Летом 2001 г. в Северодвинске, на базе государственного машиностроительного предприятия «Звездочка» прошел большой международный семинар, посвященный экологическим проблемам утилизации атомных подводных лодок. От двух предыдущих семинаров, организованных в Москве в 1995 и 1997 гг., он отличался гораздо большим числом участников и определенными успехами, достигнутыми в этой области после передачи в 1998 г. списанных субмарин для утилизации Минатому. Благодаря организационно- технической, информационной и финансовой поддержке со стороны Ploughshares Fund, Московского Экологического пресс-центра и Международного центра по экологической безопасности Министерства по атомной энергии Российской Федерации наш специальный корреспондент Владислав ЛАРИН присутствовал на семинаре. Им подготовлен ряд статей на основании выступлений участников семинара и малоизвестных публикаций авторитетных специалистов.
Год 2001. Состояние проблемы. В общих чертах, используя факты и сухие цифры, состояние проблем Российских АПЛ можно охарактеризовать следующим образом. За минувшие 50 лет в нашей стране было построено около 261 атомных подводных лодок, более или менее условно относящихся к четырем поколениям. Подавляющее большинство этих подводных атомоходов имели в составе главной энергетической установки по два атомных реактора.
Определенная неточность формулировок и цифр (около, более или менее, примерно), которая будет сопровождать нас в ходе исследования данной проблемы, связана с тем, что ситуация постоянно изменяется. Во всяком случае известно, что до 1995 г. были построены 261 АПЛ, что часть из них переоборудовалась, перестраивалась, меняла типы вооружений, тактические номера и собственные названия. Известны случаи, когда предполагалось монтировать ядерные силовые установки на дизельные субмарины — как в качестве основных, так и вспомогательных двигателей. Именно поэтому не всегда можно определенно сказать, идет ли речь об одной АПЛ или о разных. Так что неточность в одну-две субмарины вполне возможна.
Если добавить в этот список восемь надводных кораблей, имеющих сейчас или имевших в прошлом ядерные энергетические установки, то общий список реакторов «морского» базирования, которыми располагает Россия, вплотную приблизится к 500 единицам.
Все атомные субмарины делятся на четыре типа по виду их использования:
атомные торпедные и многоцелевые поддводные лодки (многоцелевые АПЛ);
атомные подводные лодки с крылатыми ракетами (ПЛАРК);
атомные подводные лодки с баллистическими ракетами (ПЛАРБ);
опытные подводные лодки и лодки специального назначения.
Первая советская АПЛ проекта 627 К-3 была спущена на воду 9 августа 1957 г. Период интенсивной постройки АПЛ продолжался до 1990 г., когда в среднем каждые два месяца в строй вступала очередная гигантская субмарина. Были периоды, когда новые АПЛ вступали в состав флотов с периодичностью менее одного месяца.
Затем был продолжительный перерыв, когда в строй вступала в лучшем случае одна АПЛ в год. Именно к этому периоду относится строительство последних атомных подводных кораблей проекта 971 — «Дракон» и «Вепрь» (вступили в строй в 1996г.); «Гепард» (вступил в строй в 2000г.). Принятие в состав флотов еще двух новых АПЛ этого проекта «Кугуар» и «Нерпа» намечено, соответственно, на 2001 г. и 2002 г. Хотя заложены почти все они были еще во времена Советского Союза. Из АПЛ, строительство которых начато уже во времена независимой России, можно назвать только «Гепард» (заложен в 1992г.) и «Кугуар» (заложен в 1993 г.).
Первая (как в России, так и в мире) ракетная АПЛ четвертого поколения «Юрий Долгорукий» была заложена на стапеле завода «Севмаш» в Северодвинске 2 ноября 1996 г. По самым оптимистичным прогнозам она может вступить в строй в 2006 г.
Строились и ремонтировались все эти атомные подводные корабли в пяти регионах бывшего СССР, расстояние между которыми составляет тысячи километров. Крупнейшими предприятиями, строившими АПЛ, были завод Севмаш (Северное машиностроительное предприятие) и завод «Звездочка» (г. Северодвинск, Архангельская обл.); завод «Красное Сормово»(г. Горький); Ленинградский Адмиралтейский завод (г. Ленинград); завод им. Ленинского Комсомола (Приморский край, г. Комсомольскна-Амуре) и Дальневосточный завод «Звезда» (Приморский край, г. Большой Камень).
Кроме судостроительных заводов работали также несколько судоремонтных заводов (СРЗ), на территории которых АПЛ проходили ремонт. Там же производилась перегрузка активных зон (перезагрузка реакторов ядерным топливом). Среди основных СРЗ следует назвать завод «Нерпа», СРЗ в пос. Полярный и завод «Севморпуть» (Мурманская обл.); СРЗ в бухте Чажма (Приморский край) и Вилючинский СРЗ на Камчатке. Все перечисленные предприятия в той или иной степени задействованы в настоящее время на работах, связанных с утилизацией АПЛ.
К сожалению, проблема преодоления последствий ядерной подводной гонки заключается не только в утилизации самих списанных атомных субмарин. Реально круг проблем шире и лежат они гораздо глубже — как в прямом смысле, так и в переносном.
Утилизация АПЛ первого и второго поколений. Кроме сравнительно новых атомных субмарин третьего поколения, которые могут самостоятельно держаться на плаву и снабжены совершенными системами поддержания ядерной и радиационной безопасности, в отстое все еще находятся многочисленные старые АПЛ первого и второго поколений.
Дело в том, что по существующим договорам Россия обязуется в первую очередь утилизировать стратегические атомные субмарины третьего поколения, несущие баллистические ракеты, которые представляют основную угрозу для национальной безопасности США. Это сравнительно новые корабли и с точки зрения соблюдения ядерной и радиационной безопасности представляют наименьшую угрозу для окружающей среды. Именно на утилизацию этих подводных лодок правительство США охотнее всего предоставляет материальные и технические средства. В то же время экологическая опасность, исходящая от самых старых АПЛ, существенно больше.
В этом заливе было построено большинство советских атомных подводных лодок
Особенно плохо обстоят дела с подлодками первого поколения. Из 30 таких АПЛ, выведенных из эксплуатации на тихоокеанском флоте и стоящих с невыгруженным из реакторов ядерным топливом, более 20 находятся в отстое на плаву без ремонта более десяти лет. Говоря языком специалистов, техническое состояние этих АПЛ «неудовлетворительное». Это значит, что все они негерметичны — имеют повреждения балластных цистерн, крен, а многие из этих АПЛ (с невыгруженным из реакторов ядерным топливом) вообще лежат на грунте. Проще говоря, они утонули на отмелях вблизи берега.
Все они построены 30—40 лет назад. У большинства из них не работает штатное контрольно-измерительное оборудование и пульты главной энергетической установки (проще говоря — реакторов). У большинства АПЛ не работают системы обеспечения непотопляемости, взрыво- и пожаробезопасности, ядерной и радиационной безопасности. Они не могут самостоятельно удерживаться на плаву. Не могут без применения специальных технических средств быть доставлены к месту выгрузки отработанного ядерного топлива. Они не соответствуют требованиям, необходимым для обеспечения безопасности при выгрузке топлива. Их состояние таково, что руководство ДВЗ «Звезда» — головного пред- приятия по утилизации АПЛ на Дальнем Востоке — не может гарантировать ядерной и радиационной безопасности при проведении работ по выгрузке ОЯТ.
Гордость советских подводников — рубка АПЛ типа Delta (по классификации НАТО)
Опыт выгрузки ОЯТ и утилизации в транспортно-плавучем доке «Амур» на ДВЗ «Звезда» АПЛ проекта 659Т в 1996 г. выявил многочисленные технические проблемы обеспечения ядерной и радиационной безопасности, связанные с обеспечением плавучести системы плавучий док — АПЛ.
АПЛ с аварийными реакторными установками. Кроме хотя и старых, но не сильно поврежденных АПЛ, наша страна имеет несколько аварийных атомных субмарин. Речь идет о субмаринах, переживших тяжелую аварию ядерной энергетической установки. Чаще всего это было расплавление активной зоны с разносом радиоактивности по всему кораблю. У некоторых из этих АПЛ еще в советские времена были вырезаны реакторные отсеки. Сами вырезанные реакторы были утоплены в Баренцевом море возле о. Новая Земля. Одна аварийная АПЛ была затоплена целиком, поскольку уровни радиоактивности на борту были таковы, что не позволяли проводить никаких ремонтных работ.
Только на Тихоокеанском флоте в отстое находятся три атомохода с аварийными ЯЭУ. Это АПЛ К-175, К-541 и К-610. Наиболее опасная радиационная обстановка на АПЛ К-175 и К-610.
На АПЛ К-175 мощность дозы g-излучения в реакторном отсеке достигает 150 Р/ч, на прочном корпусе реакторного отсека — 2.2 Р/ч. Для специалистов можно добавить, что уровень поверхностного загрязнения на прочном корпусе реакторного отсека достигает 100 тыс. b-частиц и 4 a-частицы в минуту на 1 см2. Мощность дозы g-излучения внутри прочного корпуса — в отсеках, смежных с реакторным, достигает 56 мР/ч, а снаружи этих отсеков — 690 мР/ч, а уровень поверхностного загрязнения — 10 тыс. g-частиц в минуту на 1 см2. Это значит, что практически весь как наружный, так и прочный корпус АПЛ имеют поверхностное загрязнение выше допустимого. Вся атомная субмарина является открытым источником ионизирующего излучения.
На АПЛ К-610 реакторный отсек закрыт и обстановка в нем неизвестна. Мощность дозы g-излучения снаружи реакторного отсека достигает 390 мР/ч, уровень поверхностного загрязнения — 50 тыс. р-частиц в минуту на 1 см2. Мощность дозы внутри смежных с реакторным отсеках достигает 75 мР/ч. Уровень поверхностного загрязнения — 10 тыс. b-частиц в минуту на 1 см2. Так же как и у АПЛ К-175 весь корпус АПЛ К-610 является открытым источником ионизирующего излучения.
Подобные аварийные АПЛ так же есть и на Северном флоте.
Радиоактивные отходы и ОЯТ. За время бурного развития атомного подводного проекта было накоплено большое количество радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Поскольку гонка вооружений не позволяла задуматься об экологически безопасных способах захоронения накопленной радиоактивности, от нее избавлялись самыми простыми способами сбрасывали в моря и океаны. Это продолжалось до 1992 г., когда Россия заявила о прекращении сброса РАО в моря. До этого Северный флот сбрасывал свои РАО в Баренцевом, Карском и Белом морях, а Тихоокеанский флот — в Японском и Беринговом.
Первое захоронение жидких радиоактивных отходов в океане СССР произвел в 1959 г. — они были слиты в Белое море после испытаний первой советской АПЛ К-3. В конце того же года проходили испытания первого атомного ледокола «Ленин», после которых в Балтийское море (неподалеку от острова Готланд) были слиты еще около 100 м3 жидких радиоактивных отходов. Впоследствии подобные операции производились систематически. С этой целью была создана специальная служба контроля и построены танкеры, оборудованные для сбора и вывоза ЖРАО.
Скажем, сбросы низкоактивных ЖРАО в Баренцево море, в котором велся рыбный промысел, продолжались до 1991 г. Производились они в пяти квадратах, два из которых находились вблизи Кольского полуострова. Причем главный способ борьбы с такими незаконными способами избавления от радиоактивных отходов заключается в преследовании людей, пишущих статьи и снимающих фильмы о творимых безобразиях.
В 1964 г. в нашей стране был начат сброс в океан твердых радиоактивных отходов. Оборудование реакторных отсеков АПЛ и другие радиоактивные элементы ядерных энергетических установок помещались в герметичные контейнеры, которые, теоретически, должны выдерживать разрушающее действие агрессивной морской воды и многоатмосферное давление. После чего они сбрасывались в море у берегов Новой Земли. Однако, как часто бывает, проектировали контейнеры одни люди, а за борт их сбрасывали другие. Поэтому известен как минимум один случай, когда плавающий на поверхности контейнер с ТРАО военные моряки расстреливали из бортовых орудий.
Как уже говорилось, существовали строгие инструкции, запрещавшие затопление высокоактивных отходов, особенно отработанных тепловыделяющих элементов (топливных «сборок»). Однако известно, что в одном из затопленных контейнеров находились не менее сотни «сборок» из реактора атомного ледокола «Ленин». В 60-х годах практиковался еще один способ затопления радиоактивных отходов: они грузились на списанные суда, которые буксировались в океан и с благословления ВМФ, Минздрава, Госкомгидромета и Минсудпрома отправлялись на дно.
В этом месте один ответственный работник Минатома в письменной форме заметил мне, что данная проблема не имеет отношения к теме семинара, посвященной утилизации АПЛ. С ним можно согласиться, если не знать о выступлении главного конструктора ЦКБ «Лазурит» С.А. Лавковского на секции «Оценка влияния РАО от деятельности флота на радиоэкологическую ситуацию в морях, омывающих территорию России». А посвящен его доклад был проблеме «потерянного» аварийного реактора ледокола «Ленин», который транспортировали для того, чтобы утопить в определенном месте, но почему-то утопили в неопределенном. И никто не знает, где их теперь искать. Я вызвался принять участие в поисковой экспедиции, которая планируется на 2002 г.
В 1984 г. в заливе Абросимова возле Новой Земли был обнаружен плавающий контейнер с уровнем излучения 160 Р/ч. Здесь же его и утопили. Как это было сделано — сейчас неизвестно. Исходя из рекомендаций МАГАТЭ, допускалось захоронение контейнеров с радиоактивными отходами на глубине не менее 4000 м. Причем это полагалось делать в удаленных от берега и основных морских путей районах океана, где не ведется рыбный промысел. В Карском море вблизи берегов Новой Земли, где утоплена основная часть твердых радиоактивных отходов советского атомного флота, глубины составляли от 20 до 400 м и велся промысел рыбы.
В 1992 г. администрацией Президента РФ были рассекречены данные о радиоактивном загрязнении северных и дальневосточных морей. Согласно этим данным, с 1959 по 1992 годы Северный флот слил в свои моря ЖРАО с суммарной активностью не менее 20.6 тыс. Ки и затопил ТРАО с суммарной активностью более 2.3 млн. Ки. Соответственно, в морях Дальнего Востока, относящихся к Тихоокеанскому флоту, эти величины составляли 12.3 тыс. Ки и 6.2 тыс. Ки.
По мнению экспертов реальную опасность представляют лежащие на дне реакторы атомных подводных лодок и атомного ледокола «Ленин». Всего было затоплено 12 реакторов и их частей с выгруженным ядерным топливом (из них 3 — на Дальнем Востоке) и 6 аварийных реакторов с невыгруженным ядерным топливом.
Первый опыт вырезания аварийного реакторного отсека относится к 1965 г. Реакторные отсеки были вырезаны у четырех АПЛ первого поколения К-3, К-5, К-11 и К- 19 проектов 627, 627А и проекта 658. Выгрузить топливо удалось только на двух АПЛ — К-3 и К-5. На двух других субмаринах в реакторах было оставлено отработавшее ядерное топливо. После заполнения реакторов твердеющей смесью к загерметизированным активным отсекам были приварены поплавки и их отбуксировали к Новой Земле, где и затопили в Карском море — в бухте Абросимова. Уровни наведенной радиоактивности реакторов с выгруженным ядерным топливом составляли сотни тысяч Ки, а реакторов с невыгруженным ОЯТ — миллионы Ки.
Для сравнения можно вспомнить, что в результате взрыва емкости с жидкими радиоактивными отходами в 1957 г. на комбинате «Маяк» в атмосферу было выброшено 20 млн. Ки радиоактивности, из которых только 2 млн. Ки были разнесены за территорию предприятия. До настоящего времени эта ядерная катастрофа считается второй по тяжести после Чернобыльской.
В 1967 г. в ходе модернизации был вырезан и затоплен реакторный отсек атомного ледокола «Ленин». Ядерное топливо из трех его реакторов было выгружено. Неподалеку на дне мелководного залива лежит целая АПЛ К-27 проекта 645. Уникальная опытная субмарина с двумя реакторами на промежуточных нейтронах, имевшая жидкометаллический теплоноситель, была затоплена в 1981 г. после тринадцати лет безуспешных попыток восстановить ее ядерную энергетическую установку. Аварийная АПЛ с невыгруженным из реакторов топливом лежит на глубине 33 м (вместо рекомендованных МАГАТЭ 400 м).
Две такие турбины приводили в движение подводных атомных гигантов
В 1972 г. там же, у берегов Новой Земли, был затоплен аварийный реакторный отсек АПЛ К-140 проекта 667А, поскольку после серьезной аварии, связанной с неконтролируемым самозапуском реактора, ядерная энергетическая установка ремонту не подлежала.
Согласно заключению Межведомственной комиссии по экологической безопасности при Совете безопасности РФ, наибольшую потенциальную радиационную и экологическую опасность представляют сброшенные в мелководных заливах архипелага Новая Земля в Карском море 6 реакторов АПЛ и экранная сборка атомного ледокола «Ленин» с невыгруженным ядерным топливом.
Ниже приводится перечень захоронения контейнеров с твердыми радиоактивными отходами и реакторных отсеков в водах Карского моря у берегов Новой Земли. К сожалению, он не может претендовать на абсолютную точность:
Новоземельская впадина — 1450 контейнеров (170 тыс. Ки);
залив Неупокоева — контейнеры с ТРАО(3.4тыс.Ки);
залив Цивольки - 3 реактора ледокола «Ленин» и 4750 контейнеров;
залив Ога — 850 контейнеров;
залив Степового — АПЛ К-27 (2 реактора с топливом) и 1850 контейнеров;
залив Абросимова — 8 реакторов (4 из них с топливом) и 550 контейнеров;
залив Благополучия — 850 контейнеров;
залив Течений — 2 реактора АПЛ К-140.
Сейчас ситуация с ЖРАО от атомных подводных лодок несколько разрядилась. Несколько лет назад — после того, как Россия реально прекратила сбрасывать ЖРАО в моря и океаны — все береговые хранилища были заполнены, а технологии их полноценной переработки отсутствовали. Ситуация на Северном и Тихоокеанском флотах была безысходная. Денег на переработку жидких отходов не было, технологий не было, хранилища были переполнены и протекали.
Сейчас, благодаря усилиям российских специалистов, а также помощи США, Японии, Европейского союза и Норвегии, были построены мобильные установки для переработки ЖРАО с различными уровнями активности. Также были разгружены несколько старых хранилищ и построены новые. Нельзя сказать, что все эти меры полностью решили проблему, но ее острота несколько сгладилась.
В то же время поводов для удовлетворения пока недостаточно. Хранилища для ТРАО Северного флота еще в 1994 г. были заполнены на 95%. Ни одна из площадок временного хранения твердых радиоактивных отходов, построенных еще в 60-х годах, не отвечает специальным медико-техническим требованиям (СМТТ-80). Ежегодно количество накапливаемых ТРАО возрастает на 500-600 м3, причем флот не имеет возможности их перерабатывать. Судоремонтные и судостроительные заводы также не имели таких установок.
В настоящее время (на середину 2001 г.) на Северо-Западе и Дальнем Востоке России в устаревших, протекающих и неприспособленных хранилищах находится более 14000 т ЖРАО и 26000 т ТРАО. При этом следует отметить, что техническая база Военно-морского флота не предназначена для длительного хранения отработавшего ядерного топлива и радиоактивных отходов. Значительная часть специального оборудования ВМФ для обращения с РАО выслужила установленные сроки эксплуатации и частично находится в аварийном состоянии.
На всех этапах обращения с РАО и ОЯТ необходимо учитывать и всегда помнить о возможности возникновения «критичности» хранимой массы радиоактивных веществ. На нее влияют геометрическая форма упаковок с ядерным материалом, их масса, плотность, состав конструкционных материалов и даже свойства стен хранилища. Кроме того, приходится учитывать и контролировать все этапы накопления делящихся веществ. В первую очередь это относится к отработанному топливу и радиоактивным отходам, во вторую — к радиоактивным материалам, из которых еще только предполагается произвести радиационноопасные изделия. Бесконтрольное их складирование, ведущее к нарастанию массы, может привести к возникновению самопроизвольной цепной реакции, проще говоря &151; ядерному взрыву.
Нечто подобное произошло в 1957 г. на комбинате «Маяк», когда взорвалась стальная емкость с жидкими радиоактивными отходами. Специалисты рассматривают как химическую, так и ядерную причины взрыва, но на результат это не повлияло — в окружающей среде были рассеяны около 70 т радиоактивных веществ.
Все сказанное выше о состоянии хранения радиоактивных отходов в полной мере относится и к ОЯТ от АПЛ, которого к середине 2001 г. на Северо-западе и Дальнем Востоке России в «далеко не идеальных условиях» накоплено около 100т.
На сегодняшний день ограниченные возможности по выгрузке, хранению и транспортировке отработанного ядерного топлива являются одной из основных проблем, тормозящих развертывание утилизации АПЛ. Не хватает специальных вагонов и контейнеров для перевозки отработанного топлива к месту предполагаемой переработки и хранения — на комбинат «Маяк».
Из имевшихся в 1993 г. на Северном флоте восьми плавбаз для транспортировки и хранения отработанного ядерного топлива, четыре в то время были заполнены. Разгрузить их было некуда изза нехватки транспортных контейнеров. Для выгрузки ОЯТ с АПЛ требуются специальные разгрузочные комплексы. В том же 1993 г. из имевшихся в составе флота трех таких комплексов в рабочем состоянии оставался только один. Из-за отсутствия финансирования не было завершено строительство береговых хранилищ, и к этим строящимся объектам не были подведены железнодорожные ветки. Чтобы хоть как-то уменьшить остроту проблемы, руководство Северного флота вынуждено было применять различные «временные схемы», что никак не могло способствовать поддержанию ядерной и радиационной безопасности.
Сейчас проблема ОЯТ и РАО постепенно начала решаться. Дополнительно к четырем работавшим спецвагонам для перевозки отработанного топлива на комбинат «Маяк» были построены еще четыре вагона. Ряд иностранных государств — в первую очередь наши обеспокоенные угрозой последствий несоответствующего обращения с ОЯТ и РАО соседи — Норвегия и Япония — выделяют средства на строительство новых и модернизацию имеющихся средств для хранения и переработки.
В целом эксперты отмечают некоторое ускорение процессов решения проблем атомного подводного флота. Вместе с этим разброс мнений — сколько времени потребуется на решение только первоочередных задач утилизации АПЛ — весьма велик — от 7 до 70 лет. Причем следует понимать, что речь идет не о кардинальном решении всех проблем, а лишь о самых первоочередных задачах, направленных на подготовку ОЯТ, реакторных блоков, радиоактивных элементов АПЛ и образующихся в процессе их переработки дополнительных радиоактивных отходов для более-менее безопасного хранения в течение ближайших 300 лет. Как в течение всего этого времени, так и в более отдаленном будущем придется расходовать деньги, материальные ресурсы, научный и технический потенциал наших потомков на обеспечение безопасного хранения накопленной за минувшие пятьдесят лет ядерной подводной гонки радиоактивности.
"ЭНЕРГИЯ", 2002, №1)
Немає коментарів:
Дописати коментар