Приведение РИТЭГ в безопасное состояние

Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) — это радиоизотопные источники электроэнергии, использующие тепловую энергию, выделяющуюся при естественном распаде радиоактивных изотопов и преобразующий её в электроэнергию с помощью термоэлектрогенератора. 

В советское время было установлено более 1000 радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ) на навигационных маяках, метеостанциях и других отдаленных объектах, включая Северный морской путь, регион Балтики, российский Дальний Восток. 

К началу 2000-х годов почти все установленные на объектах РИТЭГ выработали свой ресурс, и должны были быть выведены из эксплуатации, приведены в безопасное состояние и утилизированы. В свою очередь, РИТЭГ, у которого истёк назначенный срок службы, можно считать находящимся в безопасном состоянии только в том случае, если из него извлечён радионуклидный источник тепла (РИТ) либо его радиационно-тепловой блок, содержащий РИТ, размещен в утилизационном бидоне.

В августе 2009 года ОАО «В/О «Изотоп» решением руководства Госкорпорации «Росатом» осуществляет организацию и выполнение работ по транспортированию и разборке РИТЭГ, а также транспортированию извлеченных из РИТЭГ источников к местам их долговременного хранения.

 

Места эксплуатации утилизированных РИТЭГ

На рисунке 1 приведена карта мест эксплуатации и размещения РИТЭГ, разобранных на базе ОАО “В/О “Изотоп” с 2009 по 2015 годы: 232 РИТЭГ было доставлено трассой северного морского пути, 61 с ДВЦ «ДальРАО», 12 с акватории Балтийского моря и 4 с Антарктиды.

Рисунок 1. Места эксплуатации и размещения РИТЭГ,  разобранных на базе ОАО «В/О  «Изотоп» с 2009 по 2015 год

 

Всего в Российской Федерации на базе ОАО «В/О  «Изотоп» в период с 2009 по 2015 год было разделано 309 РИТЭГ: 269 с международной помощью и 40 по федеральной целевой программе. В таблице 1 приведены полные сведения о количестве утилизированных РИТЭГ.

Таблица 1. Количество РИТЭГ, разобранных на базе ОАО «В/О  «Изотоп» в период с 2009 по 2015 год

 

Способы разделки РИТЭГ

На сегодняшний день существует 2 способа разделки РИТЭГ: с извлечением РИТ и с размещением радиационно теплового блока (РТБ) в утилизационном бидоне.

Для первого способа тепловой блок РИТЭГ и транспортно упаковочный контейнер подаются в горячую камеру, далее источник извлекается из РИТЭГ с помощью механического захвата и перемещается в транспортный контейнер, который затем закрывается специальной защитной пробкой. Далее уже в транспортном контейнере источник направляется на ФГУП “ПО “МАЯК”.

Рисунок 2. Извлечение РИТ из РИТЭГ «Горн» в горячей камере

 

В некоторых случаях не удается извлечь источник, особенно когда радиационная защита источника повреждена. Соответственно, приходиться разбирать РИТЭГ в виде радиационного  теплового блока (РТБ), который затем помещается в утилизационный  бидон.

Рисунок 3. Разборка поврежденного РИТЭГ  «Горн» с размещением радиационно теплового блока (РТБ) в утилизационном бидоне

 

Сначала идет демонтаж крепежных элементов стальной защитной оболочки РТБ, далее осуществляется ее снятие с последующим снятием теплоизоляции и затем РИТ с обеднённым ураном помещается в утилизационный бидон со специальным креплением. Далее происходит прокачка внутренней полости утилизированного бидона инертным газом, который заваривается и в таком состоянии  отправляется на длительное хранение на ФГУП “ПО “Маяк”.

Рисунок 4. Разборка поврежденного РИТЭГ «Горн» с размещением радиационно теплового блока в утилизационном бидоне (УБ)

 

Таблица 2. Данные по разборке РИТЭГ ОАО «В/О «Изотоп» в период с 2009 по 2015 год

Наиболее сложные работы по разборке РИТЭГ приходиться проводить в случаях, когда поврежден сам радионуклидный источник, например, когда в его оболочке есть трещина. В этом случае РИТ вначале помещают в специальную транспортную капсулу, а затем ее упаковывают в специальные транспортные контейнеры.

Рисунок 4. Проблемные  радионуклидные источники тепла (РИТ)

 

Ниже приведен список проблемных РИТЭГ, разобранных в ОАО «В/О «Изотоп» по состоянию на 1 ноября 2015.

Таблица 3. Проблемные РИТЭГ, разобранные в ОАО «В/О «Изотоп» по состоянию на 1 ноября 2015

 

Радиационная защита РИТЭГ

Всего существует два варианта радиационной защиты РИТЭГ. Первая – для низкотемпературных РИТЭГ, где биологическая (радиационная) защита РИТЭГ изготавливается из нелегированного обедненого урана, очехлованная нержавеющей сталью.

Вторая – для среднетемпературных РИТЭГ, изготовленная из корозионно-стойкого сплава урана с молибденом, без герметизирующей оболочки из нержавеющей стали.

Рисунок 5. Разрушение биологической защиты РИТЭГ, выполненной из обедненного урана

 

Назначенный срок для эксплуатации  изделий из обедненного урана – 10-15 лет, что является одной из причин эксплуатации РИТЭГ сроком в 10 лет. По истечению данного срока эксплуатации рано или поздно происходит разгерметизация защитного корпуса РИТЭГ, в результате во внутренние полости попадает атмосферный воздух, влага и происходит окисление урановой защиты. Скорость данного процесса очень быстрая и в результате окисления урана происходит двухкратное увеличение его объемов.

Статья подготовлена по докладу Генерального директора ОАО “В/О “Изотоп” Б.В. Акакиева на VIII Международной выставке и конференции «АтомЭко-2015». Фото: ОАО “В/О “Изотоп”.

Рубрики: 
РИТЭГи, Утилизация
Организации: 
Изотоп, МАЯК