1.Вмещающие породы должны быть представлены одним из потенциально пригодных типов: кристаллические магматические или метаморфические породы. Это – граниты, гнейсы, туфы и др.,
предпочтительно основного или ультраосновного состава; камен-
ная соль или ангидрит; глины. Вмещающие породы должны иметь достаточный объем, залегать на приемлемой глубине и обладать благоприятными физико-механическими свойствами, однородной структурой и низкой трещиноватостью.
2.Район для размещения площадки не должен испытывать интенсивных тектонических движений и должны отсутствовать активные разломы.
3.Зона захоронения должна характеризоваться пониженным тепловым потоком.
4.Площадка должна быть проанализирована с точки зрения возможного контакта захоронения с водой:
–область горных пород не должна содержать водоносных горизонтов, линз подземных вод или трещиноватых зон, по которым возможны водоприток в горные выработки и их затопление;
–должны отсутствовать каналы гидравлической связи предполагаемого уровня размещения ПЗРО с дневной поверхностью, с выше- и нижележащими водоносными горизонтами, включая не пригодные для водоснабжения;
–выше предполагаемой глубины заложения сооружений ПЗРО глубокого заложения должны располагаться не пригодные для водоснабжения водоупорные и водоносные горизонты;
–подземные воды должны иметь восстановительный характер, слабощелочную реакцию и низкую минерализацию.
Естественные барьеры, вмещающие породы района размещения ПЗРО глубокого заложения, должны служить основным барьером для ограничения распространения радионуклидов. Изолирующие (фильтрационные и сорбционные) свойства естественных барьеров должны ограничивать контакт подземных вод с инженерными барьерами и миграцию радионуклидов при нарушении целостности инженерных барьеров.
Вмещающие горные породы должны быть устойчивы к тепловому воздействию тепловыделяющих РАО, сохранять свои изолирующие свойства и обеспечивать в ПЗРО тепловой режим, не приводящий к нарушению целостности инженерных барьеров.
201
Более подробно с гидрогеологическими характеристиками различных вмещающих пород и их свойствами, влияющими на захоронение высокоактивных тепловыделяющих РАО, можно познакомиться в монографиях [13],[14].
Вслучае содержания в захораниваемых РАО ядерно-опасных делящихся радионуклидов в проекте ПЗРО глубокого заложения должны быть предусмотрены меры, направленные на обеспечение ядерной безопасности.
ВНП-055-04 приведен примерный перечень событий, которые необходимо учитывать при прогнозном расчете для оценки безопасности системы захоронения ПЗРО глубокого заложения. Представлены три группы исходных событий: внешние воздействия, внутренние воздействия и воздействия, связанные с непреднамеренным вторжением человека.
Эти исходные события могут быть причиной возникновения
проектных и запроектных аварий. Поскольку ПЗРО глубокого за-
ложения должно размещаться на глубине в несколько сот метров, то некоторые процессы, которые могут привести к авариям - трудно локализовать и погасить. Это накладывает особую ответственность на проектантов в выборе района размещения ПЗРО глубокого заложения и к его сооружениям.
10.6. Требования безопасности при глубинном захоронении ЖРО
Общие сведения. Как уже отмечалось ранее, ПГЗ ЖРО имеются только в России. Начало их эксплуатации относится к 70-м годам прошлого столетия.
До 1993 г. регулирование безопасности на ПГЗ ЖРО осуществлялось в соответствии с требованиями отраслевых документов (документов Министерства среднего машиностроения и документов предприятий), а с 1993 года в соответствии с СП и ТУ ЭКХ-93 [107]. В 2003 г. в дополнении и уточнении к вышеуказанным СП и ТУ ЭКХ-93 вышли МУ ЭКГХ-2003 [108], которые фактически заменили СП и ТУ ЭКХ-93. Они распространяются на все виды дея-
тельности по обеспечению санитарной и радиационной безопасно-
сти при глубинном захоронении ЖРО и химических отходов, включая размещение, проектирование, сооружение и эксплуатацию
202
глубоких хранилищ отходов, проведение мониторинга, вывод из эксплуатации хранилищ и их сооружений, консервацию хранилищ.
Требования безопасности НП-055-04 и НП-058-04 по захоронению ЖРО в глубокие пласты-коллекторы дополняют МУ ЭКГХ2003 в части касающейся цели, принципов, критериев и общих технических требований при обращении с ЖРО и обеспечении безопасности на ПГЗ ЖРО.
Остановимся на основных, свойственных только для ПГЗ ЖРО, требованиях по безопасности захораниваемых отходов и технических требованиях к ПГЗ ЖРО.
Требования к захораниваемым отходам. На захоронение в ПГЗ ЖРО могут направляться все категории ЖРО: НАО, САО и ВАО, а также ЖРО, содержащие только тритий (тритиевые отходы).
Радионуклидный состав ВАО должен иметь период полураспада два и менее лет. В каждом конкретном случае в зависимости от состава ЖРО устанавливается ограничение на максимальную удельную активность ВАО, направляемых на захоронение. Состав ВАО и максимальные предельные активности трансурановых радионуклидов в ЖРО, устанавливаются в каждом конкретном случае на основании исследований и расчетов.
Содержание (удельная активность) радионуклидов в ЖРО их радионуклидный состав должны быть в пределах, при которых выполняются основные требования безопасности:
–радионуклиды – компоненты отходов – будут локализованы в пределах установленных границ в течение гарантированного времени, а дозы ожидаемого облучения населения не будут превышать установленных пределов НРБ-99/2009 и СПОРО 2002;
–разогрев пород поглощающего горизонта вследствие поглощения энергии радиоактивного распада будет находиться в допустимых пределах. Максимальная температура разогрева пород поглощающего горизонта не должна быть выше 0,6 расчётной величины парообразования в поглощающем горизонте, содержащем отходы;
–в поглощающем горизонте не должны развиваться процессы, препятствующие захоронению отходов в регламентных режимах, снижающие безопасность захоронения, в том числе интенсивное газообразование, концентрирование ядерно-опасных радионуклидов, приводящее к развитию СЦР деления.
203
Требования и технологические нормы на состав и другие характеристики ЖРО и химических отходов, направляемых на захоронение, устанавливаются в каждом конкретном случае на основании исследований взаимодействий отходов с породами, подземными водами и конструкционными элементами скважин, процессов накопления и концентрирования нуклидов в породах, а также на основании результатов прогнозных расчётов и моделирования распространения и миграции отходов и их компонентов, изменений температуры горизонтов, газообразования, с учётом результатов анализа гипотетических аварийных ситуаций и их последствий. Технологические нормы на состав и характеристики отходов приводятся в проекте и регламенте, который может уточняться и корректироваться при осуществлении захоронения.
Долгоживущие трансурановые радионуклиды, в том числе ядерно-опасные радионуклиды, могут содержаться в направляемых на захоронение ЖРО в минимальных количествах, определяемых технологическими и технико-экономическими возможностями их извлечения. Допустимые содержания долгоживущих трансурановых нуклидов устанавливаются на основании Заключения о невозможности или нецелесообразности их дальнейшего извлечения, подготовляемого профильной проектной или научно - исследовательской организацией, согласуемого эксплуатирующей организацией, а также на основании заключения Отдела ядерной безопасности ГНЦ РФ «Физико-энергетический институт» о ядерной безопасности захоронения таких отходов. При подготовке заключений должно учитываться возможное концентрирование ядерно-опасных радионуклидов в породах в результате сорбционных и других фи- зико-химических процессов.
Для обеспечения соответствия составов и характеристик отходов установленным требованиям и нормам выполняется подготовка отходов к захоронению, технология которой разрабатывается в каждом конкретном случае.
Требования к месту размещения ПГЗ и геологической среде.
Захоронение ЖРО в ПГЗ осуществляется в глубоко-расположенные под землей (от 200 до 1500 м) геологических средах, от свойств которых и от свойств окружающих их пород, зависит безопасность захоронений. Глубинное захоронение ЖРО является одним из способов их изоляции от среды обитания человека и состоит в нагне-
204
тании отходов через специальные буровые скважины в пластыколлекторы. Отходы поступают в поровое пространство пластаколлектора, вытесняя природные воды и частично смешиваясь с ними. В результате в пласте-коллекторе образуется объем пород, в котором локализованы компоненты отходов. Важно, чтобы отходы оседали в порах породы и не распространялись далее. В связи с этим в НП-055-04 предъявляются следующие требования специального характера:
–емкостные свойства поглощающего пласта-коллектора ПГЗ ЖРО должны обеспечивать размещение ЖРО в пределах ограниченных объемов недр, для которых возможно определение границ горного отвода;
–естественные барьеры ПГЗ ЖРО должны обладать низкими фильтрационными свойствами и ограничивать распространение радионуклидов в выше- и нижезалегающие горизонты;
–поглощающий горизонт ПГЗ ЖРО должен быть изолирован от поверхности и вышележащих проницаемых горизонтов в области влияния захороненных ЖРО горизонтами слабопроницаемых (водоупорных) пород. Эти горизонты должны предотвращать или ограничивать субвертикальную миграцию компонентов отходов;
–в пределах горного отвода ПГЗ ЖРО и области прогнозируемого распространения радионуклидов не должно быть каналов гидравлической связи поглощающего горизонта (пласта-коллектора) с дневной поверхностью, а также с выше- и нижележащими водоносными горизонтами;
–выше поглощающего горизонта должен залегать буферный горизонт, отделенный от него слабопроницаемыми породами, способный так же, как и поглощающий горизонт, обеспечивать локализацию отходов в случае их перетекания через разделяющий слабопроницаемый горизонт. Буферный горизонт должен перекрываться слабопроницаемыми породами, отделяющими его от вышележащих горизонтов.
–скорости естественного движения подземных вод в поглощающем горизонте должны быть достаточно малы для обеспечения локализации ЖРО на ограниченном участке геологической среды. Участок захоронения ПГЗ ЖРО не должен располагаться в пределах области разгрузки поглощающего горизонта в неглубоко залегающие горизонты подземных вод. Наиболее предпочтительно
205