«Можно получить смертельную дозу»: физик — о ядерном топливе, которое заметили в Тюмени

Недавно в Тюмени на железной дороге заметили вагоны с контейнерами для перевозки отработанного ядерного топлива. Неоднократно такие же замечали и в Екатеринбурге. Наш друг и коллега, уральский популяризатор науки, физик-ядерщик Дмитрий Горчаков уверен, что намного лучше и безопаснее возить по четыре вагона с ядерным топливом, чем миллионы с углем. В своей колонке он объяснил, насколько опасно топливо для ядерного производства и зачем их везут за Урал.

То, что заметили в Тюмени, — это контейнеры для перевозки отработанного ядерного топлива, или сокращенно ОЯТ — одной из самых опасных субстанций в атомной промышленности. Но не стоит путать их с нашумевшим ОГФУ, о котором я писал ранее.

На самом деле, ОЯТ не опасно. Но давайте по порядку разберемся с тем, что же это такое, как его перевозят, откуда оно может оказаться в центре города и насколько это опасно.

Что такое отработанное ядерное топливо?

Каждый реактор на атомной станции примерно раз в год останавливают для перегрузки топлива — часть отработанного достают и меняют на свежее. В среднем из одного реактора достают около 15–20 тонн топлива в виде нескольких десятков тепловыделяющих сборок. Примерно столько и помещается в те четыре вагона, которые заметили в Тюмени.

Чем же опасно отработанное топливо? За время работы в реакторе в нем делится и распадается всего несколько процентов урана. Они превращаются в нужное для производства энергии тепло и новые элементы, осколки деления и трансурановые элементы, которые только отравляют топливо. Поэтому их можно назвать отходами.

Другая же часть — а это более 90% топлива — непрореагировавший уран и новый элемент плутоний. И если их достать, то можно снова использовать их в качестве топлива. Получается как в пословице про бочку меда (топливо) и ложку дегтя (отходы).

При этом эта ложка «дегтя» существенно меняет свойства топлива, делая его очень радиотоксичным. Если свежее ядерное топливо можно брать в руки и стоять рядом с ним без какой-либо серьезной защиты (проверено автором на себе), то отработанное топливо из-за накопленных в нем элементов создает такую мощность излучения, что человек рядом с ним может получить смертельную дозу за несколько минут. Поэтому обращаются с ОЯТ очень аккуратно, все операции проводят дистанционно и автоматизированно, внутри бассейнов с водой, которая защищает от излучения.

Куда и откуда возят ОЯТ?

Так вот, в России, как и во Франции, Великобритании и других странах, есть заводы по переработке ОЯТ. Исторически у нас это делают на производственном объединении «Маяк» в Озерске, в Челябинской области. Но там перерабатывают не все топливо. Сейчас в «Росатоме» реализуется концепция, согласно которой топливо с большинства АЭС свозят в централизованное хранилище на Горно-химическом комбинате в городе Железногорске Красноярского края, где затем и будут его перерабатывать.

Мы разобрались, куда везут радиоактивные отходы. Но откуда? Судя по картинкам из Тюмени, на фото вагоны и контейнеры ТК-13 для перевозки топлива реакторов ВВЭР-1000. Это самый распространенный тип реактора для АЭС в России и на постсоветском пространстве. Да и в мире подобные водо-водяные реакторы самые популярные. В России ВВЭР-1000 работают на четырех из одиннадцати АЭС: на Балаковской, Калининской, Нововоронежской и Ростовской атомных станциях.

Но так уж вышло, что АЭС в России — на западе и юге, там, где большинство населения и высокое потребление электроэнергии. А комбинаты по переработке топлива — на Урале и в Сибири, в «тылу», где их исторически расположили во времена холодной войны. Так контейнеры с топливом и путешествуют через Тюмень, Екатеринбург, Новосибирск и другие крупные города, которые стоят на Транссибирской магистрали.

Опасны ли такие перевозки?

На самом деле, нет. По крайней мере, если все делается грамотно и по правилам. Несмотря на то что само отработанное топливо очень радиоактивно, для его перевозки принимают соответствующие меры безопасности.

Во-первых, после выгрузки топлива из реактора оно еще несколько лет хранится на станции в специальном бассейне выдержки. Там его активность и опасное излучение уменьшаются в сотни раз. После такой выдержки ОЯТ уже можно отправлять в хранилище или на переработку.

Во-вторых, для перевозки такого опасного груза разработаны специальные защитные транспортно-упаковочные комплекты и контейнеры — ТУКи. Это не просто металлический бак, это многослойная, собранная из разных материалов инженерная конструкция с датчиками контроля, общей массой более 100 тонн. В ТУК-13 для перевозки топлива ВВЭР-1000 помещается до 12 топливных сборок общей массой топлива до шести тонн. И рядом с таким толстостенным контейнером можно уже спокойно стоять, не рискуя получить опасную дозу.

Но дело не только в защите от радиации. Такие контейнеры рассчитаны на то, что даже при аварии они не потеряют герметичности, а значит, наружу опасные вещества не попадут. Контейнеры испытывают и конструируют так, чтобы они выдерживали падение на бетонную площадку, столкновения с препятствиями, пожары и погружения в воду. Можно посмотреть на то, как контейнеры тестируют за границей.

Так что перевозка таких грузов по Транссибу не представляет серьезной угрозы.

Хочется подытожить двумя выводами. Плохим и хорошим.

Плохим, потому что наличие крупных транспортных магистралей, проходящих через крупные города, — нехорошо. В России в год перевозят до 800 миллионов тонн опасных грузов: взрывчатые, горючие и токсичные вещества. И мягко говоря, далеко не все из них перевозятся в таких прочных контейнерах, как радиоактивные материалы. Поэтому объездные пути нужны, как необходимо и развитие другой транспортной инфраструктуры в такой огромной стране, как Россия.

Второй вывод хороший. Я напомню цифру в 20 тонн топлива, которые ежегодно нужны АЭС для работы. Этого достаточно, чтобы целый год обеспечивать электричеством и частично теплом такой город, как Екатеринбург. Для угольной станции такой же мощности понадобится несколько миллионов тонн топлива, часть которого в итоге в буквальном смысле вылетает в трубу — в наши легкие, а затем еще и добавляет СО2 в атмосфере со всеми вытекающими последствиями для глобального изменения климата. И эти миллионы тонн надо возить по той же железной дороге, через те же города. Получается, уж лучше, наверное, четыре вагона с ядерным топливом.