Утилизация атомных подводных лодок и судов с ядерными энергетическими установками

     В общей сложности на 241 АПЛ имелось 441 ЯЭУ, на надводных военных кораблях - 8 и еще 15 ЯЭУ - на атомных ледоколах.

     Максимальный  срок службы выведенных из эксплуатации АПЛ равен 40 годам (К-3), срок службы АПЛ 1-го поколения составил в среднем 35,8 лет, а 35% находящихся в отстое лодок пребывали в строю более 30 лет. До 40% списанных АПЛ более 20 лет находятся без ремонта. Столь длительное нахождение на плаву привело к появлению дефектов в корпусных конструкциях, большая часть АПЛ с отработавшим (облученным) ядерным топливом (ОЯТ) потеряла герметичность цистерн главного балласта (ЦГБ) и могут затонуть. Атомная подводная лодка с невыгруженным ОЯТ представляет серьезную радиационную угрозу для ОС и населения.

     Вывод из эксплуатации АПЛ, их дальнейший демонтаж и утилизация при надежном обеспечении защиты ОС, производственного персонала и населения представляет собой сложную в социально-экономическом, научно-техническом и организационном плане проблему, которая в России в связи с массовым выводом из боевого состава АПЛ превратилась в проблему государственной важности. (см. приложение В.) 
 
 
 
 
 
 
 

1.1  Потенциальная ядерная и радиационная опасность

  при комплексной утилизации 

         О реальных масштабах потенциальной ядерной и радиационной опасности в России свидетельствуют следующие данные:

• в настоящее время на объектах ВМФ скопилось большое количество ОЯТ. Это более 300 активных зон (A3) или более 70 тыс. тепловыделяющих сборок (ТВС);
• общая активность ОЯТ подводных лодок составляет более 600 млн. Ки, причем около половины этой активности приходится на ядерное топливо, продолжающееся оставаться в ЯЭУ выведенных из эксплуатации (для сравнения: активность РАО в результате деятельности всех предприятий атомной промышленности в России составляет около 4 млрд. Ки – таблицы 1,2).

Таблица 1. Источники образования, количество и место хранение   радиактивных отходов

Таблица 2.Количество ОЯТ на предприятиях России.

-  в   процессе  эксплуатации   Северною  флота кораблей с ЯЭУ (около  200 реакторов) ежегодно образуется 5...7 тыс. м. куб. жидких радиоактивных  отходов (ЖРО) суммарной активностью около 3.7 ТБ.к (100Ки): 30% в районе Белого и 70 % в районе Баренцева морей. В хранилищах береговых технических баз (БТБ), на наливных технологических танкерах (ТНТ) в настоящее время размещено около 14 тыс. т. ЖРО, свободных ёмкостей для их приема практически нет. В хранилищах БТБ размещено 20 тыс. т твердых радиоактивных отходов. Суммарная активность ТРО составляет около 37 ТБ.к (8 тыс. м. куб.). На долю высокоактивных РАО приходится не более 5...7%. Общая активность накопленных за годы эксплуатации АПЛ жидких и твердых РАО превысила 270 тыс. Ки;

-общая  масса подлежащих утилизации  радиоактивных конструкционных материалов АПЛ превышает 600 тыс. т;

-общий  вес подлежащего разделке металла  АПЛ составляет около 1,5 млн.  т;

• на 01.01.99 г. на предприятиях Государственного Российского центра атомного судостроения (ГРЦАС) была полностью выполнена утилизация 48 АПЛ, 110 подлодок с неразгруженным отработавшим АЗ находились на плаву. В соответствии с графиком передачи списанных АПЛ до 2000 г. на предприятии ГРЦАС должно быть передано 44 АПЛ для последующей утилизации;
• на 01.01.01 г. До 3-хотсечных блоков утилизировано 59 АПЛ, в ожидании утилизации находились 126 единиц, причем 104 АПЛ продолжали 
  оставаться  с  невыгруженным  из активных  зон ОЯТ. Общий  радиационный потенциал ОЯТ таких АПЛ оценивается в 200...300 млн. Ки. За последние годы темпы выгрузки ОЯТ из реакторов резко возросли: с 4...5 - 
  в  1994-1998 гг., ежегодно - до  18...21  АПЛ в 2000-2001 гг., соответственно вывоз ОЯТ эшелонами   увеличился   с   4...6   -    1998-1999гг.   до 
  11...18 эшелонов в 2000-2001 гг.;
• береговыми хранилищами ТРО в необходимых объемах флоты не обеспечены; налицо неудовлетворительное техническое состояние ряда 
  хранилищ и исчерпание возможностей плавучих и береговых баз технологического обслуживания атомного флота по приему ОЯТ, ЖРО и ТРО, вынужденное длительное хранение ОЯТ в контейнерах на открытых площадка;
• отсутствие полномасштабной  инфраструктуры комплексной утилизации АПЛ и средств выгрузки ОЯТ;
• трудности   и   дороговизна   транспортирования ОЯТ, значительная удаленность завода по переработке ОЯТ от Северо-Западного и Дальневосточного регионов базирования и утилизации АПЛ;
• наличие большого количества нерадиоактивных, но токсичных и канцерогенных отходов при демонтаже АПЛ.

     За  период с 1964 по 1992 года на дне морей  омывающих Россию, в специально выделенных для этой цели районах, затоплено  около 60 судов АТО. В корпусах затопленных  судов АТО содержится более 22438 м. куб. ТРО суммарной активностью  более 5606,5 Ки, что составляет более 42 % общего объёма всех затопленных в морях России ТРО. (табл.3)  

Таблица 3.Число затопленных на дне морей  России судов АТО

     Несмотря  на значительное число международных экологических проектов, и программ (АМЕС, АМАР, ANWAR, INTAS, LASAP и др.), ни одна из них не ставила целью детальное исследование радиэколгических последствий, связанных с комплексной утилизацией АПЛ в России.

     Процесс утилизации АПЛ включает ряд потенциально ядерно-радиационно-опасных операций - извлекается высокоактивное ОЯТ и оборудование с высокой наведенной радиоактивностью, удаляется теплоноситель, вырезается реакторный отсек (РО) и др. При проведении работ с ОЯТ (хранение, транспортирование, перегрузка и др.) существует вероятность как ядерных, так и радиационных аварий, связанных с образованием локальных критических масс и разгерметизацией защитных контейнеров и оболочек. При этом возможен выход радиоактивных веществ в ОС, переобучение персонала и населения. Разделка одной АПЛ с применением газокислородной и плазменной резки сопровождается выделением в ОС высокотоксичных веществ 1  и 2-го класса опасности.

     Утилизация  АПЛ - крупная международная проблема, органически связанная с РЭБ  как на региональном, так и на глобальном уровнях. Непринятие действенных мер по решению проблемы ведет к возрастанию риска потенциальной ядерной и радиационной опасности из-за постоянного ухудшения технического состояния списанных АПЛ и объектов обслуживающей их инфраструктуры. Решение этой проблемы с учетом фактического состояния дел и намечающихся тенденций может быть ускорено лишь посредством международной кооперации в научно-технической и экономической сферах. 
 
 
 
 
 

     1.2  Источники загрязняющих отходов при утилизации АПЛ 

     В результате проведенных  исследований было установлено, что разделочные работы при утилизации атомных подводных лодок не влияют на радиационную обстановку на рабочих местах и, естественно, персонал не подвергается радиоактивному облучению, а ведущими вредными производственными факторами являются пылегазовые выбросы, включающие высокотоксичные металлы - аллергены (марганец, никель, свинец) и органические вещества-дибутилфталат и эпихлоргидрин, приводящие к десенсибилизации и полисинсибилизации.

     С общей гигиенической точки зрения картина здесь не столь безупречна. В процессе газокислородной и плазменной резки в воздух выделяются продукты горения, образующиеся в результате термического воздействия на металлические и неметаллические поверхности. Номенклатура этих материалов (окислы металлов, эмали, лаки, краски, герметики, грунты, резина и т.п.) достигает 50 наименований. Составы продуктов термодеструкции и величина (количество) их выделения в значительной степени зависят от объема работ по подготовке линии реза, причем по предварительным оценкам трудоемкость этих работ может превышать трудоемкость разделки металлических конструкций в 6-7 раз. При этом существенно, что в состав неметаллических покрытий, используемых в судостроении, входит ряд вредных химических веществ, при возгонке оказывающих аллергическое, наркотическое, канцерогенное, фиброгенное воздействие на организм работающих.

     Доминирующими токсикантами для данного производства и прилегающей территории являются никель, марганец, медь и свинец, обладающие эффектом суммации. Проведенные  расчеты и экспериментальные исследования показали, что разделка одной АПЛ с применением газокислородной и плазменной резки сопровождается выделением в окружающую среду высокотоксичных веществ 1 и 2 классов опасности-оксидов хрома и марганца в количествах соответственно 6…23 и 3...12 кг и веществ с остронаправленным механизмом действия - оксида углерода 120...500 кг и оксида азота 40...650 кг (табл. 4).

     Кроме того, в процессе утилизации образуется большое количество жидких высокоактивных и твердых РАО, в том числе  вырезание РО. К комплексу радиационноопасных работ относятся: сбор РАО в местах образования, первичная обработка РАО (прессование, сжигание, сортировка), временное хранение и транспортировка РАО, дезактивизация загрязненного оборудования. 
 
 
 
 
 

Таблица 4. Нерадиационные источники загрязняющих отходов при газокислородной резке корпуса одной АПЛ типа «Дельта»