Ученые предупреждают о рисках разрушения ядерных хранилищ из-за бактерий
Международная группа ученых предупредила о недооцененной угрозе микробиологической коррозии для мировой атомной отрасли. Соответствующее масштабное исследование опубликовано в научном журнале Corrosion Science. Авторы работы систематизировали данные об уязвимости инфраструктуры на всех этапах жизненного цикла ядерных объектов – от контуров охлаждения действующих АЭС до пунктов глубинного захоронения радиоактивных отходов, или ПГЗРО. Исследователи констатируют, что биологическая деградация металлов диагностируется реже традиционного износа, однако несет прямые риски для радиационной безопасности.
Суть описанного в статье механизма заключается в способности бактерий формировать биопленки на металлических поверхностях. Такие структуры создают изолированную микросреду с измененными показателями кислотности и кислорода, что провоцирует ускоренное локальное разрушение материалов. Проблема приобретает критический характер на фоне изменения стандартов планирования в атомной сфере: современные инженерные решения предполагают увеличение срока службы реакторов с традиционных сорока до ста лет. Крупнейшие производители низкоуглеродной энергии – Соединенные Штаты Америки, Китай, Франция и Россия – вынуждены пересматривать программы управления старением оборудования.
Оценивая экономический ущерб, авторы статьи ссылаются на статистику компании Framatome. Согласно приведенным данным, на рубеже веков микробиологическая коррозия стала причиной примерно пяти процентов всех связанных с деградацией материалов остановок ядерных реакторов. Точную долю микробного фактора в глобальных потерях промышленности от коррозии, оцениваемых более чем в два с половиной триллиона долларов ежегодно, выделить сложно из-за несовершенства методов диагностики.
На действующих энергетических объектах наиболее подверженными микробному воздействию признаны системы подачи технической воды и сети пожаротушения. Постоянный контакт с жидкой средой создает условия для размножения бактерий, при этом риск многократно возрастает в периоды холодных остановов оборудования или в зонах застоя воды. Ученые подчеркивают в публикации, что проблема актуальна не только для традиционных установок, но и для перспективных разработок, включая «малые модульные реакторы», или ММР.
Отдельный блок исследования посвящен угрозам для финальной изоляции отработавшего ядерного топлива. Стратегия отрасли предполагает размещение высокоактивных отходов в геологически стабильных формациях – граните, глине или каменной соли. Подземные сооружения проектируются для изоляции материалов от биосферы на сотни тысяч лет. В докладе отмечается, что микробная активность способна нарушить герметичность защитных барьеров на столь длительных отрезках времени.
По итогам анализа авторы статьи сформулировали одиннадцать практических рекомендаций для энергетического сектора. Главный вывод исследования сводится к необходимости внедрения стандартизированных протоколов диагностики. Предотвращение образования колоний микроорганизмов на стадии проектирования АЭС и хранилищ радиоактивных отходов признано технологически более эффективной мерой, чем борьба с последствиями разрушения защитных систем.
