Обоснованы критерии качества глинистых материалов для изоляции опасных отходов
В журнале «Ядерная и радиационная безопасность» опубликована статья «Обоснование необходимых и достаточных характеристик глинистых материалов для создания инженерных барьеров безопасности». В числе соавторов (Ильина О. А., Крупская В. В., Закусин C. В., Мурлис Д. В., Верещагин П. М.) – Понизов А. В., начальник отдела безопасности предприятий топливного цикла ФБУ «Научно-технический центр по ядерной и радиационной безопасности», кандидат технических наук, член Общественного совета Росатома. В статье учтены результаты, полученные ИГЕМ РАН при реализации проекта № 22-17-00252 Российского научного фонда, а также МГУ им. М.В. Ломоносова и ФБУ «НТЦ ЯРБ» в рамках Программы научно-технологического обеспечения работ по обоснованию выбора барьерных глинистых материалов, применяемых при реализации проектов на заключительной стадии жизненного цикла ОИАЭ.
Авторы рассматривают характеристики барьерных глинистых материалов (БГМ), предназначенных для создания инженерных барьеров безопасности (ИББ) пунктов захоронения радиоактивных отходов (РАО), пунктов размещения особых РАО при их консервации, а также ядерных установок при их выводе из эксплуатации по варианту захоронения на месте. В развитие требований федеральных норм и правил в области использования атомной энергии, относящихся к обеспечению долговременной безопасности при захоронении РАО, авторы сформулировали функции безопасности, выполняемые ИББ на основе БГМ. С целью обеспечения возможности обоснования выбора БГМ и функций безопасности, выполняемых ИББ, определен перечень показателей, которые необходимо измерять, нормировать и контролировать при проектировании и сооружении ИББ на основе БГМ. Представлено обоснование необходимых и достаточных характеристик БГМ для обеспечения долговременной безопасности пунктов захоронения РАО, которые включают:
- характеристики состава, строения и показателей свойств БГМ;
- функциональные свойства БГМ в составе ИББ;
- технологические показатели БГМ и ИББ на их основе.
Предложена классификация данных характеристик, которая может стать основой для нормирования и контроля качества БГМ.
Глинистые материалы достаточно хорошо изучены для создания ИББ ПЗРО/ПРОРАО, однако на уровне нормативно-технического регулирования в атомной отрасли их применение практически не рассмотрено. Интерпретация данных научных исследований при переходе в практическую область при проектировании, обосновании долговременной безопасности ПЗРО/ПРОРАО и использовании БГМ часто приводит к формированию либо недостаточных, либо излишних наборов технических требований ЭО без опоры на требуемые функции безопасности ИББ БГМ. Активная деятельность по подтверждению результатами научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ высокой изолирующей способности глинистых материалов приводит к тому, что часто им вменяют функции всех остальных барьеров. Был рассмотрен максимально широкий перечень из 30 показателей, из которого исключены 11, которые не определяют функции безопасности ИББ: слеживаемость, растекаемость, марка по морозостойкости, относительная деформация морозного пучения, радиационная и биологическая стойкость, стойкость к воздействию агрессивных сред, скорость коррозии стали в присутствии БГМ. В том числе применены расчетные показатели, не требующие экспериментального определения: коэффициент влагопереноса, полная влагоемкость и коэффициент ослабления ионизирующего излучения. Даны разъяснения о неприменимости использования таких характеристик по отношению к БГМ как «функция текучести», угол естественного откоса и самоуплотнение. Добавлены несколько новых для БГМ, но хорошо изученных показателей – плотность твердых частиц, насыпная плотность, фракционный состав, индекс свободного набухания, водоотдача, верхний предел пластичности. Получившийся перечень из 23 показателей классифицирован по трем категориям:
- А (характеристики состава, строения и показатели свойств БГМ);
- В (показатели свойств БГМ в составе ИББ, отвечающие за выполнение функций безопасности – функциональные свойства ИББ БГМ);
- C (технологические характеристики БГМ и ИББ БГМ).
Использование разработанной классификации показателей при измерении характеристик БГМ позволит проводить обоснование выполнения функций безопасности и делать рациональный выбор между различными материалами. Показатели из созданного перечня могут быть использованы для формирования системы контроля качества БГМ и ИББ БГМ (входного, периодического, операционного, приемочного), а также системы мониторинга ИББ БГМ. Запись и хранение значений характеристик БГМ по данным показателям в приведенных группах может служить элементом системы управления знаниями, которая в целом обеспечит проектные организации, ЭО и надзорные органы информацией о характеристиках, объемах и методах контроля качества, способах и технологиях применения БГМ для создания ИББ. Предложенный перечень показателей БГМ и их классификация могут быть использованы при совершенствовании нормативной правовой базы в области использования атомной энергии, что позволит обосновать проектные решения по созданию ИББ БГМ, способствовать разработке новых материалов и технологий, а также повысить конкурентоспособность среди производителей и поставщиков БГМ.