I История развития утилизации в России

Киров 2004

Тема:  Утилизация атомных подводных лодок и судов с ядерными энергетическими установками. Курсовая работа / ВятГУ, Кафедра управления производством; рук. Власюк Л.Н., количество таблиц - 7, диаграмм - 6, 3 схемы, количество источников литературы – 9, 51 страница,  Киров, 2004.

 

Радиационная и экологическая безопасность, утилизация, контроль, мониторинг, техническая база, источники загрязнения, РАО

 

Объектом исследования данной работы являются: Российские атомные подводные лодки (АПЛ) и суда с ядерными энергетическими установками (ЯЭУ).

Цель работы – охарактеризовать суть системно-комплексного подхода к проблеме в обеспечении радиационной и экологической безопасности при утилизации АПЛ и судов с ЯЭУ, а также дать оценку интенсивности развития утилизации в России на протяжении последнего десятилетия.

 

 

Содержание:

Введение…………………………………………………………………………...5

I История развития утилизации в России ……………………………………7

II Системно-комплексный подход к проблеме в обеспечении

   радиационной и экологической безопасности при утилизации АПЛ

   и судов с ЯЭУ………………………………………………………………11

1.  Экологические проблемы утилизации:

   1.1 Потенциальная ядерная и радиационная опасность при

          комплексной утилизации………….…………………………………..14

   1.2 Источники загрязняющих отходов при утилизации АПЛ ………….17

   1.3 Социально-гигиенический и радиационный мониторинг……….…22

2. Технологические проблемы утилизации российских АПЛ:

2.1Этапы работ по комплексной утилизации АПЛ……………………..23

3. Экономические проблемы утилизации:

    3.1 «Чёрная дыра» в экономике России ХХ века……...………………...28

    3.2 Отсутствие полномасштабной промышленной инфраструктурной

           необходимой мощности по комплексной утилизации……...….…30                      

       3.3 Нерентабельность утилизации АПЛ и судов с ЯЭУ, отсутствие

     технологической базы………………………………………………34

3.4   Решения проблем выведения из эксплуатации АПЛ и судов с

  ЯЭУ.........................................................................................................34

3.5   Решения, которые нельзя откладывать……………………………...36

 4. Развитие технологической базы радиационного контроля на

     объектах атомного судостроения:

4.1 Концепция развития технологической базы радиационного

    контроля на ОАС ……………………………………………............38

4.2 Существующие концепции обращения с радиоактивными

отходами в России ……………….……………………………….….40

4.3 Необходимость единой научно обоснованной концепции

по проблеме утилизации АПЛ и судов с ЯЭУ ………………….....42

 

III  Решение проблемы обращения с радиоактивным плутонием…………...45

Заключение…………………………………………………………………….…47

Список используемой литературы……………………………………..…….…48

Приложение А……………………………………………………………………49

Приложение Б……………………………………………………………………51

Приложение В……………………………………………………………………52

Введение

В период с 1957 г. по 1995 г. - менее чем за сорок лет - наша страна построила 261 атомную подводную лодку, основная часть которых имеет по два ядерных реактора; До­статочно продолжительное время строилось гораздо больше новых АПЛ, чем списыва­лось. К моменту распада СССР ситуация в корне изменилась и стала критической - но­вые субмарины практически не строились, а проблема утилизации списанных приобрела масштабы национального бедствия.

В 1992 г. было принято правительствен­ное постановление, призванное регулиро­вать темпы утилизации списанных АПЛ. По­скольку оно не выполнялось, проблемы про­должали нарастать.

Во-первых, в период массового строи­тельства АПЛ практически не принималось мер для подготовки к их утилизации после списания "по возрасту". Не предусматрива­лось ни финансовых ресурсов, ни строитель­ства надежных береговых комплексов, отве­чающих современным требованиям к соблю­дению норм ядерной и радиационной безопасности для выгрузки ОЯТ. Не были от­работаны технологические приемы разборки и утилизации различных частей, элементов и материалов АПЛ.

 Во-вторых, было накоплено большое ко­личество твердых и жидких радиоактивных отходов и ОЯТ, в то время, как надежных способов их хранения и переработки не су­ществовало. Не были построены береговые хранилища для "выдерживания" ОЯТ и реак­торных отсеков в течение десятков лет, по­ка уровень радиоактивности не позволит их переработать.

В-третьих, не были предусмотрены сред­ства (специальные вагоны и контейнеры) для перевозки ОЯТ и РАО из мест их выгруз­ки и временного хранения к месту длитель­ного хранения и переработки. В настоящее время единственным подобным местом яв­ляется комбинат "Маяк".

В-четвертых, наиболее часто применялся такой способ избавления от радиоактивных отходов, как затопление их в море. Это отно­силось как к жидким РАО, так и к твердым с различными уровнями радиоактивности. Бо­лее того, таким же образом избавлялись от реакторов тех АПЛ, которые пережили ава­рии ядерной энергетической установки, а иногда и ОЯТ. Известен случай затопления целой аварийной АПЛ с жидкометаллическим теплоносителем и невыгруженным ядер­ным топливом. Кроме того, наша страна по­теряла четыре АПЛ, которые лежат на дне с невыгруженным ядерным топливом, а часть из них - с ядерными боеголовками на борту.

*Все атомные субмарины делятся на четыре типа по виду их использования:

  • атомные торпедные и многоцелевые подводные лодки (МЦАПЛ), 

предназначены для всесторонних испытаний в морских условиях первого образца ЯЭУ с водяным реактором, могут также наносить ядерные удары по военно-морским базам и другим стратегическим целям, расположенным на побережье противника. 

  • атомные подводные лодки с крылатыми ракетами (ПЛАРК),

корабли предназначены для нанесения ударов стратегической крылатой ракеты П-20 с ядерным зарядом, разрабатываемой в ОКБ С. В. Ильюшина, по объектам противника, расположенным как на побережье, так и в глубине его территории.

• атомные подводные лодки с балли­стическими ракетами (ПЛАРБ),

корабль предназначен для нанесения ракетно-ядерных ударов по военно-морским базам, портам, промышленным и административным центрам, расположенным на побережье и в глубине территории противника.

• опытные подводные лодки и лодки специального назначения,

предназначены для установки минных заграждений, для снабжения в море ПЛ других типов боеприпасами (крылатыми ракетами в частности), средствами жизнедеятельности, обслуживание в море тяжёлых гидросамолётов, а так же скрытая высадка десанта.

I История развития утилизации в России

 

За время бурного развития атомного подвод­ного проекта было накоплено большое ко­личество радиоактивных отходов и отра­ботавшего ядерного топлива (ОЯТ). По­скольку гонка вооружений не позволяла задуматься об экологически безопасных способах захоронения накопленной радио-активности, от нее избавлялись самыми простыми способами - сбрасывали в моря и океаны. Это продолжалось до 1992 г., когда Россия заявила о прекращении сброса РАО в моря. До этого Северный флот сбрасывал свои РАО в Баренцевом, Карском и Белом морях, а Тихоокеанский флот - в Японском и Беринговом.

Первое захоронение жидких радиоак­тивных отходов в океане СССР  произвел в 1959 г. - они были слиты в Белое море по­сле испытаний первой советской АПЛ К-3. В конце того же года проходили ис­пытания первого атомного ледокола "Ленин", после которых в Балтийское море (неподалеку от острова Готланд) были слиты еще около 100 м³ жидких радиоактивных отходов. Впоследствии подобные операции производились си­стематически. С этой целью была со­здана специальная служба контроля и построены танкеры, оборудованные для сбора и вывоза ЖРАО.

Скажем, сбросы низкоактивных ЖРАО в Баренцево море, в котором велся рыбный промысел, продолжались до 1991 г. Производились они в пяти квадратах, два из которых находи­лись вблизи Кольского полуострова. Причем главный способ борьбы с таки­ми незаконными способами избавления от радиоактивных отходов заключает­ся в преследовании людей, пишущих статьи и снимающих фильмы о творимых безобразиях.

В 1964 г. в нашей стране был начат сброс в океан твердых радиоактивных отходов. Оборудование реакторных от­секов АПЛ и другие радиоактивные эле­менты ядерных энергетических установок помещались в герметичные контей­неры, которые, теоретически, должны выдерживать разрушающее действие агрессивной морской воды и многоатмо­сферное давление. После чего они сбра­сывались в море у берегов Новой Земли. Однако, как часто бывает, проектировали контейнеры одни люди, а за борт их сбра­сывали другие. Поэтому известен как ми­нимум один случай, когда плавающий на поверхности контейнер с ТРАО воен­ные моряки расстреливали из борто­вых орудий.

Как уже говорилось, существовали строгие инструкции, запрещавшие затоп­ление высокоактивных отходов, особенно отработанных тепловыделяющих элементов (топливных "сборок"). Однако известно но, что в одном из затопленных контейнеров находились не менее сотни "сборок" из реактора атомного ледокола "Ленин". В 60-х годах практиковался еще один способ затопления радиоактивных отходов: они грузились на списанные суда, которые буксировались в океан и с благословления ВМФ, Минздрава, Госкомгидромета и Минсудпрома отправлялись на дно.

В 1984 году в заливе Абросимова возле Новой Земли был обнаружен плавающий контейнер с уровнем излучения 160 Р/ч. Здесь же его утопили. Исходя из рекомендации МАГАТЭ, допускалась захоронение контейнеров с радиоактивными отходами на глубине не менее 4 000 метров. Это полагалось делать в удалённых от берега и основных морских путей районах океана, где не ведётся рыбный промысел. В Карском море в близи берегов Новой Земли, где утоплена основная часть твёрдых радиоактивных отходов советского атомного флота, глубины составляли от 20 до 400 м. и вёлся промысел рыбы.

В 1992 г. администрацией Президента РФ были рассекречены данные о радио­активном загрязнении северных и даль­невосточных морей. Согласно этим дан­ным, с 1959 по 1992 годы Северный флот слил в свои моря ЖРАО с суммар­ной активностью не менее 20.6 тыс. Ки.  и затопил ТРАО с суммарной активностью более 2.3 млн. Ки. Соответственно, в морях Дальнего Востока, относящихся к Тихоокеанскому флоту, эти величины составляли 12.3 тыс. Ки.  и 6.2 тыс. Ки. Всего было затоплено 12 реакторов и их частей с выгруженным топливом (из них 3 - на Дальнем Восто­ке) и 6 аварийных реакторов с невыгруженным ядерным топливом.

Первый опыт вырезания аварийного ре­акторного отсека относится к 1965 г. Реак­торные отсеки были вырезаны у четырех АПЛ первого поколения К-3, К-5, К-11 и К-19 проектов 627, 627А и проекта 658. Вы­грузить топливо удалось только на двух АПЛ - К-3 и К-5. На двух других субмаринах в реакторах было оставлено отработав­шее ядерное топливо. После заполнения реакторов твердеющей смесью к загерме­тизированным активным отсекам были приварены поплавки и их отбуксировали к Новой Земле, где и затопили в Карском мо­ре - в бухте Абросимова. Уровни наведен­ной радиоактивности реакторов с выгру­женным ядерным топливом составляли сотни тысяч Ки, а реакторов с невыгруженным ОЯТ - миллионы Ки.

Несколько лет назад - после того как Россия реально прекратила сбрасывать  ЖРАО в моря и океаны - все береговые хранилища были заполнены, а технологии их полноценной переработки от­сутствовали. Ситуация на Северном и Тихоокеанском флотах была безысход­ная. Денег на переработку жидких отходов не было, технологий не было, храни­лища были переполнены и протекали. Сейчас, благодаря усилиям российских специалистов, а также помощи США, Японии, Европейского союза и Норвегии, были построены мобильные установки для переработки ЖРАО с различными уровнями ак­тивности. Также были разгружены несколько старых хранилищ и построены новые. Нельзя сказать, что все эти меры полностью решили проблему, но ее острота несколько сгладилась

Хранилища для ТРАО Северного флота еще в 1994 г. были заполнены на 95%. Ни одна из площадок временного хранения твер­дых радиоактивных отходов, построен­ных еще в 60-х годах не отвечает специ­альным медико-техническим требовани­ям (СМТТ-80). Ежегодно количество накапливаемых ТРАО возрастает на 500-600 м³, причем флот не имеет возможнос­ти их перерабатывать. Судоремонтные и судостроительные заводы также не имели таких установок.

В настоящее время (на середину 2001 г.) на Северо-западе и Дальнем Востоке России в устаревших, протека­ющих и неприспособленных хранили­щах находится более 14000 т ЖРАО и 26000 т ТРАО. При этом следует отме­тить, что техническая база Военно-мор­ского флота не предназначена для дли­тельного хранения отработавшего ядер­ного топлива и радиоактивных отходов. Значительная часть специального обо­рудования ВМФ для обращения с РАО выслужила установленные сроки экс­плуатации и частично находится в ава­рийном состоянии.  

На всех этапах обращения с РАО и ОЯТ необходимо учитывать и всегда по­мнить о возможности возникновения "критичности" хранимой массы радиоак­тивных веществ. На нее влияют геомет­рическая форма упаковок с ядерным ма­териалом, их масса, плотность, состав конструкционных материалов и даже свойства стен хранилища. Кроме того, приходится учитывать и контролировать все этапы накопления делящихся ве­ществ. В первую очередь это относится к отработанному топливу и радиоактивным отходам, во вторую - к радиоактивным материалам, из которых еще только пред­полагается произвести радиационно-опасные изделия. Бесконтрольное их складирование, ведущее к нарастанию массы, может привести к возникновению самопроизвольной цепной реакции, про­ще говоря — ядерному взрыву.

На сегодняшний день ограниченные воз­можности по выгрузке, хранению и транс­портировке отработанного ядерного топ­лива являются одной из основных про­блем, тормозящих развертывание утили­зации АПЛ. Не хватает специальных ваго­нов и контейнеров для перевозки отра­ботанного топлива к месту предполагае­мой переработки и хранения - на комби­нат "Маяк". Из имевшихся в 1993 г. на Северном флоте восьми плавбаз для транспорти­ровки и хранения отработанного ядерно­го топлива, четыре в то время были за­полнены. Разгрузить их было некуда из-за нехватки транспортных контейнеров. Для выгрузки ОЯТ с АПЛ требуются спе­циальные разгрузочные комплексы. В том же 1993 г. из имевшихся в составе флота трех таких комплексов в рабочем состоянии оставался только один. Из-за отсутствия финансирования не было за­вершено строительство береговых хра­нилищ, и к этим строящимся объектам не были подведены железнодорожные ветки. Чтобы хоть как-то уменьшить остроту проблемы, руководство Се­верного флота вынуждено было при­менять различные "временные схемы", что никак не могло способствовать поддержанию ядерной и радиационной безопасности.

Сейчас проблема ОЯТ и РАО посте­пенно начала решаться. Дополнительно к четырем работавшим спецвагонам для перевозки отработанного топлива на комбинат "Маяк" были построены еще че­тыре вагона. Ряд иностранных госу­дарств - в первую очередь наши обеспокоенные угрозой последствий несоответствующего обращения с ОЯТ и РАО соседи - Норвегия и Япо­ния - выделяют средства на строи­тельство новых и модернизацию име­ющихся средств  для хранения и пере­работки.

 В целом эксперты отмечают неко­торое ускорение процессов решения проблем атомного подводного фло­та. Вместе с этим разброс мнений - сколько времени потребуется на ре­шение только первоочередных задач утилизации АПЛ - весьма велик - от 7 до 70 лет.  

Поскольку острота связанных с утилиза­цией АПЛ проблем продолжала нарастать, 28 мая 1998 г. появилось очередное поста­новление правительства РФ № 518, призван­ное ускорить решение судьбы выведенных из эксплуатации АПЛ и обеспечить экологи­ческую реабилитацию радиационно-опасных объектов ВМФ России. Это постановление определило Минатом России государствен­ным заказчиком-координатором работ по комплексной утилизации АПЛ и освободило Минобороны от этих несвойственных ему функций.

Передача Минатому организационных и исполнительных функций по комплексной утилизации АПЛ и сопутствующих этому работ объясняется тем, что именно эта органи­зация обладает необходимой -научно-техни­ческой базой и квалифицированными кадра­ми, опытом как в создании и снятии с эксплуатации ядерных реакторов различных типов, так и в обращении с ОЯТ и РАО.

Вместе с этим следует отметить, что сей­час три ведомства самым непосредственным образом вовлечены в круг проблем утилиза­ции АПЛ, причем далеко не во всех случаях определенно известно, где кончается сфера ответственности одного и начинается сфера ответственности другого.

Министерство обороны России по-преж­нему осуществляет контроль над большинст­вом АПЛ - над всеми, остающимися в соста­ве флота и над значительной частью списан­ных. В его компетенцию по-прежнему входит выгрузка ОЯТ и его временное хранение. Связанные с этим обязанности поделены между несколькими подразделениями мини­стерства.

Минатом России осуществляет перевозку, хранение и переработку ОЯТ. Он ответстве­нен за количество и состояние вагонов для транспортировки ОЯТ, наличие контейне­ров для этих целей, готовность мощностей для хранения и переработки ОЯТ. Коорди­нирует весь круг работ управление эколо­гии и снятия с эксплуатации атомных объектов.

Диаграмма 1. Количество российских АПЛ и их состояние на 1 января 2001г.