"В память о времени и людях": Полнотекстовая база данных об Озёрске
Экология

вернуться назад

С.В. Баранов,
генеральный директор ФГУП «ПО «Маяк»

Обеспечение радиоэкологической безопасности в районе расположения ФГУП «ПО «Маяк»



      Производственное объединение «Маяк» является первым и крупнейшим в России предприятием, созданным для производства оружейного плутония.

      История создания «Маяка» ведет свой отсчет с 9 апреля 1946 года, когда Правительство СССР приняло Постановление о строительстве завода № 817 на Южном Урале, в районе городов Кыштым и Касли. Завод решили разместить на берегу озеро Кызылташ, а жильё начали строить на полуострове озера Иртяш. При выборе площадки под строительство предприятия и города были проведены специализированные гидрометеорологические и гидрогеологические исследования.

      История становления и развития ПО «Маяк» неразрывно связано с эксплуатацией водной системы реки Теча, поскольку все основные производственные объекты предприятия расположены на водосборной территории этой реки и ее притоков.

      Еще в 1947 году секция № 4 Научно-технического совета Первого Главного Управления при Совнаркоме СССР констатировала невозможность решения (в отведённые сжатые сроки) проблемы полного обезвреживания огромных объемов жидких радиоактивных отходов (ЖРО), образующихся при радиохимическом выделении плутония, и обратилась в Минздрав СССР с предложением об установлении допустимых доз облучения населения, обусловленных предполагаемыми сбросами ЖРО в реку Теча.

      Таким образом, заложенные в проект радиохимического завода технические решения на сброс жидких радиоактивных отходов в Течу были продиктованы сжатыми сроками создания атомного оружия в СССР и отсутствием в тот период времени знаний по обращению с радиоактивными отходами, поведению радионуклидов в речных системах и о влиянии радиоактивных продуктов на здоровье человека.

      В 1949-1956 годах, в период выполнения Государственной оборонной программы ПО «Маяк» производило регламентные (предусмотренные техническим проектом) и аварийные сбросы жидких радиоактивных отходов в Течу, причем основная часть активности (более 99%) попала в реку до ноября 1951 года. Всего, по существующим оценкам, в Течу было сброшено до 2,75 МКи радионуклидов.

      В результате, крупномасштабному радиоактивному загрязнению подверглись все компоненты реки Теча (вода, донные отложения, пойма, растительность, биота), а жители прибрежных населенных пунктов получили значительное радиационное воздействие.

      Водоём 17 (Старое Болото) является самым старым из действующих промышленных водоёмов ПО «Маяк». В период с 1949 по 1952 годы жидкие радиоактивные отходы сбрасывались по естественной ложбине через район расположения Старого Болото в направлении реки Мишеляк. В апреле 1952 года на протоке «болота» была построена земляная дамба для защиты реки от радиоактивных веществ, таким образом, был создан водоём В-17. В дальнейшем он использовался для приема низкоактивных и среднеактивных нетехнологических сбросов.

      В сентябре 1957 года произошел взрыв ёмкости-хранилища высокоактивных отходов, в результате которого удельная бета-активность воды в Старом Болоте возросла почти в 10 раз и достигла величины 4-5 мКи/л.

      Водоём Карачай (водоём В-9) расположен на промышленной площадке производственного объединения «Маяк» в центральной части водораздела верховьев рек Теча и Мишеляк. Первоначально Карачай представлял собой бессточное озеро-болото верхового типа, полностью пересыхающее в засушливые периоды.

      С октября 1951 года водоём начал использоваться в качестве хранилища жидких технологических радиоактивных отходов, что позволило прекратить сброс этих отходов в открытую гидрологическую систему реки Теча. Такое решение было принято 7 августа 1951 года комиссией под председательством А.П. Александрова.

      Сбросы жидких радиоактивных отходов перед поступлением в открытую гидрографическую систему реки Теча сначала направлялись в проточный водоём-отстойник В-3 (Кокшаровский пруд), построенный в августе 1951 года, а затем – в водоем В-4 (Метлинский пруд).

      В 1956 году в 12 км ниже точки сброса ЖРО русло реки было перекрыто земляной плотиной и создан водоём В-10, что позволило полностью прекратить поступление радионуклидов в открытую гидрографическую систему. Позднее, в 1964-1965 годах, ниже по течению реки был сооружен ещё один непроточный водоем В-11. С этого момента в верховье реки Течи эксплуатируется сложная гидротехническая система, включающая четыре водоёма, ограждающие дамбы и обводные каналы, которая получила название Теченского каскада водоемов (ТКВ).

      29 сентября 1957 года в 16 часов 22 минуты по местному времени на ПО «Маяк» произошла радиационная авария с выбросом радиоактивных веществ в атмосферу. По современной международной классификации радиационных аварий и инцидентов, авария 1957 года относится к тяжелым, с последствиями, приведшими к необходимости применения мер радиационной защиты населения в локальном масштабе, и имеет индекс 6 по 7-бальной шкале ИНЕС.

      Непосредственной причиной радиационной аварии явился химический взрыв хранившихся высокоактивных жидких радиоактивных отходов. Взрыв произошел в ёмкости-хранилище (банке) №14 комплекса С-3 радиохимического завода. Комплекс, пущенный в эксплуатацию в 1953 году, был предназначен для длительного хранения высокоактивных жидких отходов радиохимического производства. Он представлял собой заглублённые в грунт бетонные сооружения с установленными в два ряда 20 ёмкостями-хранилищами из нержавеющей стали.

      По данным заключения о причинах аварии и последующих исследований, взрыв был обусловлен техническими неисправностями и нарушением режима охлаждения ёмкостей, а также спровоцированными ими последующими физико-химическими процессами.

      Продукты взрыва были подняты в воздух, образовалось радиоактивное облако, которое двинулось по направлению на северо-восток. По современным оценкам, высота верхней кромки облака могла составлять 1000-1100 м. Поднятые в воздух продукты взрыва были представлены фрагментами строительного мусора, почвой, пылью, крупнодисперсным аэрозолем, которые осели непосредственно вблизи места взрыва; остальные продукты, образовавшие перемещаемое в воздухе облако, характеризовались полидисперсным аэрозолем.

      В сферу взрыва было вовлечено около 20 МКи (740 ПБк) бета-излучающих продуктов деления, из которых около 90% выпали на промышленной площадке предприятия, а остальные 2 МКи (74 ПБк) осели в прилегающем районе, загрязнив часть территорий Челябинской, Свердловской и Тюменской областей. Это территория впоследствии получила название Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС).

      Весной 1967 года из-за малоснежной зимы уровень воды в водоёме В-9 резко понизился, что привело к обнажению и высыханию донных отложений вблизи береговой линии озера на площади около 5 га. С 10 апреля по 15 мая в этих местах дули сильные порывистые ветры юго-западного и западного направлений, что привело к ветровому разносу высохших донных отложений по прилегающей к предприятию территории.

      По оценкам специалистов, с обсохшего дна озера ветром было унесено около 2,2∙1014 Бк (6000 Ки) активности. Преобладающая часть радиоактивного вещества выпала на территории промплощадки и санитарнозащитной зоны ПО «Маяк», а остальная часть рассеялась на больших расстояниях от озера и привела к радиоактивному загрязнению части территории Каслинского, Кунашакского и Аргаяшского районов Челябинской области. Радионуклидный состав выпадений характеризовался преимущественным вкладом 137Cs (48 %), 90Sr в сумме с его дочерним продуктом распада 90Y (34 %) и 144Се в сумме с 144Рr (18 %).

      По причине того, что в течение этих дней ветер несколько раз менял направление, плотность загрязнения территории стала неравномерной, а её границы получили сложную конфигурацию.

      В результате вышеуказанных радиационных инцидентов и аварий в районе предприятия сформировалась сложная радиоэкологическая ситуация, характеризующаяся высокими уровнями радиоактивного загрязнения почвы, растительности, поверхностных и подземных водных объектов. Все это принято называть «ядерным наследием» предприятия.

      Таким образом, все основные проблемы «Ядерного наследия» обусловлены несовершенством существовавших в прошлом технологий обращения с жидкими радиоактивными отходами.

      Преодоление накопленных проблем развивается по двум основным направлениям:

1. Создание технологий отверждения ЖРО.
2. Обеспечение безопасных условий хранения и захоронения накопленных ЖРО.

      Производственное объединения «Маяк» не сбрасывает жидкие радиоактивные отходы в открытую гидрографическую сеть. В соответствии с существующей технологической схемой, часть жидких отходов, образующихся в процессе производственной деятельности, направляется на хранение в изолированные от открытой гидрографической системы специальные промышленные водоёмы. На предприятии существует восемь таких водоёмов-хранилищ:

– водоёмы оборотного водоснабжения В-2 (оз. Кызылташ) и водоем В-6 (оз. Татыш);
– водоёмы-хранилища низкоактивных отходов В-3, В-4, В-10 и В-11 (ТКВ);
– водоёмы-хранилища среднеоктивных отходов В-9 (Карачай) и В-17 (Старое Болото).

      Эксплуатация водоёмов регламентируется специальными санитарными правилами и специальными ограничениями на сброс, установленными федеральными органами санитарного надзора. Радиационная обстановка и объёмная активность радионуклидов в водоёмах остаются стабильными с тенденцией к снижению уровня загрязнения.

      Основная активность накопленных в водоёмах ЖРО (более 99%), содержится в В-9 (это среднеактивные отходы); основной объём загрязненной радионуклидами воды содержится в водоёмах ТКВ (но после опубликования 17.09.2010 новой редакции ОСПОРБ/2010 вода в В-2, В-6,В-3, В-4, В-10 и В-11 не является ЖРО).

      Сформулированы основные концептуальные решения по безопасной эксплуатации и консервации всех специальных промышленных водоёмов предприятия, включая водоём В-9 (Карачай) и Теченский каскад водоемов (ТКВ) и определены основные направления практических робот по повышению безопасности водоёмов:

– водоёмы В-9 и В-17 будут превращены в приповерхностный могильник (пункт окончательного захоронения);
– водоёмы ТКВ подлежат контролируемому хранению (около 100 лет) с возможностью их использования в качестве водоёмов технического водоснабжения (к 2100 году донные отложения на большей части акватории перестанут классифицироваться как твердые радиоактивные отходы);
– водоёмы В-2 и В-6 предполагается использовать в качестве водоёмов оборотного водоснабжения предприятия, без сброса в них жидких радиоактивных отходов.

      Наиболее важной проблемой, без решения которой невозможно обеспечить безопасную долговременную эксплуатацию специальных промышленных водоёмов, является рост уровня воды, связанный с изменениями климата на Южном Урале – резком увеличении в 1980-2000 годах количества осадков.

      В наибольшей степени эта проблема важна для самого нижнего водоёма Теченского каскада – В-11. Плотина построена в 1964 году. Тип плотины П-11 – низконапорная земляная, насыпная. По своим параметрам, в соответствии с действующими СНиП, плотина относится ко II классу капитальности. Наряду с другими объектами ТКВ она включена в перечень промышленных объектов повышенной опасности.

      В 2007-2008 годах полностью завершены работы по созданию противофильтрационного экрана в теле плотины, а также по отсыпке её нижнего бьефа скальным грунтом. В 2009 году реализован проект современной системы мониторинга состояния плотины. В настоящее время, по мнению экспертов, устойчивость плотины к любым внутренним и внешним воздействиям не вызывает сомнений.

      С 1986 по 2004 год проводилось закрытие водоёма Карачай по проекту первой и второй очереди, в результате которых:

– полностью закрыта наиболее опасная северо-восточная часть водоёма;
– акватория разбита дамбами на чеки;
– проведены работы по реабилитации прилегающей территории;
– сокращена площадь зеркала воды с 36 га (1973 год) до 8 га;
– локализованы более 80% техногенных осадков;
– сокращено влияние водоёма на загрязнение атмосферы и почвы в радиусе не более 500-1000 м, в пределах санитарно-защитной зоны.

      В настоящее время в рамках Федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года» выполняются работы по третьей очереди консервации водоёма В-9. Главная задача – окончательное закрытие акватории и рекультивация прилегающей территории к 2015 году.

      Проект консервации водоёма Карачай тесно связан с проектом строительства комплекса цементирования – окончательное закрытие водоёма Карачай возможно только после пуска в эксплуатацию установки цементирования среднеактивных отходов и последующего прекращения сброса жидких радиоактивных отходов в водоём.

      Технологическая схема комплекса включает в себя усреднение всей номенклатуры перерабатываемых растворов, одностадийную упарку, цементирование и захоронение в хранилище приповерхностного типа по технологии «налива» в бетонные отсеки. Проверка технологии, конструкционных узлов и элементов оборудования проводилась на стендовых установках.

      В 2008 году получена лицензия Ростехнадзора но сооружение комплекса и начаты строительные работы по созданию объекта. Ввод комплекса в эксплуатацию, запланированный на 2013 год, позволит прекратить сбросы жидких отходов в Карачай, завершить работы по консервации водоёма и превратить его в приповерхностный могильник твердых радиоактивных отходов.

      Работы по совершенствованию системы обращения с жидкими низкоактивными отходами ведутся по двум направлениям: сокращение объемов образующихся отходов и разработка технологий очистки.

      В 2010 году на ПО «Маяк» были завершены строительно-монтажные работы и пущена в эксплуатацию первая очередь общесплавной канализации, что позволит исключить ежегодный сброс до 3,5 млн. куб. метров низкоактивных отходов в Теченский каскад водоёмов, стабилизировать уровень воды в них и существенно повысить безопасность эксплуатации.

      В 2008-2010 годах в рамках Федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года» на предприятии состоялись успешные ресурсные испытания опытной установки, созданной в рамках программы по оптимизации обращения с низкооктивными отходами. По результатам ресурсных испытаний в 2010 году выданы исходные данные для создания промышленной установки.

      Работы по созданию современных производств по обращению с высокоактивными отходами, образующимися в процессе радиохимической переработки облученного ядерного топлива, относятся к числу приоритетных направлений в научно-практической деятельности ПО «Маяк». С пуском цеха остекловывания в 1987 году все высокоактивные отходы действующего производство и часть ранее накопленных жидких высокоактивных отходов перерабатываются в электропечи прямого нагрева с получением алюмофосфатного стекла, которое хранится в специально оборудованном хранилище.

      Однако значительная часть высокоактивных отходов, образовавшихся при наработке оружейного плутония, продолжает храниться в виде пульп, суспензий и концентрированных растворов в специальных ёмкостях-хранилищах. Накопленные отходы не могут быть переработаны по существующей технологии остекловывания из-за их сложного химического состава.

      С целью решения проблем, связанных с переработкой накопленных отходов, в рамках Федеральной целевой программы разрабатывается аппаратурно-технологическая схема по извлечению пульп и суспензий из ёмкостей-хранилищ, подготовке их к отверждению и компактированию методом остекловывания в малогабаритных дистанционно-удаляемых плавителях.

      За 23 года работы отделения остекловывания в четырех последовательно вводимых в эксплуатацию электропечей остекловано 637 млн. Ku жидких высокоактивных отходов и получено 6200 т алюмофосфатного стекла. В настоящее время в рамках Федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года» ведутся работы, результатом которых должно стать расширение хранилища остеклованных отходов и отделения остекловывания с вводом в эксплуатацию новой электропечи ЭП-500/5 в 2013 году.

      За счет средств от переработки отработанного ядерного топлива финансируются специальные экологические программы. На финансирование программ выделяется 30% полученных средств. В настоящее время на «Маяке» выполнены или выполняются следующие четыре специальные экологические программы:

1. «Снижение радиационных рисков в регионе расположения ФГУП «ПО «Маяк»: создание транспортной базы для обеспечения радиационной безопасности работ по ликвидации промышленного водоема В-9» (2006-2008 гг.).
2. «Развитие систем дозиметрического, радиометрического, спектрометрического контроля и программно-методических средств анализа и обработки данных» (2006-2008 гг.).
3. «Реабилитация радиационно-загрязненных участков территории ФГУП «ПО «Маяк» (2008-2010 гг.).
4. «Создание участка специальных технологических трубопроводов между хранилищами высокоактивных отходов и производствами по их переработке».

      В заключении хотелось бы отметить, что накопленная техногенная эффективная доза облучения для различных возрастных групп населения, проживающего в населенных пунктах зоны наблюдения, наиболее подверженных радиационному воздействию, составляет от 5% до 9% от допустимой дозы. Причем радиационное воздействие на население от текущих выбросов и сбросов не превышает 0,5% от суммарной дозы.

      Индивидуальный пожизненный риск возникновения стохастических эффектов для взрослых жителей Озёрска от всех факторов радиационного воздействия оценивается 0,9∙10-5, а соответствующий риск, обусловленный текущими выбросами радионуклидов в атмосферу, не превышает 0,04∙10-6, что существенно ниже уровня пренебрежимого риска (0,1∙10-4).

      Выводы:

1. Определены и реализуются основные стратегические пути обращения с жидкими радиоактивными отходами.
2. Сформированы основные предложения концепции вывода из эксплуатации объектов ядерного «наследия».
3. Показано, что радиоэкологическая обстановка в районе предприятия удовлетворяет всем санитарным требованиям, характеризуется стабильностью с отчетливой тенденцией к улучшению.
4. Текущая деятельность предприятия практически не оказывает негативного влияния на радиоэкологическую обстановку.
5. Не выявлено ограничений для дальнейшего развития предприятия и наращивания мощностей действующего производства.
6. Отмечено, что Федеральная целевая программа «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года» успешно решает первоочередные задачи обеспечения радиоэкологической безопасности в районе расположения ПО «Маяк».


Источник: Баранов, С.В. Обеспечение радиоэкологической безопасности в районе расположения ФГУП «ПО «Маяк» / С.В. Баранов // Охрана природы Южного Урала: Областной экологический альманах. – Челябинск, 2011. – С. 4-9.