Процедура отбора площадок на основе принятых критериев.

В 1960-1990 годы в северо-западном регионе России был выполнен огромный комплекс исследовательских работ с целью поиска рудных месторождений, месторождений строительных материалов, в частности, облицовочного камня, а также для выявления запасов подземных вод и для проектирования гидротехнических и иных инженерных сооружений.

При этом использовался широкий спектр современных методов исследований от космических съемок до разведочного бурения скважин непосредственно на площадках и их каротажа, позволивший создать обширную базу данных по всему кругу геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических аспектов.

Хотя полнота и достоверность экспериментальных данных по различным зонам и площадкам региона отличается крайней неравнозначностью и пестротой, для первичной стадии отбора наиболее благоприятных площадок и для последующего их сравнения эта база данных вполне приемлема.

На первой стадии процедуры отбора площадок были исключены из дальнейшего рассмотрения территории месторождений полезных ископаемых, все зоны крупных тектонических разломов, зоны повышенной трещиноватости, а также массивы пород с нестабильными свойствами. Таким образом, для дальнейшего анализа было оставлено от 10 до 15% от общих площадей рассматриваемых территорий.

На второй стадии был проведен детальный анализ геологической структуры и тектонической картины региона, его сейсмичности и палеосейсмичности, геоморфологии, геологической и гидрогеологической характеристик, а также топографии, климата, поверхностного стока и подземного водообмена.

На основе документации, имеющейся в геологических фондах Мурманской и Архангельской областей, были отобраны конкретные площадки, по которым имелись фактические данные, достаточные для анализа, оценок и сравнения по всем или большинству принятых критериев. Предпочтение отдавалось площадкам, свойства слагающих пород на которых в наибольшей степени соответствовали перечню критериев выбора площадок для размещения РАО, приведенному в табл. 1.

На территории Мурманской области было отобрано 16 таких площадок, на материковой части Архангельской области – 6 площадок и на архипелагах Новая Земля и Земля Франца Иосифа – 3 площадки.

Формирование базы данных по оцениваемым площадкам.

При формировании базы данных по каждой из оцениваемых площадок было дано ее подробное описание по всем характеристикам, включенным в перечень критериев для выбора оптимальных мест размещения могильника РАО в северо-западном регионе Российской Федерации.

Анализ геологических критериев и фактических данных по площадкам позволили экспертам проекта прийти к следующим выводам:

· в качестве первоочередных площадок для дальнейшей оценки были рекомендованы площадки Кийявр, Дальние Зеленцы, Пояконда-Нигрозеро и Кузрека на Кольском полуострове, Большая Торожма и Шапочка – на материковой части Архангельской области, губа Башмачная на архипелаге Новая Земля;

· в качестве резервных площадок – площадки Вальсеявр, Порья и Средний на Кольском полуострове, Большая Левгора в Архангельской области.

Ранжирование площадок.

Не существует каких-либо жестких международных рекомендаций по оценке и ранжированию площадок для размещения могильников РАО и других радиационно-опасных объектов. Ранжирование площадок было основано на имеющейся практике и личном опыте экспертов.

Как правило, каждая площадка набирает свое количество баллов в соответствии с таблицей баллов для каждого критерия от 0 до 5. Самое меньшее количество баллов соответствует самым неблагоприятным условиям. После того, как каждый критерий применен к каждой площадке, общий итог рассчитывается в процентах.

Критерии для ранжирования площадок подразделяются на две основные категории: первая связана с природными условиями, вторая с социально-экономическими условиями.

Критерии, связанными с природными условиями, делятся на четыре группы:

А. Гидрогеологические критерии:

· время переноса радионуклидов из могильника радиоактивных отходов к реке, озеру или морю;

· свойства площадки обнаруживать радионуклиды и радиоактивные загрязнения;

· наличие подземных вод хорошего качества.

Б. Критерии по сейсмичности:

· расстояние между площадкой и ближайшим значительным разломом;

· максимальная сейсмическая интенсивность по шкале MSK-64.

В. Критерии по окружающей среде:

· воздействие на окружающую среду, на животный и растительный мир во время строительства;

· воздействие на окружающую среду во время эксплуатации.

Г. Географические и климатические критерии:

· глобальное снижение безопасности, связанное с оценкой потенциального изменения климата.

В качестве социально-экономических критериев в проекте были приняты:

· расстояние между хранилищем и самой ближайшей заселенной территорией;

· относительные наличные инвестиции;

· относительные затраты на эксплуатацию;

· относительные затраты на мониторинг.

Учитывая, что информация, принятая по площадкам, имеет существенное различие по глубине проработки, было введено корректирующее условие относительно базы данных на каждой площадке.

Вес, придаваемый различным критериям, был определен российскими и западноевропейскими экспертами. При этом распределение по весу было обосновано следующими правилами.

Общий вес, придаваемый «критериям естественных условий» и «социально-экономическим критериям» составляет 50% на 50%.

Критерий времени транспорта радионуклидов», который относится к безопасности и связан с геологическим барьером, является наиболее важным. Вес, придаваемый этому критерию, составляет 15%.

Другим «критериям естественных условий» придается для каждого вес в 5%.

Среди «социально-экономических критериев», «критерий инвестиционных затрат» является наиболее важным; вес, придаваемый этому критерию, составляет 20%. Другим «социально-экономическим критериям» придается для каждого вес в 10%.

Остановимся подробнее только на одном наиболее важном критерии – времени переноса радионуклидов из могильника РАО.

Оценка и ранжирование площадок по данному критерию производится следующим образом:

· когда после 1.5 млн. дней (4100 лет) достигнутая концентрация в верхнем водоносном горизонте все еще ниже 0.001 единиц/м³ , то время миграции не рассчитывают и площадка получает 5 баллов;

· площадки с временем миграции более 10000 лет, - 4 балла;

· площадки с временем миграции более 1000 лет и менее - 10000 лет, 3 балла;

· площадки с временем миграции более 100 лет и менее - 1000 лет, 2 балла;

· площадки с временем миграции менее 100 лет, - 1 балл.

Сущность процедуры ранжирования по каждому из принятых критериев для каждой площадки заключалась в определении расчетным или экспертным путем фактических характеристик площадки и сравнение их с рассматриваемым критерием, и затем в определении количества баллов.

Так, для определения времени миграции, принимая концентрацию стабильного несорбирующегося трассера (типа I-129) на границе хранилища равной 1000 условных единиц/м³, рассчитывалось количество единиц трассера, достигающих биосферы (почва или река, озеро, море) в продолжение 1.5 млн. дней. Далее посредством интерполяции или экстраполяции оценивалось время, необходимое для того, чтобы биосферы достигло 10¹⁰ условных единиц.

Для площадки на Новой Земле было принято, что, по крайней мере, может оказать влияние один из следующих факторов: вечная мерзлота не может быть признана устойчивой в течение 300 лет; имеются локальные нарушения внутри многолетнемерзлых пород недалеко от хранилища; возможна миграция за счет транспорта твердой фазы в карстовом известняке. Миграция радионуклидов в этом случае может происходить за относительно короткое время.

В обобщенном виде результаты ранжирования рассмотренных площадок приведены в табл. 2.

Таблица 2

Комплексная оценка по общему количеству баллов и ранжированию площадок

Приведенные данные иллюстрируют результаты ранжирования, выполненного на основе оптимальной оценки и альтернативной оценки (анализа чувствительности). В основу оптимальной оценки были положены имеющиеся данные по площадкам и принятые предположения. Оценка чувствительности выполнена на основе анализа надежности оптимальной оценки с учетов возможного варьирования значений критериев для ряда площадок, где информация о площадке недостаточна.

Так, например, для площадки Шапочка, в отличие от оптимальной оценки, предполагалось, что глубоко залегающие базальты могут быть проницаемы. В этом случае время миграции может быть меньше на два порядка. Такое предположение, в частности, снижает количество баллов по соответствующему критерию.

Для площадки на Новой Земле, напротив, в оценке чувствительности предполагалось, что глобальное потепление может не произойти и многолетнемерзлые породы сохранят свои свойства. В этом случае время миграции значительно меньше, и радионуклиды могут и не достичь биосферы. Соответственно в такой оценке увеличивается количество баллов.

В анализе чувствительности по критерию воздействия на животный и растительный мир количество баллов, например, для площадки Кузрека снизилось вследствие того, что при строительстве может быть уничтожен один вид редких растений или животных. По этому критерию снижена оценка и для площадки Шапочка, поскольку в анализе чувствительности предполагалось увеличение доступа животных на охраняемую территорию.

Анализ надежности по всем критериям был выполнен по всем площадкам. В результате проведения полномасштабной процедуры ранжирования площадок лучшими были признаны площадки Дальние Зеленцы и Кузрека на Кольском полуострове. В качестве резервной площадки была принята площадка Шапочка в Архангельской области.

Литература.

1. Мельников Н.Н., Конухин В.П., Наумов В.А., Амосов П.В., Гусак С.А., Наумов А.В. Инновационные проекты подземных объектов долговременного хранения и захоронения ядерных и радиационно-опасных материалов в геологических формациях европейского Севера России. – Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2005.

2. Кочкин Б.Т. Концепция выбора места для размещения могильника радиоактивных отходов. – Геоэкология, 2000, №6, с. 483-494.

3. Лаверов Н.П., Омельяненко Б.И., Величкин В.И. Геологические аспекты проблемы захоронения радиоактивных отходов. – Геоэкология, 1994, №6, с. 3-20.

4. Radioactive waste management: An IAEA source book. – Vienna: IAEA, 1992.