно в виду того, что это предотвратит репроцессинг в США и ограничит накопление запасов плутония. Этот аргумент заслуживал бы большего внимания, если бы открытие хранилища увязывалось с постепенным сокращением мощностей атомной энергетики. Однако об этом речь не идет. Фактически было предложено, чтобы хранилище Якка-Маунтин оставалось открыто в течение 300 лет с тем, чтобы оттуда можно было извлекать плутоний, в случае если он потребуется в качестве ядерного топлива10. Более того, в настоящее время накопление запасов плутония происходит за пределами США в основном почти полностью в результате коммерческого репроцессинга, во Франции, Великобритании, Японии, России и Индии. Прекращение репроцессинга в этих странах является одной из самых насущных задач нераспространения; однако открытие долговременного хранилища в США вряд ли будет способствовать решению этой проблемы. Нельзя противопоставлять краткосрочные цели, связанные с нераспространением, задачам защиты будущих поколений от огромного экологического вреда, поскольку это означает решение проблем людей, живущих сейчас, в ущерб интересам людей, которые будут жить в далеком будущем.

Следует отметить, что те, кто больше обеспокоены вопросами нераспространения, чем загрязнением окружающей среды, не совсем ясно понимают всей серьезности той угрозы распространения, которая связана с программой WIPP. Поскольку львиная доля ресурсов, отведенных на решение проблемы по обращению с ТРУ-отходами, идет на эту программу, проблема захороненных отходов продолжает усугубляться. У Министерства энергетики нет комплексной программы по удалению такого вида отходов, хотя эти приповерхностные захоронения могут стать в будущем источником плутония и других материалов, используемых для производства оружия. Например, по оценкам специалистов, сейчас в захороненных отходах одной только Национальной лаборатории в штате Айдахо находится свыше 1000 кг плутония-239 - количество, достаточное для производства двухсот и более атомных бомб (см. Таблицу).


ПЛУТОНИЯ В ЗАХОРОНЕННЫХ ОТХОДАХ НА НЕКОТОРЫХ ПЛОЩАДКАХ
Площадка
Количество плутония
в захороненных
отходах (кг)
Эквивалент в
бомбах (шт.)а
Комментарии
Национальная лаборатоия шт. Айдахо
1100б
200
Единственная площадка, оценки по которой имеют логическое объяснение, поддающееся техническому обоснованию.
Национальная лаборатория Лос Аламос
Неизвестно
Неизвестно
Общее количества плутония-239 в отходах из Лос-Аламоса составляет, вероятно, 610 или 1375 кг. (Расхождения между двумя официальными оценками.)
Саванна-Ривер-Сайт
250 (оценка ненадежная)В
50
Не включен плутоний в емкостях с высокоактивными отходами, оценки по которому составляют 382 или 774,6 кг. (Расхождение между двумя официальными оценками.)
Источники: Отчет IEER 1997 Containing the Cold War Mess, Ch. 2. Расхождения взяты: R.J. Guimond and E.H. Beckner, Memorandum on Plutonium in Waste Inventories, U.S. DOE, January 30, 1996.

Примечания:
а. Мы исходим из расчета, что на одну атомную бомбу требуется 5 кг. плутония. Некоторые технологически усовершенствованные устройства могут быть изготовлены со значительно меньшим количеством.
б. Плутоний-239 плюс плутоний-240. Округлено до двух значащих цифр.
в. Только плутоний-239. Округлено до двух значащих цифр.


Заключение

Никакое хорошо продуманное решение по ядерным отходам не может быть выработано до тех пор, пока политически обусловленные программы по WIPP и Якка-Маунтин забирают львиную долю ресурсов, отведенных на решение вопросов долгосрочного обращения с отходами. Следовательно, необходимо, чтобы правительство США отошло от программ по долговременным хранилищам и предприняло усилия в более широком диапазоне (см. "Рассматривая альтернативы"). Тем временем необходимо реализовать промежуточный вариант подхода к управлению отходами, в рамках которого решались бы вопросы безопасного хранения, рассматривались бы законные жалобы атомных энергетических компаний относительно обязательств федеральных властей, а также проводились бы исследования и разработки, которые понадобятся для долгосрочной программы. Нет необходимости считать средства, вложенные в строительство хранилищ WIPP и Якка-Маунтин, потерянными. Эти предприятия могут быть использованы для исследовательских работ по проблемам долговременных хранилищ с использованием нерадиоактивных материалов при условии, что будет получено разрешение на WIPP от штата Нью-Мексико и на Якка-Маунтин от штата Невада, а также людей из племени Западные шошоны.


Энергетика и Безопасность № 9
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 май 1999)

опубликобана на интернете августь 2000


Источники

  1. Я благодарен Рошел Беккер, Беатрис Брэилсфорд, Ли Дэзей, Юрию Дублянскому, Кай Дрей, Харольду Фивсону, Стиву Фришману, Чарлзу Холлистеру, Дэйвиду Лохбауму, Майклу Мариотту, Мэри Олсон, Ауку Пиерсму, Джону Винчестеру и Яну Забарте за просмотр предварительных вариантов этой статьи, а также статьи по долгосрочным подходам. Их мнение относительно содержания этих статей, за которые я как автор несу полностью ответственность, может не совпадать с мнением автора.
  2. По определению МЭ, трансурановыми считаются отходы, в которых на грамм трансурановых радионуклидов с альфа-излучением и с периодом полураспада более 20 лет приходится более 10 нанокюри. Термин "трансурановые" относится ко всем элементам, чьи атомные числа выше атомного числа урана.
  3. См., например, Arjun Makhijani and Scott Saleska, High-Level Dollars, Low-Level Sense (New York: Apex Press, 1992). Также Science for Democratic Action (SDA), Vol. 4, No. 4, Vol. 6, No. 1, and Vol. 7, No. 2, а также отчет IEER Containing the Cold War Mess (по вопросам, связанных с WIPP). Некоторые геологические аспекты площадки Якка-Маунтин подробно рассматриваются в Yuri Dublyansky, Fluid Inclusion Studies of Samples from the Exploratory Study Facility, Yucca Mountain, Nevada, IEER, December 1998.
  4. Детальный анализ можно найти в отчете IEER Containing the Cold War Mess, 1997 by Marc Fioravanti and Arjun Makhijani. Также см. "Transuranic Waste: TRU and Consequences", SDA Vol. 7, No. 2, p. 7.
  5. На одной из встреч по вопросам ядерных отходов, организованной Министерством энергетики, исполнительный директор одной из их энергетических компаний откровенно, в духе подхода "лишь бы не у меня", заявил Министерству, что оно должно забрать отходы у компаний и "меня не волнует, куда вы их поместите". Основные правила этой встречи запрещают разглашать имена выступавших, но не то, что было сказано. Другой иллюстрацией является заявление Скотта Петерсона, Институт атомной энергии , напечатанное в New York Times: "Промышленность прежде всего интересует то, чтобы отработанное топливо куда-нибудь перемещалось", - цитата приводится дословно.("Energy Agency Plans Offer to Take Utilities' Nuclear Wastes", New York Times, February 25, 1999.)
  6. Более подробно об использовании трансмутации в качестве методики по обращению с отходами см. SDA Vol. 6, No. 1, p. 4.
  7. Обсуждение вопросов, касающихся классификации отходов, можно найти в High-Level Dollars, Low-Level Sense, p. 22-28 and Chapter 4. Также SDA Vol. 6, No. 1, p. 8-13.
  8. В некоторых случаях, например, в зонах повышенной сейсмичности или на речных островах, хранение рядом с площадкой может быть безопаснее, чем хранение на площадке. Однако перемещение отходов может само по себе вызвать споры, и кроме того это обычно сложно осуществить.
  9. Вот лишь некоторые из многих предлагаемых вариантов: MRS на площадке Якка-Маунтин; "частное" MRS, такое как предлагаемая площадка в резервации Скалл-Валли Гошут; и хранилище на площадке военного предприятия МЭ по производству ядерного оружия. Последнее часто сопровождается предложениями по репроцессингу отработанного топлива, например, на предприятии Саванна-Ривер-Сайт.
  10. Matthew L. Wald, "Plan to Bury Nuclear Waste in Nevada Moves Forward", New York Times, December 19, 1998.