Проблема відпрацьованого ядерного палива українських АЕС

Українська політична криза і війна загострила дискусію, яка раніше розвернулась про ядерний статус України. В українському інформаційному полі прозвучав ряд заяв про те, що Україна повинна створити власну ядерну зброю. Зокрема, доповідачі посилалися на невиконання умов Будапештського меморандуму 1994 р згідно з яким ядерні держави США, Великобританія і Росія гарантували Києву безпеку в обмін на відмову від радянського арсеналу. На цю тему виступали, зокрема, колишній міністр закордонних справ України Володимир Огризко, бувший народний депутат України від Всеукраїнського об'єднання «Свобода» Олег Тягнибок, народний депутат України Михайло Головко та народний депутат України, лідер Радикальної партії України Олег Ляшко. 1 березня 2014 питання обговорювалося на Раді національної безпеки і оборони України.

Природно, що таке рішення, якщо воно буде прийнято, кине виклик глобального режиму ядерного нерозповсюдження. У той же час сама тема, поставлена ​​в український порядок денний, дає підстави проаналізувати наявний реальний потенціал України в цій сфері.

Що стосується ракетної складової, то тут ситуація очевидна. Розташоване в Дніпропетровську КБ «Південне» було одним з важливих елементів радянської ракетної програми, тому в можливості України створити ракети-носії для ядерних боєголовок немає ніяких сумнівів.

Становище з ядерними технологіями і матеріалами, що розщеплюються не настільки очевидно.

На території Української РСР не було підприємств Мінсермашу СРСР ні зі збагачення урану до збройового рівня, ні по радіохімічному накопиченню плутонію. Відповідно, у разі прийняття політичного рішення про створення ядерної зброї, ці заводи України доведеться будувати з нуля. Втім, вважається, що напрацьований ще з радянських часів науковий потенціал Інституту ядерних досліджень Національної академії наук України та інших центрів дозволить вирішити технологічні складнощі на шляху запуску цих підприємств.

Тим самим ключове значення набуває питання про наявність у України достатньої кількості матеріалів, що розщеплюються. Що стосується урану, то його ресурсна база є в Жовтих Водах. Там же вже з 1950-х рр. існують підприємства з первинної переробки уранової руди (Східний ГЗК). Крім того в Кіровоградській області є запаси дейтерію і тритію, що є основою для створення термоядерної зброї.

У 2012 р в урановій промисловості України відбулося вкрай важлива подія - в селищі Смоліне Кіровоградської області, де знаходиться одна з шахт Східного ГЗК, почалося будівництво заводу з виробництва ядерного палива для реакторів ВВЕР українських АЕС. Це перше виробництво такого роду на території країни. Тим самим, в разі прийняття політичного рішення про створення української ядерної зброї, промисловий комплекс може бути досить швидко націлений на збагачення урану до збройового рівня.

Сировиною для виробництва плутонію в першу чергу виступає, як відомо, відпрацьоване ядерне паливо (ВЯП). І тут, крім ВЯП з дослідницьких реакторів, основна увага прикута до ВЯП з атомних електростанцій України. Плутонієву бомбу легше створити технологічно і фінансово, ніж уранову. У 1970-ті - 1980-і рр. радянський Держплан запустив на території Української РСР п`ять атомних електростанцій. У чотирьох з них встановлені реактори типу ВВЕР: Рівненська АЕС у Кузнецовську, Хмельницька в Нетішині, Запорізька в Енергодарі та Південно-Українська в однойменному місті Миколаївської області. Ще одна АЕС - запущена найпершою в 1977 р - сумнозвісна Чорнобильська АЕС у місті Прип'ять з реакторами типу РБМК.

Що стосується ВЯП з реакторів ВВЕР, то його вивезення з АЕС в закриті міста Мінсермашу на території РРФСР був організований ще в радянський час. При цьому ВЯП з реакторів ВВЕР-440 (перші два блоки Рівненської АЕС) надходило на переробку на спеціально запущений завод РТ-1 на ПО «Маяк» в Озерську. ВЯП ж з реакторів ВВЕР-1000 (всі інші блоки «четвірки» українських реакторів ВВЕР) приймалося і приймається тільки на зберігання на Гірничо-хімічному комбінаті (ГХК) в Желєзногорську. Завод з його переробки досі не побудований.

Після розпаду СРСР питання зберігання і переробки ВЯП з ВВЕР між «Росатомом» і українською компанією «Енергоатом» (об`єднує чотири діючі АЕС) були переведені на комерційну основу. Це призводило до частих скарг Києва щодо дорожнечі переробки ВЯП в Росії, і в умовах браку коштів - до серйозного «затарювання» наявних внутрішньостанційних потужностей зі зберігання ВЯП. Проблема загострювалася в 1990-ті - 2000-і роки. Одним з варіантів її вирішення стало будівництво з 1993 р нового сухого сховища ВЯП (ССВЯП) на Запорізькій АЕС - найбільшійї українській станції з шести енергоблоків (запущено в експлуатацію в 2001 році). Питання ж створення потужностей не тільки по зберіганню, але й з переробки ВЯП безпосередньо на території України впирається в без'ядерний (у військовому сенсі) статус країни за Договором про нерозповсюдження ядерної зброї. Як відомо, з погляду «перемикання» з мирного атома на військовий переробка ВЯП належить до найбільш чутливих елементів ядерного паливного циклу (ЯПЦ). Тому МАГАТЕ ретельно стежить за станом справ у цій галузі і вкрай неохоче йде назустріч новим проектам з переробки ВЯП в країнах, що не мають ядерної зброї.

Що ж стосується палива з реакторів типу РБМК, то за відсутністю в радянський час його налагодженої централізованої переробки воно накопичувалося в приреакторних басейнах витримки. При цьому реактор типу РБМК створений на базі військового реактора - напрацьовувача збройового плутонію типу АДЕ. І тому за своїми технологічними характеристиками ВЯП із РБМК набагато більш перспективно в плані напрацювання плутонію в порівнянні з ВЯП з ВВЕР. У будь-якому випадку очевидно, що накопичені запаси ВЯП з Чорнобильської АЕС - повторимо, єдиної на території України АЕС з реакторами РБМК, - займають особливе місце в балансі ядерного палива країни.

На Чорнобильській АЕС, як відомо, було чотири реактори РБМК. Четвертий енергоблок зруйнований в ході аварії 1986 року. Енергоблок-2 був зупинений в 1991 р, енергоблок-1 - у 1996 році. У 2000 р під тиском Євросоюзу Україна прийняла рішення про повне припинення роботи Чорнобильської АЕС та зупинила останній, третій енергоблок. Проте державне спеціалізоване підприємство «Чорнобильська АЕС» (ДСП ЧАЕС) функціонує дотепер - з контролю за так званим об'єктом «Укриття» - саркофагом над зруйнованим четвертим енергоблоком, і по зняттю з експлуатації трьох інших енергоблоків, що в тому числі передбачає і вирішення проблеми ВЯП. Після припинення роботи реакторів ДСП ЧАЕС в 2001 р було виведено зі структури «Енергоатому» і підпорядковане Державному агентству з управління зоною відчуження. А воно, у свою чергу, передано в підпорядкування спочатку МНС України, а в останні роки - міністерству екології.

Після катастрофи 1986 р навколо Чорнобильської АЕС створена 30-кілометрова зона відчуження, з якої виселені мешканці. На території зони з'явилося кілька нових підприємств і організацій, що займалися ядерними і радіаційними питаннями. До їх числа відносяться, наприклад, ВО «Спецатом», яке протягом 1990-х рр. функціонувало в приміщеннях колишнього радіозаводу «Юпітер» в залишеному жителями місті Прип'ять, а також розкидані по території зони радіоактивні могильники і відстійники зараженої радіоактивної техніки. Один з них був створений поблизу відселеного села Буряківка приблизно в 10 км від Прип'яті.

В рамках цих робіт і відбувався розвиток ситуації з ВЯП ЧАЕС. Після запуску станції в експлуатацію у 1977 р відпрацьовані тепловиділяючі збірки (ВТВЗ) з ВЯП розміщувалися в басейнах витримки безпосередньо під центральним реакторним залом на кожному з енергоблоків. До моменту Чорнобильської аварії в СРСР було запущене тільки одне СВЯП на АЕС з РБМК - на Ленінградській АЕС. На Чорнобильській АЕС СВЯП будувалося, але ще не було введено в дію до моменту аварії. Тому в перші місяці після аварії в 1986 р. паливо з незруйнованих трьох блоків Чорнобильської АЕС було перевезено в сховище на Ленінградську АЕС.

Окрема будівля сховища на ЧАЕС (зараз відоме як СВЯП-1) добудовано в авральному порядку вже після аварії 1986 року. Треба відзначити, що технологічно СВЯП-1 як сховище так званого «мокрого» типу басейнів мала обмежені гарантійні терміни безпечного зберігання. З урахуванням цього, а також у міру заповнення СВЯП-1, на рубежі 1990-2000-х рр. почалися дискусії про необхідність будівництва нового так званого «сухого» сховища, яке технологічно розраховане на набагато довший термін витримки ВЯП - 50-100 років. В офіційному буклеті ДСП ЧАЕС в 2007 р чітко зазначено, що СВЯП-1 має бути також знято з експлуатації, як і реактори.

Починаючи з грудня 2005 р ЧАЕС відновила перенесення ВТВЗ в старе СВЯП-1. У 2010 р. завершено перенесення в СВЯП всіх ВТВЗ з басейнів витримки блоку-3, у 2012 р - кондиційних ВТВЗ з блоку-2, в вересня 2013 г. - кондиційних ВТВЗ з блоку-1. В даний час в приреакторних басейнах витримки блоків 1 і 2 залишаються некондиційні негерметичні ВТВЗ. Всього за весь час роботи ЧАЕС на станції скупчилася 21 тис. ВТВЗ.

Зараз же найбільшим інфраструктурним проектом, реалізованим з 2012 р групою донорів в Чорнобилі, є будівництво так званого «нового безпечного конфайнмента» (НБК) - гігантської арки заввишки більше ста метрів, розрахованої на те, щоб накрити саркофаг зруйнованого четвертого енергоблоку. Під цією аркою планується поступово розібрати саркофаг, переробити паливовміщуючі маси (ПВМ) із зруйнованих вибухом ТВЗ, що скупчилися під реактором у вигляді застиглої уранової лави  і утилізувати їх відходи в районі Буряківка - там же, де паралельно зараз почали будувати ЦСВЯП «Енергоатому». Керує будівництвом НБК міжнародна компанія «Новарка» під французьким управлінням і з турецькими робітниками.

У зв'язку з будівництвом НБК в Чорнобилі вперше відкрито заговорили не тільки про зберігання та утилізацію, а й про переробку ядерного палива - нехай в даному випадку і не стосовно до ВЯП, а до ТСМ четвертого енергоблоку. Але «переключення» цих технологічних процесів на ВЯП теж можливо. До ухвалення рішення про переробку ВЯП може підштовхнути і та обставина, що чинне СВЯП-1 ненадійно в довгостроковій перспективі, і в 2016 р закінчується максимальний проектний 30-річний термін його експлуатації. У 2013 р на базі ЧАЕС проведено спеціальний міжнародний семінар з питань поводження з ВЯП, на якому технічний директор - головний інженер ЧАЕС Андрій Білик - прямо зазначив, що «проблема довготривалого зберігання ВЯП остаточно ще не вирішена». У підсумку в листопаді 2013 вже без еківоків публічно оголошені плани ЧАЕС по створенню на базі станції комплексу переробки ВЯП з метою формування замкнутого ЯПЦ - з напрацюванням плутонію з ВЯП і виробництвом на його основі уран-плутонієвого МОКС-палива для реакторів на швидких нейтронах. Більше того, висловлювався намір побудувати новий такий реактор на швидких нейтронах на самому майданчику Чорнобильської АЕС. Також в 2012-2013 рр. прийнято рішення про запуск у СВЯП-1 промислової установки контролю глибини вигоряння палива в ВТВЗ - далеко не самого необхідного елемента в цілях «звичайного» зберігання ВЯП, але вкрай значущого для організації робіт з переробки ВЯП та отриманню плутонія.Такім чином, нові ідеї (переробка ВЯП, замкнутий ЯПЦ, реактор на плутонієвому паливі), кожна з яких для МАГАТЕ є своєрідним маркером наближення до граничної межі «перемикання» з мирного на військовий атом, у всьому їхньому комплексі відкрито прозвучали стосовно до ЧАЕС. Все це ні що інше, як виклик режиму ядерного нерозповсюдження.

І тут можливі два сценарії - один, коли переробка ВЯП в Чорнобилі розпочнеться під егідою ЄС та МАГАТЕ - тобто під міжнародним контролем з погляду нерозповсюдження матеріалів, що розщеплюються. Інший сценарій - якщо Україна прийме політичне рішення про створення своєї ядерної зброї, тоді концентрація практично всього ВЯП українських АЕС (СВЯП ЧАЕС + ЦСВЯП «Енергоатому») в повністю закритій від сторонніх Чорнобильській зоні може надати цілком достатню ресурсну базу для швидкого напрацювання збройового плутонію. І тоді Чорнобиль  може стати природним центром військової атомної програми України. У цьому випадку не можна виключати і повторного відкриття самої ЧАЕС, і або відновлення роботи реакторів, або будівництва нових. І нагадаємо, що реактор РБМК являє собою цивільну модифікацію саме військового реактора - напрацьовувача плутонію.

До речі, чутки про те, що територія Чорнобильської зони може використовуватися для робіт і експериментів, які не підпадають під гарантії МАГАТЕ , ходили і раніше. Так, в 2012 р німецькі фахівці з радіаційної безпеки досліджували приміщення вищезгаданого підприємства «Спецатом» у місті Прип'ять і взяли кілька проб з залишків препаратів та обладнання. Проведений ними пізніше спектрометричний аналіз цих проб показав присутність плутонію. Також у приміщеннях «Спецатома» були знайдені фрагменти графіту. На підставі вищевикладеного німці зробили висновок, що там могли займатися вивченням критичних збірок за ланцюговою реакцією, що мало б не тільки мирне, а й військове значення. «Спецатом», нагадаємо, працював у Чорнобильській зоні в 1990-х - початку 2000-х років.

Ще один цікавий аспект у цьому зв'язку - усталена в останні роки співпраця між ДСП ЧАЕС та Ігналінською АЕС у Литві, яка також працювала на реакторах РБМК і зараз вирішуються подібні питання щодо зняття з експлуатації та зберігання ВЯП. При цьому важливо відзначити і відмінність у підходах керівництва двох станцій. По-перше, в Литві, на відміну від Чорнобиля, побудована і діють «сухі» СВЯП. По-друге, в Литві прийнято рішення про невідкладний демонтажі всієї інфраструктури Ігналінської АЕС, у тому числі і реакторів. У Чорнобилі ж офіційними підходом є «відкладений демонтаж» - коли до розбору реакторів мають намір приступити не раніше, ніж через 50 років.

Офіційно однією з причин називається високий рівень радіації. У документах ЧАЕС підраховано, що прийнятний за нормами радіаційної безпеки рівень гамма-випромінювання графітової кладки реактора буде досягнутий не раніше, ніж через 70 років. Але це не заважає Литві при дотриманні вимог радіаційного захисту приступати до невідкладного демонтажу реакторів. І в цьому контексті повторювані заяви українських політиків про створення своєї ядерної зброї не виключають того, що реактори ЧАЕС не демонтуються, оскільки ще можуть згодитися.

Звичайно, викладена в даній статті логіка подій здатна повністю реалізуватися тільки в разі самого радикального сценарію.

О. Сирота