Уникальный подземный комплекс
Для начала не лишним будет напомнить, в чем суть проекта подземной лаборатории и зачем она нужна. Как известно, Железногорск всегда ассоциировался с атомной отраслью — благодаря Горно-химическому комбинату, который, помимо прочего, занимается хранением и переработкой отработавшего ядерного топлива (т.н «управление заключительной стадией жизненного цикла»).
Однако, в 2012 году появилось еще одно предприятие Госкорпорации «Росатом» — «Национальный оператор по обращению с радиоактивными отходами» (ФГУП «НО РАО»). Ему и был поручен государством новый проект, который связан с атомом и наукой — создание подземной исследовательской лаборатории в Нижнеканском скальном массиве. Лаборатория строится на расстоянии в 6 км от Железногорска и 4,5 км от Енисея, её площадь составит 360*780 метров, глубина — около полкилометра.
Почему научный комплекс строят именно в этом месте? Дело в том, что начиная с 90-х годов ученые исследовали Нижнеканский скальный массив и пришли к предварительному выводу, что он состоит из архейских гнейсов — горной породы возрастом около 2,5 млрд лет. По химическому и минеральному составу гнейсы близки к граниту, но обладают большей плотностью и упругостью
Ученые предполагают, что архейские гнейсы могут стать надежной основой для хранилища РАО. Но чтобы подтвердить или опровергнуть это предположение, предстоит провести множество исследований — как раз для этого и нужна подземная лаборатория.
Будет ли здесь хранилище?
За три с половиной года с начала строительства объекта была подготовлена инфраструктура, нужная, чтобы развернуть основной фронт работ. Также уже появились первые здания и сооружения: понижающая подстанция для обеспечения горнопроходческих работ, пожарное депо, здание для размещения горных спасателей, которые будут следить за безопасностью работ в подземной части, диспетчерский пункт, административный корпус, столовая, и так далее.
На случай, если гипотеза о пригодности пород подтвердится, прорабатывается путь доставки РАО от Железногорского ГХК до хранилища. Но создан этот путь будет только если и ученые, и жители края в итоге одобрят строительство — этот момент особо подчеркнул Александр Абрамов, заместитель директора по государственной политике в области радиоактивных отходов, отработавшего ядерного топлива и вывода из эксплуатации ядерно и радиационно опасных объектов Госкорпорации «Росатом».
Строительство лаборатории должно завершится к 2026 году. Затем начнется активная фаза исследований — они завершатся не ранее 2030-2032 годов. Однако, отмечают в НО РАО, исследования могут продлиться и дольше, если возникнет необходимость. Если на основании исследования будет доказана долговременная безопасность объекта, то можно будет вести речь о получении лицензии на сооружение самого хранилища, а этот процесс возможен только при условии проведения общественных слушаний.
Новые ученые в Железногорске
Долговременная безопасность объекта с помощью математических моделей просчитывается на тысячелетия вперед. Но это теория. Чтобы проверить ее на практике необходимо провести натурные исследования по более чем 150 направлениям. Учитывая уникальность и сложность объекта, при его создании необходима серьезная научная поддержка — вся, какую только можно получить. Поэтому в Железногорске был создан филиал Института проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН) — такое решение приняло руководство института.
«Мы рады, что в Железногорск пришла академическая наука, вместе с институтом проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук. ИБРАЭ РАН является научным руководителем исследовательской работы, которая будет вестись в лаборатории. Она обеспечит безопасность объекта , аналогов которому в мире нет», — рассказал Виталий Горбатов, заместитель генерального директора — директор филиала «Железногорский» ФГУП «НО РАО».
Для создания филиала были привлечены специалисты из Москвы, но его основу составляют местные ученые — например, геологи и экологи. В филиале будут заниматься научно-изыскательской работой и научной поддержкой строительства. Например, в свое время ученые опасались, что в гнейсах массива есть трещины, через которые может просочиться вода — однако полевые исследования опровергли эту гипотезу, массив оказался надежным.
«В дальнейшем будет реализовано около 150 исследовательских программ — такой объем продиктован нормативными документами как России, так и международных организаций. Уже завершились первые работы по скважинам и результат оказался оптимистичным. Дальнейшая работа будет очень интересной — открываются новые возможности, перспективы использования нового оборудования», — рассказал Игорь Линге, доктор технических наук, заместитель директора по информационно-аналитической поддержке комплексных проблем ядерной и радиационной безопасности ИБРАЭ РАН.
Ранее ученые института совместно с экспертами НО РАО разработали стратегический мастер-план, который предполагает, в числе прочих, следующие направления исследований:
- геодинамические;
- сейсмические;
- геомеханические;
- гидрологические;
- гидрогеологические;
- гидрогеохимические;
- электроразведочные;
- магнитометрические;
- гидрометеорологические.
Изучать горный массив будут без использования радиоактивных материалов — как на протяжении всего времени строительства лаборатории, так и после его завершения. Лишь в случае создания хранилища в горный массив могут отправить радиоактивные отходы.
Что именно делают с Нижнеканским массивом?
Учитывая объем запланированной работы, рассказать о каждом исследовании невозможно. Но можно сосредоточиться на том, что сделано, либо делается в данный момент. Например, на том, как породу Нижнеканского массива проверяют на надежность с помощью мультипакерных исследований, через разведочную скважину.
Пакер — это устройство, которое может изолировать часть ствола скважины от всей остальной скважины и ее среды. Изоляция позволяет оценить водоприток на участке скважины, а так как вода — основной «транспорт» при миграции радионуклидов, то это один из ключевых элементов обоснования долговременной безопасности. Это очень кропотливый процесс, ведь пакер изолирует за раз участок длиной 10 метров. .. а лаборатория, напомним, будет находиться на глубине в полкилометра.
«Для объектов с низкой проницаемостью подобных пакерных исследований никто ранее не делал. Схожие работы могут проводить нефтяники, но у них совсем другое оборудование, другие диаметры и другие задачи. А вот в таких маленьких разведочных скважинах — исследований в России ранее не проводилось. Эти исследования нацелены на самое тщательное изучение Нижнеканского массива», — рассказал Валерий Тесля старший научный сотрудник ИБРАЭ РАН.
В свою очередь, руководитель Красноярского филиала ИБРАЭ РАН Дмитрий Озерский рассказал, что помимо гидрогеологических исследований на скважине прошли исследования геофизические — например, аккустический каротаж. Запущенные по скважине звуковые волны помогли найти участки, где могут быть водоносные трещины. Теперь их подробно исследуют с помощью пакера.
Исследования позволят либо окончательно убедиться, что скальный массив достаточно прочный и не сообщается с подземными водами... либо обнаружат неприятные сюрпризы в его структуре. Ученые говорят, что важно тщательно изучить массив именно сейчас, до начала строительства подземной части объекта.
По итогу, если безопасность строительства хранилища подтвердится — в 30-х годах в России может появиться объект для финальной изоляции РАО 1-2 класса, аналогов которому раньше не было. Если же нет — исследования принесут множество бесценных сведений отечественной и мировой науке.
Андрей Медведев специально для Newslab,
фото Алины Ковригиной
