Утилизация судов ледокольного флота

Утилизация действуюших судов АТО (ПТБ «Лотта», «Имандра» и «Серебрянка») в настоящее время не планируется. Ранее были выведены из эксплуатации ПТБ «Лепсе» и «Володарский». По второму из них выполнен первый этап утилизации, а именно конвертация судна. При этом с плавтехбазы были удалены ЖРО, срезана надстройка, демонтированы винто-рулевая группа и часть оборудования, заварены все отверстия, произведена герметизация крышек хранилищ. ПТБ «Володарский» в настоящее время находит­ся на плаву у причала ОАО «Атомфлот». Опыт обращения с этой плавтехбазой может быть полезен при разработке программы утилизации других судов АТО, а также атомных ледоколов. Нельзя, однако, считать, что проблема с утилизацией этого асудна решена, по крайней мере, до тех пор, пока оно находится на плаву. Имея на борту достаточно боль­шое количество ТРО (более 400 ТБк – 10⁴ Ки), ПТБ «Володарский» продолжает оставаться источником радиоэкологической опасности.

Плавтехбаза «Лепсе» была выведена из эксплуатации в 1988 г. ОЯТ, находящееся в хранилище, является ядерно опасным объектом, ядерная безопасность которого обеспечена в соответствии с действующими требованиями. Согласно требованиям нормативных документов, эффективный коэффициент размножения нейтронов k_эф не должен превышать значения 0,95 при таком количестве и распределении замедлителя нейтронов (в рас­сматриваемом случае - воды), при котором достигается максимальная величина k_эф. Это значит, что должна обеспечиваться требуемая величина подкритичности при всех возможных конфигурациях размножающих систем, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации объекта или в аварийных ситуациях. Таким образом, для обоснования ядер­ной безопасности объекта необходимо былоо выполнить расчеты целого ряда значений k_эф, относящихся к различным его состояниям. Такие расчеты неоднократно проводи­лись в РНЦ «Курчатовский институт» и показали, что необходимая степень подкритично­сти обеспечивается во всех ситуациях, которые могут возникнуть при тех или иных дей­ствиях с ПТБ «Лепсе». Пока остались вне рассмотрения аварии с судном, в результате ко­торых происходит механическое разрушение конструкций хранилища и, как следствие, нарушаются геометрические параметры размножающей системы. Замоноличивание про­странства бетоном вокруг баков хранилища снижает вероятность подобного разрушения. Однако этот вопрос снимается полностью только после выгрузки ОЯТ.

Со времени вывода ПТБ «Лепсе» из эксплуатации идет поиск технического решения по комплексному обращению с этим судном. В зависимости от варианта обращения с ОЯТ, находящемся в хранилищах судна, существует две принципиально различающиеся концепции решения проблемы. Одна из них предполагает утилизацию плавтехбазы без выгрузки ОТВС из хранилища, вторая - предшествующее утилизации удаление ОЯТ, что является предпочтительным. Оба варианта имеют на пути реализации некоторое количество «узких мест», характеризующихся неопределенностью возможности осуше­ствления ряда необходимых операций.

Утилизация ПТБ «Лепсе» без выгрузки ОТВС. Этот вариант прорабатывался в начале 90-х годов прошлого века. Предполагалось, что хранилище ОТВС будет омоноличено при помощи различного рода цементных смесей, которые должны были заполнить все внутренние объемы хранилища, включая пеналы и внутреннюю часть ОТВС. Затем отсек с хранилищем планировалось поместить на береговой площадке или даже захоро­нить в вечной мерзлоте на о. Новая Земля.

Данный проект утилизации был проработан до высокой степени готовности. Достаточно сказать, что в рамках начала реализации проекта в 1991 г. межбаковое простран­ство хранилища ОЯТ уже было заполнено цементной смесью.

Такой вариант обращения с ПТБ «Лепсе», по-видимому, наиболее простой. Тем не менее и у него существует ряд «узких мест». Среди них можно отметить, например, от­сутствие нормативной базы по такого рода хранению ядерного топлива. Дело в том, что здесь речь идет даже не о хранении, а скорее о захоронении ОЯТ, так как вряд ли когда­-либо в будущем топливо может быть извлечено для переработки из замоноличенного от­сека.

Другой трудностью является отсутствие определенности в стабильности состава цементирующих смесей в течение десятков или даже сотен лет под действием ионизи­рующего излучения и перепада температур, что ставит под сомнение обоснование безо­пасности объекта. В настоящее время проект могильника на о. Новая Земля является предметом дискуссии.

Утилизация ПТБ «Лепсе» с выгрузкой ОТВС. Схема комплексного обращения с ПТБ «Лепсе», предусматривающая выгрузку ОТВС, должна разрабатываться как по соот­ветствующей федеральной целевой программе, так и по международному экологическому проекту «Лепсе».

В баках хранилища ОЯТ ПТБ «Лепсе» в настоящее время находится 639 ОТВС с различной степенью обогащения урана, из которых 620 ОТВС содержатся в пеналах, а 19 ОТВС - в кессонах. Длительное хранение ОТВС в воде привело к их распуханию, корро­зионному повреждению оболочек твэлов, а в ряде случаев - и к разрушению. Это было продемонстрировано в ходе пробной выгрузки из хранилища двух ОТВС в 1997 г. Поэтому удаление большинства ОТВС из хранилища должно производиться вместе с пеналами, в которых они находятся. Пеналы являются частью баков хранилища, и их выемке должна предшествовать резка сварного шва.

Наиболее «узкими местами» данного варианта решения проблемы «Лепсе» явля­ются, во-первых, обращение с ОТВС, находящимися в кессонах, а во-вторых, дальнейшая судьба извлеченных ОТВС.

В кессонах располагается 19 ОТВС, 10 из которых - в кессоне № 3 правого бака хранилища. Именно этот кессон при наличии в нем воды, определяет значение k_эфф. всей размножающей нейтроны системы правого бака, которое, однако, не превышает k_эфф = 0,95.

Представляется наиболее рациональным удаление ОТВС вместе с кессонами, в которых они находятся, возможно, после заполнения кессонов какой-либо твердеющей смесью. Но нижние части кессонов зaмурованы в бетоне, что вызовет дополнительные трудности при их извлечении.

Дальнейшее обращение с кессонами, внутри которых находятся ОТВС, также представляет собой достаточно сложную проблему. Что касается выгруженных из баков хранилища пеналов с ОТВС, то они должны быть помещены либо в стандартные чехлы, а затем перевезены для переработки на химкомбинат ПО «Маяк», либо в контейнеры для долговременного хранения на территории РТП «Атомфлот». Второй вариант представляется более реальным, хотя и откладывает окончательное решение проблемы. Вариант же с переработкой потребует достаточно емких и дорогостоящих работ по модернизации оборудования на ПО «Маяк».

Утилизация выведенных из эксплуатации судов с ядерными энергетическими установками. В настоящее время в составе атомного флота ОАО «Мурманское морское пароходство» находятся в длительном отстое выведенные из эксплуатации атомные ледоколы «Ленин» И «Сибирь». Вопрос об их утилизации не является актуальным, поскольку относительно первого из них существует проект создания на нём музея, а ледокол «Сибирь», ресурс оборудования которого далеко не исчерпан, может быть подвергнут модернизации и возвращен в строй действующих.

Требуется принятие определенных решений в отношении атомного ледокола «Арктика». В 2003 г. была завершена процедура продления ресурса энергетической установки ледокола до 175000 ч. Этот ресурс должен быть выработан в 2008 г., после чего ледокол планируется вывести из эксплуатации. Согласно требованиям нормативных документов (НП-022 - 2000) не позднее чем за пять лет до этого срока должна быть разработана программа вывода судна из эксплуатации. Тем не менее такая работа не проводится, и это может оказаться «узким местом» в определении дальнейшей судьбы судна. Более того, не выработана концепция утилизации ледокола, отсутствует нормативно-техническая база, не определено предприятие, способное выполнить эту операцию, а также способ и место захоронения радиоактивных отходов, образующихся при утилизации. По данным вопро­сам имеются лишь отдельные предложения и проработки.

С полной определенностью можно лишь сказать о подготовительном этапе вывода ЯЭУ ледокола из эксплуатации, включающем выгрузку ядерного топлива из реакторов, удаление жидких и твердых радиоактивных отходов, демонтаж оборудования, которое может быть использовано на других ледоколах. Эти операции должны быть выполнены ФГУП «Атомфлот» по существующей технологии. Далее, до момента начала утилизации ледокол должен быть переведен в режим отстоя с функциональными системами жизнеобеспечения и сохранением на борту части экипажа. По экономическим соображением этот режим не может продолжаться достаточно долго.