Дмитрий Горчаков. Немного атома и радио (nucl0id) wrote in engineering_ru,
Дмитрий Горчаков. Немного атома и радио
nucl0id
engineering_ru

Categories:

Вопросы безопасности, связанные с ввозом урановых хвостов из Европы в Россию. Часть 2

Поскольку ЖЖ ограничивает размер поста, я разбил рассказ о вопросах связанных с опасностью и рисками при ввозе урановых хвостов на две части. В первой я рассказал о свойствах ОГФУ, о том откуда взялась цифра в 32 км возможного радиуса поражения и что реально произойдет, если контейнер разгерметизируется. Под катом рассказ о самом страшном сценарии аварии при транспортировке ОГФУ, о реальных авариях при транспортировке ОГФУ и смертельных случаях при обращении с ним, а также о связи ОГФУ и онкологии на Урале.

Мон луи.jpg
Фото крупнейшей аварии при транспортировке ОГФУ. Источник


6. Сценарий взрыва контейнера


А теперь давайте рассмотрим тот самый страшный сценарий, который может произойти с контейнером с ОГФУ, который попал в список гипотетических аварий с большими выбросами в документе 1978 года. Не думаю, что его до этого кто-то подробно публично разбирал, поскольку он не описан подробно ни в докладе 1978 года, ни попадался мне на глаза у Гринписа или других экологов-активистов, любящих цифру в 32 км. Возможно они о нем не знают. Так что не исключаю, что сейчас частично сыграю им на руку, подкинув деталей. Впрочем, этого сценария пока нет и в докладе Беллоны об ОГФУ (но доклад будет дополняться, в т.ч. раздел по возможным авариям), и в методиках ИПЭ УрО РАН (у них я уточнял - им такую задачу считать и не задавали), и не упоминается нигде у Росатома. Так что и для них это наверно будет некоторым неприятным сюрпризом. Но я как раз пытаюсь разобраться в проблеме, а не занять чью-то сторону. Поэтому выкладываю то до чего докопался, а выводы делайте сами.

Итак, это сценарий, при котором контейнер с ОГФУ взрывается после длительного нагрева в большом пожаре - свыше существующих нормативов по прочности для такого контейнера. Конструктивно самый популярный в мире контейнер для ОГФУ "48-Y" (в нем в Россию и завозят ОГФУ из Европы) по международным требованиям должен выдерживать 30-минутное нахождение в огне с температурой 800 градусов. Но что если нагревать его больше и дольше? Постепенно гексафторид внутри расплавится, давление его паров будет расти и при превышении расчетных параметров (27 атмосфер) возможно разрушение контейнера, а при таком внутреннем давлении это будет взрывной процесс с выбросом наружу газообразного и жидкого ОГФУ. И это, конечно, гораздо опаснее чем разгерметизация контейнера с твердым гексафторидом.

Я нашел ряд статей с моделированием выброса при таком сценарии. В открытом доступе есть, например, немецкая статья M. Sogalla и W. Brücher "Radiological consequence analysis in case of fire impact.". В ней разбирается массовый сценарий: сразу 10 контейнеров, по 12,5 т ОГФУ (т.е. те самые "48-Y") в каждом, нагреваются в огне при сжигании углеводородов при температуре 800-1000 градусов. Моделирование показывает величины выброса и приземные (там, где собственно находятся люди) концентрации опасных веществ при неблагоприятных погодных условиях на разном расстоянии в зависимости от разных факторов, продолжительности пожара после взрыва, например.

Так вот, в самом худшем сценарии, чисто гипотетическом и по словам авторов маловероятном, опасные (вплоть до смертельных) концентрации от одновременного взрыва 10 контейнеров возможны на расстоянии 8 км по направлению ветра от места взрыва. Скорость выхода ОГФУ из одного контейнера при этом - до 12,2 кг/с. Серьезный сценарий и серьезные последствия. Но и тут нет речи о зоне смертельного поражения в 32 км.


График концентрации выброса (на самом деле меня смущает что у них указан "уран", но судя по величине AEGL-3 речь все же о некоем усредненное выбросе продуктов реакции ГФУ с влагой - если кто поможет разобраться будет здорово) в зависимости от времени начала пожара и расстояние на котором будет та или иная концентрация. AEGL-3 - смертельный уровень. Источник.

Авторы, конечно, обсуждают сферического коня в вакууме, моделируя огонь в условном бассейне углеводородов, и не говорят о реалистичных сценариях. Но из возможных, конечно, напрашивается минимум один страшный сценарий (это моя фантазия, можете придумать другой) - столкновение поезда с ОГФУ и поезда с каким-то горючим (нефть или бензин). Важные условия такой задачи - горючка должна разлиться так, чтобы в ее огонь попали несколько контейнеров с ОГФУ, чтобы она горела не менее получаса равномерно прогревая весь объем контейнеров, и за это время она не должна вся выгореть (для этого слой нефти должен быть минимум 7,5 см, а бензина - 30 см, см табл 1.1 в документе о скорости горения нефрепродуктов), все это дело не должны в это время тушить и разгребать. Ну и сила и область последствий будет зависит от многих факторов - устойчивости и силы ветра, густонаселенности местности, близости пожарных команд и готовности реагировать на ЧП и т.д.

Так что если Гринпис и возьмет на вооружение рассказы об этом сценарии, важно, чтобы они давали при этом все вот эти подробности про случай столкновения двух поездов. А то начнутся выдумки как про 32 км от разгерметизации одного контейнера. Ну и по уму надо оценить вероятность такого сценария. Я ее пока нигде не нашел, даже любопытно - она выше чем у падения самолета на склад или ниже?

При этом надо помнить, что вообще то крушение поезда с горючим это сама по себе серьезная авария, тем более в случае столкновения с чем угодно, начиная от других опасных грузов и заканчивая пассажирским поездом. Так что мне кажется более важным не бороться с конкретными грузами, которые кому-то по тем или иным причинам не нравятся (Гринпису, например, все радиоактивное и атомное), а бороться за повышение безопасности всех транспортировок вообще. Ниже я еще разовью эту мысль.

7. Свойства и прочность контейнеров для ОГФУ


Давайте теперь перейдем от теории к практике - к реальным авариям. Они, конечно, были. И наверняка еще будут. Никакой транспорт, да и никакая технология вообще, не бывает 100% безопасным. Поэтому как и с перевозкой других ядерных и радиоактивных материалов, сами контейнеры делают такими (даже на случай когда ядерное топливо возят самолетами), чтобы в случае аварии они сохраняли герметичность. Даже если при этом возникнет пожар. Но бесконечной безопасности опять же не бывает, так что формулируются некоторые минимальные требования, которым тара должна отвечать.

Наиболее популярные во всем мире контейнеры для ОГФУ - "48-Y" (48 - это диаметр в дюймах, или 1,22 м). Длина 3,81 м, объем - около 4 м3, масса контейнера - около 2,5 т, масса ОГФУ внутри - до 12,5 т. Толщина стальных стенок - почти 1,6 см. Рабочее давление - 13 атмосфер, предельное - 27 атмосфер (данные отсюда, стр 51).

Далее я процитирую доклад Беллоны (стр 22): "После изготовления контейнеры подвергаются испытаниям на механическую прочность, герметичность, термостойкость и устойчивость к гидростатическому давлению. Для испытаний на прочность проводят сбрасывание контейнера с высоты 9 м на бетонную плиту с металлическим штырем диаметром 36 мм. Падение с такой высоты равносильно столкновению с бетонной плитой на скорости 45 км/час. Испытания на теплостойкость проводят выдержкой контейнера в открытом огне при температуре 800С в течение получаса. Испытания на герметичность проводят сопротивляемостью гидравлическому давлению, вдвое превышающему рабочее, при температуре от -40С до +40С."


А это фото контейнера "48-Y" на специальном участке комплексного обслуживания на УЭХК, где их периодически обследуют. Эту процедуру раз в несколько лет в течение всего срока службы в 80-100 лет проходят все контейнеры в хранилище. При этом их проверяют на наличие дефектов и соответствие всем требованиям как внутри так и снаружи, моют и окрашивают. ОГФУ при этом, конечно, извлекается. Фото автора.

8. Реальные случаи аварий при обращении с ОГФУ


Конечно, аварии при транспортировке бывали. Однако при этом не было аварий с выходом ОГФУ из контейнеров. Вот наиболее яркие примеры:

25 августа 1984 года. Судно "Монт-Луи" везло 350 т гексафторида урана в 30 контейнерах 48-Y (да, они использовались уже тогда и за 20 лет до того) и затонуло в Северном море после столкновения с паромом. По аварии имеется подробный 5-страничный бюллетень МАГАТЭ, откуда можно узнать массу любопытных деталей. Груз, кстати, направлялся по похожему на нынешний контракт - это была поставка европейского ГФУ и ОГФУ (Франция, Бельгия и Германия) на обогащение в СССР по контракту от 1973 года (О становлении мирового рынка обогащения я подробно писал в прошлой публикации).


Фото столкновения судна "Монт-Луи" и парома "Олау Британия" в Северном море в 10 милях от Бельгийского берега. Монт Луи затонул через 4 часа 40 минут после столкновения. Фото взято отсюда.

За полтора месяца все контейнеры были подняты, часть из них была помята и повреждена штормами, однако лишь в одном была обнаружена небольшая течь в запорном клапане. Течь, кстати, за счет разницы давлений, была внутрь контейнера, а не наружу, и была устранена при подъеме. Вода не успела заполнить свободный объем контейнера. Проведенные пробы и исследования не обнаружили никаких значительных загрязнений. Кроме того, во время спасательной операции были сделаны прогнозы по наихудшему сценарию. Расчеты показали, что даже мгновенная реакция всего ОГФУ в контейнерах с морской водой не привела бы к образованию токсичных концентраций фтористоводородной кислоты. В результате весь груз был спасен без ущерба для здоровья спасателей и окружающей среды.

Я честно искал наглядные материалы по той аварии чтобы вам показать, но их не так много. Есть совершенно эпичное цветное фото операции по подъему груза с затонувшего судна Монт-Луи, где видны поднятые контейнеры. Но известное агентство Магнум, куда я обратился за разрешением поставить его в пост, запросило с меня 6000 р. Пока я не готов на такие траты для постов в блоге, поэтому я просто дам ссылку, где его можно посмотреть на сайте агентства в нормальном качестве - вот тут.

Зато о спасательной операции есть целый документальный фильм:


13 марта 2014 года в Порту Галифакс (Канада) при погрузке на судно уронили с 6 метровой высоты 4 контейнера 30B с обогащенным гексафторидом урана. Контейнеры сохранили герметичность, утечек не было. Аналогичный инцидент был в этом порту и в 1999-м.

С десяток случаев аварий грузовиков с контейнерами с ОГФУ в США и Европе описаны по этой ссылке (см Transport accidents в самом низу). Случаев разгерметизации не было.

И данные Росатома, и данные отчета Беллоны говорят о том, что за все время транспортировки ОГФУ на территории СССР/России (более 60 лет) аварий и инцидентов не было. Можно в этом сомневаться, но указанная выше ссылка на подборку инцидентов с транспортировкой ОГФУ действительно ограничивается лишь иностранными примерами. Возможно дело в том, что у нас в основном его перевозят железнодорожным транспортом, который несколько безопаснее автомобильного.

Для наглядности того как ОГФУ разгружают с судна в порту Санкт-Петербурга и перегружают на ж/д транспорт, какая при этом радиационная обстановка и как это все показывают общественности, поставлю тут этот видеоролик от Беллоны про перегрузку урановых хвостов в Санкт-Петербурге.:


9. Смертельные случаи при обращении с гексафторидом урана


Несмотря на отсутствие жертв при авариях на транспорте, смертельные случаи при обращении с гексафторидом урана происходили. Например, в США в 1944 году на экспериментальной установке произошел выброс около 180 кг разогретого газообразного ОГФУ. Погибли два человека, еще трое пострадали. А в 1986 году на коммерческой установке по переработке урана Sequoyah Fuels Corp, США, произошла утечка UF6 при разрыве нагретого 14-тонного контейнера. От вдыхания HF погиб один человек, еще 31 работник подвергся воздействию газового облака, но долговременных последствий для здоровья не получил.


Разорванный контейнер на Sequoyah Fuels Corporation в 1986 году. Источник.


Итого за почти 75 лет обращения с ОГФУ в мире погибли трое и пострадали еще около 40 человек. Даже если предположить, что в СССР такие случаи скрывались, то вряд ли речь идет о величинах на порядки больших. Получается, что человечество действительно научилось обращаться с этим опасным веществом - ОГФУ, относительно безопасно. А абсолютно безопасных технологий не бывает. Даже тяга делать селфи убила больше людей, чем ОГФУ.

10. Прочие опасные грузы или все относительно


Надо отметить, что ОГФУ, конечно, опасная субстанция и опасный груз на наших дорогах. И внимание активистов к нему приковано, конечно, не на пустом месте. Однако как я показал выше, Гринпис склонен, осознанно или нет, существенно преувеличивать опасность.

Конечно, можно добиться прекращения ввоза ОГФУ из-за границы (около 12 тыс.т до 2022 года по нынешним контрактам), но это, во-первых, не прекратит перевозку аналогичного по химическому составу гексафторида природного и обогащенного урана внутри страны - между комбинатами на Урале и в Сибири. Ведь крупнейший комбинат в Новоуральске работает полностью на привозном гексафториде - его везут с сублиматного завода СХК в Северске, где природный урановый концентрат для дальнейшего обогащения переводят в форму гексафторида. Производство уранового топлива для российских и существенной доли зарубежных АЭС будет продолжаться, а значит будет и перевозка ГФУ. И не только в России.

А во-вторых, ладно ОГФУ, объем его перевозок внутри страны не превышает десятков тысяч тонн в год (несколько десятков ж/д составов). Внутри России 20% всех перевозимых грузов относятся к категории опасных, это около 800 млн т. - кислоты (в том числе те же продукты реакции ОГФУ - типа фтороводорода), токсичные вещества, взрывчатые и пожароопасные материалы (те же горючие материалы, необходимые для реализации самого страшного сценария при перевозке ОГФУ). Т.е. их объем в сотни тысяч раз больше, чем ОГФУ. Из этих 800 млн.т. 65% перевозят автомобильным транспортом, потенциально наиболее рискованным в плане дорожных аварий.

Устранение с наших дорог европейских ОГФУ, о чем мечтает Гринпис, не решит проблему рисков связанных с перевозками опасных грузов у нас в стране вообще никак. Решит ее лишь усиление контроля за соблюдением правил перевозок и улучшение транспортной инфраструктуры. В прекрасной России будущего, на мой взгляд, надо делать упор на это, а не на борьбу с отдельными опасными грузами путем запугивания населения, при том что эти грузы перевозятся по тем же правилам и в той же таре по всему цивилизованному миру.

11. Опасности при хранении и ржавые контейнеры


Пару слов об опасности складов хранения. Ну, падение самолета мы уже рассмотрели. Но по сети часто гуляют фото ржавых контейнеров со складов. А Гринпис жалуется на то, что это все хранится под открытым небом и ссылается на несколько отчетов Ростехнадзора до 2011 года, в которых отмечалось неудовлетворительное состояние складов хранения ОГФУ. Однако после 2011 года таких замечаний не было. Помимо того что можно приветствовать наличие контролирующего органа, обнаруживающего недостатки в работе предприятий Росатома, логично задать вопрос - а может после 2011 года замечаний по этой теме нет потому что их устранили?

По поводу хранения под открытым небом - это общемировая практика. Выше я уже показывал фото и давал ссылки на спутниковые карты российских и европейских складов - они все примерно одинаковые. Ну потому что сложно сделать такие огромные ангары. А толстостенные стальные контейнеры, рассчитанные на падения и пожары, не особо боятся дождя и снега. Главная их защита это именно толщина стенок, краска и периодическое освидетельствование, в ходе которого проверяют состояние клапанов, степень коррозии (и внутри тоже), ну и наносят новую краску. Саму территорию складов тоже регулярно осматривают, контейнеры там специально выложены для удобства визуального осмотра. В случае утечки и трещины, как мы видели выше по ролику Министерства энергетики США, во-первых, место утечки несложно обнаружить визуально по белесым выпадениям уранилфторида, а во-вторых, устранить его тоже несложно. В ролике вообще скотч наклеили, а на практике на контейнер могут поставить металлическую заплатку, а затем заменить.

И о ржавчине. В ней для толстостенных контейнеров опять же ничего особо страшного нет, если, конечно, не доводить до запущенных случаев. Огромные склады с крупнейшего завода в Новоуральске, показанные выше, явно заполнены покрашенными серыми контейнерами. Но я специально припас фото с американских хранилищ для этого раздела, а по указанным под ними ссылками можно пройти на сами гуглокарты и посмотреть все в деталях. Даже со спутника видно, что существенная часть контейнеров на складах покрыта ржавчиной:


Склад хранения ОГФУ на бывшем газодиффузионном заводе в Портсмуте (Portsmouth), штат Огайо.


Склад хранения ОГФУ на бывшем газодиффузионном заводе в Падьюке (Paducah), штат Кентукки.

Суммарно на этих складах хранится около 800 тыс. т. ОГФУ - примерно столько же, сколько на всех хранилищах в России. Справедливости ради, тут надо сделать два комментария. Во-первых, в Новоуральске контейнеры скорее всего поновее потому, что они активно работают с зарубежными заказчиками и часто меняют тару. США же свой ОГФУ никуда не вывозят, а в Россию так вообще им законодательно это запрещено - это же ядерный материал, как никак, тот самый стратегический ресурс, статус которого так не нравится Гринпису. Но все это конечно не извиняет такого отношения к их железякам. А во-вторых, надо отметить, что по спутниковым снимках не так хорошо видно на российских площадках состояние контейнеров отечественного производства емкостью по 2,5 м3, которые, в отличие от 48-Y, ставятся вертикально.

12. А как же онкология?


В обсуждениях темы ввоза ОГФУ в СМИ, на других площадках и в комментариях к моим предыдущим статьям периодически возникали возгласы в духе "везут нам всякую гадость, а потом у нас в Новоуральске онкология растет!". Но мало кто после этого приводит цифры или другие данные в подтверждение таких заявлений. И мало кто вспоминает о том, что на самом деле канцерогенов и факторов, повышающих риск рака и без радиации хватает. То что при хранении и перевозке ОГФУ не возникает выбросов урана мы как бы попытались уже разобраться. Давайте я просто для своих родных уральцев покажу одну картинку об уровне заболеваемости раком в нашей Свердловской области.

Год назад наш губернатора подписал 100-страничную программу по борьбе с онкологическими заболеваниями на 2019-2024 годы. Там масса статистики по заболеваемости в области, в том числе по печальным районам - лидерам по заболеваемости раком. Вот они:


"Лидеры" по заболеваемости раком в Свердловской области, чей показатель выше среднего по области, составляющего 426,4 случая на 100 тыс. человек.

Как видно, Новоуральска в этом списке нет, как нет и г. Заречного, где находится Белоярская АЭС. А ведь в Новоуральске находится крупнейший в мире комбинат по обогащению урана. Вот только на Урале помимо атомной промышленности полно не самой чистой цветной металлургии, разных карьеров, в т.ч крупнейший в мире асбестовый, грязных котельных и ТЭЦ, включая крупнейшую в России угольную Рефтинскую ГРЭС, и других источников выбросов, низкого уровня медицины и зарплат и прочих прямых и косвенных факторов, влияющих на здоровье вообще и на онкологию в частности. Вот на что надо обратить внимание в первую очередь для борьбы с онкологией в Прекрасной России Будущего. Ну и атомные предприятия тоже надо контролировать, конечно, но связывать ввоз ОГФУ с ростом онкологии, мягко говоря, не корректно.

13. В завершение этой части


Опасность ОГФУ весьма преувеличена антиядерными организациями. Да, это опасное вещество, однако опыт показывает, что принимаемые технические и организационные меры по обращению с ОГФУ обеспечивают его безопасное использование. Однако для дальнейшего длительного хранения предпочитают другие его химические формы, менее опасные. Об этом, а так же о иных способах использования ОГФУ помимо дообогащения - в следующей, завершающей части, которую я опубликую уже скоро. Там же будет мое интервью с автором доклада об ОГФУ и директором «Беллоны» Александром Никитиным и краткие выводы по всей теме.

Поддержать автора
Если вам понравилась моя статья, то вы можете сказать об этом в комментариях (критики то обязательно мне понапишут), а также поощрить будущие публикации материально - на карту Тинькофф 5536 9137 7974 2317. И подписаться на мой Youtube-канал.

ЧИТАТЬ ДРУГИЕ ЧАСТИ >>>ЧАСТЬ 1, ЧАСТЬ 2 ЧАСТЬ 3 (1 часть про безопасность)


Tags: аварии и происшествия, безопасность, дороги, медицина и инвалиды, транспорт, экология, ядерная энергетика
Subscribe
promo engineering_ru february 2, 2016 08:22 129
Buy for 50 tokens
Из приговора военного трибунала Балтийского Флота и Кронштадтской крепости, 1923 года, декабря 19 дня: Вечером 19 июля 1923 года военные моряки линейного корабля «Парижская коммуна» – котельный механик Борисов, трюмный старшина Путилин, трюмные ученики: Пронин, Сизов, Колеров, Писарев, Логинов,…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 9 comments