Техника - молодёжи 1997-04, страница 17
ния отходов с высоким уровнем радиоактивности и большим периодом полураспада. С 1994 г. ANDRA изучает три пункта на территории страны. Исследуется топография и протяженность скальных массивов, ведется оценка возможных геологических сдвигов с помощью аэрофотосъемки, сейсморазведки, бурения и отбора проб из скважин. Выбранные ландшафты идеальны для атомщиков: на глубине в несколько сотен метров каменная «крышка» длиной в 1 -2 км и толщиной в несколько сотен метров расположена горизонтально и, главное, в слое, недоступном для воды. Иначе нельзя, ведь последняя — едва ли не главная опасность для глубинного складирования: она может растворить радиоактивные материалы и вынести их на поверхность. В экспериментах испытывают сопротивление скалы буровым работам, ее теплоустойчивость (ведь отходы будут «подогревать» камень веками) и радиоустойчивость. Ведется и химический анализ состава подземных вод, дабы предсказать характер их взаимодействия с отходами и упаковкой. Все изыскания опираются на математические модели циркуляции элементов и подземных вод, созданные в Комиссариате по делам атомной энергии (СЕА) или в Государственном центре научных исследований (CNRS). Исследования условий хранения и натурные испьтания начнутся с 2001 г., а еще через пять лет парламент и правительство решат вопрос о строительстве центра глубокого захоронения РАО на месте одной из лабораторий. СЦЕНАРИЙ КАТАСТРОФЫ Да, анализ предусматривает и такое. Имеется в виду, что опасные катаклизмы (землетрясения, наводнения, резкая смена климата) могут случиться через сколь угодно долгое время. И независимо от этого срока специалисты обязаны предсказать поведение каждого компонента захороненного топлива. Главный источник радиоактивности отходов — продукты распада — исчезнут через несколько десятилетий или веков. А вот актиноиды, менее активные, но с гораздо большим периодом полураспада, не станут безопаснее — прежде всего потому, что продолжат испускать альфа-частицы, более вредные, чем бета- и гамма-излучения продуктов распада. Остается уповать на малую рас воримость актиноидов и их надежное удержание скальными породами. НА ВСЯКУЮ ANDRA ЕСТЬ СВОЯ CEDRA В последние годы ANDRA изменила политику по отношению к населению, соседствующему с «объектами»: больше гласности, больше финансовых вливаний в развитие местной инфраструктуры. Но и это убеждает далеко не всех. Активисты Национального объединения против захоронения ядерных отходов (CEDRA) выбросили известный лозунг NIMBY (от английского Not In My Back Yard — «Не на моем заднем дворе»). Они упирают на этику: «Будущие поколения имеют право на незараженную землю. Мы не должны зарывать радиоактивные отходы под ноги людей, которые, может быть, сделают другой выбор, чем ядерная энергия». Однако и функционеры от энергетики, занимая прямо противоположную позицию, исходят из той же моральной ответственности перед потомками: «Мы не имеем права перекладывать заботу о радиоактивных отходах на плечи будущих поколений». И все же упорная CEDRA предлагает не торопиться с закапыванием отходов, а оставить их на поверхности, чтобы затем изыскать пути их расщепления и регенерации. И надо сказать, усилия борцов не напрасны: позже мы увидим, что именно эта стратегия пока фактически и реализуется... ЗАМКИ НА ПЕСКЕ Теоретически нет ничего лучше переработки: ведь она предполагает превращение радиоактивных изотопов с длинным периодом полураспада в короткоживущие. В семействе смертоносных «аксакалов» в основном присутствуют младшие актиноидь: нептуний, америций и кюрий. А поскольку пути трансмутации и расщепления у каждого элемента свои, для начала надлежит их разделить, а уж потом рекуперировать. С нептунием это проделать довольно легко, труднее «разнять» америций и кюрий. (Последний к тому же служит основным источником радиоактивности отходов на срок от 10ОО до 100 ООО лет — как повезет). Технологические сложности процесса в первую очередь связаны с идентичностью свойств актиноидов и лантаноидов — эле- САМАЯ ПЕРСПЕКТИВНАЯ МОГИЛА. Геологический разрез одного из наиболее подходящих мест, выбранных французскими специа листами для подземной лаборатор и — будущего склада РАО. Главная защита от ра диоактивных веществ — плотный и водонепроницаемый горизонтальный слой глинистого мергеля толщиноиот 130 до 140 ми возрастом около 150 млн лет. Предварительные изыскания не обнаружили в нем ни разломов, ни вкраплений песка или песчаника, ни перепадов даалений, способствующих циркуляции подземных вод. Цифрами обозначены: 1 — мергель; 2 - известняк; 3,4 — скважины; 5 — глинистыи мергель; Б — штольни и экспериментальные помещения. ментов, также присутс вующих в продуктах распада. Похоже, переработка проста лишь на бумаге: всего-то сперва надо выделить из месива РАО актиноиды и лантаноиды, потом изолировать их друг от друга и, наконец, отделить америций от кюрия... На практике первую задачу решили только в 1993—1994 гг.: помогла молекула-ком-плексообразователь из класса диамидов. Вторая операция, вероятно, завершится на лабораторном столе к 2001 г. К третьей проблеме всерьез пока и не подступались. К тому же над исследователями дамокловым мечом висит одно нехитрое условие: в ходе любого процесса количество отходов не должно увеличиваться. Как только актиноиды разделят, возьмутся за их переработку. То есть — начнут бомбардировать нейтронами, ко" орые превратят их в короткоживущие изотопы. А в качестве источника нейтронов первым приходит в голову ядерный реактор. Но самые ходовые из них — водо-водяные — для этих целей не годятся. Реакторы на быстрых нейтронах превращают актиноиды куда лучше. Но они немногочисленны и эксплуатация их весьма накладна. К тому же в актиноидах, помещенных в реактор, нейтроны вызовут, помимо ожидаемых, и другие превращения, в том числе образование новых отходов. Тогда не избежать многократного технологического цикла с повторным использованием топлива на каждом этапе. Так что пока, по мнению большинства французских и иностранных экспертов, промышленное превращение элементов — не более чем мечта... Но даже если она станет явью, отходы с долгим сроком жизни никогда полностью не исчезнут — стопроцентного выхода не достичь ни при разделении элементов, ни при их трансмутации. Поэтому ученые убеждены: глубокого захоронения не избежать. В лучшем случае трансмутация поможет сократить количество закапываемых отходов. ПЛУТОВАТЫЙ ПЛУТОНИЙ Так что спасение не в трансмутации. Зачем ценой огромных затрат бомбардировать крохи актиноидов, если в итоге остаешься с тоннами плутония на руках, а он и через 10 000 лет будет давать 97% активности отходов? Правда, в принципе его можно повторно использовать как топливо. Но реально плутоний способен «сгореть» снова лишь частично. И вообще, хотя об этом никогда не говорилось со всей определенностью, замкнутый цикл — не более, чем мираж... Куда же девать плутоний? Казалось, еще в 80-х гг. выход был найден: изобрели МОХ (что расшифровывается как «смесь оксидов») — новое топливо, содержащее от 5 до 7% плутония, смешанного с оксидом урана. Технологически его создание не сложно. Уже работает завод Melox, производящий МОХ в промышленных количествах (120 т в год). Есть и потребители — десяток реакторов (к концу века их число возрастет до 28). Но, увы,— в итоге выяснилось, что МОХ придумали главным образом для того, чтобы задним числом оправдать существование завода... Его экономические показатели, равно как и эффективность сжигания плутония, вызывают большие сомнения у специалистов. Реактор, загруженный «МО-Хом», не утилизует весь плутоний даже в цикле. Более того: технологии переработки использованного МОХ на сегодня нет. Теоретически возможно и это, но регенерация не оправдает себя даже после двух прогонов. Выгоднее хранить МОХ как есть — если только сильно не подскочит цена на природный уран. В целом же из 1 200 т использованного топлива, которые скапливаются в течение года (не считая недавно появившегося МОХ) ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 4 ' 9 7 15 |
