Фукусима - топливо, вода и НИОКР

Международная комиссия по радиологической защите (ICRP) совместно с японским агентством по атомной энергии и другими японскими ведомствами и организациями проводит онлайн-конференцию по проблематике восстановления после ядерных аварий.

Одна из секций конференции посвящена текущему положению дел на аварийной АЭС "Фукусима Дайичи".

Топливо

Со времени аварии прошло почти 10 лет. За это время ситуация на площадке превратилась из кризисной в стабилизированную, когда возможно смотреть вперёд и работать систематизированно, напомнил Акира Оно из компании TEPCO, оператора аварийной станции.

В некоторых районах по мере улучшения условий местные власти отменили приказы об эвакуации, отданные в 2011 году. Однако сделать предстоит ещё немало.

Важная часть работ по ликвидации последствий аварии - удаление ядерного топлива. Оно было начато с бассейнов выдержки.

На блоке №4 бассейн был освобождён от топлива в декабре 2014 года. В апреле 2019 года стартовала выгрузка топлива из бассейна блока №3. Она проходит в достаточной мере гладко; как ожидается, последняя кассета из БВ-3 будет извлечена в марте 2021 года.

На блоках №№1/2 разгрузка бассейнов запланирована на вторую половину 20-ых годов. На первом блоке работы будут проводиться под внешним укрытием, чтобы не допустить рассеивания загрязнённой пыли.

На втором блоке принято решение отложить демонтаж верхней части реакторного здания; к выгрузке топлива из бассейна на блоке №2 приступят с южной стороны здания.

Следующий важный этап работ по ЛПА - удаление обломков топливных сборок, находившихся во время аварии в активных зонах и пострадавших тем или иным образом (в том числе, расплавившихся).

Проведённые исследоваиия позволили в определённой степени понять, как распределяются обломки топлива в контейнментах блоков №№1-3.

Принято решение, что первым от обломков топлива будет освобождаться блок №2, так как по нему собран наибольший объём данных. Будет задействован робот-манипулятор (механическая рука). Пробное извлечение намечено уже на 2021 год. Если оно окажется удачным, то масщтабы удаления топливных обломков будут постепенно расширяться.

Ситуация на площадке и дальнейшие планы

Акира Оно отметил, что общая ситуация на площадке также значительно улучшилась. Разброс радиоактивных веществ стал меньше. Как следствие, удалось снизить требования к рабочей одежде. Совокупная площадь участков, на которых можно использовать обычную спецодежду, составляет сейчас 96%.

Принятые меры по снижению дозовой нагрузки на работников позволяют удерживать месячные дозы на уровнях не более 0,2-0,4 мЗв. Представитель компании TEPCO пообещал, что условия труда на аварийной станции будут и далее "неуклонно улучшаться".

Говоря о дальнейших планах, Акира Оно напомнил, что работы по ЛПА ведутся на основе национальной среднесрочной и долгосрочной дорожной карты. Последнее по времени, пятое издание дорожной карты определяет цели и задачи примерно на 10 лет, то есть, до 2031 года.

В свою очередь, компания TEPCO разработала и приняла среднесрочный и долгосрочный план реализации вывода из эксплуатации, определяющий основные рабочие процессы и позволяющий достичь поставленных в национальной дорожной карте целей.

План, принятый компанией в 2020 году, позволит приступить к "более систематическим работам по выводу из эксплуатации с видением будущего". Кроме того, он поможет местным жителям лучше понимать предстоящий объём работ и находить в нём своё место - то есть, активно принимать в этих работ участие.

Загрязнённая вода

Тацуя Синкава, представлявший на конференции профильное министерство экономики, торговли и промышленности (METI) Японии, назвал вывод из эксплуатации АЭС "Фукусима Дайичи" "мероприятием по снижению риска, защищающим людей и окружающую среду от риска радиоактивных материалов".

Один из таких рисков связан с накопленной на площадке загрязнённой водой, и разработка и осуществление необходимых контрмер относятся к разряду наиболее важных вопросов при выводе.

На станции поддерживается охлаждение топлива в пострадавших энергоблоках, причём организовано оно по замкнутой схеме с очисткой воды. Избытки поступающей в реакторные здания воды (за счёт грунтовых и дождевых вод) очищаются посредством системы ALPS и сохраняются на площадке в ёмкостях (баках).

Были приняты различные меры с целью уменьшить объёмы образующихся загрязнённых избыточных вод. Несмотря на это, имеющиеся свободные ёмкости будут полностью заполнены летом 2022 года. Поскольку свободного места на площадке не так много, то размещение дополнительных баков проблематично.

В феврале 2020 года экспертный подкомитет при правительстве Японии, созданный для решения проблемы загрязнённой воды, опубликовал отчёт, в котором назвал два реалистичных сценария - выпаривание и контролируемый сброс в море.

Позже, в апреле 2020 года в МАГАТЭ был выполнен обзор, показавший, что оба сценария технически осуществимы.

В настоящее время примерно 70% хранящейся воды превышает нормативы по высвобождению тем или иным способом в окружающую среду - причём это без учёта трития, сообщил представитель министерства.

Таким образом, при любом сценарии, предусматривающем выход воды в окружающую среду, она должна пройти через повторную очистку, после чего должна быть дополнительно разбавлена.

Докладчик отдельно остановился на оценке радиологических последствий высвобождения фукусимской воды.

По его словам, расчёты, выполненные на основе модели научного комитета ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН, UNSCEAR), показывают - даже если вся накопленная в баках на площадке вода будет в течение одного года выброшена в атмосферу в виде пара или в море, то радиационные последствия составят менее одной тысячной от воздействия естественной радиации в Японии.

А согласно диффузионному моделированию, выполненному в компании TEPCO, область мощностей доз, превышающих природный фон, будет ограничена окрестностями станции.

Окончательное решение о судьбе фукусимской воды примет правительство Японии с учётом выводов, сделанных в отчёте подкомитета, и мнений широкого круга заинтересованных сторон. При этом правительство намерено предпринять превентивные меры против "негативного воздействия на репутацию".

Фактическое начало высвобождения воды принятым методом ожидается примерно через два года после принятия решения, так как потребуется подготовка. Кроме того, своё согласие должно будет дать агентство по ядерному регулированию (регулирующий орган Японии).

Исследования и разработка технологий

1 августа 2013 года в Японии был создан международный научно-исследовательский институт по проблемам вывода из эксплуатации атомных объектов (International Research Institute for Nuclear Decommissioning, IRID).

Представитель института Тоёаки Ямаути кратко рассказал о выполняемых в IRID работах.

IRID - это большая структура, в которую входит 18 организаций. В их числе два национальных научно-исследовательских института, четыре производственные компании и 12 энергетических компаний. Кроме того, институт сотрудничает с международными организациями.

Среди основных задач, стоящих перед институтом - разработка технологий, требующихся для осуществления работ по выводу АЭС "Фукусима Дайичи".

Как известно, на блоках №№1-3 активные зоны реакторов были повреждены и обломки топлива распространились за пределы корпусов реакторов. Из-за высоких мощностей доз трудно выяснить точную ситуацию внутри реакторных зданий.

Для улучшения радиационной обстановки было разработано дистанционно управляемое дезактивационное оборудование. Также была разработана технология обнаружения мест нахождения топливных обломков при помощи космических лучей.

Было проведено обследование внутри контейнмента, в ходе которого использовался дистанционно управляемый робот с видеокамерой. Результаты исследования позволили лучше понять положение дел внутри контейнмента, а также подтвердили предположения о выходе топливных обломков (расплавов) из корпуса реактора.

На основе полученных результатов в настоящее время разрабатываются различные технологии - такие как опытное устройство для извлечения топливных обломков, технологии удержания, транспортировки и хранения топливных обломков, и другие необходимые технологии.

В институте приступили к исследованиям, направленным на постепенное увеличение масштаба удаления топливных обломков. Также институт собирает необходимые аналитические данные для характеристики радиоактивных отходов на АЭС "Фукусима Дайичи" и способствует изучению технологий их безопасного хранения.

О различных видах и типах радиоактивных отходов, образующихся в ходе вывода станции из эксплуатации, в своём докладе говорил Сюити Канеко из агентства по ядерному регулированию Японии.

Он напомнил, что, кроме топлива и загрязнённой воды, на станции имеются и другие радиоактивные отходы. Учитывая их количество и концентрации, они должны быть как можно скорее переведены в более стабильные условия.

В частности, это шлам, полученный при очистке загрязнённой воды на самой ранней стадии. Докладчик упомянул также содержащую осаждённые радионуклиды суспензию на установке предварительной очистки воды перед её подачей в систему ALPS, и мешки с цеолитом, использовавшиеся в качестве защиты в ряде зданий.

Хотя ситуация с данными радиоактивными отходами не стоит так остро, как, например, с накопленной загрязнённой водой, её всё равно требуется решать, и подготовка к этому уже ведётся.