Китайская национальная ядерная корпорация (CNNC) объявила о завершении важного этапа строительства одной из крупнейших в мире подземных лабораторий, предназначенных для исследований в области обращения с радиоактивными отходами (РАО). В пустыне Гоби, расположенной к северо-западу от города Цзюцюань в провинции Ганьсу, строители закончили проходку уникального спирального туннеля. Этот объект является частью подземной исследовательской лаборатории Beishan, цель которой – решение фундаментальной проблемы атомной энергетики: безопасного захоронения радиоактивных материалов.
Как отмечается в официальном сообщении корпорации, ядерная энергия является чистым и эффективным источником энергии, при этом около 99% производимых ею радиоактивных отходов относятся к категории низко- или среднеактивных и со временем распадаются до безопасного уровня. Однако, по словам главного научного сотрудника CNNC и руководителя лаборатории Ван Цзю, оставшийся 1% составляют высокоактивные отходы. Они требуют надежной изоляции от биосферы на сотни тысяч лет. Наилучшим решением для таких материалов считается захоронение в глубоких геологических формациях на глубине от 500 до 1000 метров, что часто называют «последним звеном» в цепочке ядерной индустрии.
Лаборатория в Бэйшане призвана стать платформой для международного обмена опытом. Ван Цзю подчеркнул, что, хотя у каждой страны есть свои стратегии обращения с радиоактивными отходами, проект Beishan позволит объединить лучшие мировые практики и поделиться собственными научными открытиями. Строительство подобного объекта сопряжено с колоссальными трудностями: команде необходимо найти массивную цельную скальную породу и создать внутри нее полость, не нарушив герметичность окружающего массива.
Решение о строительстве лаборатории в отдаленном и малонаселенном районе Бэйшань было принято после почти 30 лет изысканий. Исследования начались еще в 1996 году: за это время ученые пробурили около 100 скважин для изучения сложной геологии местности. Выбор пал на этот участок благодаря наличию древних и прочных гранитных формаций, возраст которых оценивается в 260 миллионов лет. После получения одобрения от регулирующих органов в 2019 году, в июне 2021 года началось официальное строительство.
Основная структура лаборатории отличается инновационной планировкой и включает в себя спиральную рампу, три вертикальных шахты и два горизонтальных уровня, достигающих максимальной глубины 560 метров. Завершенная на днях спиральная рампа представляет собой туннель диаметром 7,03 метра и протяженностью около 7 километров, уходящий под землю с уклоном в 10%.
Проходка туннеля стала серьезным вызовом для инженеров. Чрезвычайно твердая скальная порода делала традиционные методы бурения неэффективными и опасными для целостности окружающего гранита. Дополнительные сложности создавали крутые повороты спирали и значительный уклон, предъявляющие особые требования к маневренности техники и системам удаления породы. Глубина объекта также создавала существенные риски для безопасности персонала.
Для выполнения этой задачи был использован тоннелепроходческий комплекс Beishan No 1 – первая в своем роде машина, разработанная Китаем специально для работы в твердых породах при строительстве крутых изогнутых туннелей. В создании уникального оборудования принимали участие Пекинский научно-исследовательский институт геологии урана и Китайская железнодорожная строительная корпорация тяжелой промышленности. В ходе работ применялись инновационные технологии эффективного разрушения породы и высокоточного трехмерного ориентирования.
Строительство велось параллельно с научными экспериментами. Более 40 китайских и международных научно-исследовательских институтов и университетских команд проводили крупномасштабные инженерные тесты. В ходе проходки соблюдались строжайшие меры по ограничению повреждений окружающей породы, чтобы гарантировать, что будущий могильник останется герметичным и безопасным на протяжении тысячелетий.