Ну вот - мы не первые...
Ядерная баржа Стургис - доклад инженерного корпуса армии СШАМы публикуем сокращённый перевод доклада по плавучей АЭС "Стургис", представленного в феврале 2002 года служащими инженерного корпуса армии США Хансом Хонерлахом и Брайаном Хирти на конференции в штате Аризона по тематике "Обращение с отходами".
Ядерная программа армии США
В начале 50-ых годов инженерный корпус пришёл к выводу о том, что АЭС являются реализуемыми с технической точки зрения и могут стать экономически выгодными с учётом роста потребностей в энергии. Корпус совместно с комиссией по атомной энергии изучил вопрос об использовании атомных станций для военных нужд, особенно в удалённых регионах. При пересмотре в 1954 году закона США об атомной энергии, в параграфе 91b министерству обороны было разрешено приобретать специальные ядерные материалы для использования на военных объектах. Армия США сконцентрировала свои усилия на разработке военных АЭС, в то время как ВМФ занялся разработкой судовых реакторных установок.
В число проектов военных АЭС, созданных инженерным корпусом, входят станции с реакторами с водой под давлением, водяными кипящими, с жидкометаллическим теплоносителем и газовым теплоносителем. Перед проектантами ставились следующие задачи:
транспортабельность воздушным путём;
быстрый монтаж и пуск на площадке;
эксплуатация АЭС при "враждебных" природных условиях.
Всего инженерный корпус получал разрешение на строительство трёх военных АЭС. Все три реактора в настоящее время остановлены (последний из них - в 1977 году), из них удалено ядерное топливо, и за ними установлено тщательное наблюдение. В число военных АЭС входят следующие установки:
стационарный водяной под давлением реактор SM-1 в Форт-Белвуаре;
стационарный водяной под давлением реактор SM-1A в Форт-Грили;
плавучая АЭС "Стургис" (Sturgis) с реактором MH-1A, в настоящее время стоящая на якоре на стоянке управления торгового флота США (река Джеймс, вблизи Форт-Юстиса).
Причиной отказа армии от военных АЭС стали трудности поддержания нормальной эксплуатации, финансовые аспекты, проблемы изготовления топлива и проведения перегрузок активных зон, а также недостаточный уровень финансирования вооружённых сил.
Создание и эксплуатация АЭС "Стургис"
В марте 1963 года судно "Charles H. Cugle" постройки времён Второй мировой войны было изъято из состава мобильного резервного флота для конвертации в мобильный источник электроэнергии мощностью более 10 МВт, для чего на судно была осуществлена установка реактора с водой под давлением MH-1A (мобильный, высокомощный, первый в серии, полевая модификация). У судна была удалена гребная установка, а средняя часть была заменена на новую конструкцию, представлявшую собой энергостанцию - 350-тонный стальной сфероидный контейнмент и бетонный барьер. Новая средняя часть судна оказалась примерно на восемь футов шире оригинальной конструкции и содержала в себе ядерную установку, основное оборудование первого и второго контуров охлаждения и электрическое оборудование. Судно, фактически превратившееся в баржу, получило новое имя "Стургис".
Плавучая АЭС "Стургис" начала эксплуатироваться в 1967 году в Форт-Белвуаре (штат Виргиния). Спустя год, оно было отбуксировано к озеру Гатун в зоне Панамского канала, где приступило к генерации электричества для военного и гражданского использования.
Впоследствии компания Панамского канала приобрела в своё распоряжение дополнительные стационарные мощности, и в 1976 году было принято решение о нецелесообразности дальнейшей эксплуатации АЭС "Стургис". В декабре 1976 - январе 1977 года, АЭС "Стургис" буксировалась в Форт-Белвуар. Из-за тяжёлых погодных условий во время перехода, потребовалась промежуточная стоянка в военном океанском терминале в Санни-Пойнт, Северная Каролина, для устранения полученных при переходе повреждений. По окончанию ремонта, в марте 1977 года АЭС достигла пункта назначения.
По прибытию "Стургиса" в Форт-Белвуар, армия приняла решение выгрузить ядерное топливо из реактора станции. Среди причин, определивших такой шаг, было намерение провести тщательный осмотр судна и оценить ущерб, нанесённый ураганом во время перехода из Панамского канала. После выгрузки топлива, частичной дезактивации и герметизации энергетической установки, АЭС "Стургис" была направлена на финальную стоянку на реке Джеймс.
Реактор MH-1A закончил свою работу со следующими показателями:
средний КИУМ - 0,54;
суммарное время эксплуатации - 4,86 лет.
Дезактивация АЭС "Стургис"
Подготовленная в 70-ых годах стратегия вывода АЭС "Стургис" из эксплуатации предусматривала выдержку реактора в режим безопасного хранения для распада короткоживущих изотопов. Предполагалось, что отложенный вывод позволит снизить дозовые нагрузки на персонал. По первоначальному плану считалось, что работы по выводу должны начаться не ранее 2027 года.
Перед началом долгосрочной выдержки, на АЭС "Стургис" были осуществлены следующие работы:
выгрузка ОЯТ и стержней СУЗ (завершена 9 июня 1977 года);
частичный вывоз радиоактивных отходов и источников радиации;
создание физических барьеров для изоляции остающихся на АЭС радиоактивных материалов и оборудования от окружающей среды;
дезактивация не связанных с энергетической установкой частей судна (завершена в январе 1978 года).
Выгруженное ОЯТ было отправлено на площадку Саванна-Ривер, выгруженные стержни СУЗ - в компанию "Chemical Nuclear Systems, Inc." (Южная Каролина), два свежих топливных элемента - на завод Y-12 в Окридже. Всего для вывоза данных материалов потребовалось 10 рейсов.
Частичное удаление РАО и радиационных источников потребовало выполнения шести рейсов. Всего с АЭС "Стургис" в рамках этой деятельности было удалено 3143,8 кубических футов РАО и перевезено в компанию "Chemical Nuclear Systems, Inc.". Ряд источников был передан различным военным агентствам США. В ходе работ образовалось также 96000 галлонов жидких РАО.
Всего в ходе работ по дезактивации с судна было удалено 229 длинных тонн (1 длинная тонна = 1016,06 килограмм) различных материалов и оборудования. С учётом размещения на судне дополнительных барьеров, чистая потеря веса по завершению операции составила 178 длинных тонн. Контейнмент реакторной установки с оставшимся внутри него оборудованием был загерметизирован.
После постановки АЭС "Стургис" на долгосрочную выдержку, инженерный корпус осуществляет регулярное наблюдение за ситуацией на судне. Ежеквартально производится подготовка отчётов о радиационной обстановке, осуществляется инспекция охранных систем и выполняется текущий контроль судовых конструкций. Совместно с управлением торгового флота США, в 1999 году прошёл осмотр судна в сухом доке с последующей очисткой и покраской корпуса корабля.
Оценка рисков
В 1998 году ядерное и химическое агентство армии США инициировало работы по пересмотру статуса остановленных военных АЭС и поиску альтернативных путей по их окончательному выводу из эксплуатации. По результатам исследований было установлено, что долговременная выдержка не обеспечит падения радиоактивности ниже уровня, при котором требуется проведение дезактивации. Было показано также, что хранение АЭС в законсервированном состоянии не является оптимальным с точки зрения экономики вследствие роста цен на работы по выводу из эксплуатации, затрат на обслуживающий персонал и обеспечение безопасного хранения, нерешённости вопроса об обращении с РАО, а также из-за изменений, вносимых надзорными органами в список требований к выводу из эксплуатации.
После этого армия США приступила к тщательному анализу различных вариантов ускоренного завершения вывода АЭС "Стургис" из эксплуатации.
На первой стадии этих работ было рассмотрено текущее положение дел на АЭС "Стургис". Было отмечено, что с точки зрения наличия короткоживущих изотопов кобальта, хрома, железа, марганца и никеля особую опасность представляют пять областей:
перегрузочный зал, в котором осуществлялось большинство работ по дезактивации в 1977-1978 годах, и где до сих пор остаются кран, перегрузочный механизм и баки для хранения свежего и выгоревшего топлива;
зал доступа к крышке реактора, где остаются многочисленные трубопроводы и баки для хранения РАО;
реакторная оболочка, содержащая внутри себя корпус реактора, парогенератор, компенсатор объёма, ГЦНы и нижнюю часть защиты при перегрузке;
бак для хранения ОЯТ - бак в ходе инспекции не открывался, однако известно, что в 1977-1978 годах внутрь его было помещено большое количество РАО;
целый ряд баков, установленных на днище судна и являющихся источниками радиоактивного излучения.
В 2001 году инженерный корпус завершил составление перечня радиоактивных материалов, находящихся на борту АЭС "Стургис", а также подготовил карту дозовых распределений. Наибольший уровень радиации был зафиксирован внутри реакторной оболочки - до 20 мкЗв/ч. Скорости дозы внутри бака для хранения ОЯТ остаются неизмеренными. Главную проблему составляют изотопы 60Co и 63Ni, в то же время, присутствия делящихся изотопов обнаружено не было.
При разработке стратегии окончательного вывода АЭС "Стургис" из эксплуатации необходимо дать ответы на следующие вопросы:
выбор места захоронения РАО;
выбор площадки для проведения работ по дезактивации и обеспечение безопасной доставки на неё АЭС "Стургис";
процедура выполнения работ по окончательной разделке судна.
Заключение
В 1998 году армия США приступила к пересмотру первоначальной стратегии вывода из эксплуатации плавучей АЭС "Стургис", предусматривавшей 50-летнюю выдержку судна перед окончательной разделкой. Инженерным корпусом выполнена оценка всех рисков и ведутся работы по выбору наиболее оптимального времени выдержки и подготовке к завершающему этапу вывода АЭС из эксплуатации, принимая во внимание соотношение между выигрышем от распада короткоживущих изотопов и проигрышем вследствие роста цен и затрат на обслуживание при выдержке.
http://www.atominfo.ru/news/air1632.htm
