Это третья статья из серии моих публикаций, посвященных проблеме ввоза обедненного гексафторида урана (ОГФУ) из Европы в Россию. Напомню, что осенью прошлого года начались акции протеста против ввоза ОГФУ в Россию, активные выступления Гринпис и других экологических активистов против ввоза в СМИ, Росатом начал ответную разъяснительную кампанию — встречи с экологами, в том числе с участием главы Росатома, техтуры на предприятия, встречи в регионах. Я тоже стал разбираться в проблеме, встречался со специалистами и с активистами, в т.ч. с противниками ввоза, посетил крупнейший завод по обогащению урана в Новоуральске.
В итоге я опубликовал на Хабре две статьи. Первая была посвящена технологиям обогащения урана в России и мире. Вторая — истории контрактов на обогащение урана, экономике вопроса и тому зачем же к нам ввозят ОГФУ. Перед чтением этого поста рекомендую сначала ознакомиться с ними. Следующие части я обещал посвятить вопросам безопасности обращения с ОГФУ и тому что же делают с остающимся после дообогащения в России дважды обедненным ураном. Однако статьи эти немного подзадержались. В дисклеймере под катом я поясню как так получилось и что произошло за это время. Ну и там же — обещанное продолжение темы. Итак, поехали.
Фото крупнейшей аварии при транспортировке ОГФУ. Источник
Дисклеймер
С января этого года по теме ввоза ОГФУ произошло много важных событий.
- Во-первых, в реактор БН-800 на Белоярской АЭС загрузили первую серийно изготовленную партию MOX-топлива. Правда об этом подробнее в следующей части.
- Во-вторых, меня пригласили в состав рабочей группы по ОГФУ комиссии по экологии Общественного совета Росатома. До разгара эпидемии, в феврале, я успел принять участие в одном заседании группы с участием представителей Росатома и Гринписа. Это был любопытный опыт. Кроме того, группа приняла решение издать доклад по теме ОГФУ и мне предложили присоединиться к числу авторов. Однако я был вынужден отказаться из-за пункта 3.
- С начала года у меня была длительная зарубежная командировка в разгар пандемии, карантины, рождение второго ребенка, а затем смена работы. Это все вроде бы не имеет отношения к теме, но объясняет почему у меня не было времени почти ни на что другое, в том числе и на этот блог. Но сейчас я потихоньку наверстываю упущенное.
- Ну и наверно главное по теме. 8 июля был презентован тот самый совместный доклад Комиссии по экологии Общественного совета Росатома и экологической организации «Беллона» по вопросу обращения с ОГФУ. Доклад доступен по ссылке. На мой взгляд это наиболее полное и довольно простое для восприятие издание по теме на русском языке. Рекомендую всем интересующимся с ним ознакомиться, там всего 50 страниц.
- А ОГФУ все это время продолжают завозить, ведь контракты действуют до 2022 года. И каждая новая отправляющаяся партия — это новостной повод для экологов-активистов. Вот свежая новость с их подачи.
Опасность ОГФУ
1. Свойства гексафторида урана
Гексафторид урана, (ГФУ, формула UF6, независимо от изотопного состава, т.е. хоть обедненного, хоть природного или обогащенного урана) – это действительно опасное, химически токсичное и очень едкое вещество, способное вызвать ожоги и тяжелое отравление, относится к веществам I класса опасности с очень низкой предельно допустимой концентрацией — до 0,015 мг/м3 в воздухе рабочей зоны (не путать со смертельной концентрацией). Смертельная доза может быть получена при нахождении 10 минут в зоне с концентрацией 216 мг/м3 (так называемый параметр AEGL-3) Опасность его связаны именно с химическими свойствами.
В плане радиационной опасности активность ОГФУ, в котором меньше легких изотопов — 235-го и 234-го, минимум в разы, если не на порядок ниже, чем у природного урана — 2-4 кБк/г против 20-40 кБк/г (1 кБк = тысяча распадов в секунду). Уран — альфа-излучатель, поэтому речь в первую очередь идет об альфа-активности, хотя с распадом урана в нем образуются и бета-активные продукты распада. Так что уран в первую очередь опасен при внутреннем облучении — если его вдохнуть или проглотить. Но если вы съедите гексафторид урана, хоть обедненного, хоть обогащенного, то в первую очередь опасность будет связана с химическим отравлением, а не облучением.
Почему в промышленности используют именно такую химическую форму урана я подробно объяснял в первой статье про технологии обогащения — только гексафторид урана легко переводится в газообразную форму, необходимую для обогащения. Больше ни для чего такая химическая форма урана в атомной промышленности не нужна, а сам уран — нужен. Но к этому мы еще вернемся. При нормальных условиях (атмосферном давлении и температуре до 56,7 градусов) ГФУ находится в твердом виде, в таком же виде он транспортируется и хранится.
Гексафторид урана при нормальных условиях негорюч и не вступает в химические реакции с кислородом, азотом, углекислым газом и сухим воздухом. В газообразном состоянии бурно реагирует с водой, в том числе с атмосферной влагой, с образованием твердого уранилфторида (UO2F2) и газообразного фтористого водорода (HF) — тоже очень токсичных веществ, последний как и ГФУ относится к 1-му классу опасности, хотя его ПДК выше. При этом выделяется много тепла.
Однако твердый гексафторид урана с водой и ее парами реагирует гораздо медленнее, так как образующийся мелкодисперсный аэрозоль уранилфторида оседает и препятствует поступлению воды к поверхности гексафторида урана. Этот эффект приводит к существенному замедлению скорости реакции. Т.е. твердый ГФУ как бы затягивается пленкой уранилфторида.
Из описанных свойств вытекает важный практический вывод. ГФУ, который транспортируют и хранят в твердом виде, в случае разгерметизации на открытом воздухе реагирует с его влагой, но не бурно как газообразный или жидкий ГФУ, а медленно, и при этом реакция эта за счет осаждения уранилфторида постепенно затухает. При этом наибольшую опасность представляет выделяющийся газообразный фтороводород HF.
2. При аварии контейнера зона смертельного поражения 32 км?
Однако с самого начала истории и шумихи вокруг ввоза ОГФУ в октябре 2019 г., Гринпис и другие активисты говорили и охотно делились этой информацией со СМИ (раз, два), что перевозка ОГФУ представляет огромную угрозу, поскольку в случае разгерметизации контейнера возможна авария с образованием смертельной зоны поражения радиусом 30-32 км. Причем, 10 лет назад, в 2009-м, когда была аналогичная борьба с ввозом ОГФУ, назывались те же самые цифры. Это не удивительно, ведь источник, на который при этом ссылаются, все тот же что и 10 лет назад — это доклад Агентства по атомной энергии Организация экономического сотрудничества и развития (OECD) 1978-го года. Этот 450-страничный документ — сборник докладов европейских специалистов на семинаре 27-29 июня 1978 года по вопросам обращения с гексафторидом урана.
Чаще всего противники ввоза ОГФУ цитируют из этого документа всего одну цифру про 32 км (20 миль в оригинале) — потенциальную зону поражения при аварии. Реже приводят сам пункт 5.3 из доклада (показываю каким образом и с какими выделениями ее приводит Андрей Ожаровский в своей статье об ОГФУ):
Перевод: «Ясно, что внезапное высвобождение большого количества UF6, при распространении по воздуху, может привести к большому количеству жертв. В теории, при некоторых погодных условиях, смертельные концентрации могут образоваться в местах, удалённых на 20 миль [32 километра] от точки выброса. Фактическое количество жертв будет зависеть от мер защиты и плотности населения».
Однако из этого абзаца непонятно о каком именно сценарии аварии идет речь и какое же количество UF6 и в каком виде «внезапно высвобождается». Но активистов это не смущает — цифра в 20 миль красивая и страшная, самое оно для тиражирования. Мне же хотелось разобраться и найти детали и подробности. Поэтому я посмотрел (и все желающие могут тоже это сделать) сам оригинальный документ и обнаружил интересное. Много даже искать не пришлось. Ответ есть прямо на той же самой странице и двумя идущими за ней.
Коллаж со страницами доклада 1978 (стр 116-118) года с описанием наиболее страшных сценариев аварии с ОГФУ. Зеленым выделен цитируемый экологами пункт 5.3, а так же два идущих за ним с уточнениями, где возможны такие сценарии — это заводы по обращению с ОГФУ.
На картинке выше желтым выделены 13 конкретных сценариев с описанием мест возможных аварий со значительным выбросом — все на производстве и все касаются обращения с жидким или газообразным ОГФУ, за исключением одного. Красным выделены два, а по сути один и тот же единственный сценарий, который касается аварии с контейнером ОГФУ, в котором тот изначально не обязательно в жидком или газообразном виде. Т.е. теоретически, это может быть и сценарий с транспортировкой ОГФУ, но с важными оговорками — это сценарий аварии при его попадании в сильный длительный пожар с дальнейшим взрывом. Т.е. это не просто разгерметизация контейнера при транспортировке, а сочетание целого ряда условий.
Дальше по тексту мы поймем, что не все описанные выше сценарии одинаковы по последствиям, а тот что касается разгерметизации контейнера при нормальных условиях (не при пожаре и не при взрыве) — не тянет не то что на 32 км поражения, но и на 1 км. Впрочем, к чему эти нюансы для антиядерных активистов, рассказывающих журналистам об ужасах ГФУ в случае разгерметизации контейнеров при их перевозке. Без каких-либо уточнений и пояснений они просто годами цитируют страшную цифру про 32 км…
Вот свежий пример комментария Владимира Сливяка из «Экозащиты» по поводу недавней отправки партии ОГФУ на сайте Эха Москвы… К журналистам, просто перепечатывающим мнение одной стороны без попытки разбора ситуации — отдельный вопрос...
У меня такому поведению экологов-активистов лишь три варианта объяснения. Либо за 10 лет (минимум) они не прочитали цитируемый документ, либо прочитали, но не поняли, либо поняли, но намеренно избирательно его цитируют и дают вырванную из контекста цифру, которой делятся со СМИ для нагнетания опасности и по сути запугивания людей. Ни один из вариантов я бы хорошим не назвал. Ну, возможно и я ошибаюсь, конечно, но попробуйте найти этому другое объяснение.
3. А что же будет при разгерметизации контейнера? Теория
Давайте попробуем разобраться что же будет в реальности при разгерметизации контейнера с ОГФУ. Такие задачи решали моделированием в моем родном (мне повезло с темой)Институте промышленной экологии УрО РАН. Была даже разработана специальная методика оценки. Из открытых публикаций могу сослаться на тезисы конференции ВНКСФ-13 (там и мои работы есть, кстати) Ильина А.С и Поддубного В.А на стр 660 с. «Численное моделирование аварийной разгерметизации контейнера хранения твёрдого гексафторида урана».
В модели процессы взаимодействия поверхности ГФУ с влажным воздухом описываются системой из восьми дифференциальных уравнений, но не будем вдаваться в детали. Выводы моделирования такие. В зависимости от влажности и температуры, скорость выхода HF (наиболее опасного продукта реакции) варьируется в диапазоне от 0,4 до 15 г. с квадратного метра в секунду. Ну т.е. ни о каком взрывном процессе речи не идет, в отличие от реакции газообразного ГФУ.
На нескольких заседаниях рабочей группы Общественного совета Росатома по ОГФУ докладывались некоторые сценарии аварии на основе такого моделирования. Сценарий первый описывает разгерметизацию контейнера как образование трещины в его верхней части, над поверхностью твердого ОГФУ. Контейнеры заполняются не под завязку (заполняются жидким ОГФУ, а потом он застывает), у них есть свободный объем вверху, где над твердой фазой ОГФУ скапливаются его пары. Т.е. трещина в этой верхней части — наихудший сценарий, который приведет к наибольшему выбросу, поскольку газовая фаза легче смешается с водяным паром, а поверхность твердого ОГФУ, открывшаяся влажному воздуху, будет максимальна.
Контейнеры «48-Y» с ОГФУ на площадке хранения УЭХК в г. Новоуральске, куда и везут нынешний ОГФУ. Фото автора, снято в декабре 2019.
Последствия такой аварии — разовый выброс 16 (!) граммов HF и затем выделение из разрушенного контейнера по 40 г в час. Данные ниже на слайде.
Слайд из презентации Алексея Екидина, сотрудника радиационной лаборатори Института промышленной экологии УрО РАН, к его докладу на заседании Общественного совета Росатома 17 декабря 2019.
Кстати, тут же на слайде есть данные по моделированию того, каким же должен быть выброс, чтобы на расстоянии 32 км образовалась смертельная концентрация (решение обратной задачи из того самого доклада 1978 года). Вывод вы видите выше — нужен выброс 2 тонны в секунду…
Другой сценарий аварии, когда контейнер не просто дал трещину, а в нем образовалась пробоина и часть ГФУ высыпалась. Результат приведен в другой презентации с того же заседания. Разовый выброс фтороводорода HF в таком случае составит 700 г и примерно столько же будет выделяться каждый час далее.
Слайд из презентации со ссылкой на расчеты ИпЭ УрО РАН по выбросу при разрушении контейнера с ОГФУ.
Кстати, а есть ли что-то про повреждение транспортного контейнера в том докладе 1978 года, на который любят ссылаться Гринпис? Конечно, на 450 страницах и об этом есть. Читаем, например, сценарий на стр 252:
Мой вольный перевод: «4.1 Повреждение не нагретых контейнеров.
Механическое повреждение не нагретых контейнеров представляется возможным во время
аварии при транспортировке или в результате аварии на складе. Без нагрева UF6 в
поврежденном контейнере находится в твердом состоянии, поэтому следует ожидать только медленное выделение очень небольших количеств UF6 и HF. При этом никаких химических или радиологических последствий за пределами объекта не ожидается. К тому же, поскольку выход UF6 сопровождается выделением белого уранилфторида U02F2, место утечки может быть легко обнаружено. „
4. Разгерметизация контейнера — натурный эксперимент
В далекие 1990-е в США занялись программой обращения с накопленным обедненным гексафторидом урана. Мы еще к ней вернемся в следующей части. Сейчас важно то, что в ее рамках Аргоннская национальная лаборатория по заказу Министерства энергетики США создала специальный сайт Depleted UF6 Management Information Network Web Site, где доступно изложила информацию по теме и ответы на вопросы о свойствах, опасности и практике обращения с ОГФУ. Короче, грамотно поработали с общественностью и информированием. Росатом сейчас вынужден делать ту же работу, реагируя на протесты и отвечая на вопросы активистов. Но лучше, конечно, такие вещи делать заранее и на опережение, чтобы снимать будущие вопросы. Это и называется информационная открытость.
Так вот, сайт этот жутко древний, из каких-то 90-х, с ужасной навигацией и доступом к файлам, но на нем много полезной информации. В том числе подробный FAQ и самое интересное, чего я больше нигде не находил — видеоролики по теме, в том числе с лабораторными и натурными экспериментами, демонстрирующими свойства ОГФУ. В том числе аварийные сценарии. Качество, правда, ужаснейшее, адаптированное видимо под интернет тех времен. Youtube тогда еще не было, так что один из роликов для удобства просмотра я залил на свой youtube-канал:
Видеоролик US DOE с демонстрацией свойств ОГФУ и аварийных сценариев (ее раз извиняюсь за качество, таков исходник).
С 9:50 в ролике можно наблюдать шокирующий эксперимент — два работника завода в химзащите и противогазах намеренно разгерметизируют контейнер с ОГФУ, откручивая от него запорный клапан. Можно увидеть как постепенно оттуда начинает выделяться газообразный фтороводород. Никакого взрывного процесса. Более того, процесс выделения постепенно замедляется из-за осаждения уранилфторида. Диктор сообщает, что находиться на расстоянии более 3 метров от такого контейнера можно даже без средств защиты. А потом утечку устраняют простой клейкой лентой. Ну и там далее еще показаны эксперименты по погружению негерметичного контейнера в воду и как там он себя ведет (спойлер — он там опять самозакупоривается). Переснять бы это все сейчас в хорошем качестве для наглядности…
5. А если на склад упадет самолет?
Рассмотрим еще один страшный сценарий, который справедливо упоминает Гринпис, не приводя, правда, никаких его оценок и расчетов (чтобы пугать они и не нужны — фантазия обывателя сама все дорисует). Это сценарий падения самолета на склады с ОГФУ, которые реально занимают значительные площади. Оставлю в стороне тот факт, что в России, в отличие от Европы, такие склады находятся на территории закрытых городов, которые, как и АЭС, находятся вне авиакоридоров.
Сценарий падения самолета неоднократно упоминается в докладе 1978 года (можно самостоятельно поискать в докладе слово “plane», их там 14 штук). Вывод там такой (стр 325): «в случае падения самолета на хранилище с контейнерами с ОГФУ максимальные последствия будут на расстоянии не более 1 (!) км и не выйдут за пределы промплощадки». И это при том что расчеты у них проведены для контейнеров с ОГФУ с толщиной стенок в два раза меньше, чем у современных (8 мм против 16 мм).
Вспоминаем еще раз про 32 км из того же самого доклада и снова убеждаемся, что в той гипотетической аварии речь точно не идет о контейнерах с твердым ОГФУ, и даже о их взрыве от нагрева при пожаре от падения самолета.
На снимке с Яндекс карт как раз одна из крупнейших площадок хранения ОГФУ при комбинате УЭХК в Новоуральске, куда сейчас и везут на переработку ОГФУ из Европы. Площади действительно огромные. И это только часть территории, занятой крупнейшим в мире комбинатом по обогащению урана — до 20% мировых мощностей.
В России 4 завода по обогащению урана и, соответственно, 4 площадки хранения ОГФУ (далее по ссылкам указаны как раз места хранения на яндекс- и google-картах) — в Новоуральске (На Урале, 80 км от моего дома), и три в Сибири — в Северске, Зеленогорске и Ангарске. Только в Северске жилье располагается на расстоянии около 700 м от складов, в остальных городах — минимум в 2-3 км.
Впрочем, на родине доклада 1978 года, в Европе, все гораздо камернее. В Великобритании, на заводе Urenco в г. Кейпенхерст, на расстоянии 50-100 м за забором хранилища располагаются с полдюжины гостиниц, а жилые кварталы — не дальше 1 км. В следующей части мы еще вернемся к этому заводу, поскольку на него свозят ОГФУ с других европейских заводов Urenco из Германии и Нидерландов для переработки, хотя Гринпис говорит что ни одна страна кроме России к себе чужой ОГФУ не завозит — ну т.е. это опять неправда. Великобритания завозит как минимум.
Размещение обогатительного завода Urenco в Кейпенхерсте (Великобритания). Куча гостиниц буквально за забором от складов. Жилые кварталы — не далее 1 км на восток.
То же и в Гронау (Германия), откуда ОГФУ и везут в Россию — в 300 м от хранилища — популярный семейный отель, а городское жилье — в 1 км. От Нидерландского завода Urenco в г. Алмело — 200 м до тюрьмы, 500 м до гостиницы и около 1 км до жилых кварталов. Так что последствия падения самолета на промплощадки обогатительных комбинатов в Европе, согласно оценкам доклада 1978 года, могут быть печальнее, чем в России. При том что и самолетов у них летает побольше, и плотность населения и застройки выше.
Кстати, это видно и по оценкам вероятности такого сценария. Вероятность падения самолета в зависимости от его размера оценивается европейцами в своем докладе как от 1 до 4 случаев за миллион лет. Российская оценка для наших складов на два порядка меньше — 1 случай за 100 миллионов лет.
6. Сценарий взрыва контейнера
А теперь давайте рассмотрим тот самый страшный сценарий, который может произойти с контейнером с ОГФУ, который попал в список гипотетических аварий с большими выбросами в документе 1978 года. Не думаю, что его до этого кто-то подробно публично разбирал, поскольку он не описан подробно ни в докладе 1978 года, ни попадался мне на глаза у Гринписа или других экологов-активистов, любящих цифру в 32 км. Возможно они о нем не знают. Так что не исключаю, что сейчас частично сыграю им на руку, подкинув деталей. Впрочем, этого сценария пока нет и в докладе Беллоны об ОГФУ (но доклад будет дополняться, в т.ч. раздел по возможным авариям), и в методиках ИПЭ УрО РАН (у них я уточнял — им такую задачу считать и не задавали), и не упоминается нигде у Росатома. Так что и для них это наверно будет некоторым неприятным сюрпризом. Но я как раз пытаюсь разобраться в проблеме, а не занять чью-то сторону. Поэтому выкладываю то до чего докопался, а выводы делайте сами.
Итак, это сценарий, при котором контейнер с ОГФУ взрывается после длительного нагрева в большом пожаре — свыше существующих нормативов по прочности для такого контейнера. Конструктивно самый популярный в мире контейнер для ОГФУ «48-Y» (в нем в Россию и завозят ОГФУ из Европы) по международным требованиям должен выдерживать 30-минутное нахождение в огне с температурой 800 градусов. Но что если нагревать его больше и дольше? Постепенно гексафторид внутри расплавится, давление его паров будет расти и при превышении расчетных параметров (27 атмосфер) возможно разрушение контейнера, а при таком внутреннем давлении это будет взрывной процесс с выбросом наружу газообразного и жидкого ОГФУ. И это, конечно, гораздо опаснее чем разгерметизация контейнера с твердым гексафторидом.
Я нашел ряд статей с моделированием выброса при таком сценарии. В открытом доступе есть, например, немецкая статья M. Sogalla и W. Brücher «Radiological consequence analysis in case of fire impact.». В ней разбирается массовый сценарий: сразу 10 контейнеров, по 12,5 т ОГФУ (т.е. те самые «48-Y») в каждом, нагреваются в огне при сжигании углеводородов при температуре 800-1000 градусов. Моделирование показывает величины выброса и приземные (там, где собственно находятся люди) концентрации опасных веществ при неблагоприятных погодных условиях на разном расстоянии в зависимости от разных факторов, продолжительности пожара после взрыва, например.
Так вот, в самом худшем сценарии, чисто гипотетическом и по словам авторов маловероятном, опасные (вплоть до смертельных) концентрации от одновременного взрыва 10 контейнеров возможны на расстоянии 8 км по направлению ветра от места взрыва. Скорость выхода ОГФУ из одного контейнера при этом — до 12,2 кг/с. Серьезный сценарий и серьезные последствия. Но и тут нет речи о зоне смертельного поражения в 32 км.
График концентрации выброса (на самом деле меня смущает что у них указан «уран», но судя по величине AEGL-3 речь все же о некоем усредненное выбросе продуктов реакции ГФУ с влагой — если кто поможет разобраться будет здорово) в зависимости от времени начала пожара и расстояние на котором будет та или иная концентрация. AEGL-3 — смертельный уровень. Источник.
Авторы, конечно, обсуждают сферического коня в вакууме, моделируя огонь в условном бассейне углеводородов, и не говорят о реалистичных сценариях. Но из возможных, конечно, напрашивается минимум один страшный сценарий (это моя фантазия, можете придумать другой) — столкновение поезда с ОГФУ и поезда с каким-то горючим (нефть или бензин). Важные условия такой задачи — горючка должна разлиться так, чтобы в ее огонь попали несколько контейнеров с ОГФУ, чтобы она горела не менее получаса равномерно прогревая весь объем контейнеров, и за это время она не должна вся выгореть (для этого слой нефти должен быть минимум 7,5 см, а бензина — 30 см, см табл 1.1 в документе о скорости горения нефрепродуктов), все это дело не должны в это время тушить и разгребать. Ну и сила и область последствий будет зависит от многих факторов — устойчивости и силы ветра, густонаселенности местности, близости пожарных команд и готовности реагировать на ЧП и т.д.
Так что если Гринпис и возьмет на вооружение рассказы об этом сценарии, важно, чтобы они давали при этом все вот эти подробности про случай столкновения двух поездов. А то начнутся выдумки как про 32 км от разгерметизации одного контейнера. Ну и по уму надо оценить вероятность такого сценария. Я ее пока нигде не нашел, даже любопытно — она выше чем у падения самолета на склад или ниже?
При этом надо помнить, что вообще то крушение поезда с горючим это сама по себе серьезная авария, тем более в случае столкновения с чем угодно, начиная от других опасных грузов и заканчивая пассажирским поездом. Так что мне кажется более важным не бороться с конкретными грузами, которые кому-то по тем или иным причинам не нравятся (Гринпису, например, все радиоактивное и атомное), а бороться за повышение безопасности всех транспортировок вообще. Ниже я еще разовью эту мысль.
7. Свойства и прочность контейнеров для ОГФУ
Давайте теперь перейдем от теории к практике — к реальным авариям. Они, конечно, были. И наверняка еще будут. Никакой транспорт, да и никакая технология вообще, не бывает 100% безопасным. Поэтому как и с перевозкой других ядерных и радиоактивных материалов, сами контейнеры делают такими (даже на случай когда ядерное топливо возят самолетами), чтобы в случае аварии они сохраняли герметичность. Даже если при этом возникнет пожар. Но бесконечной безопасности опять же не бывает, так что формулируются некоторые минимальные требования, которым тара должна отвечать.
Наиболее популярные во всем мире контейнеры для ОГФУ — «48-Y» (48 — это диаметр в дюймах, или 1,22 м). Длина 3,81 м, объем — около 4 м3, масса контейнера — около 2,5 т, масса ОГФУ внутри — до 12,5 т. Толщина стальных стенок — почти 1,6 см. Рабочее давление — 13 атмосфер, предельное — 27 атмосфер (данные отсюда, стр 51).
Далее я процитирую доклад Беллоны (стр 22): «После изготовления контейнеры подвергаются испытаниям на механическую прочность, герметичность, термостойкость и устойчивость к гидростатическому давлению. Для испытаний на прочность проводят сбрасывание контейнера с высоты 9 м на бетонную плиту с металлическим штырем диаметром 36 мм. Падение с такой высоты равносильно столкновению с бетонной плитой на скорости 45 км/час. Испытания на теплостойкость проводят выдержкой контейнера в открытом огне при температуре 800С в течение получаса. Испытания на герметичность проводят сопротивляемостью гидравлическому давлению, вдвое превышающему рабочее, при температуре от -40С до +40С.»
А это фото контейнера «48-Y» на специальном участке комплексного обслуживания на УЭХК, где их периодически обследуют. Эту процедуру раз в несколько лет в течение всего срока службы в 80-100 лет проходят все контейнеры в хранилище. При этом их проверяют на наличие дефектов и соответствие всем требованиям как внутри так и снаружи, моют и окрашивают. ОГФУ при этом, конечно, извлекается. Фото автора.
8. Реальные случаи аварий при обращении с ОГФУ
Конечно, аварии при транспортировке бывали. Однако при этом не было аварий с выходом ОГФУ из контейнеров. Вот наиболее яркие примеры:
25 августа 1984 года. Судно «Монт-Луи» везло 350 т гексафторида урана в 30 контейнерах 48-Y (да, они использовались уже тогда и за 20 лет до того) и затонуло в Северном море после столкновения с паромом. По аварии имеется подробный 5-страничный бюллетень МАГАТЭ, откуда можно узнать массу любопытных деталей. Груз, кстати, направлялся по похожему на нынешний контракт — это была поставка европейского ГФУ и ОГФУ (Франция, Бельгия и Германия) на обогащение в СССР по контракту от 1973 года (О становлении мирового рынка обогащения я подробно писал в прошлой публикации).
Фото столкновения судна «Монт-Луи» и парома «Олау Британия» в Северном море в 10 милях от Бельгийского берега. Монт Луи затонул через 4 часа 40 минут после столкновения. Фото взято отсюда.
За полтора месяца все контейнеры были подняты, часть из них была помята и повреждена штормами, однако лишь в одном была обнаружена небольшая течь в запорном клапане. Течь, кстати, за счет разницы давлений, была внутрь контейнера, а не наружу, и была устранена при подъеме. Вода не успела заполнить свободный объем контейнера. Проведенные пробы и исследования не обнаружили никаких значительных загрязнений. Кроме того, во время спасательной операции были сделаны прогнозы по наихудшему сценарию. Расчеты показали, что даже мгновенная реакция всего ОГФУ в контейнерах с морской водой не привела бы к образованию токсичных концентраций фтористоводородной кислоты. В результате весь груз был спасен без ущерба для здоровья спасателей и окружающей среды.
Я честно искал наглядные материалы по той аварии чтобы вам показать, но их не так много. Есть совершенно эпичное цветное фото операции по подъему груза с затонувшего судна Монт-Луи, где видны поднятые контейнеры. Но известное агентство Магнум, куда я обратился за разрешением поставить его в пост, запросило с меня 6000 р. Пока я не готов на такие траты для постов в блоге, поэтому я просто дам ссылку, где его можно посмотреть на сайте агентства в нормальном качестве — вот тут.
Зато о спасательной операции есть целый документальный фильм:
13 марта 2014 года в Порту Галифакс (Канада) при погрузке на судно уронили с 6 метровой высоты 4 контейнера 30B с обогащенным гексафторидом урана. Контейнеры сохранили герметичность, утечек не было. Аналогичный инцидент был в этом порту и в 1999-м.
С десяток случаев аварий грузовиков с контейнерами с ОГФУ в США и Европе описаны по этой ссылке (см Transport accidents в самом низу). Случаев разгерметизации не было.
И данные Росатома, и данные отчета Беллоны говорят о том, что за все время транспортировки ОГФУ на территории СССР/России (более 60 лет) аварий и инцидентов не было. Можно в этом сомневаться, но указанная выше ссылка на подборку инцидентов с транспортировкой ОГФУ действительно ограничивается лишь иностранными примерами. Возможно дело в том, что у нас в основном его перевозят железнодорожным транспортом, который несколько безопаснее автомобильного.
Для наглядности того как ОГФУ разгружают с судна в порту Санкт-Петербурга и перегружают на ж/д транспорт, какая при этом радиационная обстановка и как это все показывают общественности, поставлю тут этот видеоролик от Беллоны про перегрузку урановых хвостов в Санкт-Петербурге.:
9. Смертельные случаи при обращении с гексафторидом урана
Несмотря на отсутствие жертв при авариях на транспорте, смертельные случаи при обращении с гексафторидом урана происходили. Например, в США в 1944 году на экспериментальной установке произошел выброс около 180 кг разогретого газообразного ОГФУ. Погибли два человека, еще трое пострадали. А в 1986 году на коммерческой установке по переработке урана Sequoyah Fuels Corp, США, произошла утечка UF6 при разрыве нагретого 14-тонного контейнера. От вдыхания HF погиб один человек, еще 31 работник подвергся воздействию газового облака, но долговременных последствий для здоровья не получил.
Разорванный контейнер на Sequoyah Fuels Corporation в 1986 году. Источник.
Итого за почти 75 лет обращения с ОГФУ в мире погибли трое и пострадали еще около 40 человек. Даже если предположить, что в СССР такие случаи скрывались, то вряд ли речь идет о величинах на порядки больших. Получается, что человечество действительно научилось обращаться с этим опасным веществом — ОГФУ, относительно безопасно. А абсолютно безопасных технологий не бывает. Даже тяга делать селфи убила больше людей, чем ОГФУ.
10. Прочие опасные грузы или все относительно
Надо отметить, что ОГФУ, конечно, опасная субстанция и опасный груз на наших дорогах. И внимание активистов к нему приковано, конечно, не на пустом месте. Однако как я показал выше, Гринпис склонен, осознанно или нет, существенно преувеличивать опасность.
Конечно, можно добиться прекращения ввоза ОГФУ из-за границы (около 12 тыс.т до 2022 года по нынешним контрактам), но это, во-первых, не прекратит перевозку аналогичного по химическому составу гексафторида природного и обогащенного урана внутри страны — между комбинатами на Урале и в Сибири. Ведь крупнейший комбинат в Новоуральске работает полностью на привозном гексафториде — его везут с сублиматного завода СХК в Северске, где природный урановый концентрат для дальнейшего обогащения переводят в форму гексафторида. Производство уранового топлива для российских и существенной доли зарубежных АЭС будет продолжаться, а значит будет и перевозка ГФУ. И не только в России.
А во-вторых, ладно ОГФУ, объем его перевозок внутри страны не превышает десятков тысяч тонн в год (несколько десятков ж/д составов). Внутри России 20% всех перевозимых грузов относятся к категории опасных, это около 800 млн т. — кислоты (в том числе те же продукты реакции ОГФУ — типа фтороводорода), токсичные вещества, взрывчатые и пожароопасные материалы (те же горючие материалы, необходимые для реализации самого страшного сценария при перевозке ОГФУ). Т.е. их объем в сотни тысяч раз больше, чем ОГФУ. Из этих 800 млн.т. 65% перевозят автомобильным транспортом, потенциально наиболее рискованным в плане дорожных аварий.
Устранение с наших дорог европейских ОГФУ, о чем мечтает Гринпис, не решит проблему рисков связанных с перевозками опасных грузов у нас в стране вообще никак. Решит ее лишь усиление контроля за соблюдением правил перевозок и улучшение транспортной инфраструктуры. В прекрасной России будущего, на мой взгляд, надо делать упор на это, а не на борьбу с отдельными опасными грузами путем запугивания населения, при том что эти грузы перевозятся по тем же правилам и в той же таре по всему цивилизованному миру.
11. Опасности при хранении и ржавые контейнеры
Пару слов об опасности складов хранения. Ну, падение самолета мы уже рассмотрели. Но по сети часто гуляют фото ржавых контейнеров со складов. А Гринпис жалуется на то, что это все хранится под открытым небом и ссылается на несколько отчетов Ростехнадзора до 2011 года, в которых отмечалось неудовлетворительное состояние складов хранения ОГФУ. Однако после 2011 года таких замечаний не было. Помимо того что можно приветствовать наличие контролирующего органа, обнаруживающего недостатки в работе предприятий Росатома, логично задать вопрос — а может после 2011 года замечаний по этой теме нет потому что их устранили?
По поводу хранения под открытым небом — это общемировая практика. Выше я уже показывал фото и давал ссылки на спутниковые карты российских и европейских складов — они все примерно одинаковые. Ну потому что сложно сделать такие огромные ангары. А толстостенные стальные контейнеры, рассчитанные на падения и пожары, не особо боятся дождя и снега. Главная их защита это именно толщина стенок, краска и периодическое освидетельствование, в ходе которого проверяют состояние клапанов, степень коррозии (и внутри тоже), ну и наносят новую краску. Саму территорию складов тоже регулярно осматривают, контейнеры там специально выложены для удобства визуального осмотра. В случае утечки и трещины, как мы видели выше по ролику Министерства энергетики США, во-первых, место утечки несложно обнаружить визуально по белесым выпадениям уранилфторида, а во-вторых, устранить его тоже несложно. В ролике вообще скотч наклеили, а на практике на контейнер могут поставить металлическую заплатку, а затем заменить.
И о ржавчине. В ней для толстостенных контейнеров опять же ничего особо страшного нет, если, конечно, не доводить до запущенных случаев. Огромные склады с крупнейшего завода в Новоуральске, показанные выше, явно заполнены покрашенными серыми контейнерами. Но я специально припас фото с американских хранилищ для этого раздела, а по указанным под ними ссылками можно пройти на сами гуглокарты и посмотреть все в деталях. Даже со спутника видно, что существенная часть контейнеров на складах покрыта ржавчиной:
Склад хранения ОГФУ на бывшем газодиффузионном заводе в Портсмуте (Portsmouth), штат Огайо.
Склад хранения ОГФУ на бывшем газодиффузионном заводе в Падьюке (Paducah), штат Кентукки.
Суммарно на этих складах хранится около 800 тыс. т. ОГФУ — примерно столько же, сколько на всех хранилищах в России. Справедливости ради, тут надо сделать два комментария. Во-первых, в Новоуральске контейнеры скорее всего поновее потому, что они активно работают с зарубежными заказчиками и часто меняют тару. США же свой ОГФУ никуда не вывозят, а в Россию так вообще им законодательно это запрещено — это же ядерный материал, как никак, тот самый стратегический ресурс, статус которого так не нравится Гринпису. Но все это конечно не извиняет такого отношения к их железякам. А во-вторых, надо отметить, что по спутниковым снимках не так хорошо видно на российских площадках состояние контейнеров отечественного производства емкостью по 2,5 м3, которые, в отличие от 48-Y, ставятся вертикально.
12. А как же онкология?
В обсуждениях темы ввоза ОГФУ в СМИ, на других площадках и в комментариях к моим предыдущим статьям периодически возникали возгласы в духе «везут нам всякую гадость, а потом у нас в Новоуральске онкология растет!». Но мало кто после этого приводит цифры или другие данные в подтверждение таких заявлений. И мало кто вспоминает о том, что на самом деле канцерогенов и факторов, повышающих риск рака и без радиации хватает. То что при хранении и перевозке ОГФУ не возникает выбросов урана мы как бы попытались уже разобраться. Давайте я просто для своих родных уральцев покажу одну картинку об уровне заболеваемости раком в нашей Свердловской области.
Год назад наш губернатора подписал 100-страничную программу по борьбе с онкологическими заболеваниями на 2019-2024 годы. Там масса статистики по заболеваемости в области, в том числе по печальным районам — лидерам по заболеваемости раком. Вот они:
«Лидеры» по заболеваемости раком в Свердловской области, чей показатель выше среднего по области, составляющего 426,4 случая на 100 тыс. человек.
Как видно, Новоуральска в этом списке нет, как нет и г. Заречного, где находится Белоярская АЭС. А ведь в Новоуральске находится крупнейший в мире комбинат по обогащению урана. Вот только на Урале помимо атомной промышленности полно не самой чистой цветной металлургии, разных карьеров, в т.ч крупнейший в мире асбестовый, грязных котельных и ТЭЦ, включая крупнейшую в России угольную Рефтинскую ГРЭС, и других источников выбросов, низкого уровня медицины и зарплат и прочих прямых и косвенных факторов, влияющих на здоровье вообще и на онкологию в частности. Вот на что надо обратить внимание в первую очередь для борьбы с онкологией в Прекрасной России Будущего. Ну и атомные предприятия тоже надо контролировать, конечно, но связывать ввоз ОГФУ с ростом онкологии, мягко говоря, не корректно.
13. В завершение 3-й части
Опасность ОГФУ весьма преувеличена антиядерными организациями. Да, это опасное вещество, однако опыт показывает, что принимаемые технические и организационные меры по обращению с ОГФУ обеспечивают его безопасное использование. Однако для дальнейшего длительного хранения предпочитают другие его химические формы, менее опасные. Об этом, а так же о иных способах использования ОГФУ помимо дообогащения — в следующей, завершающей части, которую я опубликую уже через несколько часов (вот она уже опубликована). Там же будет мое интервью с автором доклада об ОГФУ и директором «Беллоны» Александром Никитиным и краткие выводы по всей теме.
Поддержать автора
Если вам понравилась моя статья, то вы можете сказать об этом в комментариях (критики то обязательно мне понапишут), а также поощрить будущие публикации материально — на карту Тинькофф 5536 9137 7974 2317. И подписаться на мой Youtube-канал.
Использованные источники
1.Доклад ЭПЦ «Беллона» ОБЕДНЕННЫЙ ГЕКСАФТОРИД УРАНА (современная ситуация, вопросы
безопасного обращения и перспективы), 2020 год.
2.Краткая версия доклада — обзор ЭПЦ «Беллона» по теме ОГФУ
3. THE SAFETY PROBLEMS ASSOCIATED WITH THE HANDLING AND STORAGE OF UF6, OECD, 1978.
4. «Урановые хвосты» снова едут из Германии в Россию, Андрей Ожаровский, 29.10.2019
5. Численное моделирование аварийной разгерметизации контейнера хранения твёрдого гексафторида урана, Ильин А.С, Поддубный В.А, Материалы ВНКСФ-13, стр 660.
6. Результаты работы рабочей группы по вопросам безопасного обращения с ОГФУ, презентация Екидина А.А.
7. Depleted UF6 Management Information Network Web Site, U.S. Department of Energy (DOE)
8. Radiological consequence analysis in case of fire impact, M. Sogalla, W. Brücher, 2005.
9. Отчет об аварии судна Монт-Луи и ядерная безопасность, Бернар Огюстен, Бюллетень МАГАТЭ, 1985.
10. Uranium Hexafluoride Transport / Wise-uranium.org
11. 70 лет безопасных перевозок радиоактивных материалов. С.В. Райков, А.Е.Бучельников, В.Н. Ершов, В.В. Нащокин, 2015.
12. Программа «Борьба с онкологическими заболеваниями в Свердловской области» на 2019–2024 годы.
Читать продолжение — ссылка.
Автор: Дмитрий Горчаков
