CC BY
7СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Артериальное давление в исследовательской и клинической практике / Ж.Д. Кобалава, Ю.В. Котовская, В.Н. Хирманов и др. М.: МИА, 2004.
2. Баевский Р.М. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний / Р.М. Баевский, А.П. Берсенева. М.: Медицина, 1997.
3. Баевский Р.М. // Клин. информатика и телемедицина. 2004. № 1. С. 54—64.
4. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения. М.: Ин-т медико-биологических
проблем, ММА, 2000.
5. Кобалава Ж.Д., Моисеев В.С., Моисеев С.В. Болезни сердца. М.: МИА, 2008.
6. Оганов Р.Г., Масленникова Г.Я. // Кардиология.
2007. № 1. С. 4—7.
7. Судаков К.В. Индивидуальная устойчивость к эмоциональному стрессу. М.: Горизонт, 1998.
8. Судаков К.В. // Журнал неврология и психиатрия.
2005. № 2. С. 4—12.
9. Хомская Е.Д. Нейропсихология. 4-е изд. С.-Пб.: Питер, 2005.
10. Хомская Е.Д., Батова Н.Я. Мозг и эмоции. М.: Российское педагогическое агентство, 1998.
11. Berkman L.F. // Circulation. 2005. № 111. P. 3022—3024.
12. Collins S., Landsbergis P., Warren N. et al. // Hypertension. 2007. № 49. P. 33.
13. Dimsdale J.E. // J. Amer. Coll. Cardiol. 2008. № 51. P. 1237—1246.
14. Dzau V. // J. Hypertens. 2005. № 23. P. 9—17.
15. Dzau V.J., Antman E.M., Black H.R. et al. // Circulation. 2006. № 114. P. 2871—2891.
16. Everly G.S., Lating J.M. Clinical guide to the treatment of the human stress response. 2-nd ed. N.-Y., Boston, Dordrecht, London, Moscow: Plenum Publishers, 2002.
17. Holmes T.H. // CC. 1982. № 41. P. 22.
18. Holmes T.H., Rahe R.H. // J. Psychosom. Res. 1967. № 11. P. 213—218.
19. Markovitz J.H., Matthews K.A., Whooley M. et al. // Ann. Behav. Med. 2004. № 28. P. 4—9.
20. Milani R.V., Lavie C.J. // Hypertension. 2007. № 49. P. 268—269.
21. Pagani M., Lucini D. // Amer. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 2008. № 295. P. 1—3.
Поступила 26.10.09
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:
А.Г. Найму шина
канд .мед. наук, ГОУ ВПО Тюменский государственный университет, г. Тюмень, E-mail: all6239@ yandex.ru С.В. Соловьева
канд. мед. наук., ГОУ ВПО Тюменский государственный университет, г. Тюмень, E-mail: sveta_1701_75@ mail.ru
УДК 623.454.832:621.039.553.5
Е.И. Веселов
КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ ПОДХОД К ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РАДИАЦИОННО-ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ НИЗКО- И СРЕДНЕАКТИВНЫХ
ОТХОДОВ
ГУП Мос НПО «Радон», Москва
Статья посвящена разработке концептуального подхода к обеспечению экологической безопасности радиационно-опасных объектов. Представлены этапы выполнения работ и алгоритм принятия решений по обеспечению надежности хранилищ радиоактивных отходов. Показано, что при обеспечении экологической безопасности объектов может быть применено три подхода: полное изъятие радиоактивных отходов, удаление наиболее опасных отходов из существующих сооружений и повышение надежности долговременной локализации радиоактивных отходов на месте исходного размещения. Представленный концептуальный подход может быть реализован на различных радиационно-опасных объектах.
Ключевые слова: радиоактивные отходы (РАО), радиационно-опасный объект, хранилище приповерхностного типа, вмещающие породы, матрица РАО.
Veselov E.I. Systemic approach to ecologic safety at objects with radiation jeopardy, involved into localization of low and medium radioactive waste.
FSUE Radon, Moscow
The article deals with specifying systemic approach to ecologic safety of objects with radiation jeopardy. The authors presented stages of work and algorithm of decisions on preserving reliability of storage for radiation jeopardy waste. Findings are that providing ecologic safety can cover 3 approaches: complete exemption of radiation jeopardy waste, removal of more dangerous waste from present buildings and increasing reliability of prolonged localization of radiation jeopardy waste at the initial place. The systemic approach presented could be realized at various radiation jeopardy objects.
Key words: radioactive waste, radiation jeopardy object, near-surface storage, containing rock, radioactive waste matrix.
За время использования радиоактивных материалов в атомной энергетике, медицине и для научных исследований в РФ накоплено более 500 млн м3 жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и более 180 млн т твердых радиоактивных отходов (ТРО) [3, 4, 6]. Из этого количества 99,5 % приходится на отходы низкого и среднего уровней активности [4] .
Одним из направлений решения «проблемы радиоактивных отходов (РАО)» является их захоронение или долговременное хранение. При этом отходы после предварительного кондиционирования или в неизмененном виде размещаются в искусственных сооружениях.
Можно выделить три основных типа объектов, предназначенных для локализации РАО:
— хранилища приповерхностного типа — сооружения, расположенные ниже поверхности земли до глубины от нескольких до первых десятков метров, предназначенные для локализации ТРО. Наиболее широкое применение нашли сооружения, внешние инженерные барьеры которых выполнены из железобетонных конструкций, и траншеи, обвалованные глинистым материалом;
— шламохранилище — сооружение, как правило, выполненное из грунтового материала (суглинок или глина) в ряде случаев защитные инженерные барьеры усилены искусственными материалами (ж/б плитами, мастиками, п/э пленкой, геомембранами и т. д). Шламохрани-лища могут располагаться как выше, так и ниже поверхности земли. Предназначены для размещения в них ЖРО;
— отвалы горных пород — образование радиационно-опасных объектов этой категории вызвано неполной переработкой урансодер-жащих руд, полученных в период подготовки месторождения к разработке или во время его эксплуатации. Так называемые «бедные» руды после их добычи не подвергались последующей переработке по техническим или экономическим причинам. Горные породы могут быть размеще-
ны на специально подготовленном гидронепроницаемом основании или сформированы непосредственно на поверхности земли.
В настоящее время остро стоит вопрос о принятии решения о судьбе накопленных радиоактивных отходов [1—3, 5]. Это связано с тем, что:
— часто объекты долговременной изоляции РАО расположены в непосредственной близости от населенных пунктов, объектов промышленности или объектов водоснабжения;
— защитные инженерные барьеры сооружений (построенных 30—50 лет назад) не соответствуют современным требованиям, предъявляемым к ним современным уровнем развития науки и техники, а также контрольными и регулирующими организациями;
— за длительный период локализации РАО под воздействием различных факторов в той или иной степени происходит деградация инженерных барьеров, что снижает их защитные функции;
— часть радиационно-опасных объектов не обладают достаточным комплексом защитных инженерных барьеров (например, по оценкам предприятий до 90 % объема ЖРО находится в хранилищах, в которых отходы не изолированы от окружающей среды [4]).
В настоящей статье, на основе анализа существующего опыта по обращению с РАО, изложен концептуальный подход к обеспечению экологической безопасности радиационно-опасных объектов.
Общий алгоритм принятия решения по реабилитации радиационно-опасных объектов можно представить в виде последовательно выполняемых операций (рис. 1).
Алгоритм предусматривает на первом этапе работы проведение оценки состояния радиационно-опасного объекта и масштаба потенциальной опасности сооружения для окружающей среды и населения.
На втором этапе осуществляется обоснование и разработка инженерно-технических мероприя-
тии, направленных на повышение экологической безопасности объекта и снижение вредного его воздействия на окружающую среду и население, принятие решения о частичном или полном изъятии РАО из радиационно-опасного объекта, демонтаже сооружения и перемещении РАО в региональное хранилище.
На третьем этапе выполняются укрупненные технико-экономические расчеты для определения необходимых затрат на реализацию разработанных инженерно-технических предложений; выполняется предварительная оценка экологической безопасности проводимых работ и радиационно-опасного объекта после их реализации; а также мероприятия выносятся на обсуждение населения и органов местного управления для получения социального одобрения.
При неудовлетворительных результатах даже одной из выполненных оценок или отрицательном отношении к предлагаемым мероприятиям населения (отказы) необходимо вернуться на предыдущий этап и разработать новые технические предложения, с учетом замечаний и предложений, высказанных в процессе проведения третьего этапа.
При положительных результатах прохождения всех этапов можно приступать к разработке рабочих инженерно-технических решений и проектов по обеспечению экологической безопасности радиационно-опасного объекта.
Рабочий алгоритм принятия решения по обращению с радиационно-опасными объектами включает в себя ряд дополнительных операций (рис. 2).
Экспертная оценка данных об объекте —
предусматривает анализ экспертами архивных материалов о конструкции радиационно-опасного объекта; системы инженерных барьеров; гидрогеологических и геологических условиях терри-
Радиационно-опасныйобъект
Оценкасостояния объекта
Разработка инженерно-технических решений
Ж
Технико-экономическая оценка
О
Ж
Экологическая оценка
Да
ж
1
Социальная оценка
Да
И
Реализация решений
Рис. 1. Общий алгоритм принятия решения по обращению с радиационно-опасными объектами
тории размещения объекта; сведений о физическом и химическом состоянии отходов; величины активности и радиоизотопого состава РАО. В результате выполнения оценки определяют потенциальную опасность объекта для окружающей среды и человека и наиболее «слабые» места в системе инженерной защиты сооружения. На этом этапе разрабатывается программа и состав натурных и лабораторных исследований объекта.
Разработка вариантов действий — на этом этапе на основе экспертной оценки состояния объекта формализуется модель деградации инженерных барьеров сооружения и механизм возможной миграции радионуклидов за пределы объекта, разрабатываются предварительные наиболее целесообразные с технической точки зрения решения по обеспечению экологической безопасности радиационно-опасного объекта и охраны окружающей среды.
Исследования для уточнения инженерно-технических предложений — включает натурные и лабораторные работы, направленные на:
— установление возможных изменений гидрогеологических и геохимических условий мест размещения объекта, а также нарушение естественных параметров вмещающих пород в процессе строительства и эксплуатации сооружения (для чего выполняются полевые и лабораторные исследования вмещающих пород приконтурной зоны объекта);
— проведение оценки степени деградации инженерных барьеров на момент исследований (выполняются исследования образцом материалов, отобранных из «слабых» и наиболее подверженных разрушению участков защитных барьеров, для определения их параметров);
Объект РАО
Экспертнаяоценкаданных обобъекте
т
Разработка вариантов действий 1 ~
Исследования для уточненияинженерно-техническихпредложений
Разработкатехническихрешенийиих экологическая оценка
/ \
Разработка рабочего проектаи его согласование
Социальное согласование
\ /
Реализация предложений
Рис. 2. Рабочий алгоритм принятия решений
— определение радиационного и физико-химического состояния массива РАО (исследуется материал матрицы РАО и степень его деградации, способность матрицы РАО препятствовать развитию процесса выщелачивания радионуклидов);
— установление степени воздействия радиационного объекта на окружающую среду (выявление процессов выщелачивания радиоизотопов из матричного материала и миграции их за пределы инженерных барьеров сооружения) на основе определения удельной активности поверхностных вод и грунтов в зоне размещения объекта;
— определение потенциально опасных («слабых») зон в конструкции сооружения, инженерных барьерах и вмещающих породах при-контурной зоны объекта (на основе физического и математического моделирования процессов разрушения инженерных барьеров и изменения свойств вмещающих пород);
— установление потенциальной опасности объекта для окружающей среды и человека (на основе математического моделирования процесса выхода радионуклидов за пределы инженерных барьеров и их миграции в окружающей среде, определение расчетных дозовых нагрузок на окружающую среду и население).
Разработка технических решений и их экологическая оценка — на этом этапе с учетом данных экспертной оценки и выполненных дополнительных исследований разрабатываются конкретные технические предложения и проекты по обеспечению экологической безопасности объекта. Все разработанные предложения и проекты подвергаются оценке их экологической безопасности.
Разработка рабочего проекта и его согласование, и Социальное согласование решений — располагаются на одном уровне значимости. На этом этапе выполняется рабочий проект по обеспечению экологической безопасности радиационно-опасного объекта и согласование разработанных решений с контролирующими и регулирующими органами, а также формируется положительное мнение у населения и местных органов власти о предлагаемых мероприятиях.
Процесс принятия решения по обращению с радиационно-опасным объектом и результаты работ на каждой стадии представлены на рис. 3.
Разрабатываемые мероприятия по обеспечению экологической безопасности радиационно-опасных объектов предусматривают производство реабилитационных и восстановительных работ на сооружениях в целях обеспечения условий экологически безопасного и стабильного состояния РАО, предотвращения выхода радио-
нуклидов за пределы инженерных барьеров и их миграции в окружающую среду.
Учитывая многообразие и масштабность хранилищ РАО, в рамках концептуального подхода по обеспечению экологической безопасности радиационно-опасных объектов предлагаю рассмотреть три подхода:
1. Проведение мероприятий по созданию экологически безопасных условий длительной локализации РАО на месте их нынешнего размещения.
2. Выделение в массиве РАО наиболее экологически опасных отходов или хранилищ. Изъятие данной части отходов, проведение кондиционирования их и размещение в новом хранилище. На оставшихся объектах проводятся работы по повышению их экологической безопасности.
3. Полное изъятие всех РАО и размещение в новом хранилище.
Мероприятия по созданию экологически безопасных условий длительной локализации РАО на месте их нынешнего размещения. Реализация данного подхода предполагает, что весь объем отходов остается в местах нынешнего расположения.
Это позволяет:
— максимально снизить радиационное и токсичное воздействие на персонал, занятый в работах по обращению с РАО;
— минимизировать затраты на обеспечение экологической безопасности хранилищ РАО;
— избежать возможного повторного загрязнения окружающей среды при изъятии РАО из существующих хранилищ и их перемещении;
— минимизировать риск возникновения радиационных аварий.
К недостаткам при реализации подхода относится следующее обстоятельство: весь объем РАО остается в исходном месте размещения, что при близком расположении от радиационно-опасного объекта населенных пунктов, рек и т.д. вызывает социальное напряжение из-за «радиа-фобии».
Мероприятия по выделению в массиве РАО наиболее экологически опасных отходов. Реализация подхода предусматривает разделение всего объема РАО на две части:
— наиболее опасные РАО или объекты (определенные на этапе экспертной и детальной оценки радиационно-опасного объекта), которые подвергаются новому кондиционированию и размещению в новом хранилище;
— часть РАО, оставляемых в местах нынешнего размещения.
Основные цели кондиционирования:
— максимальное снижение объемов РАО, контейнерах (например, в контейнерах типа НЗК); перемещаемых на новые места хранения; — подготовка РАО к последующему захоро-
— размещение кондиционированных РАО в нению в региональных хранилищах.
Стадии
Результат
Рис. 3. Алгоритм принятия решения
Реализация подхода позволяет при достаточно невысоких экономических затратах значительно снизить суммарную активность РАО и давление на окружающую среду в месте исходного размещения.
К недостаткам подхода следует отнести более высокие риск возникновения аварийных ситуаций и более высокое радиационное воздействие на персонал при работах по изъятию, перемещению и кондиционированию РАО.
Мероприятия по полному изъятию всех РАО и размещению их в новом хранилище. Концептуально это направление предусматривает извлечение всего объема РАО и перемещение их во вновь создаваемое хранилище.
Эти работы могут включать:
— изъятие РАО;
— размещение РАО в контейнеры без предварительного кондиционирования;
— размещение РАО в контейнеры с предварительным кондиционированием для снижения их объема;
— транспортировка контейнеров до места расположения нового хранилища;
— размещение контейнеров с РАО в новом хранилище.
Реализация подхода позволяет полностью ликвидировать негативное воздействие радиационно-опасного объекта на окружающую среду и население в месте исходного размещения, что особенно важно при близком расположении объекта от населенного пункта. Создать вокруг изъятых РАО новые инженерные барьеры, выполненные из современных материалов и отвечающие современным требованиям по безопасности, надежности и долговечности.
К недостаткам подхода можно отнести достаточно длительные сроки реализации и высокие экономические затраты, повышенный риск возникновения аварийных ситуаций и выполнение масштабных операций по радиационной защите персонала и окружающей среды.
Для каждого радиационно-опасного объекта, исходя из реальных условий его размещения и состояния инженерных барьеров, на стадии разработки технических и организационных решений могут быть рассмотрены как все три подхода к обеспечению экологической безопасности, так и конкретно один из них.
В ы в о д ы. 1. Предлагаемый концептуальный подход позволяет разработать и принять экологически и экономически обоснованные технические мероприятия для обеспечения безопасности радиационно-опасных объектов на стадиях продления их срока существования или вывода из эксплуатации. 2. В основу концептуального подхода заложена блоковая структура выполнения операций для принятия решения о целесообразности и эффективности технических решений, направленных на обеспечение экологической безопасности объектов. 3. Предлагаемый концептуальный подход применим при рассмотрении широкого спектра радиационно-опасных объектов. 4. Разработанный концептуальный подход был реализован при решении вопроса по обеспечению экологической безопасности на ряде радиационно-опасных объектов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Моисеев Р.С. Захоронение радиоактивных отходов в геологических структурах на Дальнем Востоке: проблемы оценки. Владивосток: Дальнаука, 1998.
2. Поляков А.С., Борисов Г.Б. // Бюл. Центра общественной информации по атомной энергии № 7. М.: ЦНИ Иатоминформ, 1996.
3. Проблемы обращения с радиоактивными отходами в России. Заключение ОФТПЭ РАН и Научного совета по атомной энергетике ОФТПЭ РАН по результатам совместной Научной сессии ОФТПЭ РАН, Научного совета по атомной энергетике ОФТПЭ РАН и секции НТС Минатома России. Бюл. по атомной энергии, 21 июня 2002 г.
4. Шаталов В.В. // Бюл. по атомной энергии. 2002. №7.
5. Шаталов В.В. Экология ядерной отрасли: Вторая научно-техническая экологическая конференция. Сб. докладов. М.: Минатом России, 6 июня 2001 г. С. 4.
6. Ядерная энциклопедия. Издание благотворительного фонда Ярошинской. М., 1996.
Поступила 02.02.10
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ:
Веселов Евгений Иванович
начальник отдела оценки и обеспечения экологической безопасности хранилищ ГУП Мос НПО «Радон»., канд. техн. наук, E-mail: slanina@radon.ru
