Из выше сказанного можно сделать два важных вывода:

ХАРАКТЕРИСТИКА ОЯТ

Ядерное топливо – это надежно изолированный радиоактивный материал, включенный в тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ). Их защитные оболочки рассчитаны на работу в экстремальных условиях активной зоны реактора. Температура в центре ТВЭЛов превышает 1000 °C. Сборки ТВЭЛов (ТВС) в водной или паро-водяной среде подвергаются высокому давлению (70-140 атмосфер) и вибрации. ОЯТ, заключенное в ТВС и выгружаемое из активной зоны, охлаждается в бассейне выдержки, поскольку в топливе имеется сильное остаточное энерговыделение, обусловленное радиоактивным распадом продуктов деления. В первые месяцы, по мере распада короткоживущих радионуклидов, радиоактивность и энерговыделение ОЯТ быстро снижаются. Затем темпы снижения активности замедляются и после 3-5 летней выдержки топливо можно перевозить, перерабатывать или переводить на длительное сухое хранение. Важно отметить, что ОЯТ хранится на всех действующих АЭС, не давая какого-либо вклада в облучение населения и значимого вклада в облучение персонала АЭС (менее 1%).

Условия, в которые помещается ОЯТ после выгрузки из бассейна выдержки, можно назвать комфортными, по сравнению с активной зоной реактора, - герметичность, инертная среда, защищенность от внешнего воздействия. Эту защиту обеспечивает упаковочный контейнер (ТУК). Требования, предъявляемые к прочности контейнера, исключительно высоки. На стадии разработки контейнера для обоснования его безопасности могут с успехом применяться расчетные методы. Однако, в соответствии с правилами МАГАТЭ, этим обоснование не заканчивается. Стендовые испытания контейнеров включают: падение на абсолютно твердую поверхность с высоты 9 метров под наиболее критичными углами, падение на штырь, выдержку в зоне пожара. Соответствующие испытательные стенды есть и в России и за рубежом. В США производились и более масштабные испытания. Контейнер был установлен на пути железнодорожного эшелона, двигавшегося со скоростью 160 км/ч. Контейнер после столкновения не только уцелел, но и сохранил герметичность.

Практика показывает, что требования к безопасности перевозок ОЯТ более высоки, чем требования к надежности космической техники. За всю историю перевозок ОЯТ не произошло ни одной аварии, приведшей к выходу радиоактивных материалов из контейнера.

Безопасность обеспечивается и физико-химическими характеристиками ядерного топлива. Оно включено в так называемую топливную матрицу, которая заключена в герметичную оболочку тепловыделяющего элемента (ТВЭЛа), а сборка ТВЭЛов окружена стенками несущей конструкции. Даже при механическом разрушении сборки не создаются условия для распространения подавляющей части содержащейся радиоактивности в окружающей среде. Для того, что бы это распространение стало возможным, надо превратить ядерное топливо в мелкодисперсную аэрозоль. Это можно сделать только при соблюдении двух условий – высокой температуры и наличия избыточного содержания кислорода. Реальные испытания контейнеров для перевозки ОЯТ показывают, что их конструкция не допускает возникновения таких условий.

При длительном хранении активность продуктов деления снижается, хотя темпы снижения основных продуктов деления – цезия и стронция малы (30 лет). Тем не менее, длительная технологическая выдержка способствует распаду некоторых радионуклидов, не дающих значимого вклада в радиоактивность, но усложняющих переработку ОЯТ. Поэтому, чем более длителен период хранения, тем более проста переработка ОЯТ.

При переработке ОЯТ тепловыделяющая сборка разрезается и поступает на радиохимическую переработку, в результате которой происходит выделение ценных компонент – урана, плутония, части продуктов деления для производства изотопной продукции, ценные материалы. Подавляющая часть материалов тепловыделяющих сборок в результате процессов регенерации и рефабрикации возвращается в ядерный топливный цикл и хозяйственное использование, и лишь малая часть в виде реальных радиоактивных отходов уже не подлежит дальнейшему использованию.

Конечная стадия обращения с отходами предполагает их отвержение и включение в высокопрочные (остекловывание, битумирование или иные способы) матрицы и захоронение их в таком виде в надежные геологические формации.

РАДИАЦИОННЫЕ РИСКИ, СВЯЗАННЫЕ С ОБРАЩЕНИЕМ С ОЯТ

Возможные радиационные риски для населения и окружающей среды связанны с операциями по обращению с ОЯТ. Это транспортировка ОЯТ, мокрое хранение, а затем и сухое долговременное хранение, переработка, обращение с РАО.

Транспортировка ОЯТ. При перевозках могут использоваться уже испытанные и лицензированные за рубежом контейнеры иностранного производства, которые должны быть лицензированы в Российской Федерации. В случае использования российских контейнеров, последние также должны быть лицензированы за рубежом. С точки зрения безопасности выбор контейнера не столь важен, поскольку в любом случае они должны удовлетворять правилам перевозки МАГАТЭ, о которых уже упоминалось.

Помимо упаковочного контейнера и специального вагона в обеспечение безопасности перевозки ОЯТ железнодорожным транспортом существенный вклад дает литерный характер перевозок специальными вагон-контейнерными поездами. Он предусматривает особый маршрут и график пропуска, особый режим работы железной дороги во время прохода поезда, дополнительный контроль пути и оборудования.

Безопасность перевозок ОЯТ и радиоактивных материалов, осуществляемых в соответствии с правилами МАГАТЭ, подтверждена практикой. В мире было осуществлено свыше 1 млн. перевозок упаковок с радиоактивными материалами. При этом не произошло ни одной аварии со значимыми радиационными последствиями.

Отечественный и мировой опыт показывает, что доза облучения персонала и населения при транспортировке упаковок с ОЯТ весьма малы. Так дозы облучения персонала ПО МАЯК и ГХК, осуществлявшего перевозку ОЯТ, находились в диапазоне 1.5 –3.0 мЗв в год, то есть в более, чем в десять раз меньше допустимой. Эти дозы связаны не с нахождением поезде, а с присутствием персонала при операциях по загрузке и выгрузке ОТВС. Таким образом, дозы персонала, осуществляющего перевозки ОЯТ, равны дозам облучения населения России от природных источников.

На основе масштабной практики оценено, что все работы по перевозке 20 тыс. тонн ОЯТ могут дать коллективную дозу от 0.2 до 15 чел.Зв. Причем более правдоподобными представляются более низкие оценки. Радиологические риски для населения, связанные с транспортировкой ОЯТ находятся в области пренебрежимо малого риска (индивидуальные риски ниже 10-8).