Élimination de déchets de haute activité en Russie

J'ai déjà parlé de la façon dont ils gèrent l'héritage nucléaire, c'est-à-dire les problèmes nucléaires accumulés du siècle dernier sous la forme, par exemple, de sous-marins nucléaires , de lacs contenant des déchets radioactifs (RAW) , de réacteurs industriels . Mais la chose la plus dangereuse du point de vue des rayonnements dans les programmes atomiques pacifiques et militaires est le combustible nucléaire irradié (ou usé) (SNF) - celui qui est déchargé des réacteurs. Et pendant son traitement, les RW les plus actifs sont formés. A propos de leur enterrement ce poste.


Schéma d'un site d'élimination des déchets radioactifs de haute activité dans le territoire de Krasnoïarsk. Source

Sources et types de déchets radioactifs

En plus de la majeure partie de l'uranium n'ayant pas réagi, pour chaque tonne de combustible nucléaire irradié, il y a jusqu'à 10 kg de plutonium et jusqu'à 20-30 kg de fragments de fission - de nouveaux éléments radioactifs formés à la suite de la fission du combustible nucléaire. Cette compote nucléaire est non seulement extrêmement toxique chimiquement, mais est également une source de rayonnement si puissante qu'elle peut tuer une personne en quelques minutes. De plus, le SNF dans notre pays, comme dans certains autres, n'est pas considéré comme un déchet (bien que ce ne soit pas toujours le cas), car la Russie a adopté une stratégie de transition progressive vers un cycle fermé du combustible nucléaire avec retraitement du SNF et séparation de l'uranium et du plutonium de celui-ci pour les cycles secondaires ultérieurs. utiliser.

Cependant, le retraitement du combustible nucléaire irradié produit les déchets les plus actifs, qui contiennent à la fois des produits de fission et des éléments transuraniens à vie longue. Selon la classification russe, les RW sont divisés en plusieurs classes:


Classement RW. Source

Ainsi, le retraitement du combustible nucléaire irradié génère les plus dangereux d'entre eux - 1ère (déchets de haute activité à fort dégagement de chaleur) et 2e classe (déchets de haute et moyenne activité à faible chaleur). Le retraitement de chaque tonne de SNF produit des dizaines de mètres cubes de déchets liquides très actifs. Ils ne sont actuellement traités qu'à Mayak PA par vitrification. Aujourd'hui, environ 7 000 m3 de ces déchets vitrifiés s'y sont accumulés dans des stockages temporaires , dans lesquels plus de 700 millions Ci d'activité sont contenus . À propos de la vitrification des DHA sur le phare, vous pouvez voir ce rapport:


En vertu de la loi actuelle, tous les déchets radioactifs doivent être envoyés pour élimination finale. Depuis 2011, la création de ces installations d'élimination de RW (RWDF) est gérée par une organisation spéciale, l'opérateur national de gestion des RW. Le premier site RWDF à Novouralsk a déjà été mis en service, plusieurs autres sites sont en cours de construction à proximité des lieux de formation et de stockage temporaire de RW (à Ozersk, Seversk, etc.). Mais tous ces PWWS sont conçus pour les déchets RW de classes 3 et 4 - déchets de moyenne et faible activité. Il leur suffit de créer des stockages proches de la surface dans lesquels les radionucléides se désintégreront naturellement dans 400-500 ans.

Trouver un endroit sûr

Et qu'en est-il des déchets des classes 1 et 2, qui se désintégreront pendant des milliers et des millions d'années? Pour eux, il est nécessaire de construire une telle installation de stockage qui permettra de localiser les déchets en un seul endroit pendant si longtemps. Mais les gens n'ont tout simplement pas d'expérience dans la construction de tout ce qui est conçu pour une telle durée de vie. Même les pyramides égyptiennes n'ont que quelques milliers d'années.

Par conséquent, le monde a adopté une approche pour trouver quelque chose de fiable, qui a été créée par un bien meilleur constructeur et inventeur - la nature elle-même. Nous parlons de formations géologiques souterraines qui durent des millions d'années. Il est intéressant de noter que la nature a déjà donné aux gens des indices que cette méthode d'élimination des déchets radioactifs est, en principe, réalisable. Il y a environ 2 milliards d'années, un réacteur nucléaire bien connu "a fonctionné" dans le gisement d'uranium d'Oklo au Gabon, en Afrique. La réaction en chaîne naturelle a conduit à la formation du même type de déchets radioactifs que dans les réacteurs nucléaires artificiels. Des études ont montré que la plupart des produits de fission, ainsi que le plutonium, ne se sont pas éloignés de plus de 1,8 m de leur lieu de formation il y a 2 milliards d'années.

Mais avant d'organiser ce type de stockage artificiel, il est nécessaire d'étudier les lieux présumés de leur placement et de s'assurer qu'ils conviennent à cela. Pour ce faire, tout d'abord, sur le site du futur PZRO profond (PZZRO), ou indépendamment de celui-ci, construire un laboratoire souterrain de recherche (PIL). Il existe environ trois douzaines de ces laboratoires dans le monde, et certains fonctionnent déjà comme des sites d'enfouissement géologique profond , par exemple, une installation pilote pour l'isolement des déchets radioactifs transuraniens WIPP aux États-Unis (formations salines à une profondeur de 650 m) et un site d'élimination de courte durée de NW et NAO en Hongrie, construit à une profondeur de 250 m dans les roches granitiques. Cependant, il n'y avait que 4 structures de ce type pour l'élimination ultérieure des déchets hautement actifs en 2015:


État d'avancement de la construction de laboratoires approfondis et de sites d'élimination des déchets de haute activité pour 2015. Source .


Schéma de l'installation de stockage souterrain d'Onkalo SNF en Finlande - l'une des toutes premières et des plus avancées de ces installations de stockage. Vous pouvez en savoir plus à ce sujet dans un article à tnenergy

En Russie, il n'y a actuellement pas de PPWD pour les déchets dangereux, mais les travaux sur sa création sont en cours depuis longtemps. Et maintenant, la construction d'un laboratoire souterrain a déjà commencé. Ils ont commencé à choisir un endroit pour elle depuis le début des années 1990. Comme pour les autres types de déchets radioactifs, des emplacements appropriés pour les points d'isolement final ont été recherchés à proximité des installations de gestion des déchets afin de réduire les opérations de transport. Les déchets de 1ère et 2ème classe étant générés principalement lors du retraitement du combustible nucléaire irradié, c'est-à-dire dans les moissonneuses-batteuses Mayak PA, FSUE GKhK et SChK JSC (où fonctionnaient des réacteurs industriels ), des sites à proximité ont été envisagés. Un endroit convenable a été trouvé près de la mine et de la combinaison chimique dans le massif rocheux Nizhnekansky (NKM), à 6 km de la ville de Zheleznogorsk et à 4,5 km de la rivière Yenisei. Le fait de l'exploitation à long terme de l'usine souterraine minière et chimique était d'une importance non négligeable. Mais il est encore plus important que l'installation de stockage VVER-1000 SNF ait déjà été créée au MCC, et à l'avenir, il est prévu de construire une usine RT-2 à grande échelle pour le retraitement de ce SNF , de sorte qu'à l'avenir le PHZRO se trouve juste à côté du site de la formation de RW hautement actifs.


Site pour un laboratoire de recherche souterrain dans le massif de Nizhnekansky.

En 2008-2011, des puits d'exploration ont été forés à une profondeur de 700 mètres pour justifier la construction de SIP. La possibilité de placer un point dépend tout d'abord des conditions géologiques. L'environnement doit être à faible perméabilité - il peut s'agir d'argile, de sel, de formations rocheuses non poreuses. En Finlande et en Suède, par exemple, des PZRO similaires ont été placés dans des roches, en France - dans des argiles. Dans le NMC, l'environnement géologique est la roche de gneiss, vieille de plus de 2,5 milliards d'années sous la forme d'un massif d'un kilomètre et demi et demi.

Laboratoire de recherche souterrain
Le laboratoire de recherche souterrain sera un réseau de structures souterraines à une profondeur de 450-550 mètres et comprendra:

• trois puits verticaux (technologiques pour le lancement de déchets radioactifs, et au stade de la construction - pour lever la roche, auxiliaire - pour abaisser les travailleurs, le troisième - ventilation.), dont deux auront un diamètre de 6 et 6,5 mètres;
• travaux horizontaux, délimitant la zone de l'emplacement futur des structures souterraines du PHZRO pour l'évacuation des déchets radioactifs à un horizon de 450 m;
• travaux de recherche des laboratoires NKM aux profondeurs de 450 et 525 mètres;
• de plus, à un horizon de 450 mètres, une excavation transversale est créée pour étudier la masse rocheuse dans la zone du futur placement des structures souterraines du PHZRO.

Schéma SIP

Il est prévu que les RW de 1ère classe soient éliminés dans des puits verticaux de 75 mètres de profondeur, dans des caisses à parois épaisses, avec une puissante barrière de bentonite. RW de la 2e classe - en piles de conteneurs dans des chantiers souterrains horizontaux. Cependant, le chargement RW commencera au plus tôt dans 10 ans.

Avant cela, il est nécessaire de construire un SIL et de réaliser des études étape par étape dans 150 directions - il s'agit également d'études supplémentaires sur l'aptitude des roches à l'enfouissement profond en toute sécurité des déchets radioactifs à longue durée de vie, l'étude des propriétés d'un système de barrières d'ingénierie créées par l'homme, le développement de transports et des schémas technologiques pour la construction et l'exploitation d'un objet. Une partie des travaux se déroulera en parallèle avec la construction des SIP. La recherche sera supervisée par l'Institut pour le développement sûr de l'énergie nucléaire RAS.


Vue du chantier PIL en 2019. Source

Les travaux de construction ont commencé sur le site en 2018. Maintenant, elles sont menées en surface, le site est nivelé, des installations au sol sont en cours de construction, les préparatifs sont en cours pour les opérations minières. Les opérations de forage débuteront l'année prochaine, après quoi la construction d'un complexe énergétique d'une capacité de 40 MW sera terminée. Environ 4 MW seront nécessaires pour chaque tronc lors du naufrage, il y aura donc une marge de puissance. Avec le début du forage, la recherche commencera.

Outre le PIL, un Centre de démonstration et de recherche (DIC) au sol est en cours de création. Il s'entraînera à travailler avec des équipements de gestion des déchets radioactifs, avec ses emballages et conteneurs de transport, avec des systèmes de contrôle, ainsi qu'avec le public et les experts. C'est-à-dire ce sera une sorte de bureau PIL au sol.

Ils prévoient d'achever la création de SIP en 2026. Ensuite, je poursuivrai mes recherches pendant au moins 5 ans, mais les plans peuvent avancer, comme l'objet est unique et tout ne peut pas être planifié à l'avance, et la responsabilité est énorme. La pratique étrangère est telle que la recherche dans de telles installations prend au moins 10 à 20 ans. Le plus est que nous pouvons utiliser partiellement l'expérience de quelqu'un d'autre.

Après avoir effectué toutes les recherches, quelque part dans les années 2030, la construction progressive du lieu de sépulture proprement dit commencera, puis son fonctionnement. Bien sûr, seulement si les études confirment que le lieu est adapté à l'élimination des déchets radioactifs de 1ère et 2ème classes. Sinon, il peut être repensé pour le stockage de déchets à durée de vie moins longue.

Prix ​​d'émission

Comme la plupart des programmes du patrimoine atomique, les travaux de création de SIP et de PPLW sont menés dans le cadre du programme cible fédéral « Assurer la sûreté nucléaire et radiologique pour 2016-2020 et pour la période allant jusqu'en 2030» (FTP YARB-2) . Le budget du projet pour la création de SIL est de 24 milliards de roubles . Selon la loi fédérale sur la gestion des RW ... de 2011, les déchets sont divisés en propriété fédérale (ce qui a été accumulé avant 2011) et propriété des producteurs de RW. À l'avenir, les propriétaires de déchets les remettront pour élimination sur une base payante, alors que les tarifs actuels sont d'environ 1,4 million de roubles pour 1 m3 de déchets radioactifs de classe 1 et d'environ 600 000 roubles. pour 1 m3 de déchets radioactifs de 2e classe.

Sources utilisées et liens utiles sur le sujet:

1. Entretien avec le directeur scientifique de la FSUE «NO RAO» Viktor Krasilnikov
2. L'article "Go Deeper", la revue Atomic Expert.
3. Technologies d'isolement final RW: expérience et tendances européennes
4. Examen des pratiques étrangères pour l'élimination des SNF et RW
5. Laboratoire de recherche souterraine. Rapport Bellona, ​​2018.
6. "Le concept de création d'un laboratoire de recherche souterrain pour le point d'isolement final des déchets radioactifs hautement actifs dans le territoire de Krasnoïarsk." Rapport de Yu.D. Polyakova, directeur de FSUE «NO RAO»
7. Et je recommande également le documentaire «Shelter for the atom. Laboratoires de recherche souterrains du monde ":