- •Лекция 10.
- •Выбор перспективных площадок для размещения подземного хранилища рао
- •Геологические условия и их значение в ряду других факторов, определяющих выбор места для могильника рао.
- •Выбор потенциальных площадок для размещения могильника рао на европейском Севере России.
- •Процедура отбора площадок на основе принятых критериев.
- •Ранжирование площадок.
- •Комплексная оценка по общему количеству баллов и ранжированию площадок
- •Литература.
Выбор потенциальных площадок для размещения могильника рао на европейском Севере России.
Критерии выбора площадок.
При выполнении научно исследовательских работ по выбору потенциальных площадок в составе международных программ сотрудничества в области повышения радиационной безопасности в северо-западном регионе России были проанализированы цели, стандарты и критерии выбора площадок для размещения РАО и ОЯТ Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), национального законодательства стран Европейского союза и предписаний российских нормативных актов в рассматриваемой области.
В результате проведенного анализа был сформирован перечень критериев и предполагаемых характеристик для площадок, потенциально пригодных для размещения РАО (см. табл. 1). Этот перечень был одобрен Межведомственной комиссии РФ по геологическому обеспечению обращения с РАО.
Таблица 1
Критерии выбора площадок для размещения могильника РАО
в северо-западном регионе России
Тип критерия |
Критерий |
Значение критерия |
Примечания |
Источник критерия* |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Физико-химические свойства пород |
Сорбция радионуклидов |
Высокая |
Изучается для отдельных минералов и пород в целом |
1 |
Проницаемость |
Очень низкая, не превышает 10-3м/сут
|
Для пород |
2 |
|
Теплопроводность |
Высокая
|
|
1,2,3 |
|
Геомеханические свойства |
Хорошие: =2.5-3.0 т/м3; сж. не менее 100 МПa; р не менее 10 МПa |
Обеспечивают устойчивость выработок |
3 |
|
Химическая устойчивость при контакте с природными водами |
Высокая |
Устойчивость к выщелачиванию, отсутствие карстообразования |
1,2,3,4 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 1 |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Физико-химические свойства пород |
Устойчивость к техногенному воздействию со стороны РАО |
Радиационная стойкость по отношению к гамма-излучению высокая |
|
3 |
Совместимость с конструкционными материалами |
Благоприятная химия пород и подземных вод |
Минимальная коррозия бетонных и стальных конструкций |
1,2,3 |
|
Включения газа и жидкостей |
Минимальные |
|
1,2,3 |
|
Технологические свойства (буримость, разрабатываемость и прочие характеристики) |
Оптимальные для щадящей проходки основных выработок с минимальными приконтурными нарушениями |
|
3 |
|
Формация |
Мощность |
Более 100 м
|
|
1,2,3 |
Площадь поверхности |
2x2 км (площадка в плане) |
|
1,2,3 |
|
Минимальная глубина заложения подземных сооружений |
50 м (для НАО и САО)
100м-200м (для ВАО) |
Зависит от типа РАО |
3 |
|
Гомогенность по минеральному составу |
Высокая |
|
1,3 |
|
Зернистость пород |
Относительно равномерная |
Этот фактор может определять пористость и проницаемость |
1,3 |
|
Текстура пород |
Плотная, массивная |
Породы неплотной упаковки со сланцеватыми структурами нежелательны |
1,3 |
|
Литология, минералогия и стратиграфия, взаимодействие с соседними формациями |
Зависят от конкретной формации, предпочтительны однородность, равномерность и выдержанность |
|
1,2,3 |
|
Минимальное содержание минералов со связанной водой |
Содержание связанной воды менее 1% |
|
3 |
|
Единый структурный блок породы, ограниченный структурными нарушениями одного порядка (локальная трещиноватость) |
Расстояние от границ блока до контура основных выработок не менее одного пролета (ширины) выработки |
|
3,4 |
|
|
||||
Продолжение табл. 1 |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Формация |
|
|
|
|
Системы трещин, образующих блоки с линейными размерами 1.0-1.5 m |
Минимальное количество |
Условие устойчивости пород приконтурной зоны выработок
|
3 |
|
Заполнение трещин |
Заполнение трещин вторичными минералами |
|
1,2,3 |
|
Сцепление по крупноблоковым трещинам |
0.5 - 0.7 MПа |
Механическое сцепление, определяется экспериментально |
3
|
|
Напряженное состояние |
Максимальная компонента для поля напряжений менее 0.3 [сж] |
Долговременная устойчивость |
3 |
|
Минимальная мощность оцениваемых пород под днищем основных сооружений |
50 м |
|
3 |
|
Максимальная мощность оцениваемых пород под днищем основных сооружений |
200 м |
|
3 |
|
Геологическая обстановка |
Крупные и средние блоковые структуры региона |
Площадка вне зоны контакта этих структур |
Эти зоны наиболее ослаблены и гетерогенны
|
1, 3 |
Сквозьструктурные, сквозькоровые разрывные нарушения (крупные региональные разломы - тектоническая активность) |
Площадки вне зон развития таких разломов |
Данные разломы долгоживущие и, с позиций неотетоники подвижны |
1,3,4
|
|
Плотность распределения всех разрывных нарушений |
Площадки на территории со средней и низкой плотностью таких нарушений |
Большая гидравлическая роль разрывов и сдвигов. Трещинные воды в зонах сдвигов имеют определенные неблагоприятные гидрохимические и гидротермальные характеристики |
1,3,4 |
|
|
||||
Продолжение табл. 1 |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Геологическая обстановка |
|
|
|
|
Региональная трещиноватость (трещины от 2 до 10 км) |
Площадки на территории со средней и низкой плотностью такой трещиноватости |
Большая гидравлическая роль разрывов и сдвигов. Трещинные воды в зонах сдвигов имеют определенные неблагоприятные гидрохимические и гидротермальные характеристики |
3 |
|
Локальная трещиноватость (трещины от 200 до 2000 м) |
Степень трещиноватости на площадках не более 4 км/км2 |
Обеспечивает наличие блоков ненарушенных пород размерами 500x500 м2, или более благопри-ятную ситуацию |
3 |
|
Морфология (расчлененность рельефа) |
Относительное превышение >50 м |
В некоторых случаях для оптимального вскрытия штольнями |
3 |
|
Параметры гравитационного, магнитного и электрического полей |
Спокойные безаномальные или слабоаномальные показатели |
Характеризуют гомогенность физических свойств породных блоков |
1, 3 |
|
Сейсмичность |
Площадки вне зарегистрированных очагов единичных землетрясений и сейсмоопасных зон, сейсмичность территории не более 8 баллов по МСК-64 |
|
4 |
|
Геотермальные условия |
Изначально положительное температурное поле без значительных аномалий |
|
1, 3 |
|
Связь с горизонтами водообмена |
Отсутствует |
Отсутствие дополнительно гарантируется инженерными барьерами |
1,2,3,4 |
|
Связь с наземными водоемами |
Отсутствует, площадка на расстоянии не менее 1 км от водоемов, за пределами зоны затопления |
|
4 |
|
|
||||
Продолжение табл. 1 |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Геологическая обстановка |
Сорбционная емкость покрывающих пород |
Высокая |
Дополнительно гарантируется ин-женерными барье-рами в скальном массиве на основе минеральных сорбентов |
1,3,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Возможность переноса радионуклидов с грунтовыми водами |
Минимальная |
|
1,2,3,4 |
|
Возможность выщелачивания радионуклидов из упаковок грунтовыми водами |
Минимальная |
|
1,2,3,4 |
|
Заполнение выработок водой |
Исключается |
|
1,2,3,4 |
|
Дренаж дождевых и талых вод с площадки |
Предусматривается в контрольно-регулирующий водоем |
Для наземных хранилищ |
4 |
|
Заболачивание, затопление площадки в ближайшие 300 лет |
Исключается |
Для наземных хранилищ |
4 |
|
Толщина зоны аэрации под дном хранилища |
Не менее 10 м |
Для наземных хранилищ |
4,5 |
|
Типы грунтовых вод и их характеристики для каждого водонасыщенного горизонта |
По факту |
Предусматривается подробное гидрогеологическое описание согласно стандартам |
4 |
|
Положительная форма рельефа - водораздел |
Предпочтительно |
|
4 |
|
Водозаборы подземных вод для питьевого водоснабжения |
Отсутствуют |
Официальное требование |
4 |
|
Многолетнемерзлые нескальные грунты |
Площадки вне территорий с такими грунтами |
Официальное требование |
4 |
|
Прогноз изменения климата |
Изменение температурного режима пород в течение 10000 лет отсутствует |
На глубине захоронения РАО с переходом температуры через 0 C |
1,2,3,4 |
|
Геологическая история |
Гидротермальная периодичная активность в течение 20000-400000 лет отсутствует |
Аналогично условиям горы Юкка |
3 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл.1 |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Геологическая обстановка |
Геологическая история |
Отсутствуют палео-сейсмодислокации |
|
3, 4 |
Наличие полезных ископаемых |
Отсутствуют |
|
1,2,3,4 |
|
Общая геоморфологическая обстановка |
Устойчивая |
|
1,2,3,4 |
|
Общие гидрогеологические условия |
Стабильны и должны обеспечивать прогноз поведения радионуклидов |
|
1,2,3,4 |
|
Топография территории |
Обеспечивает создание подъездных путей. |
|
1,2,3,4 |
|
* Происхождение критериев: 1 - Российская Академия наук; 2 - Минатом; 3 - предложения Горного института; 4 - Правила проектирования и эксплуатации региональных могильников РАО (ПРМ РАО-87), Министерство здравоохранения СССР; 5 - Санитарные правила по обращению с РАО (СПОРО-85), Министерство здравоохранения СССР.
