Недалеко от Ульяновска, в сосновых лесах спрятался Димитровград, гордо именующийся городом атомщиков. Главное предприятие Димитровграда — НИИАР — Научно-исследовательский институт атомных реакторов. Здесь нет огромных РБМК, нет высоких зданий энергоблоков, нет и больших прудов-охладителей. Но задачи, которые решает институт трудно переоценить. Взять, к примеру, производство самого дорого металла в мире — Калифорния-252. Или Молибдена-99, без которого невозможна современная радиомедицина. Гордость НИИАР — реактор на быстрых нейтронах СМ-3. Расшифровывается как «Самый Мощный» — в мире такой один

О НИИАР и его реакторах я уже писал — ссылки можно найти в конце этой статьи. А сейчас хочу рассказать о другой стороне медали — радиоактивных отходах, которые закономерно образуются при производстве радиоактивной продукции.

Эта тема для меня имеет особое значение. Я живу в Ульяновске, поэтому как и других жителей этого города, меня очень волнует, что, куда и как утилизируют в НИИАР. Насколько это безопасно и надёжно припрятано, и не окажется ли какой-нибудь радиоактивный сюрприз в Волге или Черемшане, на берегу которого и находится Димитровград. Поэтому я воспользовался приглашением Национального оператора по обращению с радиоактивными отходами (НО РАО) и побывал в самом НИИАР — в легендарном месте, где на глубине полутора километров изолированы тонны опасных отходов. Ульяновцы и димитровградцы знают, что НИИАР что-то закачивает под землю, и этот факт небезосновательно тревожит их. Попробуем разобраться, как устроено это подземное хранилище, и опасно ли оно.

Что закачивают?

Радиоактивные отходы делятся на классы по степени опасности. Первый и второй класс — самые опасные и высокоактивные. Они образуются в наименьшем количестве и требуют особого подхода при утилизации. Третий и четвёртый класс — среднеактивные — их изолируют в специальных хранилищах у поверхности земли. О том, как устроена финальная изоляция отходов 1-4 классов, можно почитать по ссылкам в конце статьи. Существует еще пятый класс — это жидкие низко- и среднеактивные отходы — сточные воды санпропускников и спецпрачечных, дезактивационные растворы, которыми промывают промышленное оборудование. К примеру, вода из душа, которым омывают защитную одежду рабочих, является отходом 5 класса. Её уже нельзя просто так слить куда-то в водоём, потому что она содержит опасные радионуклиды. Эта вода собирается в специальных накопителях, откуда с помощью насосов закачивается под землю. Именно такие отходы 5 класса изолированы в Димитровграде на глубине 1000-1500 метров. Не куски графита или урана, а сточные воды после обработки оборудования и защитных костюмов работников.

Куда закачивают?

Если копнуть под НИИАР поглубже, километра на два, то можно увидеть, какой многослойный «сэндвич» там находится. Несколько водоносных слоёв разделены мощными водоупорными прослойками. В начале 60-х, когда запустили НИИАР, были проведены изыскательные работы, в результате которых определили место для хранения радиоактивных отходов. В те годы, когда Штаты и Франция сбрасывали свои бочки с АЭС в океан, в СССР приняли решение закачивать отходы под землю — откуда изотопы взяли, туда они и должны вернуться. В Димитровграде в 1966 году под подземное хранилище отвели 3-й и 4-й водоносный слой, которые находятся на глубине 1100-1500 метров. Сверху 4-й слой (их называют горизонтами) отделён от 5-го мощным слоем спрессованной мекодисперсной глины, которая образовалась ещё в те времена, когда на месте НИИАР плескался древний океан. Сквозь этот слой не может пройти никакая жидкость.

Снизу 3-й горизонт ограничен самой Русской плитой, которая образовалась 2-5 миллиардов лет назад и представляет собой магматические породы. Можно сказать, что это самое дно.

Вот в эти 3-й и 4-й водоносные горизонты и решили закачивать отходы. Водоносные не значит, что там, под землёй, текут реки и выходят на поверхность. Это пористая порода, пропитанная солевыми растворами очень высокой концентрации. Даже если одни одни выйдут на поверхность, то убьют всё живое вокруг, но этого никогда не происходило в нашем регионе. Движение жидкости в этих горизонтах происходит со скоростью 10-15 сантиметров в год. По сути, это просто изолированная сверху и снизу губка. Чтобы понимать, из чего состоит эта «губка», взгляните на образец этой породы. Этот керн был взят на площадке хранилища НИИАР с глубины 1500 метров.

Очень похож на кусок старого цемента и пахнет так же. Вот в эту породу под большим давлением и закачивают жидкие радиоактивные отходы. Через какое-то время радиоактивные вещества просто оседают в порах и никуда больше не перемещаются.

Как закачивают?

Перед тем, как что-то куда закачать, нужно убедиться, что отходы действительно соответствуют 5-му классу, и не иначе. Ведь для других типов отходов необходимо применять совершенно другие технологии изоляции или хранения.

Мы выяснили, что никакого подземного бассейна или реки не существует, несмотря на то, что слой называется водоносным. Порода эта и так насквозь уже пропитана солевыми растворами, а нам нужно закачать в неё еще больше жидкости. Как это сделать? Только под большим давлением. Отходы из накопителя в НИИАР по специальным трубам из нержавейки, проложенным в защитных и герметичных лотках под землёй, под действием трёх насосов подаются в скважину. Давление в ней составляет 80 атмосфер. Это в 40 раз больше, чем в колесе вашей машины.

Вот так выглядит оголовок скважины — её наземная часть.

Работа скважины контролируется запорной арматурой, которая регулирует поток закачиваемой жидкости.

Находится она в этой будке, рядом со скважиной.

Возле каждой скважины — дополнительный пункт военизированной охраны, несмотря на то, что все они расположены на закрытой территории НИИАР.

Всего таких скважин на территории НИИАР четыре. Они находятся в ведении НО РАО и выведены из-под контроля самого института. НИИАР платит деньги за то, чтобы НО РАО занималось утилизацией его отходов. А НО РАО следит, чтобы НИИАР передавал ему все отходы, которые там образуются. Слить что-то в обход этой цепочки просто невозможно — периметр института и его окрестности напичканы датчикам радиации, которые отправляют данные в контролирующие органы в Москве.

НО РАО заинтересован, чтобы НИИАР передавал больше отходов и платил за них, НИИАР же в целях сокращения своих расходов стремиться снизить количество отходов, оптимизируя свои производственные процессы.

Как контролируют?

Нельзя просто взять и закачать радиоактивные отходы глубоко под землю, не контролируя их. Какой бы надёжной не казалась схема хранения, всегда существует маленькая доля вероятности, что залитое внутрь выйдет наружу. Поэтому НО РАО выполняют постоянный мониторинг площадки с помощью 28 наблюдательных скважин, пробуренных по периметру за пределами хранилища.

Каждая скважина уходит на свой горизонт, за которым нужно следить: 3-й, 4-й, 5-й, 6-й и 7-й. Покажу на примере одной из них, которая позволяет мониторить водоносный горизонт на глубине 1600 метров в 3-й зоне.

Сверху наблюдательная скважина представляет из себя ничем не примечательное бетонное кольцо в лесу. Если открыть люк, то под ним можно найти оконечник трубы, уходящей на большую.глубину. На него насаживается вспомогательное устройство лебёдки с длиной троса в 2 километра.

Сама лебёдка установлена в специальной передвижной лаборатории, обслуживаемой сотрудниками НО РАО.

Со скоростью 3-4 сантиметра в секунду лебёдка опускает пробник на глубину 1600 метров, попутно снимая показания температуры, давления и высоты жидкости в скважине.

Проба жидкости отправляется в стационарную лабораторию, где делается анализ на радионуклидный состав и так называемые маркеры утечки радиации. По ним можно заблаговременно определить, что начались нежелательные процессы.

Кроме гидрохимического теста выполняют также геофизические и гидродинамические исследования скважины, чтобы не допустить её разрушения. Результаты мониторинга оформляются в виде ежегодных отчетов и направляются в Управление по недропользованию по Ульяновской области.

Ради интереса замерили радиационный фон у нагнетательной скважины. Он в норме.

И чтобы развеять еще один популярный миф: никаких других отходов, кроме тех, что образуются в НИИАР, в эти 4 скважины не закачивают. До 2025 года под землю планируют закачать до 8% от ранее там размещенных отходов. Размеры подземного природного хранилища поистине велики, поэтому переполнение в ближайшие десятилетия не грозит. Однако, бесконечно этот процесс продолжаться не может — нужно искать другие методы финальной изоляции подобных отходов.

Автор: Алексей Мараховец