Создание подземной исследовательской лаборатории на участке «Енисейский» Нижнеканского массива: состояние и дальнейшее развитие работ

Авторы: А.А.Абрамов (ГК «Росатом»), В.П.Бейгул (ФГУП «НО РАО»)

Введение

Работы по созданию подземной исследовательской лаборатории (ПИЛ) на Нижнеканском массиве выполняются с начала 90-х годов прошлого века. Наиболее часто от экспертов и представителей общественности поступают следующие вопросы:

  • Насколько обоснованно выбран участок для размещения ПИЛ? Какие специализированные организации принимали участие в исследованиях и обоснованиях безопасности?
  • Какое состояние работ по созданию ПИЛ на данный момент? Какие планируются этапы строительства сооружений ПИЛ?
  • Какие исследования планируются для подтверждения безопасности подземного захоронения РАО на участке «Енисейский»? Насколько они соответствуют международным рекомендациям и передовым зарубежным аналогам?
  • Какие необходимые условия для возможности перехода от исследований к захоронению РАО? Не может ли руководство Росатома принять решение начать захоронение РАО без всестороннего обоснования безопасности и одобрения общественности?
  • Какие возможны варианты дальнейшего развития работ при различных результатах выполненных исследований в ПИЛ?

Ниже представлены ответы на эти вопросы и приведена по дальнейшему развитию работ по созданию и эксплуатации ПИЛ.

1. Краткое описание подземной исследовательской лаборатории на Нижнеканском массиве

ПИЛ, которая создается для всестороннего обоснования безопасности глубинного захоронения долгоживущих РАО, ранее накопленных или вновь образующихся на предприятиях РФ,  размещается на участке «Енисейский» на расстоянии около 6 км от г. Железногорска () и 4.5 км от Енисея, на глубине около 500 м в скальном массиве пород.

Горные породы на участке расположения ПИЛ – архейские гнейсы, их возраст около двух миллиардов лет. На основании проведенных исследований с поверхности и с использованием геологоразведочных скважин глубиной до 700 м, в области расположения подземных сооружений ПИЛ массив практически водонепроницаемый, причем даже незначительные объемы подземных вод, поступающих на глубину по слабопроницаемым зонам трещиноватости, распространяются в нисходящем направлении.


Рисунок 1. Схема размещения ПИЛ на участке «Енисейский»

Работы в РФ по созданию ПИЛ и исследования для обоснования безопасности подземного захоронения РАО на этом участке выполняются в соответствии с международными рекомендациями и передовыми аналогами:

  • в течение около 40 лет (1963—2001 гг.) выполнялись комплексные исследования в ПИЛ 1-го типа – комплексе подземных сооружений ГХК, расположенном в пределах 5-ти км от планируемого объекта захоронения РАО, в аналогичных горных породах. При этом, как нигде в мире, исследовалось поведение массива скальных пород в условиях длительного воздействия крупномасштабных тепловых источников;
  • в течение около 20-ти лет (1992—2012 гг.) проводились комплексные исследования характеристик массива пород с поверхности и до глубины 700 м с целью выбора местоположения ПИЛ 2-го типа и обоснования пригодности участка для ее создания – на месте планируемого в дальнейшем объекта глубинного захоронения РАО;
  • в течение 14-ти лет (2013—2029 гг.) выполняются инженерно-геологические изыскания, проектирование ПИЛ, математическое моделирование и натурные исследования по отработке выполнения транспортно-технологических операций обращения с РАО в подземных условиях, комплексные исследования горно-геологических и гидрогеологических характеристик вмещающего массива горных пород, лабораторные исследования образцов пород и подземных вод при взаимодействии с растворами радионуклидов и математическое моделирование для обоснования долговременной безопасности.

2. Состояние работ по созданию ПИЛ на 2017 г.

  • Разработана и утверждена предпроектная документация: «Декларация о намерениях» (2008 г.) и «Обоснование инвестиций» на  строительство объекта окончательной изоляции РАО (2011 г.).
  • Получены положительные экспертные заключения ГКЗ «Роснедра» о пригодности участка  для строительства объекта окончательной изоляции РАО (2012, 2016 гг.).
  • Получено положительное заключение общественных слушаний в муниципальном образовании ЗАТО Железногорск по оценке воздействия объекта на окружающую среду (2012 г.) на стадии ОБИН, одобрение «Материалов обоснования лицензии» на размещение и строительство подземной лаборатории (2015 г.) на стадии «Проектная документация», получено положительное заключение Государственной экологической экспертизы на МОЛ (2015 г.).
  • Проектная документация утверждена ФАУ «Главгосэкспертиза» (2016 г.).
  • Получена лицензия Ростехнадзора на размещение и сооружение подземной лаборатории (2016 г.).

Обязательные условия для возможности начать захоронение РАО

В соответствии с действующими в РФ нормативными документами, после ввода ПИЛ в эксплуатацию и выполнения всесторонних исследований, для перехода к эксплуатации ПГЗРО (пункта глубинного захоронения РАО) необходимо :

  • Получить «Заключение о соответствии» (ЗОС) построенного объекта требованиям нормативных документов и проектной документации (от местного Ростехнадзора).
  • Разработать проект с результатами инженерных изысканий, исследований в ПИЛ и обоснованием долговременной безопасности (для ГКЗ Роснедра).
  • Получить «Заключение ГКЗ Роснедра» о возможности начала эксплуатации (в т.ч. выполнить рекомендации экспертной комиссии ГКЗ Роснедра от 2016 г.).
  • Разработать «Материалы обоснования лицензии» (МОЛ) на эксплуатацию ПГЗРО.
  • Получить одобрение МОЛ на эксплуатацию ПГЗРО на общественных слушаниях.
  • Получить Заключение Государственной экологической экспертизы (ГЭЭ) на «МОЛ».
  • Оформить санитарно-защитную зону (СЗЗ) на ПГЗРО.
  • Получить «Санитарно-эпидемиологическое заключение» на построенный объект.
  • Разработать «Отчет по обоснованию безопасности» (ООБ) для эксплуатации ПГЗРО.
  •  Получить лицензию Ростехнадзора на эксплуатацию ПГЗРО (после проведения специальной экспертизы «Отчета по обоснованию безопасности» для эксплуатации ПГЗРО).

Таким образом, в соответствии с требованиями нормативных документов РФ, захоронение РАО в ПГЗРО не может начаться, если  не подтверждено выполнение всех вышеуказанных регламентирующих условий и не получено одобрение со стороны населения муниципального образования, на территории которого сооружается объект захоронения РАО.

При этом действующие в РФ нормативные значения допустимого радиационного воздействия на население на долговременную перспективу (на десятки тысяч лет), значительно более жесткие, чем в европейских странах.

Ниже представлено описание выполненных исследований и планы создания ПИЛ на участке «Енисейский».

3. Соответствие российских работ по созданию ПИЛ международным подходам

В соответствии с рекомендациями и международным опытом выполнения аналогичных работ, обязательным первоначальным этапом сооружения объектов глубинной изоляции ВАО является создание  ПИЛ для обоснования безопасности захоронения РАО.

ПИЛ создаются для:

  • уточняющих исследований характеристик вмещающего массива горных пород, подтверждения его пригодности для безопасного захоронения долгоживущих ВАО и САО;
  • исследований и обоснования изолирующих свойств си­стемы инженерных барьеров;
  • отработки технических решений и транспортно-технологических схем строительства и эксплуатации будущего объ­екта окончательной изоляции РАО;
  • обоснования долговременной безопасности с учетом изолирующих свойств инженерных и природных барьеров.

В настоящее время принято выделять два типа подзем­ных исследовательских лабораторий (таблица 1). В местах, где строи­тельство объекта захоронения РАО в дальнейшем не предусматри-вается, размещаются ПИЛ, созданные исключительно для исследовательских целей (таблица 2). Для уменьшения мате­риальных затрат на строительство и упрощения процедур получения разрешений, при создании таких лабораторий часто используются уже имеющиеся подземные выработ­ки, например бывшие рудники или тоннели.

В ПИЛ такого типа ведутся предварительные комплекс­ные натурные исследования в массиве-аналоге, отработка технологических операций по обращению с РАО и созда­нию системы инженерных барьеров. Однако полученные результаты исследований изолирующих свойств масси­ва горных пород и обоснования пригодности участка для захоронения можно использовать лишь для проведения предварительных оценок, так как геологическая среда на реальной площадке будущего подземного объекта может значительно отличаться от исследованной.

Если на основе геофизических изысканий на поверх­ности и геологоразведочного бурения место для объекта захоронения РАО определено, то либо поблизости, либо в пределах строящегося объекта создается ПИЛ второго типа — для выполнения уточняющих исследований и экс­периментов (таблица 3).

В таблице 1 приведено сравнение ПИЛ двух типов.                                         

Таблица 1. Сравнение подземных исследовательских лабораторий 1 и 2 типов

Показатель сравнения

ПИЛ 1-го типа

ПИЛ 2-го типа

Цель создания лаборатории

Исключительно для исследований процессов в массиве горных пород и системе инженерных барьеров при подземном захоронении ВАО

Обоснование пригодности геологической среды в конкретном месте для создания будущего пункта захоронения ВАО

Этап создания пункта захоронения ВАО

Не определено место для предполагаемого пункта захоронения ВАО

На основании геологоразведочного бурения, геофизических исследований на поверхности и в скважинах определено  место для предполагаемого пункта захоронения ВАО

Местоположение лаборатории

В условиях, близких к предполагаемому пункту захоронения ВАО. Часто используются уже имеющиеся подземные выработки

На участке расположения предполагаемого пункта захоронения ВАО

Виды экспериментальных работ

Предварительные комплексные натурные исследования в массиве-аналоге, отработка технологических операций по обращению с РАО и созданию системы инженерных барьеров

Экспериментальные работы непосредственно в условиях создания будущего пункта захоронения ВАО:

  • комплексные опытно-фильтрационные, геофизические и  лабораторные исследования характеристик массива пород;
  • отработка технологических операций создания системы инженерных барьеров;
  • отработка технологических операций по обращению с РАО.

Демонстрация безопасности всех операций при строительстве и эксплуатации объекта захоронения РАО.

Обоснование долговременной безопасности.

 

В таблицах 2 и 3 приведены примеры основных ПИЛ в мире.

Таблица 2. ПИЛ 1-го типа

                   Подземные лаборатории только для выполнения исследований

Название, страна

Тип сооружения

Породы, глубина

Ассе,

Бывший рудник в солях

Массив соли,

490-950 м

Тоно,

Бывший урановый рудник

Осадочные породы, 150 м

Камаиси,

Бывший железо-медный рудник

Граниты,

300-700 м

Гримзель, Швейцария

Выработки, пройденные из тоннеля

Граниты,

450 м

Монт Терри, Швейцария

Выработки, пройденные из тоннеля

Твердые глины,

250-320 м

Олкилуото, Финляндия

Тоннель

Граниты,

60-100 м

Турнемир, Франция

Бывший ж/д тоннель

Твердые глины, 250 м

HADES-URL, Бельгия

Комплекс для экспериментов

Глины,

230 м

Уайтшелл,

Комплекс для экспериментов

Граниты,

240-420 м

Аспё, Швеция

Комплекс для экспериментов

Граниты,

200-450 м

Подземный комплекс ГХК, Россия

Три подземных реактора для наработки оружейного плутония, подземные сооружения 20*60*100 м

Гнейсы,

более 200 м

 

Таблица 3. ПИЛ 2-го типа

Подземные лаборатории для проведения уточняющих исследований с возможностью в дальнейшем захоронения РАО на этом участке

Онкало, Финляндия

Граниты, 500 м

Мёз, Франция

Уплотненные глины, 450-500 м

Горлебен,

Соляной купол, 900 м (исследования временно отложены)

Конрад,

Выработки в железном руднике, в известняках, перекрытых глинистыми сланцами, 800-1300 м (исследования временно отложены)

Морслебен,

Соляной купол, около 500 м

WIPP, США, штат Нью-Мехико

Соляные горизонты, 655 м (используется для захоронения трансурановых элементов с незначительным тепловыделением)

Юкка Маунтин, США

Слоистые туфы, около 300 м (решение о строительстве объекта отложено)

Нижнеканский массив, Россия

Гнейсы, возраст около 2 млрд. лет, около 500 м (для захоронения долгоживущих ВАО и САО). Исследования выполняются с 1992 г., срок ввода ПИЛ в эксплуатацию – 2023 г.

 

4. Содержание выполненных исследований в подземных сооружениях ГХК – ПИЛ 1-го типа

В подземных сооружениях ГХК более 40 лет проводились натурные исследования тектонических нарушений, приконтурных зон подземных выработок большого сечения (с пролетами до 20 м и более, высотой до 60 м, длиной до 100 метров), уникальные исследования динамики изменения характеристик породных блоков в условиях природных и техногенных воздействий, в том числе от тепловых источников больших размеров – теплообменников подземных ядерных реакторов с размерами 20×40х60 м и максимальным нагревом до 60оС [1].

Для исследования структуры приконтурных зон, параметров зон трещиноватости, процессов распространения тепла в массиве пород, в т.ч. в условиях водонасыщения трещин, использовались 125 скважин глубиной до 30 м, пробуренных из подземных выработок. В течение нескольких десятков лет проводились натурные наблюдения процессов конвергенции стенок выработок больших размеров. Причем, в отличие от будущего объекта на участке «Енисейский», подземные выработки (с поперечным сечением в 20 раз большим, чем в камерах захоронения РАО будущего ПГЗРО) находились в открытом состоянии, без заполнения. Длительные натурные наблюдения подтвердили результаты геоморфологического анализа за последние миллионы лет о геодинамической устойчивости вмещающего массива пород. Выполненные геомеханические исследования подтвердили высокие прочностные свойства горного массива даже в условиях длительного теплового воздействия.

На образцах пород и материалах-заполнителях трещин проводились лабораторные исследования сорбционно-миграционных процессов (сорбции и десорбции радионуклидов) при взаимодействии с растворами трансурановых изотопов, технеция, нептуния, цезия, стронция и др. Исследования выполнялись как для нормальных условий, так и при давлениях до 150 атм и температурах до 90оС. Также исследовались процессы выщелачивания радионуклидов из образцов модельных алюмофосфатных и боросиликатных стекол при различных температурах и давлениях. Составы модельных вод в экспериментах соответствовали образцам подземных вод из вмещающего массива пород подземного комплекса ГХК.

Работы по обобщению результатов длительных исследований выполнялись в соответствии с международным договором, который финансировался ЕС, США, Японией. Результаты исследований представлены в итоговом отчете [1], докладывались на рабочих встречах со специалистами из подземных лабораторий Швеции, Швейцарии, Японии, а также на международных конференциях. Зарубежные специалисты особо интересовались полученными результатами натурных экспериментов, т.к. ни в одной подземной лаборатории в мире не были и, по-видимому, никогда в дальнейшем не будут проведены исследования  поведения массивов скальных пород в условиях длительного теплового воздействия крупномасштабных тепловых источников, которые фактически моделируют условия подземного захоронения тепловыделяющих РАО и .

На рисунке 2 представлена по основным видам натурных и лабораторных исследований, выполненных в подземных сооружениях ГХК.

Ни в одной подземной лаборатории исследования не проводились в течение такого длительного периода времени, причем в условиях реально действующего производства. Информация, полученная в ПИЛ 1-го типа, расположенной в аналогичных горных породах, полезна для дополнительного подтверждения обоснованности выбора участка «Енисейский»: вмещающий массив скальных пород, как и на участке «Енисейский», состоит из архейских гнейсов, подземные сооружения расположены на расстоянии около 1.0 км от Енисея, в значительно менее монолитном массиве, в зоне расположения Атамановского разлома, тем не менее подземные сооружения, созданные в гнейсах с использованием буровзрывной технологии, длительное время, более 60 лет, сохраняют устойчивость.

На основании многолетних исследований изучено поведение гнейсового массива пород в объеме 1500*1000*250 м, что является дополнительным представительным подтверждением пригодности аналогичного массива пород на участке «Енисейский» для создания подземной лаборатории.

В настоящее время продолжается геомониторинг подземных сооружений ГХК, расположенных в различных горно-геологических условиях, которые длительное время находятся без крепления и имеют значительные размеры (ширина около 15 м, высота до 40 м, длина – несколько сотен м). Результаты длительных геодинамических наблюдений в этом массиве-аналоге будут использоваться при обобщении данных по исследованиям в ПИЛ на участке «Енисейский».


Рисунок 2. Содержание многолетних натурных исследований в комплексе подземных сооружений ГХК

5. Выбор и обоснование пригодности участка «Енисейский» для захоронения РАО

В таблице 4 приведены основные результаты по этапам выполнения исследований в регионе и на альтернативных участках с целью выбора и обоснования пригодности участка «Енисейский» для создания ПИЛ на Нижнеканском массиве в Красноярском крае.

Таблица 4. Выполненные исследования для обоснования выбора участка для создания ПИЛ (1993–2015 гг.)

Наименование этапа. Сроки.

Методическое руководство. Содержание работ

Основные исполнители

Результаты

Этап 1.

1992—2002 гг. 

 

НПО «Радиевый институт» ().

 

Предварительные геологические исследования с целью поиска участков, перспективных для захоронения отвержденных ВАО завода РТ-2 [2].

 

Горно-химический комбинат, ВНИПИпромтехнологии, КГПИИ ВНИПИЭТ, Геол. фак. СПбГУ,

Геол. инст. РАН, КНИИГиМС,  ИГЕМ РАН, Красноярскгеолсъемка, Красн. филиал ГЦ «Природа» и др.

Предварительные исследования в регионе и детальные исследования только на участке «Верхнеитатский».

На основе данных о геологическом и тектоническом строении региона, материалов гравиметрической и магнитной съемок, результатов дешифрирования космических и аэрофотоснимков, из 20-ти потенциально пригодных участков были выделены два участка, перспективных для сооружения объекта подземной изоляции РАО: «Верхнеитатский» и «Енисейский».

2001—2002 гг. — разработка и утверждение «ДОН на строительство ПИЛ» на участке «Верхнеитатский».

Этап 2.

2002—2007 гг. 

ВНИПИпромтехнологии ().

Предварительные детальные исследования на участке «Енисейский», выбор площади для дальнейших уточняющих исследований.

Геологоразведочные и геофизические исследования –

КГПИИ ВНИПИЭТ», КНИИГиМС, Гравиметрическая эксп. № 3, СПб ГУ, Иркутский ГТУ

Лабораторные исследования –

НПО «Радиевый институт», ИГЕМ РАН,

ВСЕГИНГЕО, МГУ, ИФХЭ РАН

Окончательный выбор площадки для дальнейшего детального ее изучения. Комплексные исследования с поэтапным уменьшением площади исследуемого участка и увеличением детальности исследований.

Обобщение, комплексный анализ всех результатов исследований на участках Нижнеканского массива за период 1993 – 2005 гг. [3]

Рекомендована перспективная площадь на участке «Енисейский» для дальнейших изысканий с целью создания подземной лаборатории и объекта подземного захоронения РАО.

На основании всего комплекса исследований на обоих участках выполнено сравнение перспективности участков «Верхнеитатский» и «Енисейский» для создания ПИЛ [4]:

  • На обоих участках степень изученности достаточна для разработки ДОН.
  • По размерам перспективной площади для захоронения РАО оба участка пригодны.
  • По гидрогеологическим характеристикам массива пород оба участка пригодны
  • Породы крепкие: на Верхнеитатском – граниты,  на Енисейском – гнейсы архейского возраста.
  • На Енисейском участке восстановительные условия более благоприятны для задержания радионуклидов при миграции.
  • Участок «Енисейский» находится в зоне с развитой инфраструктурой, а для создания объекта на «Верхнеитатском» участке потребуется значительное нарушение окружающей среды на поверхности, нанесение значительного ущерба растительному и животному миру (на новой площадке объекта и по трассе доставки РАО — более 20 км), значительные дополнительные затраты на освоение и эксплуатацию новой территории в сложных таежных условиях, на строительство и обслуживание трассы доставки РАО.

Общий вывод: на обоих участках нет неблагоприятных условий для создания объекта захоронения РАО.

В целом оба участка пригодны, но по некоторым характеристикам участок «Енисейский» более предпочтителен.

Этап 3.

2008—2012 гг. 

ВНИПИпромтехнологии ().

Предпроектные детальные исследования на участке «Енисейский».

ОАО «Красноярскгеология» (основной исполнитель)

ГХК, СПбО ИГЭ РАН, ИФХЭ РАН, ИГЕМ РАН, Енисейгеофизика, ЦГДИ, МГУ, ФГОУ ВПО СибФУ, и др.,

DBE TECHNOLOGY, BGR  и GRS ().

Детальные комплексные исследования на поверхности участка и до глубины 700 м с использованием 14-ти геологоразведочных скважин [5].

Результаты исследований представлены на государственную экспертизу в ГКЗ Роснедра.  

Получены положительные экспертные заключения ГКЗ Роснедра о пригодности участка  для строительства объекта  подземного захоронения РАО (Поисковая стадия – 2011 г., Оценочная стадия – 2012 г.).

Разработаны и утверждены ДОН (2008 г.) и ОБИН (2011 г.).

Положительное заключение общественных слушаний в ЗАТО Железногорск по ОВОС (2012 г.).

Этап 4.

2013—2015 гг. 

ВНИПИпромтехнологии ().

Инженерно-геологические изыскания на стадии «Проектная документация».

ОАО «Красноярскгеология» (основной исполнитель)

СПбО ИГЭ РАН, ИФХЭ РАН, Геофизический центр РАН, Геологический центр СПбГУ, МГРИ и др.

DBE TECHNOLOGY, BGR  и GRS ().

Изыскания на данной стадии выполнялись для проектирования конкретных подземных сооружений. Попутно они подтвердили представления о геологическом строении, гидрогеологических и инженерно-геологических условиях недр участка, полученные  на предыдущих стадиях исследований [6].

В 2016 г. получено положительное экспертное заключение ГКЗ Роснедра о  пригодности участка  для строительства объекта  захоронения РАО с расстоянием между горизонтами 75 м.

В итоге, в период 2008—2015 гг. на рекомендованной площади на участке «Енисейский» проведены комплексные геофизические исследования на поверхности, горно-геологические и гидрогеологические исследования массива горных  пород  до глубины 700 м на выбранном участке с использованием 20-ти геологоразведочных скважин, с полным отбором кернового материала, полным комплексом геофизических, опытно-фильтрационных и лабораторных исследований на поверхности и в скважинах.

По результатам многоаспектных комплексных исследований получены положительные экспертные заключения ГКЗ Роснедра по «оценочной стадии» о пригодности участка  для строительства объекта окончательной изоляции отвержденных РАО (в 2012 г. – для расстояния 25 м между горизонтами объекта, в 2016 г. – для расстояния 75 м).

Подробное описание выполненных в 1992—2015 гг. комплексных исследований с целью выбора участка для размещения ПИЛ и обоснования пригодности участка «Енисейский» для захоронения долгоживущих РАО приведено в [7].

В целом окончательная оценка пригодности породного массива на выбранном участке для создания ПИЛ по состоянию на 2015 г. сводится к следующему:

  • Изученный массив участка представлен метаморфическими гнейсами атамановской метасерии архея среднего состава с дайками пород основного состава, что является более предпочтительным, чем граниты Нижнеканского массива. В результате регионального метаморфизма гнейсы и долериты сплавлены в единый массив. Проницаемые разрывные нарушения в пределах площадки не выявлены, фильтрационные различия между монолитными и трещиноватыми породами при х не проявились.
  • Нижняя граница атамановской метасерии в пределах участка установлена сейсмической разведкой на глубинах 1800—1900 м (т.е. почти на 1,5 км глубже целевого интервала). Этот результат подтверждает большие вертикальные размеры геологической формации, выбранной для окончательной изоляции РАО, и ее стабильное состояние.
  • Высокий уровень метаморфизма обусловливает большую крепость коренных кристаллических пород. Даже с учетом структурного ослабления пород за счет трещиноватости, обеспечиваются высокие прочностные характеристики пород целевого интервала. Расчеты показали, что породы в проектируемых выработках обладают 2.5-кратным запасом прочности. По критериям прочности обязательной обделке бетонной крепью подлежат только узлы сочленения транспортных тоннелей с выработками захоронения.
  • Выбранный участок расположен в области стабильного тектонического режима. Скорость вертикальных смещений на участке на основании ретроспективного анализа данных за последние 5 млн лет составляет 0,08-0.09 мм/год [8] (т. е. за 100 тыс. лет прогнозируется вертикальное смещение на 9 м области размещения подземных сооружений, расположенных на глубине около 500 м).
  • В пределах  площадки на глубинах ниже 250 м подтвержден нисходящий характер фильтрации подземных вод с направлением на северо-восток. Подземные сооружения объекта будут расположены на 120 м ниже местного базиса дренирования — русла Енисея, что делает маловероятной разгрузку загрязненных подземных вод в поверхностные водные объекты. Однако дренирующее действие Енисея на скальный массив планируется доисследовать на стадии создания ПИЛ.
  • Подземные воды  -  гидрокарбонатно-кальциевые с минерализацией 0,14-0,64 мг/л, среднее значение водородного показателя pH=7,6. Кроме того, на глубинах размещения отходов имеет место восстановительная обстановка (отрицательные значения показателя Eh в подземных водах), при которой наиболее важные трансурановые долгоживущие радионуклиды, содержащиеся в твердой матрице, имеют очень низкую растворимость в воде.
  • Вмещающий массив участка «Енисейский» может рассматриваться как естественный природный барьер, срок физической жизни которого не ограничен в масштабах геологического времени.

Соответствие требованиям нормативного документа [9]

  • Площадка не находится в районе с интенсивными движениями земной коры, высокой сейсмической и вулканической активностью.  В пределах выбранного региона земной коры не известны землетрясения и тектонические подвижки.
  • Размеры площадки достаточны для размещения всех сооружений объекта.
  • Вмещающие породы представлены кристаллическими магматическими или метаморфическими породами, имеют достаточный объем, залегают на приемлемой глубине, имеют благоприятные физико-механические свойства, однородную структуру и низкую трещиноватость.
  • Вмещающий скальный массив не содержит водоносных горизонтов, линз подземных вод или трещиноватых зон, по которым возможны водопритоки в горные выработки и их затопление. Подземные воды имеют восстановительный характер, слабощелочную реакцию и низкую минерализацию.
  • Активные разломы в пределах площадки отсутствуют, отсутствуют вероятные каналы гидравлической связи предполагаемого уровня размещения объекта с дневной поверхностью, с выше- и нижележащими водоносными горизонтами.
  • Месторождения и проявления полезных ископаемых в пределах участка отсутствуют, на ней нет перспективных геохимических аномалий и металлогенических площадей, а также памятников историко-культурного наследия и особо охраняемых территорий.

6. Статус работ по созданию ПИЛ

Сводный перечень основных выполненных этапов и состояние работ по созданию ПИЛ на 01.01.2017 представлены в таблице 5.

Таблица 5. Статус работ по созданию ПИЛ на 2017 год.

Наименование этапа. Сроки

Содержание выполненных работ

Результаты

Пояснения

1.Предварительные исследования для выбора участка для размещения ПИЛ.

1992—2007 гг.

Предварительные геологические исследования в регионе с целью поиска перспективных участков. Предварительные детальные исследования на участках «Верхнеитатский» «Енисейский»

Рекомендована перспективная площадь на участке «Енисейский» для дальнейших изысканий с целью создания ПИЛ.

Описание выполненных исследований массива горных пород приведено в таблице 4

2. Предпроектные детальные исследования на участке «Енисейский».

2008—2012 гг.

 

  • Положительные экспертные заключения ГКЗ Роснедра о пригодности участка  для строительства объекта  подземного захоронения РАО (Поисковая стадия – 2011 г., Оценочная стадия – 2012 г.).
  • Разработаны и утверждены «Декларация о намерениях» строительства объектов захоронения РАО (2008 г.) и «Обоснование инвестиций» (2011 г.).
  • Положительное заключение общественных слушаний в ЗАТО Железногорск по ОВОС (2012 г.).

Описание выполненных исследований массива горных пород приведено в таблице 4

3.  Разработка и утверждение «Проектной документации» на строительство ПИЛ, в т.ч. выполнение инженерно-геологиче-ских изысканий.

2013—2015 гг.

Получение ФГУП «НО РАО» лицензий на право пользования недрами.

Выполнение проектно-изыскательских работ для строительства ПИЛ. Разработка «Материалов обоснования лицензии» на размещение и сооружение ПИЛ.

  • Решение о размещении ПИЛ принято Правительством РФ в форме схемы территориального планирования в области энергетики РФ (2013, 2016 гг.).
  • «Проектная документация» на строительство ПИЛ утверждена ФАУ «Главгосэкспертиза» (2016 г.).
  • Положительное экспертное заключение ГКЗ Роснедра о пригодности участка  для строительства объекта  подземного захоронения РАО с расстоянием между горизонтами 75 м (Оценочная стадия – 2016 г.).
  • Положительное заключение общественных слушаний в ЗАТО Железногорск по «Материалам обоснования лицензии» (2015 г.).
  • Положительное заключение Государственной экологической экспертизы МОЛ (2015 г.).
  • Получена лицензия на размещение и сооружение ПИЛ (2015 г.).
  • Получена лицензия на пользование недрами участка «Енисейский» для исследований (2015 г.)
  • Получено решение  Правительства РФ о предоставлении права пользования недрами на участке «Енисейский» для захоронения РАО (2016 г.).

Описание выполненных  инженерно-геологических изысканий приведено в таблице 4

Для реализации проекта создания ПИЛ на участке «Енисейский» получены все предусмотренные действующим законодательством РФ решения:

  • В соответствии со ст. 28 Федерального закона от 21.11.1995 № 170-ФЗ «Об использовании атомной энергии» решение о месте размещения ПИЛ было принято Правительством РФ по согласованию с Правительством Красноярского края.
  • В соответствии с п.5 Правил принятия решений о размещении и сооружении ядерных установок, радиационных источников и пунктов хранения (ПП РФ от 14.03.1997 № 306), решение о размещении и сооружении ПИЛ было принято Правительством РФ в форме утвержденных Федеральных целевых программ: ФЦП «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 и на период до 2015 года» (мероприятие № 33) и ФЦП «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2016—2020 годы и на период до 2030 года» (мероприятие № 2.1).

7. Основные направления уточняющих исследований при строительстве и эксплуатации ПИЛ

В разделе 5 представлены основные результаты исследований на поверхности и с использованием глубоких геологоразведочных скважин в пределах участка «Енисейский». Однако для окончательного подверждения пригодности участка для безопасного захоронения долгоживущих РАО необходимо выполнить комплексные исследования непосредственно на глубине расположения подземной лаборатории, а также характеристик массива пород за пределами участка «Енисейский» на направлениях прогнозируемого движения загрязненных подземных вод после выхода за пределы системы инженерных барьеров.

В соответствии с заключениями ГКЗ Роснедра, Ростехнадзора, анализом передовых зарубежных аналогов по обоснованию долговременной безопасности, определены следующие основные направления исследований, которые необходимы для получения обязательных документов, перечисленных в разделе 2, в том числе лицензии Ростехнадзора на эксплуатацию объекта захоронения РАО (ПГЗРО):

  • Уточнение захораниваемых объемов РАО класса 1 на длительную перспективу и в составе 1-й очереди ПГЗРО.
  • Уточнение удельного содержания в составе РАО классов 1 и 2 долгоживущих изотопов йод-129, цезий-135, селен-79, технеций-99, хлор-36, углерод-14, плутоний-239, уран-235.
  • Оптимизация параметров буровзрывных работ при создании вертикальных и горизонтальных подземных сооружений с целью минимального разрушения приконтурных зон, разработка технологии консервации трещин в приконтурных зонах.
  • Оптимизация параметров захораниваемых упаковок с РАО класса 1 и транспортно-технологических операций для обеспечения безопасной загрузки РАО в технологическую скважину глубиной 75 м.
  • Уточнение пространственного расположения, гидрогеологических и сорбционно-миграционных характеристик зон трещиноватости в ближней и дальней зонах породного массива с использованием глубоких геологоразведочных скважин и геофизических исследований.
  • Уточнение сейсмических и геодинамических условий на поверхности и в подземных выработках на основе постоянных инструментальных измерений с использованием сейсмостанций, геодинамических полигонов и спутниковых систем.
  • Оптимизация конструкции системы инженерных барьеров и изолирующих свойств материалов при создании инженерных барьеров для различных видов захораниваемых РАО для обеспечения долговременной безопасности.
  • Отработка нестандартизированного оборудования и транспортно-технологических операций по транспортированию и размещению РАО в горизонтальных подземных сооружениях и скважинах, в том числе с дистанционным управлением.

С учетом передового международного опыта, целесообразно выполнять отработку сложного нестандартизированного оборудования для обращения с РАО классов 1 и 2, транспортно-техноло-гического оборудования для обращения с упаковками в дистанционном режиме с видеоконтролем не сразу в подземных условиях, а предварительно выполнить основные натурные полномасштаб-ные исследования в наземных условиях – в наземном Опытно-демонстрационном центре.

Непосредственно в подземных сооружениях ПИЛ будут выполняться завершающие нестандартизированного оборудования и транспортно-технологических схем обращения с РАО, отработка технологии создания вертикальных скважин глубиной 75 м, операций по герметизации пустотного пространства в скважинах и горизонтальных камерах, исследованию создания горизонтальных и вертикальных горных выработок с использованием буро-взрывной технологии с обеспечением минимального разрушения приконтурных зон.

Цели создания наземного «Опытно-демонстрационного центра»

  • Полномасштабные образцов нестандартизированного оборудования.
  • Экспериментальная полномасштабная отработка и оптимизация выполнения транспортно-технологических схем по обращению с РАО:  вначале на макетах, а в заключение – на реальных образцах нестандартизированного оборудования.
  • Экспериментальное исследование в натурных условиях и оперативная доработка автома-тизированной системы контроля параметров массива пород, инженерных барьеров, выполнения операций обращения с РАО в дистанционном режиме.
  • Экспериментальная отработка  на имитаторах методик и оборудования для инструменталь-ного неразрушающего контроля содержимого контейнеров с РАО с целью подтверждения ядерной безопасности ПГЗРО.
  • Экспериментальное исследование свойств инженерных барьеров на крупногабаритных блоках, отбор образцов для уточненных лабораторных исследований в специализирован-ных организациях.
  • Наглядная демонстрация безопасности будущей эксплуатации ПИЛ и ПГЗРО экспертам и представителям общественности.
  • Обучение производственного персонала работам в ПИЛ и на ПГЗРО.                           

8. Основные этапы работ по созданию и эксплуатации ПИЛ до 2030 г.

С учетом необходимости выполнить значительный комплекс вышеперечисленных исследований, что потребует скорректировать утвержденный проект, планируются следующие этапы по созданию и эксплуатации ПИЛ:

  • Корректировка проекта, экспертиза скорректированного проекта в  ФАУ «Главгосэкспертиза» (2018—2019 гг.).
  • Создание Управляющего совета по созданию ПИЛ и рабочей группы по анализу безопасности и технико-экономической эффективности технических решений в проекте ПГЗРО (2017 г.).
  • Создание наземного ОДЦ и ПИЛ (2019—2024 гг.).
  • Организация постоянного информирования общественности по обеспечению безопасности и ходе работ по созданию ПИЛ и результатам исследований (2017—2030 гг.).
  • Выполнение комплексных исследований на поверхности и в подземных сооружениях ПИЛ для лицензирования эксплуатации ПГЗРО (2018—2030 гг.).
  • Обобщение результатов исследований для  лицензирования эксплуатации ПГЗРО, разработка «Отчета по обоснованию безопасности» (2029—2030 гг.).

9. Соответствие международным рекомендациям по исследованиям и обоснованиям безопасности

  • Методический подход и содержание планируемых комплексных исследований в подземной лаборатории на участке «Енисейский» в основном соответствуют исследованиям в международных ПИЛ.
  • Обоснование безопасности в проекте ПИЛ и ПГЗРО выполнено в соответствии с передовыми аналогами (Финляндия, Швеция).
  • В течение 15-ти лет в исследованиях на Нижне-Канском массиве принимают участие специалисты трех ведущих организаций Германии – DBE, BGR, GRS. Независимая оценка немецкими специалистами горно-геологических и гидрогеологических условий на участке «Енисейский», предварительных технических решений по созданию ПИЛ и ПГЗРО, моделированию тепловых процессов в ближней зоне, обоснованию долговременной безопасности представлена в обобщающем отчете [10].
  • Подготовлены предложения по научно-техническому сотрудничеству ФГУП «НО РАО» с Германией, Францией и Финляндией – ведущими странами по реализации проектов создания объектов подземного захоронения ВАО и .
  • По предложению ФГУП «НО РАО» в 2017 г. в составе NEA OECD создана международная экспертная группа «Crystalline Club» для международного обмена опытом исследований в массивах скальных пород.
  • Содержание и планы дальнейших исследований в ПИЛ рассматриваются на секции НТС Росатома, разработаны «Стратегия создания пункта глубинного захоронения радиоактивных отходов» и «Стратегический мастер-план исследований».

Результаты научно-исследовательских работ на этапах сооружения и эксплуатации ПИЛ станут основой прогнозных расчетов по обоснованию безопасности окончательного захоронения РАО 1 и 2 классов.

10. Возможные сценарии по результатам исследований в ПИЛ

Несмотря на обширный объем исследований, выполненных на предпроектной и проектной стадиях, в результате проведения уточняющих исследований в ПИЛ и обоснования долговременной безопасности не исключаются различные варианты по дальнейшему использованию объекта на участке «Енисейский», в т.ч. изменение объемов или номенклатуры характеристик захораниваемых РАО.

Возможные сценарии развития работ по результатам исследований в ПИЛ представлены в таблице 6.

Таблица 6. Потенциально возможные сценарии

Возможные варианты по результатам оценки долговременной безопасности

Дальнейшие действия

1. Подтверждение правильности проектных решений, результатов моделирования и оценок долговременной безопасности.

(базовый вариант)

1. Проведение общественных обсуждений, получение положительного заключения Государственной экологической экспертизы.

Получение лицензии на сооружение и эксплуатацию ПГЗРО.

Переход к строительству эксплуатационных выработок ПГЗРО и полномасштабным работам по размещению проектных объемов и номенклатуры РАО

2. Вывод о недостаточности эксплуатационной и/или долговременной безопасности, обеспечиваемой в совокупности массивом горных пород и принятыми проектными решениями по инженерным защитным барьерам.

2. Доработка проекта по изменению состава, геометрии и/или технологии создания системы инженерных барьеров с использованием результатов дополнительных натурных и лабораторных исследований. Обоснование долговременной безопасности.

3. Вывод о невозможности обеспечить необходимый уровень долговременной безопасности Объекта при размещении предполагаемых проектом объемов, номенклатуры или общей активности РАО классов 1 и/или класса 2.

3.1. Сокращение объемов и/или номенклатуры размещаемых в Объекте РАО 1 и/или 2 классов. Частичное заполнение камер захоронения РАО менее экологически опасными отходами класса 3. Обоснование долговременной безопасности.

3.2. Принятие решения об использовании Объекта для захоронения только менее экологически опасных РАО класса 3, с корректировкой проектных решений. Обоснование долговременной безопасности.

Однако с очень высокой вероятностью ожидается, что в результате комплексных исследований в ПИЛ будет доказано, что на участке «Енисейский» может быть обеспечено безопасное окончательное захоронение больших объемов РАО классов 1 и 2 (базовый вариант).

11. Работы по информированию общественности

Кроме проведения необходимого объема исследований и решения технических вопросов по строительству и эксплуатации ПИЛ, большое значение имеет информированность населения и наглядность обоснования эксплуатационной и долговременной безопасности, т.к. положительное отношение населения в муниципальном образовании является необходимым условием для начала эксплуатации ПГЗРО.

Положительный и отрицательный опыт ряда стран подтверждает, что необходимо проводить длительную, терпеливую, квалифицированную, честную работу с населением и представителями общественных организаций по разъяснению возникающих опасений в связи с созданием пункта окончательной изоляции РАО.

С середины 2013 г. сотрудники ФГУП «НО РАО» совместно с руководством Гражданской ассамблеи Красноярского края выполняют работы по информированию населения и представителей общественных организаций Красноярского края по тематике создания ПИЛ и ПГЗРО на участке «Енисейский».

В Красноярске создана Рабочая группа Гражданской ассамблеи Красноярского края по общественному экологическому контролю за созданием ПИЛ. По инициативе Экологической палаты при Гражданской ассамблее Красноярского края организована постоянно действующая Комиссия по ядерно-радиационной безопасности Красноярского края. В состав комиссии вошли представители общественности, государственных контрольных и надзорных органов и ученые региона.

Реализация проекта создания ПИЛ происходит под наблюдением со стороны Общественной экологической палаты и постоянной комиссии по ядерно-радиационной безопасности Гражданской ассамблеи Красноярского края. Для обеспечения квалифицированного обсуждения вопросов безопасности строительства ПИЛ, члены Общественной экологической палаты посетили аналогичные объекты в Швеции и Финляндии, а также для них был организован технический тур на площадку будущего строительства ПИЛ.

Следует отметить, что настороженные настроения в отношении предполагаемого строительства  ПГЗРО сохраняются, но главным образом в Красноярске, расположенном на расстоянии около 60 км от площадки исследований. В Железногорске, расположенном на расстоянии около 6 км от площадки предполагаемого строительства ПИЛ, но в котором проживает население, более информированное в вопросах обращения с радиоактивными материалами, отмечается значительно более положительное отношение к созданию объекта. Аналогичная ситуация имеет место в Финляндии и Швеции.

24.07.2015 в ЗАТО Железногорск Красноярского края состоялись общественные слушания по «Материалам обоснования лицензии» на размещение и сооружение ПИЛ. «За» строительство ПИЛ проголосовало 254 участника слушаний, «против» — 49, воздержались 29 участников.

Учитывая положительный опыт Финляндии, Франции и Швеции, для создания благоприятного восприятия населением Красноярского края работ по созданию ПИЛ и ПГЗРО, на всех последующих этапах предстоит постоянная работа по информированию населения и наглядному обоснованию безопасности создаваемых объектов, в т.ч. с посещением будущего наземного ОДЦ и площадки строительства ПИЛ.

Выводы

В статье представлена для разъяснения наиболее частых вопросов, повторяющихся в средствах массовой информации и у экспертов по выбору участка для создания ПИЛ, содержанию исследований для обоснования безопасности, по соответствию международным подходам к созданию ПИЛ и исследованиям.

Приведены основные направления работ по созданию ПИЛ  и планируемым исследованиям с целью безусловного выполнения условий и требований нормативных документов РФ, составляющих обязательный регламент для получения лицензии Ростехнадзора на переход к захоронению РАО, а также для получения официального одобрения населением муниципального образования, на котором расположен будущий объект захоронения РАО.

Литература

  • 1. Т.А.Гупало, В.П.Бейгул, Н.И.Селезнев, В.Л.Миловидов, Р.Р.Хафизов и др. «Разработка количественных критериев пригодности скального массива для безопасного длительного хранения отходов от производства оружейного плутония на примере подземного комплекса Красноярского горно-химического комбината». Проект МНТЦ #307В-97, 1997—2001 гг. Итоговый отчет. ВНИПИпромтехнологии, 2001.
  • Е.Б.Андерсон, В.М.Даценко, Е.Ф.Любцева, В.Л.Миловидов и др. «Результаты комплексных геологических исследований Нижнеканского массива для обоснования возможности его  использования для захоронения отвержденных радиоактивных отходов». Материалы КНТС «Исследования гранитоидов Нижнеканского массива для захоронения РАО», г. Железногорск, 1998.
  • Т.А.Гупало, В.П.Бейгул, В.Л.Миловидов, В.М.Даценко, Э.Н.Линд и др. «Разработка обобщенного плана проведения научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ по созданию объекта подземной изоляции РАО на Нижнеканском массиве». Проект МНТЦ #2377P, 2002—2005 гг. Итоговый отчет. ВНИПИпромтехнологии, 2005.
  • Гупало Т.А., Хафизов Р.Р. и др. « первоочередных объектов окончательной изоляции РАО (, Нижне-Канский массив)». Итоговый отчет по договору № Р 2.30.07.321 от 17.04.2007 г. ФГУП «ВНИПИпромтехнологии». , 2007.
  • А.Ю.Озерский, К.А.Заблоцкий «Геологические исследования (оценочная стадия) объекта окончательной изоляции радиоактивных отходов на Нижне-Канском массиве (участок «Енисейский»)». Книги 1,2. ОАО «Красноярскгеология», 2011 г.
  • А.Ю.Озерский, В.А.Караулов и др. «Геологическое доизучение (оценочная стадия) горного массива участка «Енисейский» для обоснования расширения интервала захоронения радиоактивных отходов до глубин 450-525 метров (+5 − -70 м БС) объектов окончательной изоляции радиоактивных отходов (, Нижне-Канский массив)». Книги 1,2,3. ОАО «Красноярскгеология», 2015 г. 
  • Н.Ф.Лобанов, В.П.Бейгул, П.В.Лопатин, А.Ю.Озерский «Выбор расположения и обоснование характеристик участка для создания подземной исследовательской лаборатории на Нижнеканском массиве горных пород». Горный журнал, 2015, 10.
  • Н. В. Лукина «Нижнеканский гранитоидный массив: новейшие и современные тектонические движения, морфология и кинематика активных разломов и мегатрещин, современное поле напряжений. Возможности безопасного захоронения ВАО». Материалы КНТС, г. Железногорск, 1998.
  • «Захоронение радиоактивных отходов. Принципы, критерии и основные требования безопасности». НП-055-14.
  • «Site-specific evaluation of safety issues for high-level waste disposal in crystalline rocks. Final Report (URSEL)».  TEC-28-2015-AB. 2016.
  • Pin It

    Добавить комментарий