"В память о времени и людях": Полнотекстовая база данных об Озёрске
ФГУП ПО "Маяк"

вернуться назад

В. Елагин
РЕДКАЯ ПТИЦА ДОЛЕТИТ ДО СЕРЕДИНЫ ОЗЕРА КАРАЧАЙ:
Технология переработки ОЯТ на заводе 235

      Кто сказал, что между горящей лампочкой и озером Карачай дистанция огромного размера? Ничего подобного, связь между ними самая прямая. Ведь если нужна электроэнергия, значит, ее надо вырабатывать. Причем электричество получают не только на гидроэлектростанциях, плотины которых "перекрыли Енисей", а также Волгу и многие другие реки, но и на атомных станциях. В некоторых странах доля производимой на АЭС электроэнергии превышает в общем балансе 50 процентов. В качестве топлива в реакторах АЭС используется уран-235.

      Ядерное топливо в виде набора твердых топливных таблеток помещается внутри тепловыделяющих элементов (твэлов), имеющих металлическую оболочку. Эти самые твэлы размещаются в активной части реактора, где и осуществляется контролируемая реакция деления, сопровождающаяся выделением энергии. Однако во время эксплуатации реактора один раз в год третью часть твэлов приходится заменять, так как из-за накопившихся продуктов деления урана-235 качество топлива ухудшается и его эффективность снижается.

      Возникает вопрос, не раз волновавший умы российской интеллигенции: что делать? А именно: что делать с отработанным ядерным топливом (ОЯТ)? Впрочем, подобный вопрос возникает во всех странах, где есть АЭС. Различные национальные программы решают эту проблему по-разному. Существует два подхода к обращению с ОЯТ.

      Первое направление - прямое кондиционирование. Это значит, что топливо помещается в упаковку, препятствующую загрязнению окружающей среды радионуклидами. Подобным образом поступают в США, Канаде, Швеции. Специалисты этих стран считают, что сегодняшний уровень химической технологии регенерации топлива с его возвратом в технологический цикл не отвечает экологической безопасности, а посему проблему окончательного решения вопроса с ОЯТ лучше оставить потомкам.

      Но мы пошли другим путем (вместе с Японией, Францией и Великобританией). Россия, не откладывая дело в долгий ящик, избрала путь химической переработки ОЯТ, дающий возможность возвратить недоиспользованный уран и плутоний в технологический процесс получения энергии, а радиоактивные отходы направить на длительное контролируемое хранение. Перерабатывают ОЯТ и во Франции, и в Великобритании, причем в гораздо больших, нежели в России, объемах. Германия и другие страны отправляют свое топливо на переработку французам и англичанам.

      Обо всем этом автор этих строк узнал во время пребывания на заводе 235, где и происходит регенерация отработанного топлива АЭС, а также реакторов энергетических установок флота и исследовательских реакторов.

      В непосредственной близости от корпусов завода располагается радиоактивное озеро Карачай. Увы, часть жидких отходов среднего уровня активности с высоким солесодержанием до сих пор сбрасывается в "водоем 9" (то бишь Карачай). Но об этом позже.

      Итак, завод по переработке отработанного ядерного топлива на комбинате "Маяк" был пущен в 1977 году на базе существовавшего ранее завода по производству оружейного плутония. Мощность завода составляет 400 тонн переработанного топлива в год. (Для сравнения: действующие во Франции и Британии аналогичные заводы имеют мощности соответственно в 1600 тонн и 1200 тонн в год.) Однако, как рассказал начальник цеха химической переработки В.С. Брошевицкий, даже этой мощности заводу более чем достаточно, ибо он работает всего на треть своей мощности. Причина банальна - финансовые трудности. С 1991 года бюджетное финансирование комплекса 235-го завода было прекращено. В настоящее время без переработки зарубежного ОЯТ завод становится убыточным; его надо либо закрывать, либо компенсировать убытки из госбюджета.

      Кроме того, что переработка топлива экономически выгодна, она необходима и с экологической точки зрения, так как позволяет осуществлять захоронение непригодных для народного хозяйства отходов. В случае остановки завода будут прекращены работы по ликвидации озера Карачай, возникнут проблемы с содержанием каскада технологических водоемов и с общей экологической обстановкой в регионе.

      Так какова же технология переработки ОЯТ на заводе 235? Не утомляя читателей техническими тонкостями (в которых, к слову, и сам автор этих строк не силен), скажу только, что процесс выглядит следующим образом: предназначенные для переработки ТВЭЛы транспортируются по железной дороге в специальных вагонах-контейнерах; все вагоны - собственность комбината, и за его пределы они должны выйти "чистыми"; поэтому по поступлению на завод контейнеры, содержащие ОЯТ, сразу же снимаются с вагонов и погружаются в ванны, где и отмываются (причем, как пояснил начальник отделения подготовки транспорта В.И. Немчиков, даже для самого крупного, 96-тонного контейнера, есть своя ванна). Вагоны после этого также принимают обильный "душ", пока не достигнут необходимой кондиции. После этого состав снова готов к транспортировке контейнеров. Перед самым моим приездом на завод 235 разгрузился эшелон из Мурманска и готовился к разгрузке вагон из Словакии.

      Поступившее на переработку топливо выдерживается в специальном хранилище под водой (для защиты персонала от радиации) в течение 5-7 лет, за которые распадаются короткоживущие изотопы. Затем ОЯТ измельчается (режется наподобие колбасы специальными ножами) и растворяется в концентрированной азотной кислоте. Методом экстракции (с латыни переводится как "извлечение") из азотнокислого раствора органическими растворителями проводится как извлечение, так и разделение и очистка элементов. На конечной стадии процесса получаются глубоко очищенные оксиды металлов или их соли. Все операции производятся на дистанционно управляемом оборудовании.

      Выделенный таким способом уран в смеси с ураном более высоких степеней обогащения направляется для изготовления топлива для реакторов РБМК (чернобыльского типа), а диоксид плутония - в хранилище на территории завода. Впоследствии его предполагается использовать для изготовления уран-плутониевого топлива для реакторов на быстрых нейтронах. В результате образуется замкнутый топливный цикл с полной утилизацией урана и плутония.

      Оставшийся раствор подвергается дальнейшей переработке с целью извлечения изотопов, использующихся и у нас, и за рубежом. И лишь сохранившиеся после этого 2-3 процента радионуклидов вместе с радиоактивными металлическими деталями конструкций представляют собой действительные отходы.

      Таким образом, в результате переработки ОЯТ образуются отходы с высоким, средним и низким уровнем активности. Жидкие высокорадиоактивные отходы упариваются и подвергаются остекловыванию. Часть жидких отходов среднего уровня активности пока сбрасывается в озеро Карачай. Комплекс по их переработке до сих пор еще строится. По окончании его строительства сброс в озеро должен прекратиться. Жидкие нетехнологические отходы низкого уровня активности направляются на очистные сооружения, а очищенная вода сбрасывается в озеро Кызылташ, концентрат - в шламонакопитель.

      Такова вкратце технологическая цепочка, применяемая в деятельности завода 235. Но просто так побывать на этом огромном комплексе, походить по километровым переходам, взглянуть сквозь толщу воды на радиоактивные шестигранники и посетить громадный зал с пультом управления производством, не посмотрев хоть краем глаза на Карачай, было нельзя.

      При приближении к "водоему 9" казалось, что постепенно попадаешь в прифронтовую зону. Эффект создавали мощные "КрАЗы", чьи кабины с установленными на них свинцовыми пластинами напоминали бронетехнику. Огромный экскаватор в один прием наполнял кузов грузовиков скальным грунтом, который используется при засыпке озера, Двухминутное знакомство с безмятежной на вид водной гладью, покрытой чуть подтаявшим у берега льдом, и вовсе создавало впечатление пребывания на простреливаемой насквозь местности. 120 миллионов кюри радионуклидов, содержащихся в озере, не имеют ни цвета, ни вкуса, ни запаха. Однако долго любоваться мартовскими красотами на Карачае не рекомендуется. Поэтому, вдоволь насмотревшись на окружающий нас пейзаж, корреспонденты "ОВ" поторопились покинуть берег озера.

      Начальник участка ликвидации водоема Ю.А. Лифаненков рассказал нам что, хоть и планировалось закончить засыпку Карачая в 94-м году, вряд ли эта задача будет выполнена и в нынешнем году. Темпы засыпки снижаются. На 96-й год расходы на ликвидацию Карачая еще не определены, и, естественно, из федерального бюджета ни копейки еще не получено. Приходится выкручиваться самим. Так, решено было купить свой экскаватор - лучше потратить около трех миллиардов рублей на него, чем ежемесячно платить по миллиарду "ЮУС" за работу экскаватора и самосвалов, подвозящих грунт из карьера в Новогорном. Использование своей техники и своего карьера экономичнее для комбината.

      А ведь засыпать озеро надо. Первые пробы были сделаны еще в 1964 году, но только после Чернобыля работы по ликвидации Карачая начались по-настоящему в иные годы, кстати, до 99 процентов воздействия на окружающую среду ПО "Маяк" приходилось именно на Карачай. Однако остается еще 15 гектаров акватории озера, а денег, мягко говоря, не хватает…

Источник: Елагин В. Редкая птица долетит до середины радиоактивного озера Карачай: [Технология переработки ОЯТ на заводе 235] // Озерский вестник. - 1996. - 19 марта. - С. 1-2.