Ода отходам

     Про отвалы уранообогащения. Но вначале весёленького. Оно и вдохновило поколотить в колокола на тему.

     "Уважаемый редактор! Может, лучше про реактор?.. Про любимый мирный атом?"
     Да. И показали пациентам "дачи" про мирный атом.

     Большинству из проживающих в Новоуральске граждан, невосприимчивых к вирусу пропагандистских проповедей официального атомграда, конечно, памятен прошлогодний шедевр новоуральской патриотической мысли. Тогда, в преддверие большого народно-кремлёвского праздника "2018 марта" - пятого по счёту российской истории 21 века акта "выборов" Путина, город уральских уранообогатителей прославил сводный певческий коллектив из ветеранской самодеятельности Дома культуры УЭХК и ансамбля молодых рэперов НГО. Напомню, сценка пения, исполненная сборным хип-хоп вокалом, была положена в основу агитационно-пропагандистского клипа муниципальных киношников из НВК. Клип, который они назвали "Ой, приходи на выборы", был выброшен в сеть мировой паутины - мир от передоза холуйства, естественно, обалдел, диковинку тут же растащили по сетям, благодаря чему покладистые урановые мальчики, бабушки и дедушки и огребли славы на весь свет. Ведь агитировали-то огрёбшие не за правовое и свободное - за мафиозно-ментовское будущее моей страны, за "приходи на выборы" с участием незаконного претендента на президентский пост. Спустя полгода коллектив НВК получал поздравления от губернатора Куйвашева - шедевр был отмечен вторым призовым местом в конкурсе профмастерства в рамках XXII форума современной журналистики "Вся Россия-2018" в Сочи. Областной глава в поздравительной телеграмме отмечал, что "Творческий, нестандартный подход к такой сложной теме, как реализация избирательного права граждан, и востребованность в соцсетях позволили получить клипу признание экспертного сообщества, видеоролик, в создании которого приняли участие талантливые новоуральцы, выполнял значимую социальную миссию..." и в заключение выражал уверенность в том, что "эта награда станет источником вдохновения для новых медиа-проектов и новых свершений..."
     В общем, начало было положено, направляющий пендель  для делания шедевров уже как бы и подзабытого жанра "с канатчиковой дачи" (советского пропагандистского шлягера) полусонной современной культурной элите города был отпущен.
     Проистекли дни, часы, месяцы. Рождено было новое заметное свершение новоуральцев. Теперь не в преддверие, а во время события праздника (увенчанного непременным салютом) оно покоряло свет. Точнее, не во время даже, а в день его кульминации, потому что событие - юбилей, 70 лет УЭХК и 65 Новоуральску - власти атомграда и безразмерный персонал обслуживания празднуют с начала года.

    День УЭХК или День Труда комбината - религиозный праздник территории присутствия госкорпорации "Росатом", который отмечается в ЗАТО ещё с безбожных коммунистических времён, с конца где-то 1960-х- начала 1970-х, и приходится всякий год с тех пор на субботу в начале июля. 
     Надо, справедливости ради, сказать, что в неформальной обстановке - и с тех же незапамятных времён развитого социализма - "дням труда" работники комбината дают свою вольную, вполне трезвую оценку, употребляя подходящую обстоятельствам образа и места фигуру речи: упоминая этот день, называют его Днём холопа. Интересно, что "День холопа" ещё больше и подчёркнутей употребителен в кругу тех, кто праздничные мероприятия заказывает, организовывает  и придумывает им номера и разные там к ним прибамбасы. 
     Родился новый шедевр раболепия в творческих мастерских отдела по связям с общественностью УЭХК и Театра драмы, музыки и комедии закрытого города. Клип был показан публике ко Дню труда и сразу отправлен завоёвывать сети. 
     "Симфония центрифуги" - так называется клип - с "изюминкой". С "изюминкой", которая неожиданно превращает верноподданнический по замыслу труд в произведение острой сатиры. Которую ("изюминку"), возможно, не заметили и сами создатели шедевра. Насчёт незамеченности последними, имею конечно, большие сомнения. 
     Четыре подряд минуты назидательного пышнопения панегириков комбинату-кормильцу: разделению изотопов урана, газовой центрифуге, цехам с каскадами миллионов крутящихся газовых центрифуг в девяти поколениях, и - как апофеоз 70-летней деятельности прославленного ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции коллектива коммунистического труда - ... произведённым сотням тысяч тонн отходов радионуклидного производства. Похоже, всё-таки в отделе по связям смухлевали - выдать придумали негодное за горы производимого центрифужным делением годного продукта. Чтобы картинка впечатляла, учащался от распираемой гордости за объёмы созидаемого зрительский пульс, и холопы усерднее любили кормильца. Хотя, артистов ТДМК едва ли посвятили в подлог. И уже, наверное, можно сказать, что мухлёж удался - прошёл месяц, но что-то не видно, чтобы кто-то где-то в сетях разоблачал подлог.

     Итак, самый итоговый продукт деятельности флагмана российской и мировой индустрии по разделению изотопов урана, показанный в клипе: сценка финала произведения. 
     Смотрим финал. С того места, где разделённый в каскадах газовых центрифуг готовый продукт - гексафторид урана - который есть смысл существования и деятельности всего комбината, пакуется, наконец, в ёмкости и отгружается на склад готовой продукции. С полагающимися по случаю чествования юбиляра-триумфатора почестями - под барабанную дробь.

     Да, обитателям ЗАТО, действительно, показали  склад готовой продукции... Той, которую в силу своих свойств и качеств, хотя и прошедшую стадию центрифужного деления в цехах основного производства УЭХК, атомщики не относят к нужным для производства электричества вещам. Содержимое этих бочек не годится для фабрикации топлива для ядерных реакторов энергоблоков АЭС -  в бочках запакована сопутствующая обогащёнке некондиция, отходы производства, к тому же очень опасные, не столько из-за  радиационного излучения, оно в содержимом бочек совсем мизерное, сколько из-за наличия в нём токсичных соединений, поэтому просто взять их и выбросить на свалку нельзя. Склад некондиции фантастически огромен. Территорию складских площадей под открытым небом, заставленных рядами уложенных в штабель металлических емкостей, называют на комбинате по-разному: отвалы, хвостохранилище. Есть и официальное название: хранилище (склад) контейнеров (емкостей) с ОГФУ. 
     Отвальный или обеднённый гексафторид урана (ОГФУ) нарабатывается в результате обогащения сырьевого (природного) гексафторида урана по изотопу U235. В форму гексафторида природный уран с содержанием U235  0,7% переводят для того, чтобы провести процесс изотопного обогащения. Не весь побывавший в центрифугах и прошедший процесс обогащения гексафторид урана становится целевым обогащённым продуктом (с содержанием U235 более 0,7%), а только малая его часть, львиная доля - обеднённый по 235 изотопу гексафторид урана - уходит в отвал. В зависимости от эффективности метода обогащения концентрация изотопов U235 в отвалах находится в основном в пределах 0,20% - 0,35%. В процессе производства ядерного топлива для АЭС на каждую единицу произведённого на разделительном заводе нужного урана приходится 6 - 8 единиц ненужного. То есть, обогатил до топливного  1 килограмм или 1 бочку урана - получи 6 - 8 килограммов или бочек очень проблемных высокотоксичных отходов. 
     Хранение в течение длительного времени таких количеств гексафторида урана представляет чрезвычайно серьёзную проблему. 
     Гексафторид урана, соль шестивалентного урана и плавиковой кислоты - летучее порошкообразное кристаллическое вещество, с давлением насыщенных паров 100 мм рт. ст., устойчивое при условии содержания в контролируемой сухой среде. При температуре 56,4 градусов переходит из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу, давление насыщенных паров при этом становится равным атмосферному. При попадании в атмосферу гексафторид урана активно реагирует с парами воды в воздухе, производя уранилфторид  в виде мелкодисперсного золя и газообразный фтористый водород (плавиковую кислоту). Реакция идёт с выделением большого количества тепла. Химическая токсичность преобладает над радиационной опасностью. Допустимые уровни для водно-растворимых продуктов урана определяются химической токсичностью молекул уранилфторида, которые оседают в лёгких, и действием урана как тяжёлого металла (яда), поражающего почки. Кислотные пары фтористого водорода при концентрированном воздействии могут причинять кислотные ожоги кожи и лёгких. Вдох около 1 грамма водно-растворимого урана может быть летальным. Обеднённый гексафторид урана проявляет те же самые химические свойства, что и гексафторид урана природной концентрации и поэтому представляет очень серьёзную потенциальную опасность для окружающей среды и человека в случае утечки. 
     Не один год во многих странах мира предпринимаются попытки по опыту Франции подвергнуть "хвосты" обесфториванию, деконверсии - переводить обеднённый гексафторид урана в форму обеднённого оксида урана (закиси-окиси урана). Объёмы накопленных отвалов не меняются, но хранение в виде закиси-окиси становится более безопасным. Франция - первая и практически пока единственная в мире страна, которая часть наработанного отвального урана промышленно хранит в обесфторенном виде.
     За почти три четверти вековой период производства ядерных материалов в мире скопилось по данным разных источников от 1,7 до 2 и выше миллионов тонн обеднённого урана, и горы его запасов постоянно растут - ежегодно образуется 40-60 тысяч тонн нового ОГФУ. Проблемность в том, что никто на сегодняшний день в мире не знает как эти горы побеждать или что надо делать, чтобы эти горы начали уменьшаться или хотя бы перестали расти (кроме, разумеется, экспертов Росатома - которые знают всё).
     До сих пор в мире не разработана промышленная схема полной утилизации отвального гексафторида урана. С точки зрения безопасности и соответственно более длительного хранения, целесообразно - и уже  общепринято - переводить ОГФУ в обедненный оксид урана. Выcвобождаемый при этом фтор может быть использован для получения плавиковой кислоты, применяемой в промышленности. Оксид урана либо подлежит захоронению, как вид радиоактивных отходов, либо может быть использован, например, в виде урано-плутониевого топлива (МОХ-топлива) в реакторах на быстрых нейтронах.Однако наработка из отвалов МОХ-топлива проблему не решает - мировые потребности в МОХ-топливе сокращают годовой прирост объёма отвалов лишь на доли процента. Существуют и другие способы использования обедненного оксида урана, но изъятия от них также мизерны и не могут решить задачи утилизации - горы отвальных емкостей возле разделительных заводов стран, где существует производство ядерных материалов как росли, так и продолжают расти.

     Все наработанные мировые запасы ОГФУ хранятся на открытых складах-площадках разделительных заводов в специальных стальных емкостях. В России для хранения ОГФУ используются ёмкости объёмом, в основном, 2,5 куб. м (отечественного и иностранного производства). Вместимость таких емкостей 6-8 тонн. Емкости изготавливаются из легированной стали с толщиной стенки не менее 8 мм. Продолжительность безопасной эксплуатации емкостей оценивается в 80 лет. УЭХК  сейчас отмечает 70-летие, 10 лет у комбината ещё в запасе, в 2029 году либо начнут перекладку ОГФУ в новые ёмкости либо, что не исключено, продлят сроки безопасной эксплуатации старых. Уж если в Росатоме массово практикуют продление сроков работы отработавших свои 30 паспортных лет энергоблоков атомных станций ещё на 30 лет, а не выводят их из эксплуатации, что предписано техническим регламентом, то что стоит дать полежать относительно технически не сложным изделиям ещё 80 лет.
     Хранилище контейнеров с ОГФУ в американском Портсмуте.

     Хранилище контейнеров с ОГФУ в Ангарске.

     Хранилище контейнеров с ОГФУ в Зеленогорске (Красноярск-45).

     
   На складах разделительных заводов, которых в России четыре (входят в топливную компанию ТВЭЛ, которая входит в Росатом),  хранится  свыше 700 тысяч тонн ОГФУ, по некоторым данным - свыше 1 миллиона тонн. Разделяют в России уран: в Ангарске, Иркутская обл. - на Ангарском электролизном химическом комбинате (АЭХК); в ЗАТО Северск (Томск-7), Томская обл. - на Северском химическом комбинате (СХЗ): в ЗАТО Новоуральск (Свердловск-44), Свердловская обл. - на Уральском электрохимическом комбинате (УЭХК);  в ЗАТО Зеленогорск (Красноярск-45), Красноярский край - на Электрохимическом заводе (ЭХЗ). Делим весь накопленный в стране отвальный ГФУ на четверых. И получаем цифру 175-250 тысяч тонн. Столько "обеднёнки" по самым скромным оценкам вмещает контейнерное хранилище, разрекламированное в честь праздника в клипе. На самом деле, боюсь, новоуральская площадка вмещает значительно больше. Ежели учесть, что УЭХК является самым крупным в мире производителем обогащённого уранового сырья, его мощность составляет 48% промышленных мощностей разделительного уранового производства России.

     Хранилище контейнеров с ОГФУ в Новоуральске.

     Хранилище отходов обогащения дизлоцировано на территории 7-й промплощадки УЭХК в довольно низкой болотистой местности, на отметке водной поверхности Нейво-Рудянского пруда. Пруд находится не более чем в ста метрах по соседству. 
     Также совсем недалеко от отвального хранилища - по прямой в километре, но в другой стороне и на скалистом возвышении - находится ещё один подобный объект - Новоуральский пункт приповерхностного захоронения твёрдых радиоактивных отходов (ППЗРО), очереди которого (карты-котлованы суммарным объёмом 54 тысячи куб.м) в настоящее время находятся одна в стадии строительства, другая - активного заполнения.

     ППЗРО крупным планом.

 ППЗРО - объект федерального значения, предназначен в основном для захоронения отходов (низко- и средне-активных - 3 и 4 классов радиационной опасности), образующихся в результате работы ядерных реакторов энергоблоков АЭС или энергетических установок плавсредств атомфлота (облучённые, гамма-излучатели). Тут же, на горке, в границах новенького ППЗРО теснятся старые карты-траншеи пункта хранения твёрдых радиоактивных отходов (ПХТРО), который, очевидно, самопроизвольно приобрёл статус пункта захоронения - предназначенный для приёмки радиоактивных отходов, образовавшихся в результате деятельности УЭХК (необлучённые, альфа-излучатели), и рассчитанный на 30 лет их хранения, пункт начал эксплуатироваться в 1964 году,  Все его карты заполнены и в настоящее время не эксплуатируются. Объём находящихся в этих картах РАО (включая содержимое двух других подобных могильников комбината, заполнявшихся до 1964 года (на 4-й промплощадке), составляет 65,5 тысяч куб.м.

     ЗАТО Новоуральск. Здесь есть всё, или почти уже всё, чтобы слыть мультицентром радиоактивных отходов: облучёнка (ППЗРО) - раз, необлучёнка (ПХТРО) - два, отвальный гексафторид урана - три. Для полновесного статуса центру не хватает, разве, мощностей хранилищ ОЯТ. Возможно, в будущем в Новоуральске так и будет. Как впрочем и в других присутствиях разделительного производства. В ЗАТО Северск намечается подобная ситуация. 
    Судьба, видимо, такая у закрытых атомградов - становиться в не столь уж отдалённом мировом безъядерном будущем мультисборниками отходов ядерной энергетики. 
     Доля атомной энергетики  в мировом производстве электроэнергии достигла, как известно, своего максимума в 1993 году и с тех пор сокращается. По прогнозу МАГАТЭ, сделанному в 2011 году, в 2008 году доля АЭ составляла 8,4%, в 2010-м сократилась до 7,4% и продолжит сокращаться - до 5,2% к 2030 году и до 2,7% к 2050-му. Вместе, замечу, с отходами. 
     У Росатома  своя, альтернативная точка зрения на будущее мировой энергетики - свои планы, свои виды на отвальный ГФУ, свои особые прогнозы:
     "Согласно Концепции безопасного обращения с обеднённым ГФУ он является сырьевым ресурсом - одним из дополнительных источников урана - и относится к категории ядерных материалов, содержащих или способных воспроизвести делящиеся ядерные вещества... От природного обеднённый гексафторид урана отличается только тем, что содержание в нём изотопа U235 в несколько раз ниже. Это стратегический запас для будущей энергетики, которая сегодня представляет собой разомкнутый, или открытый, ядерный топливный цикл. Нынешняя энергетика использует в основном изотоп U235, которого в природном уране всего 0,711%. Процесс можно и нужно замкнуть. Необходимо вовлечь в работу изотоп  U238, содержащийся в природном сырье на уровне 99,3%. В реакторе он превращается в плутоний, который тоже в свою очередь является топливом - вторичным ядерным горючим. Таким образом, получается бесконечный замкнутый цикл. Топливо, сгорая, производит новое топливо, причём даже в большем объёме. Запасов урана в этом случае хватит на тысячелетия.
     По экспертным оценкам с 2050 года нынешние реакторы на тепловых нейтронах будут выводиться из эксплуатации. Начнётся эпоха реакторов на быстрых нейтронах, которые будут использовать готовый топливный материал - U238" (http://elib.biblioatom.ru/text/obednenny-geksaftorid-urana_2009/go,0/).  

А хватит ли "по экспертным оценкам" мощностей, сил, средств и человеческих жизней, чтобы разгребать в бесконечном замкнутом цикле образуемые отходы?