Радиоактивные отходы

Бурное развитие ядерной энергетики заставило человечество решать сложнейшую задачу: каким образом следует утилизировать радиоактивные отходы.
По данным Международного Агентства по Ядерной Энергии (МАГАТЭ), ныне в 31 стране мира действуют 442 ядерных реактора, на которых вырабатывается электроэнергия. На их долю приходится 16% электричества, произведенного в мире. На сегодняшний день, на долю США, Франции и Японии приходится 49% всех АЭС мира и 57% всей «ядерной» электроэнергии. Наиболее развита ядерная энергетика в США (103 АЭС), Франции (59), Японии (54), России (31) и Великобритании (23). 16 государств получают от АЭС, как минимум, 20% используемой ими электроэнергии. В первую пятерку государств, которые большую часть своих потребностей в электроэнергии удовлетворяют за счет АЭС, ныне входят Литва (80%), Франция (76%), Словакия (57%), Бельгия (55%) и Швеция (50%). Иные лидеры — Болгария, Венгрия, Южная Корея, Швейцария, Словения и Украина (ядерная энергия позволяет обеспечить более трети их энергетических запросов). АЭС Японии, Германии и Финляндии покрывают примерно 25% потребностей этих государств в электричестве. 
По прогнозу МАГАТЭ, к 2020 году в мире появятся еще 60 ядерных электростанций, а производство электроэнергии на АЭС увеличится на 65%. В июле 2007 года строились 28 новых реакторов: 6 — в Индии, 4 — в Китае, по 2 — в Южной Корее, Болгарии, Украине, по одному — в Аргентине, Финляндии, Иране, Японии, Пакистане и Румынии. Еще 62 реактора находились в стадии получения разрешений на строительство, а еще 162 — в процессе разработки проектов (данные Всемирной Ядерной Ассоциации).
Одна из главных проблем ядерной энергетики — радиоактивные отходы. По данным Исследовательской Службы Конгресса США, реакторы используют только 3—10% радиоактивности, содержащейся в топливе — из этих 3% только 38% реально превращаются в электроэнергию. Ежегодно АЭС производит, как минимум, 18 тонн (по другим оценкам — до 27 тонн) радиоактивных отходов. 
В 2006 году МАГАТЭ подсчитало, что в мире ныне накоплено более 200 тыс. тонн отработанного ядерного топлива. Ежегодно к ним добавляется еще 10—12 тыс. тонн. Телекомпания PBS иллюстрирует эту статистику следующим образом: семья из четырех человек, которая в течение 20-ти лет пользуется электроэнергией, произведенной на АЭС, производит столько высокорадиоактивных отходов, сколько можно поместить в баллончик газовой зажигалки.
Источниками радиоактивных отходов являются не только АЭС. К их числу относятся медицинские учреждения, промышленные предприятия, исследовательские центры и пр. и, естественно, военные. Большую часть отходов составляют низкорадиоактивный мусор. Однако и он может быть крайне опасен. В 1987 году произошла показательная история. Сборщики металлолома вломились в заброшенную клинику бразильского города Гояни и украли деталь медицинского оборудования, чтобы сдать ее в металлолом. 20-ти-граммовую капсулу с цезием-137 разбили на части. Воры растащили добычу по домам и похвастались ею перед членами семей, друзьями и соседями. Результат: 14 человек получили повышенную дозу облучения (четверо из них умерли), а 249 подверглись радиоактивному заражению. В процессе дезактивации 85 жилых домов пришлось снести, 250 тыс. человек потребовали от властей, чтобы были проведены тщательные замеры радиации и детальные медицинские обследования. 
По данным справочника «За ядерным занавесом: Управление радиоактивными отходами в бывшем СССР», только в Москве за период 1974 по 1994 годы было обнаружено около 1.5 тыс. участков с экстремально высоким уровнем радиации. Большое количество таких участков обнаружено в крупных городах, таких как Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Калининград, Владивосток и др. В детском саду неподалеку от Курчатовского института (также Москва) была обнаружена песочница, в которой уровень радиации составлял 612 тыс. миллирентген в час. Человек, который провел бы в этой песочнице сутки получил бы такую дозу радиации, которая отправила бы его на тот свет в течение месяца.
Несмотря на то, что человечество более шести десятилетий действует в ядерной сфере, до сих пор не найдено решения, позволяющего утилизировать ядерные отходы. По объему они составляют небольшую долю произведенного мусора: к примеру, по оценкам Европейской Комиссии, ежегодно страны Европейского Союза вынуждены утилизировать 1 млрд. куб. метров промышленных отходов и 50 тыс. куб. метров радиоактивных. Проблема заключается в том, что радиоактивный мусор остается опасным на протяжении сотен и тысяч лет. К примеру, период полураспада радиоактивного стронция-90 составляет 26 лет, америциума -241 — 430 лет, плутония-239 — 24 тыс. лет. Для сравнения, «возраст» человеческой цивилизации составляет всего несколько тысячелетий. Поэтому любые повреждения хранилищ способны привести к тяжелейшим последствиям.
Обсуждались и продолжают обсуждаться различные варианты решения проблемы. Глобальное Партнерство по Ядерной Энергии сводит их нескольким основным. Во-первых, возможно захоранивать отходы на океанском дне. Недостаток этого предложения заключается в том, что подобные могильники должны находиться на значительных глубинах, вдалеке от побережий. Однако контейнеры с отходами могут быть легко повреждены, их также будет сложно обнаруживать (если, например, один из них «даст течь» или когда-либо появится технология, позволяющая утилизировать отходы иным способом). Кроме того, следить за этими могильниками (например, чтобы их не могли использовать террористы или страны-изгои) достаточно проблематично. В 1972 году была принята Международная Конвенция о Предупреждении Загрязнения Моря Отходами, которая запрещает подобные опыты. Срок действия Конвенции истекает в 2018 году.
Вторая идея предусматривает вывоз ядерных отходов в космос. Существует несколько разработок такого рода. К примеру, НАСА и Министерство Энергетики США рассматривали возможность вывода на околосолнечную орбиту контейнеров. Эта идея имеет неоспоримое достоинство — подобным образом радиоактивный мусор удаляется с планеты Земля. Однако одновременно возрастает риск — к примеру, никто не может гарантировать, что возможное попадание этого вещества на Солнце не приведет к каким-либо негативным последствиям или что космический мусоровоз не столкнется с метеоритом или космическим кораблем. Главным аргументом противников этой идеи остается ее невероятно высокая стоимость: при нынешнем уровне развития космонавтики для того, чтобы избавить человечество от отходов, потребуется несколько десятков тысяч запусков космических аппаратов.
Третья идея заключается в вывозе отходов на какой-либо удаленный и ненаселенный остров. Здесь также есть проблемы: ядерный могильник может быть создан только в твердых геологических породах, для него требуется значительная территория. Остров должен находиться вдалеке от густонаселенных мест. Участков суши, отвечающих подобным требованиям, крайне мало. Обеспечивать безопасную океанскую транспортировку и охрану хранилища также сложно. Впрочем, Финляндия строит подобный могильник на небольшом гранитном островке.
Четвертый вариант решения проблемы предусматривает строительство могильников среди льдов Антарктиды или Гренландии. Предполагается, что в этом случае не потребуется дорогостоящее строительство — достаточно будет построить шахту, которая будет накрыта тем же льдом. Достоинствами этой идее является незаселенность этих территорий и толщина материкового льда. Недостатки также существенны: льды могут таять (с учетом глобального потепления это становится все более вероятным), благодаря чему радиоактивные воды могут попасть в мировой океан. Доставка огромного количества подобных грузов в приполярные области, где нет коммуникаций, также является серьезнейшей проблемой. И последнее, подписанный в 1959 году Антарктический Договор запрещает размещение радиоактивных отходов на территории Шестого Континента.
Пятый вариант ныне считается наиболее удобным и приемлемым. Он предусматривает строительство подземных хранилищ в скальных породах. К примеру, Национальный Исследовательский Совет США в 2001 году вынес следующий вердикт: «Подобный метод остается единственным научно и технически обоснованным долговременным решением проблемы радиоактивных отходов». Многие страны на протяжении десятилетий проводят исследования, целью которых является проверка безопасности мест, реально используемых или предназначенных для использования в качестве подобных могильников. К примеру, в Германии одно хранилище (Ассе) исследуется с 1965 года, в Швейцарии (Гримсель) — с 1984-го.

Эпопея Якки

Два десятилетия назад США приняли решение создать крупное хранилище для долговременного хранения ядерных отходов. Оно должно располагаться в горах Якка (штат Невада — примерно в 150 км к северо-западу от Лас-Вегаса). Это хранилище должно быть полностью готово к 2010 году, однако до сих пор нет уверенности, что в нем действительно будет находиться радиоактивный мусор.
В США федеральное правительство несет ответственность за долговременное хранение и переработку высокорадиоактивных отходов, отдельные штаты распоряжаются низкорадиоактивными отходами на своей территории, однако могут оказывать влияние на решения Вашингтона. История Якки показательна: на этом примере прекрасно видно, каким образом политика, большой бизнес, наука, общественное мнение и власти различного уровня вступают в реакцию друг с другом. Изначально планировалось, что Якка станет «супермогильником», куда будет перевезено содержимое нескольких десятков хранилищ высокорадиоактивных отходов, действующих в США. Однако этот проект далек до завершения — причем, в основном, по политическим причинам. Любое решение такого рода априори становится непопулярным в глазах общественного мнения США, поскольку находится мало желающих жить по соседству с монументальной ядерной свалкой.
Решение о строительстве ядерного могильника в Якке имеет давнюю историю, которая началась еще полвека назад. В 1957 году Национальная Академия Наук США подготовила рекомендацию о создании ядерных хранилищ в твердых геологических формациях. После этого начался поиск места, наилучшим образом подходящего для строительства подобного объекта. Изначально предполагалось, что могильник должен находиться в твердых породах, в месте, где он не рискует подвергнуться воздействию стихийных бедствий (таких, как землетрясения и наводнения), вдалеке от крупных населенных пунктов, источников пресной воды и пр.
В 1970 году Комиссия по Атомной Энергии изучила возможные варианты и предложила складировать радиоактивные отходы в заброшенной солевой шахте в штате Канзас. После двух лет изучения этого вопроса идея была отвергнута. Однако проблема не исчезла и требовала решения. В 1982 году Конгресс США принял Закон о Ядерных Отходах, который предусматривал, что в США должны быть построены два суперхранилища — на востоке и на западе страны (это должно было позволить сократить расстояния, необходимые для транспортировки ядерных отходов). Министерство Энергетики США, на основании результатов десятилетних исследований, выбрало десять возможных мест для строительства. В 1985 году президент Рональд Рейган оставил в этом списке три объекта, в том числе и Якку.
В 1987 году была принята поправка к этому закону, которая назвала точный адрес единственного хранилища — в Якке, на территории ныне не используемого ядерного полигона, а окончательное решение о втором могильнике было отложено до 2010 года. Якка (хранилище будет занимать площадь 500 кв.км) была выбрана потому, что расположена в гористой пустынной местности, где редко выпадают дожди и нет источников воды. По соседству расположены несколько кратеров вулканов, однако геологи считают их «мертвыми» — последнее извержение произошло более 10 млн. лет назад. Здесь нет полезных ископаемых, а ближайший населенный пункт с населением в 200 человек расположен в 20 км от будущего могильника.
Далее началась политическая эпопея. В 2002 году, после десяти лет экспертиз и консультаций, Министерство Энергетики официально объявило, что Якка является идеальным местом для строительства подобного объекта, и приняло решение начать строительные работы. Проект предусматривает создание глубокой шахты (глубиной примерно 500 метров), в которую будут помещаться емкости с отходами. Однако губернаторы штатов имеют право накладывать «вето» на подобные решения федеральных властей, и губернатор Невады этим правом немедленно воспользовался. Три месяца спустя, Конгресс США, в котором большинство составляли республиканцы, преодолел вето губернатора, а президент Джордж Буш подписал распоряжение, разрешающее начать строительство. Тем не менее, штат Невада и влиятельные организации защитников не сложили оружия и начали активно торпедировать проект.
Дело застопорилось. Для начала, Министерство Энергетики долгое время не могло получить соответствующей лицензии от независимой государственной Комиссии по Ядерному Регулированию, которая отслеживает все проекты США в ядерной сфере. В 2004 году суд рассмотрел один из исков противников строительства и постановил, что предельно допустимые радиационные дозы, заложенные в проект, должны быть пересмотрены: изначально дозы рассчитывались на период до 10 тыс. лет, суд решил, что расчеты должны производиться на период до 1 млн. (!) лет. После этого разгорелся новый скандал: Министерство Энергетики выяснило, что нанятые им эксперты в 1990-е годы фальсифицировали некоторые расчеты — их пришлось переделывать.
По состоянию на середину 2006 года, США израсходовали на строительство могильника в Якке $8 млрд. Общая стоимость проекта должна составить $49 млрд. Эти деньги частично поступают из особого фонда (Nuclear Waste Fund), который финансируется за счет потребителей электроэнергии: каждый американец, платящий за свет, перечисляет в этот фонд 10 центов с каждого заплаченного доллара.
В июле 2006 года руководство проекта заявило, что все работы в горах Якка будут закончены к 2017 году, и Якка будет способна принимать ядерный мусор. Однако в дело вновь вмешалась политика: в 2006 году в США прошли выборы в Конгресс, в результате которых большинство в парламенте США получили демократы. Один из них — Гарри Рид — стал лидером сенатского большинства. Рид представляет Неваду и является многолетним оппонентом строительства могильника на территории своего штата. Он заявил, что приложит все силы, чтобы заблокировать этот проект. На пресс-конференции он заявил буквально следующее: «Этот проект мертв и никогда не вернется к жизни». Насколько оправдан этот вердикт, покажет время.
Якка рассчитана на прием 77 тыс. тонн отходов. По данным Министерства Энергетики США, по состоянию на конец 2006 года на территории Соединенных Штатов в 125-ти хранилищах находилось примерно 55 тыс. тонн ядерных отходов (произведены АЭС и исследовательскими центрами, складируются в складах на территории АЭС). Более того, по данным Комитета Сената по Окружающей Среде, в 2005 году 39 реакторов полностью исчерпали свои возможности хранения отходов и вынуждены были построить новые дорогостоящие хранилища. К 2010 году будут исчерпаны складские мощности еще 78 реакторов. Ныне федеральные власти США вынуждены выплачивать значительные средства компаниям, хранящим отходы на своих объектах: к примеру, хранение отходов на одном ядерном объекте обходится американскому бюджету в $2—4 млн. ежегодно. Еще 15 тыс. тонн отходов хранит Пентагон. Примерно 2 тыс. тонн ядерного мусора производится ежегодно. Все эти хранилища потенциально уязвимы и не могут гарантировать безопасности в долговременной перспективе. Ныне более половины жителей США (160 млн. человек) живут на расстоянии 100 км от ближайшего хранилища радиоактивных отходов.
По оценкам Института Исследований Энергии и Окружающей Среды, в случае, если США сделают ставку на развитие ядерной энергетики (это становится все более вероятным) и к 2050 году введут в строй 1 тыс. новых реакторов, то каждые 5.5 лет будет необходимо строить новое ядерное хранилище, сопоставимое по размерам с Яккой.