Тёмная (точнее — грязная) сторона атомной энергетики заключается даже не в случаях аварийных инцидентов на АЭС по всему миру (о чём, конечно, говорить нужно отдельно, потому что их гораздо больше, чем печально известные всем Чернобыль и Фукусима), а прежде всего во всех смыслах токсичной и финансово бездонной — поэтому замалчиваемой во многих странах — проблеме утилизации и хранения ядерных отходов.
Пример США, как страны с самым многочленным «флотом» ядерных реакторов в мире, может быть не только поучительным, но, возможно, и предостерегающим пособием в этом вопросе.
Отходы
Восемь лет назад с группой исследователей из Стэнфордского университета (меня тогда интересовал один из университетских стартапов) мы побывали вблизи периметра одного из самых жутковатых мест в США, расположенном в округе Бентон, штат Вашингтон (не путать со столичным Вашингтоном).
Свыше полутора тысяч квадратных километров территории, на которых расположился так называемый Хэнфордский комплекс (Hanford Site), известный также как «Комплекс W», напоминали своим безжизненным пейзажем Семипалатинский ядерный полигон.
Построенный в 1943 году в рамках «Манхеттенского проекта», комплекс стал местом расположения «Реактора B» — первого в мире реактора, предназначенного для промышленного производства плутония.
После окончания Холодной войны производство плутония на предприятии было свёрнуто, однако в результате производственного процесса осталось 204 тыс. кубометров высокоактивных отходов, которые находятся на территории комплекса — что составляет около двух третей от объёма всех радиоактивных отходов на территории США. Таким образом, в настоящее время Хэнфордский комплекс является крупнейшим в США местом захоронения радиоактивных отходов.
На территории комплекса находится 177 могильников для жидких высокоактивных отходов. Расчётный срок службы могильников (20-25 лет) давно истёк. По оценкам 10-летней давности, около 2% отходов уже попали в окружающую среду по причине неконтролируемых утечек из могильников.
Чтобы представить масштаб полигона в Хэнфорде, достаточно сравнить его с аналогичным советским полигоном под Озёрском, где после взрыва 300 кубометров жидких радиоактивных отходов 29 сентября 1957 года (Кыштымская авария) радиоактивный след протянулся на 300-350 км на северо-восток, были отселены 12 тысяч человек из 23 деревень, имущество и скот уничтожены на месте, в ликвидационных работах участвовали сотни тысяч человек. С 1968 года затронутый катастрофой участок вошёл в состав Восточно-Уральского государственного заповедника, доступ людей туда ограничен до сих пор.
Окончание строительства завода по переработке жидких отходов в Хэмфорде предполагалось не позднее 2019 года, затем начало работы комплекса WTP (Waste Treatment and Immobilization Plant) было перенесено на 2022 год, однако Минэнерго США позже сообщило, что «точная дата пуска WTP не может быть названа из-за технических неопределенностей».
Задержка вышла с технологией витрификации (остекловывания) жидких отходов высокой радиоактивности (низко- и среднеактивные жидкие отходы американцы перерабатывают цементированием).
На разработку этой технологии бюджет США ежегодно тратит около полумиллиарда долларов (!), столько же стоит содержание полигона в Хэнфорде. С 1993 года на освоение витризации потрачено свыше 10 миллиардов долларов, однако ни одного литра высокоактивных атомных отходов так и не переработано.
Не является секретом и тот факт, что атомная промышленность США до сих пор не имеет (!) возможности долговременного захоронения радиоактивных отходов. Существующее в США глубокое геологическое хранилище Waste Isolation Pilot Plant принимает отходы только от оборонной индустрии.
Таким образом, отработанное топливо хранится на месте на 75 атомных электростанциях (как действующих, так и остановленных) даже после периода охлаждения. На многих объектах оно переносится из бассейнов выдержки отработанного топлива в сухие контейнеры (бетонные контейнеры), чтобы освободить место для вновь образованного отработанного топлива.
Комиссия по ядерному регулированию (NRC) считает, что сухие контейнеры являются разумным, но ВРЕМЕННЫМ решением, так как длительность хранения более 100 лет создает риск деградации контейнера и поэтому потребует постоянного мониторинга, что, опять же, является проблемой, поскольку временной горизонт отходов намного превышает вероятное существование агентства.
Расходы
В своей работе «Стоимость обращения с ядерными отходами в США» исследователь Стэнфордского университета Кейтлин КРАНМЕР пишет, что Счетная палата США спрогнозировала чистую приведенную стоимость (т.е. 100-летние затраты c учётом стоимости фондов) для временного хранения радиоактивных отходов в размере 211,393 долл. США за МТМ (метрическая тонна тяжелого металла) для централизованного хранения и 318,651 долл. США за МТМ для хранения на территории реактора.
Это будет означать, что 100 лет временного хранения отработанного топлива в США могут стоить до 27 млрд долларов, а дополнительные обязательства составят 200-600 млн долларов ежегодно (!).
Кроме того, Счетная палата спрогнозировала общую чистую стоимость постоянного захоронения радиоактивных отходов в геологическом хранилище в размере 42 млрд долларов США для существующих отходов, плюс 9-10 млрд долларов США дополнительных капитальных расходов: то есть 52 млрд долларов США. Опять же, стоимость будет расти на 0,6-1,0 млрд долларов США в год по мере образования новых отходов. Эта расчетная цифра соответствует оценке Министерства энергетики США в размере 50,2 млрд долларов США, согласно финансовому отчету за 2023 год.
P.S. Резюмируя, вполне уместно будет сказать, что управление и утилизация отработанного ядерного топлива представляет собой значительные финансовые и логистические проблемы.
Переработка отработанного топлива могла бы значительно сократить его объем; однако в настоящее время этот вариант вызывает много вопросов, поскольку существующие технологии оставляют после переработки не менее радиоактивные отходы, в том числе с длительными периодами полураспада. К примеру, для некоторых выделяемых в процессе переработки изотопов период полураспада составляет от сотен тысяч до десятков миллионов лет, что в человеческих масштабах представляет вечность.
Поскольку при работающих АЭС объем ядерных отходов продолжает расти, чувствительность этого вызова со временем будет только увеличиваться.
В своё время один из пионеров в области атомной энергетики в США, знаменитый американский физик Элвин ВАЙНБЕРГ сказал:
«Я уделял недостаточно внимания проблеме отходов. Я был, прежде всего, увлечен разработкой и строительством атомных реакторов… Теперь я думаю, что если бы я мог все начать заново, то поставил бы вопрос о захоронении ядерных отходов на первое место».
Будет ли Казахстан готов к решению такого рода проблем и такому уровню затрат, когда наступит завтра? Кажется, это именно тот случай, когда о дне завтрашнем думать нужно уже сегодня.