Continuar茅 con el tema de
los materiales radiactivos acumulados en nuestro pa铆s en un art铆culo escrito hace un mes. A diferencia de DUHF, ahora estamos hablando de residuos radiactivos reales, cuyo estado no es cuestionado por nadie. A principios de a帽o, ya escrib铆 sobre la
eliminaci贸n de los submarinos nucleares sovi茅ticos en Primorye . Este legado nuclear ha sido eliminado por todo el mundo en las 煤ltimas d茅cadas. Pero adem谩s de los problemas de la flota nuclear, durante la Guerra Fr铆a, muchos problemas tambi茅n se acumularon en la retaguardia profunda, en las f谩bricas para la producci贸n de materiales nucleares aptos para armas en los Urales y Siberia. En este art铆culo tratar茅 de hablar sobre uno de los problemas m谩s importantes y en sentido literal de los m谩s grandes del patrimonio nuclear de la URSS: los dep贸sitos de desechos radiactivos.
Lago Karachay y la Asociaci贸n de Producci贸n MayakDurante mucho tiempo, en los proyectos nucleares tanto de la URSS como de los EE. UU., La pr谩ctica de la gesti贸n de residuos radiactivos fue crear instalaciones de almacenamiento temporal de residuos radiactivos en el lugar de su formaci贸n, cerca de las empresas de defensa y en las instalaciones del ciclo de combustible nuclear. A lo largo de 70 a帽os, se han acumulado m谩s de 500 millones de m
3 de desechos radiactivos en Rusia sobre el territorio de Rusia (las regiones de su ubicaci贸n se pueden ver en el
sitio web del Operador Nacional para la Gesti贸n de RW ).
La mayor铆a de ellos son desechos l铆quidos concentrados en dep贸sitos abiertos cerca de las f谩bricas que producen y producen plutonio apto para armas. Hay tres plantas de este tipo en Rusia: la Asociaci贸n de Producci贸n Mayak (Ozersk, Regi贸n de Chelyabinsk), SCC (Seversk, Regi贸n de Tomsk) y el Complejo Qu铆mico Estatal (Zheleznogorsk, Territorio de Krasnoyarsk). En el proceso de asegurar el escudo nuclear del pa铆s, la cuesti贸n del aislamiento final de la RW generada no era una alta prioridad. Pero en la d茅cada de 1990, muchas instalaciones se encontraban en condiciones extremadamente peligrosas y el aplazamiento de problemas amenazados con graves consecuencias e incluso desastres.
Distribuci贸n de vol煤menes de LRW acumulados en dep贸sitos de almacenamiento en PA Mayak, SCK y MCC. ( Fuente )Casi el 99% de los vol煤menes LRW se concentran en Mayak PA en la regi贸n de Chelyabinsk. La principal es la cascada Techen de cuerpos de agua. La descripci贸n del mismo y los problemas asociados con 茅l son dignos de un art铆culo separado, y ahora me centrar茅 en otros objetos m谩s peque帽os, pero mucho m谩s peligrosos, que conducen en t茅rminos de actividad acumulada: en primer lugar, este es el lago Karachay y el pantano viejo en Mayak Production Center y los embalses B -1, B-2 y B-25 en la planta qu铆mica de Siberia en Seversk.
PA Mayak
El sitio industrial m谩s grande del complejo nuclear de la URSS es la asociaci贸n de producci贸n Mayak (Asociaci贸n de Producci贸n Mayak, anteriormente Planta No. 817, "cuarenta"), en la ciudad de Ozersk (anteriormente Chelyabinsk-40) en la Regi贸n de Chelyabinsk. Primog茅nita de la industria nuclear (que opera desde 1949), la Asociaci贸n de Producci贸n de Mayak se convirti贸 simult谩neamente en el fragmento m谩s complejo del legado nuclear asociado con la etapa inicial de crear armas nucleares llenas de apuro, falta de conocimiento y falta de recursos.
La planta qu铆mica inclu铆a varios reactores para producir plutonio de grado de armas a partir de uranio natural, una producci贸n radioqu铆mica para la separaci贸n del plutonio-239 del combustible irradiado y un departamento qu铆mico y metal煤rgico para la producci贸n de plutonio met谩lico.
Como la URSS se estaba poniendo al d铆a con los Estados Unidos en la carrera at贸mica, se copiaron muchas soluciones. Por analog铆a con la planta de producci贸n de plutonio estadounidense, inicialmente en el proyecto Mayak se supuso que los desechos radiactivos l铆quidos (LRW) de actividad espec铆fica media y baja simplemente se fusionar铆an en el r铆o Techa. Es cierto que el r铆o en los Urales no flu铆a tanto como el r铆o Columbia en la planta de Hanford en los Estados Unidos, y de 1948 a 1951 el Techa estaba tan contaminado que se decidi贸 detener las descargas en 茅l. Despu茅s de eso, embalses naturales y artificiales - Lago. Kyzyltash (V-2), lago Tatysh (V-6), embalses V-9 (Karachay), V-17 (Old Swamp).
La disposici贸n de los embalses alrededor del sitio industrial de PA Mayak. B-9 - Lago Karachay ( Fuente )Una imagen similar, pero mucho menos a gran escala, se desarroll贸 en otras plantas para producir plutonio apto para armas. Por lo tanto, los cuerpos de agua abiertos se han convertido en los principales almacenes de desechos radiactivos, tanto en actividad como en volumen. Sin embargo, llevaban una gran amenaza, porque est谩n al aire libre, corren el riesgo de inundarse, secarse, filtrarse y eliminar la actividad del agua y las costas durante los huracanes o tornados (algo similar sucedi贸 en Karachay en 1967, algo m谩s bajo). Precisamente fue llevar estos dep贸sitos a una posici贸n segura o al menos estable, principalmente cuando se decidi贸 eliminar por completo el legado nuclear de la URSS.
Karachay (actividad acumulada - 120 millones de Ci, volumen 0.3 millones de m 3 )
El reservorio V-9, creado en 1951 en el sitio del antiguo pantano de Karachay sin drenaje en el sitio industrial de Mayaka, es una instalaci贸n de almacenamiento de l铆quido superficial que es 煤nica en la actividad acumulada. En total, durante la operaci贸n se descargaron m谩s de 500 millones de Ki de actividad, que es varias veces mayor que las emisiones del accidente de Chernobyl. En 1985, teniendo en cuenta la decadencia, se acumularon alrededor de 120 millones de Ci de actividad en el lago Karachay. Con el inicio de la operaci贸n como resultado de las descargas, el nivel de agua del dep贸sito V-9 y la superficie del agua aumentaron constantemente. Entonces, en mayo de 1962, el 谩rea de agua era de 51 ha. La tasa de dosis en la costa del embalse fue de 50 mR / h.
Comparaci贸n de vol煤menes de residuos y actividad acumulada en reservorios de Mayak Production Association. Karachay (B-9) con un volumen m铆nimo concentr贸 la actividad principal de los residuos. ( Fuente )En la 谩rida primavera de 1967, las orillas del embalse quedaron expuestas y el viento trajo polvo radiactivo de ellas fuera del sitio industrial. El 谩rea de contaminaci贸n era de aproximadamente dos mil kil贸metros cuadrados. Esta contaminaci贸n (rastro de Karachaevsky) se agreg贸 al
rastro de contaminaci贸n del
este-Ural formado por el accidente casi 10 a帽os antes, como resultado del
accidente de 1957 (tambi茅n estudi茅 las consecuencias para la poblaci贸n mientras trabajaba en un diploma y trabajaba en la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia) . El accidente tecnog茅nico natural de 1967 no tuvo graves consecuencias de radiaci贸n para la poblaci贸n y el medio ambiente, pero mostr贸 el peligro potencial de que tales situaciones se repitan bajo condiciones meteorol贸gicas anormales.
Un patr贸n indicativo de la propagaci贸n de la contaminaci贸n radiactiva del suelo como resultado de las actividades de Mayak. FuenteLiquidaci贸n del lago Karachay
Despu茅s del incidente de 1967, el Gobierno de la URSS decidi贸 liquidar el embalse de Karachay, as铆 como tomar medidas para prevenir la repetici贸n de tales casos. Durante 1967-1971, se trabaj贸 para rellenar 谩reas desnudas previamente inundadas, rellenar aguas poco profundas y recuperar las 谩reas alrededor del embalse. Hasta mediados de los a帽os 70, el trabajo continu贸 eliminando las consecuencias de la emergencia de 1967, organizando las costas y el trabajo experimental para llenar el 谩rea de agua.
Liquidaci贸n gradual de la zona de aguas abiertas del lago Karachay.A mediados de la d茅cada de 1980, la tecnolog铆a de llenar el reservorio con suelo rocoso finalmente se resolvi贸 utilizando estructuras especiales: bloques de hormig贸n huecos, que permiten localizar los sedimentos del fondo y los sedimentos m谩s activos sin abultarse a la superficie.
La tecnolog铆a de relleno para el lago incluy贸 operaciones desarrolladas para instalar bloques de hormig贸n huecos y relleno con suelo rocoso.
"Pastel de hojaldre", que cubr铆a Karachay.M谩s de 200 mil m
3 de lodo y limo tecnog茅nico altamente activo se localizan y a铆slan en el embalse de Karachay, cuya actividad total acumulada a mediados de la d茅cada de 1980 alcanz贸 120 millones de Ci, que es al menos dos veces m谩s que la emisi贸n del accidente de Chernobyl.
Vista de la Asociaci贸n de Producci贸n Mayak, tentativamente 1990. Abajo a la izquierda - Lago Karachay con un 谩rea de agua parcialmente cubierta. Arriba a la izquierda - Lago Kyzyltash.En el per铆odo 1988-1990, tuvo lugar la primera etapa del cierre de Karachai: se llen贸 la parte noroeste del lago y se construyeron represas divisorias, lo que reduce la probabilidad de formaci贸n de olas y roc铆o de aerosoles. En 1990-2000, se llen贸 el 80% del 谩rea de agua, lo que redujo significativamente las cargas de dosis cerca del lago. En el marco del programa objetivo federal
"Garantizar la seguridad nuclear y radiol贸gica para 2008-2010 y para el per铆odo hasta 2015" (FTP YARB-1) en 2008-2015, se llev贸 a cabo la etapa final de la liquidaci贸n del espejo del lago. Y
el 26 de noviembre de 2015 , el dep贸sito de Karachay fue finalmente bombardeado.
Adem谩s de cerrar el 谩rea de agua e impermeabilizar el lago para drenar el agua superficial, se cavaron canales de drenaje a su alrededor para evitar inundaciones. En el futuro, en los pr贸ximos 10-20 a帽os, el dep贸sito se transferir谩 a la instalaci贸n especial de almacenamiento de residuos radiactivos, y luego al sitio especial de eliminaci贸n de residuos radiactivos. El siguiente paso es la creaci贸n de un sistema de monitoreo de aguas subterr谩neas utilizando alrededor de 450 pozos de observaci贸n alrededor del antiguo lago. La simulaci贸n del movimiento del radion煤clido m谩s m贸vil, Sr-90, muestra que durante la descomposici贸n completa de la actividad (los pr贸ximos 200-300 a帽os) no deber铆a conducir a la contaminaci贸n del agua subterr谩nea.
Por lo tanto, el riesgo de las principales amenazas asociadas con el objeto m谩s peligroso del patrimonio nuclear de la URSS ahora se reduce significativamente.
Pantano viejo (actividad acumulada - 1.2 millones de Ci, volumen - 0.4 millones de m 3 )
La segunda actividad m谩s acumulada despu茅s de Karachai en el almacenamiento abierto de desechos l铆quidos de nivel medio en el sitio industrial de Mayak es el estanque B-17 llamado Old Swamp. El dep贸sito es un dep贸sito artificial formado mediante el bloqueo del registro natural con presas de tierra en 1952 y 1954. Sus costas est谩n reforzadas con escombros y margas, la altura del terrapl茅n es de 1.5 a 2. El dep贸sito se utiliza para recibir y almacenar desechos l铆quidos de la producci贸n radioqu铆mica. Durante todo el per铆odo de operaci贸n del B-17, se arrojaron alrededor de 10 millones de m
3 de desechos radiactivos l铆quidos con una actividad total de aproximadamente 15 millones de Ci. Desde principios de los a帽os setenta la actividad de descarga se redujo en varios 贸rdenes de magnitud. Durante los 煤ltimos 30 a帽os, el dep贸sito ha sido operado principalmente en modo de autolimpieza. La actividad total de los radionucleidos almacenados en 茅l es de aproximadamente 1,2 millones de Ci. La mayor parte de la actividad se concentra en sedimentos del fondo y suelos del fondo y se debe principalmente al Sr-90.
El esquema del embalse Antiguo pantanoHasta la fecha, se est谩n realizando trabajos preparatorios para el mismo relleno que en el lago Karachay. Est谩 previsto completar el trabajo para 2025 como parte del
programa objetivo federal YaRB-2 .
Reservorios de la planta qu铆mica siberiana
Despu茅s del lanzamiento del software Mayak, se decidi贸 construir plantas adicionales para la producci贸n de materiales de armas nucleares en Siberia. Ahora llevan los nombres de JSC "SCC" en Seversk y "MCC" en Zheleznogorsk. Tienen sus propias caracter铆sticas, pero al igual que Mayak, incluyeron reactores industriales y plantas radioqu铆micas para producir plutonio. Por lo tanto, sus actividades tambi茅n fueron acompa帽adas por la formaci贸n de grandes vol煤menes de residuos. Pero se tuvo en cuenta la experiencia de Mayak y el uso de dep贸sitos de almacenamiento abiertos no fue a gran escala. M谩s tarde, ambas plantas utilizaron la
pr谩ctica de la eliminaci贸n subterr谩nea de desechos radiactivos l铆quidos (esta es una historia separada, controvertida en mi opini贸n).
En total, se bombearon alrededor de 46.8 millones de m3 (150 Karachays) al almacenamiento subterr谩neo de desechos l铆quidos en SCC, y su actividad total fue de 1515 millones de Ci (m谩s de 10 Karachays). Debido al colapso del momento actual, esta actividad cay贸 3-4 veces. (
fuente )
Los grupos de almacenamiento abierto del MCC incluyeron vol煤menes de cientos de miles de m
3 , sin embargo, la actividad total en ellos no super贸 varios miles de Ci, que es miles de veces menor que la actividad en los grupos abiertos de Mayak y SCK. Al mismo tiempo, a partir de 2007, m谩s de 6.4 millones de m
3 de LRW con una actividad total de 982 millones de Ci fueron bombeados a las instalaciones de almacenamiento subterr谩neo de la Combinaci贸n de Miner铆a y Qu铆mica ("Pol铆gono Severny"), que hasta la fecha ha disminuido en 3-4 veces.
En el per铆odo inicial de trabajo, el SCC adopt贸 un esquema para la gesti贸n de LRW utilizando instalaciones abiertas de almacenamiento de residuos, as铆 como en Mayak. Estas son las cuencas B-1, B-2 y la cuenca B-25, que funcionaron hasta fines de la d茅cada de 1980, y solo fueron superadas por Karachai en t茅rminos de actividad acumulada. La actividad total en ellos (seg煤n datos de 1997) fue de aproximadamente 54 millones de Ci (la mitad de la actividad de Karachai).
Planta Qu铆mica SiberianaEl volumen de la cuenca B-1 es de 65,000 m
3 , la actividad acumulada es de aproximadamente 30 millones de Ci (1/4 de Karachai), el volumen de la cuenca B-2 es de 135,000 m
3 , la actividad es de aproximadamente 20 millones de Ci. El dise帽o de las piscinas tuvo plenamente en cuenta la dura experiencia de la Asociaci贸n de Producci贸n de Mayak: se llev贸 a cabo el trabajo de inspecci贸n necesario y se proporcionaron capas aislantes, que permitieron operarlas normalmente, sin incidentes y accidentes. Sin embargo, en 1982, se tom贸 la decisi贸n de conservar las instalaciones de almacenamiento de residuos de radios abiertos para eliminar el riesgo potencial de eliminaci贸n de radionucleidos de las instalaciones de almacenamiento abiertas al medio ambiente. En el mismo a帽o, se suspendi贸 la aceptaci贸n de LRW en las piscinas.
Vista de la piscina B-2 actualmente bombardeada ( fuente )En 2012, la conservaci贸n de la cuenca B-2 se complet贸 por completo en SCC. En la actualidad, la cuenca B-2 es un campo verde con un fondo de radiaci贸n promedio para Tomsk.
El trabajo en la conservaci贸n de la cuenca B-1 a煤n est谩 en curso, su finalizaci贸n se espera para 2020. Al mismo tiempo, se utilizan la experiencia y las tecnolog铆as, probadas en la conservaci贸n de Karachai, por ejemplo, se diseccion贸 un embalse dividiendo presas, pero se est谩n elaborando nuevas soluciones. Por ejemplo, durante la conservaci贸n de los cuerpos de agua se crea una barrera protectora adicional. Se perforan pozos especiales alrededor del per铆metro y debajo del fondo de las piscinas, en las cuales se inyecta a presi贸n gel a base de vidrio l铆quido. Despu茅s de que se endurece, se crea una capa impenetrable debajo de todo el almacenamiento, que la "corta" del medio ambiente. Adem谩s, se utiliz贸 una tecnolog铆a especial para fijar la pulpa para evitar que llegue a la superficie del suelo vertido.
Para la conservaci贸n de las piscinas de almacenamiento de LRW en el SCC, se utiliz贸 equipo que estaba protegido teniendo en cuenta la experiencia adquirida en el lago Karachay. ( fuente )El siguiente en la fila para la conservaci贸n es la piscina m谩s peligrosa en el SCC - B-25. Se le suministr贸 LRW hasta 2015. En 2016, comenzaron los trabajos preparatorios para su entierro, en el oto帽o de 2018, la decantaci贸n fue bombeada. El trabajo sobre el aislamiento completo del B-25 del medio ambiente se completar谩 en 2020. Adem谩s, el monitoreo del estado de las instalaciones se llevar谩 a cabo durante al menos otros 100 a帽os.
En lugar de conclusiones
Los dep贸sitos abiertos de desechos radiactivos son los objetos m谩s importantes del patrimonio nuclear. Su aparici贸n se debe a la importancia de la tarea principal: la creaci贸n de armas nucleares en la URSS y la falta de tecnolog铆as para el manejo de desechos radiactivos l铆quidos a principios de la d茅cada de 1950. La decisi贸n una vez diferida sobre la conservaci贸n de tales reservorios gener贸 muchos problemas ambientales en las regiones de su ubicaci贸n. Sin embargo, en este momento, la situaci贸n con los cuerpos de agua pr谩cticamente se ha estabilizado, y el m谩s peligroso de ellos ya no existe en forma abierta, lo que excluye posibles desastres como el que fue en 1967 o m谩s peligroso. Se espera que las decisiones tomadas se justifiquen y no se conviertan en un problema para las generaciones futuras.
Fuentes:1.
Desmantelamiento y restauraci贸n ambiental en la Federaci贸n de Rusia: principales resultados y planes para el futuro. Abramov. Noviembre de 20162.
El concepto de desmantelamiento de dep贸sitos de almacenamiento en superficie de LRW de FSUE PA "Mayak". 20133.
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La base del desarrollo futuro. El pa铆s de Rosatom.5.
Conservaci贸n del embalse de Karachay, Mokrov, 2015.6.
C贸mo enterrar radionucleidos: las tecnolog铆as de eliminaci贸n de desechos radiactivos se han revelado en SCC7.
Conservaci贸n de las piscinas B-1 y B-25 de JSC "SKhK"8.
Atlas de contaminaci贸n del territorio por las actividades de PA Mayak