Введение
Процесс демонтажа ядерного объекта – это процесс, ведущий к необратимому полному или частичному закрытию ядерного объекта, как правило, ядерного реактора, с конечной целью прекращения действия лицензии на эксплуатацию. Процесс обычно осуществляется в соответствии с планом вывода из эксплуатации, включающим полный или частичный демонтаж и дезактивацию объекта, что в идеале приводит к восстановлению окружающей среды до состояния «зеленого поля». План вывода из эксплуатации считается выполненным, когда достигнуто утвержденное конечное состояние объекта. Процесс обычно занимает от 15 до 30 лет, а иногда и несколько десятилетий больше, если применяется период безопасного хранения для радиоактивного распада. Радиоактивные отходы, остающиеся после вывода из эксплуатации, либо перемещаются в хранилище на площадке, где они остаются под контролем владельца, либо транспортируются в хранилище для сухого хранения или в пункт захоронения в другом месте. Окончательное захоронение ядерных отходов, образующихся в результате вывода из эксплуатации как в прошлом, так и в будущем, является растущей и до сих пор не решенной проблемой. Вывод из эксплуатации – это административный и технический процесс. Объект демонтируется до состояния, при котором он больше не требует применения мер радиационной защиты. Это включает в себя очистку от радиоактивных материалов. После полного вывода объекта из эксплуатации не должно оставаться никакой радиационной опасности. Лицензия аннулируется, а площадка освобождается от нормативного контроля. Лицензиат предприятия больше не несет ответственности за ядерную безопасность. Расходы на вывод из эксплуатации должны покрываться средствами, предусмотренными в плане вывода из эксплуатации, который является частью первоначального разрешения на эксплуатацию объекта. Эти средства могут накапливаться в фонде вывода из эксплуатации, например, в трастовом фонде. Во всем мире существуют сотни тысяч небольших ядерных устройств и объектов, используемых в медицинских, промышленных и исследовательских целях, которые также в какой-то момент потребуется вывести из эксплуатации.
Nuclear decommissioning is the process leading to the irreversible complete or partial closure of a nuclear facility, usually a nuclear reactor, with the ultimate aim at termination of the operating licence. The process usually runs according to a decommissioning plan, including the whole or partial dismantling and decontamination of the facility, ideally resulting in restoration of the environment up to greenfield status. The decommissioning plan is fulfilled when the approved end state of the facility has been reached. The process typically takes about 15 to 30 years, or many decades more when an interim safe storage period is applied for radioactive decay. Radioactive waste that remains after the decommissioning is either moved to an on site storage facility where it is still under control of the owner, or moved to a dry cask storage or disposal facility at another location. The final disposal of nuclear waste from past and future decommissioning is a growing still unsolved problem. Decommissioning is an administrative and technical process. The facility is dismantled to the point that it no longer requires measures for radiation protection. It includes clean up of radioactive materials. Once a facility is fully decommissioned, no radiological danger should persist. The license will be terminated and the site released from regulatory control. The plant licensee is then no longer responsible for the nuclear safety. The costs of decommissioning are to be covered by funds that are provided for in a decommissioning plan, which is part of the facility's initial authorization. They may be saved in a decommissioning fund, such as a trust fund. There are worldwide also hundreds of thousands small nuclear devices and facilities, for medical, industrial and research purposes, that will have to be decommissioned at some point.
Определение
Снятие с эксплуатации ядерных объектов – это административный и технический процесс, приводящий к необратимому закрытию ядерного объекта, такого как атомная электростанция (АЭС), исследовательский реактор, установка по производству изотопов, ускоритель частиц или урановый рудник. Он включает в себя административные и технические действия, предпринимаемые для снятия всех или части нормативных ограничений с объекта, чтобы обеспечить возможность его повторного использования. Снятие с эксплуатации включает планирование, дезактивацию, демонтаж и обращение с материалами. Это заключительный этап жизненного цикла ядерной установки, охватывающий деятельность от остановки и извлечения ядерного материала до восстановления окружающей среды на площадке. Термин «снятие с эксплуатации» охватывает все мероприятия, проводимые после получения лицензии на снятие с эксплуатации ядерной установки до момента, когда ядерный надзор больше не требуется. Целью, в идеале, является восстановление первоначального природного состояния, существовавшего до строительства ядерной установки, так называемого статуса «зеленого поля». Снятие с эксплуатации включает все этапы, описанные в плане снятия с эксплуатации, приводящие к освобождению ядерного объекта от регулирующего контроля. План снятия с эксплуатации считается выполненным, когда достигнуто утвержденное конечное состояние объекта. Объекты для захоронения радиоактивных отходов закрываются, а не выводятся из эксплуатации. Использование термина «снятие с эксплуатации» подразумевает, что дальнейшее использование объекта (или его части) по первоначальному назначению не предполагается. Хотя снятие с эксплуатации обычно включает демонтаж объекта, это не всегда является обязательной его частью, если существующие конструкции будут повторно использованы после снятия с эксплуатации и дезактивации. С точки зрения владельца, конечной целью снятия с эксплуатации является прекращение действия лицензии на эксплуатацию, после того как он предоставит гарантии, что уровень радиации на площадке находится ниже установленных законом пределов, что в США соответствует годовой дозе облучения в 25 миллирем в случае открытия площадки для неограниченного доступа общественности. На радиоактивный распад может потребоваться до 50 лет, а на демонтаж объекта – 10 лет.
From the owner's perspective, the ultimate aim of decommissioning is termination of the operating license, once he has given certainty that the radiation at the site is below the legal limits, which in the US is an annual exposure of 25 millirem in case of releasing of the site to the public for unrestricted use. up to 50 years are for radioactive decay and 10 years to dismantle the facility.
План вывода из эксплуатации
Под надзором МАГАТЭ государство-член сначала разрабатывает план вывода из эксплуатации, чтобы продемонстрировать его осуществимость и обеспечить покрытие связанных с ним расходов. При окончательной остановке, окончательный план вывода из эксплуатации подробно описывает, как будет осуществляться вывод из эксплуатации, как объект будет безопасно демонтирован, обеспечивая радиационную защиту работников и населения, учитывая воздействие на окружающую среду, управляя радиоактивными и нерадиоактивными материалами и прекращая действие нормативного разрешения. Проблема долгосрочного захоронения ядерных отходов до сих пор не решена. До появления геологических хранилищ для долгосрочного захоронения необходимо промежуточное хранение. Поскольку планируемое хранилище ядерных отходов Юка-Маунтин – как и в других странах мира – вызывает споры, хранение в США обычно осуществляется на площадке или за ее пределами в независимых хранилищах отработанного ядерного топлива (ISFSI). В Великобритании все одиннадцать реакторов типа «Магнокс» выводятся из эксплуатации под ответственностью NDA. Отработанное топливо было извлечено и перевезено на площадку Sellafield в Камбрии для переработки. Объекты для «временного» хранения ядерных отходов – в основном отходов среднего уровня (ILW) – в Великобритании называются объектами промежуточного хранения (ISF).
Оценка воздействия на окружающую среду
Снятие с эксплуатации ядерного реактора может быть осуществлено только после выдачи соответствующей лицензии в соответствии с действующим законодательством. В рамках процедуры лицензирования необходимо подготовить и предоставить в компетентный орган различные документы, отчеты и заключения экспертов, например, отчет по безопасности, техническую документацию и оценку воздействия на окружающую среду (ОВОС). В Европейском Союзе для выдачи такой лицензии требуется предварительное заключение Европейской Комиссии в соответствии со статьей 37 Договора о Европейском сообществе об атомной энергии (Евратом). На основании этих данных Комиссия должна иметь возможность оценить дозу облучения для определенных групп населения в ближайших соседних государствах.
Примеры по странам
Во Франции ликвидация атомной электростанции Бреннилис, относительно небольшой электростанции мощностью 70 МВт, уже обошлась в 480 миллионов евро (в 20 раз больше расчетных затрат) и до сих пор не завершена спустя 20 лет. Несмотря на огромные инвестиции в обеспечение демонтажа, радиоактивные элементы, такие как плутоний, цезий-137 и кобальт-60, просочились в окружающее озеро. В Великобритании оценка затрат на вывод из эксплуатации гражданских ядерных объектов в 2020 году составляла от 99 до 232 миллиардов фунтов стерлингов, в то время как в начале 2005 года она оценивалась в 20-40 миллиардов фунтов стерлингов. Одна лишь площадка Sellafield (Calder Hall, Windscale и перерабатывающий комплекс) покрывает большую часть расходов на вывод из эксплуатации и их увеличение; по состоянию на 2015 год затраты оценивались в 53,2 миллиарда фунтов стерлингов. Оценка, проведенная в 2013 году Управлением по выводу из эксплуатации ядерных объектов Соединенного Королевства, предсказывала, что вывод из эксплуатации 19 действующих ядерных объектов Великобритании обойдется минимум в 100 миллиардов фунтов стерлингов. В Германии ликвидация атомной электростанции Niederaichbach мощностью 100 МВт обошлась более чем в 143 миллиона евро. Литва увеличила прогноз затрат на вывод из эксплуатации с 2019 миллионов евро в 2010 году до 3376 миллионов евро в 2015 году. Поскольку правительство не создало центральное хранилище, федеральное правительство выплачивает коммунальным предприятиям около полумиллиарда долларов в год в качестве штрафа для компенсации затрат на хранение на более чем 80 площадках ISFSI в 35 штатах по состоянию на 2021 год. Компания KPMG оценила общую стоимость вывода из эксплуатации ядерного флота США по состоянию на 2018 год в более чем 150 миллиардов долларов США. Около двух третей этой суммы приходится на расходы, связанные с прекращением действия лицензии NRC; 25% – на управление отработавшим ядерным топливом; и 10% – на восстановление площадок.
as of 2015, the costs were estimated £53.2 billion. A 2013 estimate by the United Kingdom's Nuclear Decommissioning Authority predicted costs of at least £100 billion to decommission the 19 existing United Kingdom nuclear sites. In Germany, decommissioning of Niederaichbach nuclear power plant, a 100 MW power plant, amounted to more than €143 million. Lithuania has increased the prognosis of decommissioning costs from €2019 million in 2010 to €3376 million in 2015. Because the government has failed to establish a central repository, the federal government pays about half a billion dollars a year to the utilities as penalty, to compensate the cost of storage at more than 80 ISFSI sites in 35 states as of 2021. KPMG estimated the total cost of decommissioning the US nuclear fleet as of 2018 to be greater than US$150 billion. About two thirds can be attributed to costs for termination of the NRC operating licence; 25% to management of spent fuel; and 10% to site restoration.
Международное сотрудничество
Организации, содействующие международному обмену информацией, знаниями и опытом в области вывода из эксплуатации ядерных установок, включают Международное агентство по атомной энергии, Агентство по ядерной энергии Организации экономического сотрудничества и развития и Европейское сообщество по атомной энергии. или 330 миллионов долларов США. Морские электростанции, как правило, меньше наземных электростанций. Крупнейшим американским военным ядерным объектом по производству плутония оружейного качества являлась площадка Ханфорд (в штате Вашингтон), которая в настоящее время выгружена из активной зоны, но находится в медленном и проблемном процессе дезактивации, вывода из эксплуатации и демонтажа. Там есть "Каньон" – большое сооружение для химического извлечения плутония по технологии PUREX. Также имеется множество больших контейнеров и подземных резервуаров с раствором, содержащим воду, углеводороды, уран, плутоний, нептуний, цезий и стронций (все они высокорадиоактивны). После полной выгрузки топлива из всех реакторов некоторые из них были помещены в режим SAFSTOR (с последующим сносом градирен). Несколько реакторов были объявлены национальными историческими памятниками.
Соединенные Штаты
Место Тип реактора Срок эксплуатации Вывод из эксплуатации Расходы на вывод из эксплуатации Коннектикут Янки Коннектикут PWR 619 МВт 1968–1996 (28 лет) 1998 2007 DECON; хранение отходов на месте в ISFSI 931 млн; Crystal River 3 Флорида PWR 825 МВт 1977–2009 (32 года) 2013 2037 (оценочно) DECON; хранение отходов на месте в ISFSI В 2013 году, по оценкам, ~1,2 млрд долл. Дрезден, блок 1 (Иллинойс) BWR 207 МВт 1960–1978 (18 лет) Обезврежен в 1998 году, теперь в SAFSTOR. Топливо на месте в сухих контейнерах. Fort St. Vrain (Колорадо) HTGR (гелиево-графитовый) 330 МВт 1979–1989 (10 лет) 1989 1992 (3 года) Демонтирован; хранение отходов вне площадки в ISFSI; заменен обычной станцией 283 млн долл. Pacific Gas & Electric – Humboldt Bay, блок 3 BWR 63 МВт 1963–1976 (13 лет) 1988 2021 (33 года) Лицензия прекращена в октябре 2021 года; площадка освобождена для неограниченного использования; новая лицензия на хранилище отработанного топлива на месте. Неизвестно. Фонд в размере 53,3 млн долл. необходим только для вывода из эксплуатации хранилища. 635 млн долл. Piqua NGS (Огайо) OCM (органически охлаждаемый/замедлитель) реактор 46 МВт 2 года (закрыт в 1966) ENTOMB (конструкция теплоносителя неадекватна для нейтронного потока) Пока неизвестно. Rancho Seco NGS (Калифорния) PWR 913 МВт 12 лет (закрыт после референдума в 1989) SAFSTOR: 5–10 лет, завершено в 2009 году. Топливо в долгосрочном хранилище в сухих контейнерах на месте. 538,1 млн долл. San Onofre NGS, блок 1 (Калифорния) PWR 436 МВт Westinghouse Electric Corporation 1967–1992 (25 лет) 1993 2032 (оценочно) Демонтирован; хранение отходов на месте в ISFSI для всей станции. Пока неизвестно. San Onofre NGS, блоки 2, 3 (Калифорния) PWR 1070 МВт 1080 МВт Блок 2: 1983–2013 Блок 3: 1984–2013 В 2011 году Edison завершил замену парогенераторов на обоих реакторах на улучшенные Mitsubishi, но новая конструкция имела несколько проблем, трещин, вызывающих утечки и вибрации. В процессе выгрузки топлива. Постоянная остановка – DECON в ближайшее время, выгрузка топлива. Пока неизвестно. Прогноз стоимости на 2014 год: от 3,926 млрд долл. до 4,4 млрд долл. Shippingport (Пенсильвания) BWR 60 МВт 25 лет (закрыт в 1989) Декон завершен, демонтирован за 5 лет (первый небольшой экспериментальный реактор) 98,4 млн долл. Three Mile Island Nuclear Generating Station, блок 2 (Пенсильвания) PWR 913 МВт 1978–1979 Инцидент с расплавлением активной зоны После выгрузки топлива Фаза 2 (1979) 805 млн долл. (оценочно) Trojan (Орегон) PWR 1180 МВт 16 лет (закрыт в 1993 году из-за близости к сейсмическому разлому) SAFSTOR (охладительная башня демонтирована в 2006) Vermont Yankee BWR 620 МВт (General Electric) 1972–2014 (42 года) В процессе 2015– ~1,24 млрд долл. Yankee Rowe (Массачусетс) PWR 180 МВт 1961–1991 (30 лет) Стоимость строительства составила 45 млн долл. Завершено в 2007 году, хранение отходов на месте в ISFSI. 608 млн долл. (См. основную статью) Zion, блоки 1, 2 (Иллинойс) 2 x PWR 1040 МВт (Westinghouse) 1973/1974–1998 (25 лет) 1998 2020 после SAFSTOR, полная демонтаж; новое хранилище отработанного топлива на месте. Стоимость SAFSTOR неизвестна; оценка затрат на демонтаж и дезактивацию в 2010 году – 1 млрд долл. + сборы за снос города в миллионах; стоимость оставшихся отходов неизвестна.
Fuel in insite long term dry cask storage $538.1 million San Onofre NGS Unit 1 (California) PWR 436 MWe Westinghouse Electric Corporation 1967–1992 (25 years) 1993 2032 (estimated) dismantled; on site ISFSI waste storage for whole plantStill unknown San Onofre NGS Units 2, 3 (California) PWR 1070 MWe 1080 MWe Unit 2: 1983–2013 Unit 3: 1984–2013
In 2011, Edison finished replacing the steam generators in both reactors with improved Mitsubishi ones, but the new design had several problems, cracked, causing leaks and vibrations. in defueling. Permanent shutdown – DECON soon defuelingStill unknown
2014 cost forecast: $3.926 billion to $4.4 billion Shippingport (Pennsylvania) BWR 60 MWe 25 years (closed in 1989) Decon completed dismantled in 5 years (first small experimental reactor) $98.4 million Three Mile Island Nuclear Generating Station Unit 2 (Pennsylvania) PWR 913 MWe 1978–1979 Core meltdown incident Post Defuelling Phase 2 (1979) $805 million (estimated) Trojan (Oregon) PWR 1,180 MWe 16 years (Closed in 1993 because of proximity to seismic fault) SAFSTOR (cooling tower demolished in 2006) Vermont Yankee BWR 620 MWe (General Electric) 1972–2014 (42 years) Ongoing 2015– ~$1.24 billion Yankee Rowe (Massachusetts) PWR 180 MWe 1961–1991 (30 years) Construction cost was $45 million completed in 2007 on site ISFSI waste storage $608 million (See main article) Zion Units 1, 2 (Illinois) 2 x PWR 1040 MWe (Westinghouse) 1973/1974–1998 (25 years) 1998 2020 after SAFSTOR full dismantling; New on site for spent fuel storage Costs for SAFSTOR unknown; for dismantling & decontamination estimated in 2010 $1 billion + demolition city fees millions; for remaining waste unknown