Они взорвутся? Загрязнят всё вокруг радиацией? Отходы будут фонить тысячи лет? Без паники. Рассказываем, как выводят из эксплуатации отработавшие энергоблоки и что происходит с ними потом.
Нажать на отработавшем срок реакторе кнопку «Выкл.» — только начало работы. Одни энергоблоки «консервируют» на десятки лет, другие начинают сразу ликвидировать, третьи захоранивают в подземных бетонных бассейнах. За почти столетнюю историю атомной индустрии в мире остановили уже около 180 энергетических реакторов, 15 из них — в России. Рассказываем, что происходит с российскими АЭС и энергоблоками после вывода из эксплуатации.
Обнинская АЭС: на первой в мире станции — музей
Над проектом первого мирного реактора с 1946 года работала специально созданная научно-исследовательская организация — Лаборатория «В» под руководством Игоря Курчатова. Результатом работы советских физиков-атомщиков стала первая в мире промышленная атомная электростанция. Станцию построили вблизи города Обнинска, который и дал ей название.
Стены вокруг реактора на Обнинской АЭС делали из трёхметрового железобетонного монолита, чтобы обеспечить биологическую защиту от ядерного излучения. Стройку строго контролировали. Когда в процессе монтажа обнаружили недоработки, проект переделали: усилили защиту и создали новую систему охлаждения. К 1954 году станцию достроили и начали загружать топливо — и 27 июня АЭС запустили в промышленную эксплуатацию. В этот день родилась мирная атомная энергетика.
Обнинская АЭС проработала без аварий 48 лет — с 1954 по 2002 год. В 2002 году реактор остановили, топливо захоронили за пределами города, а к 2008-му станцию вывели из перечня ядерно опасных участков. 48 лет — на тот момент рекордный срок эксплуатации атомного реактора. За это время на АЭС проводили много исследований для создания более мощных нейтронных реакторов. Эти наработки используют в атомной энергетике во всём мире.
На первой в мире атомной электростанции действовал один энергоблок с уранграфитовым реактором электрической мощностью 5 МВт. Сейчас самый мощный в России реактор типа ВВЭР вырабатывает в 240 раз больше энергии — 1200 МВт.
За всё время работы первой в мире установки не было случая опасного облучения персонала, а окружающая местность и город Обнинск не подвергались загрязнению радиацией. В 2009 году на базе Обнинской АЭС создали музей атомной энергетики. Там проводят экскурсии для гостей и жителей города, в том числе для групп школьников, студентов, иностранных делегаций.
Сибирская АЭС: оружие и энергия → топливо
Сибирская АЭС — станция двойного назначения. На ней разрабатывали оружейный плутоний, который используют для ядерного оружия, а тепло- и электроэнергия были побочным полезным продуктом от работающих реакторов. Специально для Сибирской АЭС советские учёные разработали новый тип реактора — ЭИ-2. Он мог производить плутоний и давать электроэнергию.
Станцию запустили в 1958 году. Реактор ЭИ-2 стал своеобразной научной лабораторией: на нём отрабатывали новые материалы и сплавы для атомной энергетики, улучшали технологии. К 1965 году Сибирская АЭС разрослась до пяти уранграфитовых реакторов, которые нарабатывали плутоний. На базе ЭИ-2 спроектировали три новых реактора — АДЭ-3, АДЭ-4 и АДЭ-5. Часть горячей воды из реакторов использовали для отопления жилых помещений — это первый случай в мировой практике. К 1985 году «атомное» тепло согревало почти половину Томска, а к 1995 году — и половину Северска.
Сибирская АЭС нарабатывала оружейный плутоний 50 лет. Реакторы старели, а с окончанием холодной войны необходимость в большом количестве плутония отпала. Реакторы начали постепенно выводить из эксплуатации: в 1990 году отключили два первых реактора, в 1992-м — третий, в 2008 году — четвёртый и пятый. Для вывода первых реакторов впервые использовали технологию «захоронение на месте»: удалили отработавшее ядерное топливо, демонтировали оборудование и создали дополнительные защитные барьеры на основе природных глин. С помощью такой технологии учёные обеспечили безопасность реактора на десятки тысяч лет.
В 2004 году все реакторы Сибирской АЭС объединили в единый производственный комплекс — реакторный завод. Когда реакторы остановили, комплекс перешёл к мирной коммерческой деятельности: теперь он делает топливо для атомных электростанций. Параллельно уранграфитовые реакторы продолжают выводить из эксплуатации. В 2010 году на базе реакторного завода (в составе СХК) создали Опытно-демонстрационный центр вывода из эксплуатации уранграфитовых ядерных реакторов. Его цель — сделать остановленные реакторы полностью безопасными.
Реакторы-пенсионеры на действующих АЭС
К 2023 году в России остановили уже 9 реакторов, а до 2040 года закончится срок эксплуатации ещё 16. В первую очередь это старые модели реакторов ВВЭР и серийные реакторы РБМК, которые начали работать на благо советской промышленности с 1973 года. Сейчас эти и некоторые отработавшие реакторы других типов постепенно выводят из эксплуатации и заменяют на новые — водо-водяные ВВЭР-1200.
Срок эксплуатации ядерных реакторов закладывают на этапе проекта. В первую очередь учитывают свойства материалов корпуса: сколько они смогут выдержать высокое облучение. Первым реакторным установкам выделяли 20–40 лет службы, но с развитием науки стали появляться реакторы с проектным сроком службы и 60, и 80 лет, например ВВЭР-1200.
Первые реакторы тоже не сразу списывают со счетов. Некоторым после капремонта срок службы продлевают на 10–20 лет. Это быстрее и дешевле, чем строить новые блоки, поэтому продление жизни реакторов практикуют во всём мире. А некоторые реакторы уходят на пенсию раньше, чем планировалось. Например, если его работу посчитают экономически невыгодной.
В России для вывода энергоблоков из эксплуатации используют способ немедленной ликвидации, процесс занимает примерно 35 лет. Сначала из реактора удаляют ядерное топливо и вывозят его на дожигание в другие блоки или на площадки для хранения отходов. Затем здания и оборудование очищают от загрязнений и ликвидируют — разбирают и вывозят большую часть конструкций. А здания, которые напрямую не участвовали в выработке энергии, со временем освободят от радиационного контроля. В них можно продолжать работать — например, там могут быть центры обработки данных или складские помещения.
Вот что сейчас происходит с остановленными реакторами.
Блоки № 1 и 2 Ленинградской АЭС. Первый в СССР реактор РБМК-1000 остановили в 2018 году, а второй — в 2020-м. Их перевели в режим «эксплуатация без генерации»: это значит, что на отключённых энергоблоках работают инженеры, которые занимаются ликвидацией реакторов. За работой атомщиков даже можно понаблюдать: во время экскурсии на ЛАЭС туристам обязательно показывают остановленный реактор. Это первые в России РБМК, которые выводят способом немедленной ликвидации. После отработки на ЛАЭС этот проект планируют распространить на другие станции в стране и мире.
Блок № 1 Курской АЭС. Курский РБМК-1000 остановили в 2021 году. Часть топлива дожигают в реакторах действующих третьего и четвёртого блоков, затем оборудование будут демонтировать. На замену строят два новых энергоблока типа ВВЭР-ТОИ — самых мощных и современных в России.
Блоки № 1, 2, 3 Нововоронежской АЭС. В 1964 году на Нововоронежской АЭС впервые в мире запустили в промышленную эксплуатацию энергоблок нового поколения — ВВЭР. Всего энергоблоков семь, три из них уже отработали свой срок и выведены из системы, а четвёртый — долгожитель. После модернизации срок его службы продлили до 60 лет. Это самый старый действующий реактор в России. Постепенно старые блоки замещают новой электростанцией НВАЭС-2 — её построили на том же месте.
Блок № 1 Билибинской АЭС. Первый блок самой северной АЭС на планете работал с 1974 года и «ушёл на пенсию» в 2019 году. Для заполярной станции разработали обновлённый тип энергоблока — ЭПГ-6. Энергоблок отработал 51 год вместо запланированных 30: его модернизировали, а в 2018 году остановили. До 2025 года блок будет в режиме без генерации, а затем его начнут выводить из эксплуатации.
Технология «эксплуатация без генерации» — новых подход к отработавшим реакторам. Когда реактор отключают от энергосистемы, его не ликвидируют сразу, а в течение пяти-семи лет вывозят топливо, перерабатывают ядерные отходы, готовят документы для вывода реактора из эксплуатации. При таком подходе на АЭС сохраняют рабочие места и снижают стоимость ликвидации энергоблока.
Блоки № 1 и 2 Белоярской АЭС. Белоярская АЭС — первая советская атомная станция с разными типами реакторов на площадке — уранграфитовыми и нейтронными. Энергоблоки с уранграфитовыми реакторами АМБ уже выработали свой ресурс, их остановили в 1982 и 1989 годах. К 2032 году площадку первых блоков планируют полностью очистить и разместить на ней другие промышленные объекты.
Вывод АЭС и реакторов из эксплуатации — процесс небыстрый, чаще всего он растягивается на десятилетия. Атомщики демонтируют здания и оборудование, перерабатывают и захоранивают отходы. После радиологического контроля площадки выводят из статуса ядерно опасных объектов и дают им вторую жизнь. На них строят и запускают новые промышленные комплексы, а иногда — и непромышленные. Например, делают музеи, как на первой в мире атомной станции в Обнинске.
