СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ОБЛУЧЕННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2004 года по МПК G21F9/34 

Изобретения относятся к области атомной энергетики и атомной промышленности и касаются хранения облученного ядерного топлива, судового облученного ядерного топлива, в частности.

Известен способ хранения облученного ядерного топлива, включающий размещение облученных твэлов во временном хранилище на промплощадке атомной электрической станции на 30-40 лет, за которые радиоактивность продуктов деления снижается примерно в 10⁵ раз, что существенно упрощает химическую переработку облученных твэлов (см., например, И. Новиков, Г. Кружилин. Проблема обращения с ОЯТ на АЭС. Ядерное общество, 2001, № 2, с.36-37).

Известен способ хранения облученного ядерного топлива, судового облученного ядерного топлива, в частности, включающий осушение корпуса реактора с отработавшей активной зоной ядерной энергетической установки атомной подводной лодки, извлечение осушенного корпуса реактора из ядерной энергетической установки, размещение извлеченного корпуса реактора в защитном контейнере, транспортировку защитного контейнера с корпусом реактора на хранение, к прибрежной штольне, в частности, размещение защитного контейнера с корпусом реактора в хранилище, хранение облученного ядерного топлива в корпусе реактора в защитном контейнере в хранилище (см., например, патент РФ 2130655, МКИ 6 G 21 F 9/34, 22.09.97, опубл. 20.05.99, бюл. № 14).

Известен способ хранения облученного ядерного топлива, облученного ядерного топлива атомных электрических станций Бельгии, в частности, включающий его размещение в составе тепловыделяющих сборок в емкостях, заполняемых песком, во временном хранилище, из которого облученное ядерное топливо будет перемещено на захоронение в могильник или извлечено из емкостей и направлено на переработку на радиохимический завод (см., например, V. De Valkeneer, C. Dierick. Spent Fuel Management in Belgium. Nuclear Europe Worldscan, 2001, v.21, № 5-6, p.24-25).

Известен способ хранения облученного ядерного топлива, облученного ядерного топлива легководных реакторов атомных электрических станций, в частности, включающий размещение 24 тепловыделяющих сборок реактора под давлением и 61 тепловыделяющей сборки кипящего реактора в емкости из нержавеющей стали, размещаемой вертикально в железобетонном защитном контейнере для хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива, в том числе дефектного (см., например, J. Hobbs, Sierra Nuclear Corporation / BNFL TranStor™, Nuclear Engineering International, 1996, v.41, № 501, p.38).

Наиболее близким к предложенному является известный способ обращения с облученным ядерным топливом, включающий размещение облученного судового ядерного топлива в баках хранилища облученного ядерного топлива в отсеке плавучей технической базы перезарядки ядерных реакторов, вырезку из плавучей технической базы отсека с хранилищем, отделение нереакторного отсека атомной подводной лодки от других ее отсеков, размещение в отделенном отсеке вырезанного из плавучей технической базы отсека с хранилищем, хранение отделенного отсека атомной подводной лодки с вырезанным отсеком с хранилищем с облученным ядерным топливом (патент РФ № 2170963, МКИ 7 G 21 F 9/00, 14.03.2000, опубл. 20.07.2001, бюл. № 20) - прототип.

Основной недостаток известных способов хранения облученного ядерного топлива заключается в его недостаточной экологичности и технологичности, ограниченном техническом уровне предупреждения распространения облученного ядерного топлива.

В задачу изобретения входит повышение экологичности и технологичности хранения облученного ядерного топлива, его дополнительная физическая защита, в том числе при длительном, несколько десятков лет, сроке хранения.

Указанная задача решается изобретением за счет достижения технического результата, заключающегося в дополнительном снижении мощности ионизирующего излучения от облученного ядерного топлива, предотвращении распространения делящихся материалов и продуктов деления, содержащихся в облученном ядерном топливе, посредством дополнительных защитных барьеров, перемещении облученного ядерного топлива, размещенного внутри плавучих объектов, на сушу.

Технический результат достигается в способе хранения облученного ядерного топлива, включающем отделение нереакторного отсека подводной лодки от других ее отсеков, размещение в отсеке облученного ядерного топлива до или после его отделения, перемещение отделенного отсека на плаву в сообщающуюся с морем емкость, отделение емкости от моря, осушение ее, предлагается также отделять более одного отсека от других отсеков подводной лодки, емкость выполнять в виде траншеи или штольни, в частности.

Изобретение предлагается осуществлять следующим образом.

Пример 1. В установленный на стапеле судоремонтного завода блок отсеков - обечайку прочного корпуса трех нереакторных отсеков атомной подводной лодки без внутреннего насыщения, с центральным отсеком с ракетными шахтами, демонтированными при утилизации отсеков атомной подводной лодки, с выполненной внутри ракетных шахт кольцевой радиационной защитой из нейтронпоглощающих материалов с наполнителем, со смежными переборками -радиационно-защитными экранами, с выполненными в нижней части смежных с центральным отсеках фундаментами с ложементами для размещения в них реакторных отсеков, с установленными в фундаментах выполненными из свинца с бором толщиной 0,15 м, диаметром 4,5 м днищевыми защитными экранами, с демонтированными торцевыми переборками блока отсеков, завести первый реакторный отсек с герметичным прочным корпусом, с ядерной энергетической установкой с реактором на жидкометаллическом теплоносителе, с облученным ядерным топливом в активной зоне реактора, зафиксированным отвержденным облученным жидкометаллическим теплоносителем - эвтектикой Pb-Bi, носовой оконечностью внутрь носового смежного с центральным отсека блока отсеков встык к выполненной смежной переборке - радиационно-защитному экрану, соединить болтами фланец носовой части корпуса первого реакторного отсека с выполненной переборкой - радиационно-защитным экраном носового смежного с центральным отсека блока, выполнить в кормовой части реакторного отсека распорные колонны, зафиксировав его положение на фундаменте внутри обечайки прочного корпуса отсека блока отсеков, выполнить аналогичные операции, завести второй реакторный отсек с герметичным прочным корпусом, с атомной энергетической установкой с реактором на жидкометаллическом теплоносителе - эвтектикой Pb-Bi, с облученным ядерным топливом в активной зоне, зафиксированным отвержденным облученным жидкометаллическим теплоносителем, носовой оконечностью внутрь кормового смежного с центральным отсека блока отсеков, раскрепить реакторный отсек в обечайке прочного корпуса кормового отсека блока отсеков, установить в камерах хранения необходимые для контроля за облученным ядерным топливом оборудование и средства передачи информации о его состоянии, установить равнопрочные с обечайкой прочного корпуса торцевые переборки блока отсеков, герметизировать выполненные переборки, что позволяет выполнить из отсеков, смежных с центральным отсеком блока отсеков, отдельные герметичные камеры хранения двух реакторных отсеков с герметичным прочным корпусом, герметизировать все отсеки блока отсеков, что позволяет выполнить из него плавучую емкость с расположенными в отдельных камерах хранения реакторными отсеками с ядерными энергетическими установками, облученное высокообогащенное ядерное топливо которых зафиксировано отвержденным тяжелометаллическим теплоносителем, спустить плавучую емкость на воду, транспортировать на плаву выполненную емкость к местоположению береговой технической базы пос. Гремиха, завести выполненный блок в док-камеру сухого дока, раскрепить блок отсеков на воде в док-камере, демонтировать заваренный по временной схеме технологический съемный лист над центральным отсеком блока, извлечь из берегового бетонного хранилища стальной резервуар – монжус - с зафиксированной в нем в отвердевшем расплаве не облученной эвтектики Pb-Bi отработавшей выемной частью с облученным ядерным топливом реактора с жидкометаллическим теплоносителем (см., например, М.И. Бугреев, М.П. Вахрушин, Б.Ф. Громом, Е.И. Уфимов, С.В. Игнатьев, В.В. Кальченко, Д.В. Панкратов, В.К. Сазонов, В.С. Степанов, В.И. Читайкин. Проект поэтапного решения проблемы длительного хранения отработавшего ядерного топлива атомных подводных лодок с жидкометаллическим теплоносителем. Труды Международной конференции "Экологические проблемы утилизации атомных подводных лодок". Северодвинск, 2001, ФГУП НИПТБ "Онега", Северодвинск, с. 195-198), извлечь подъемным краном монжус с зафиксированной отработавшей выемной частью из бетонной шахты хранилища, транспортировать к раскрепленной на воде в док-камере сухого дока плавучей емкости - блоку отсеков, поместить монжус в первую размещенную в центральном отсеке блока ракетную шахту в кольцевую радиационную защиту, засыпать свободный объем шахты песком, закрыть, обварить крышку шахты, выполнить аналогичные операции в той же последовательности с остальными отработавшими выемными частями с облученным ядерным топливом реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, размещенными в бетонных шахтах хранилища береговой технической базы перезарядки реакторов, установить на место на сварке технологический лист прочного корпуса центрального отсека, герметизировать отсек, что позволяет выполнить из центрального отсека отдельную герметичную камеру хранения отработавших выемных частей с высокообогащенным ядерным топливом реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, вывести блок отсеков из док-камеры, транспортировать плавучую емкость - блок нереакторных отсеков на плаву к месту хранения на архипелаге Новая Земля, в прибрежной части острова архипелага соорудить посредством направленных взрывов траншею для размещения в ней плавучих блоков отсеков атомной подводной лодки, заполнить траншею водой, выполнив проход через земляную перемычку, отделяющую траншею от моря, транспортировать на плаву выполненный трехотсечный блок нереакторных отсеков с размещенными в нем в отдельных камерах хранения реакторными отсеками с ядерными энергетическими установками с облученным ядерным топливом, зафиксированным отвержденным тяжелометаллическим теплоносителеми, в отдельной камере хранения в ракетных шахтах атомной подводной лодки в радиационной защите - отработавшими выемными частями с облученным ядерным топливом реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, через выполненный проход в траншею к месту размещения блока отсеков, зафиксировать его внутри траншеи над фундаментом, выполнить перемычку, отделяющую часть траншеи с размещенным в ней блоком отсеков от моря, удалить из нее воду, заполнить свободное пространство между блоком и стенами траншеи выброшенной взрывами породой, засыпать верхнюю часть блока отсеков слоем породы толщиной 1,0 м, выполнив законченный фрагмент хранилища радиоактивных отходов, хранить ядерные энергетические установки с реакторами на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем с облученным высокообогащенным ядерным топливом, зафиксированным отвержденным облученным теплоносителем - эвтектикой Pb-Bi, в реакторных отсеках на ложементах-фундаментах в отдельных камерах хранения, отработавшие выемные части с облученным ядерным топливом аналогичных реакторов - в стальных монжусах в песке в радиационной защите из нейтронпоглощающих материалов с наполнителем в ракетных шахтах утилизированной атомной подводной лодки в отдельной камере хранения в блоке отсеков - толстостенной металлической обечайке прочного корпуса блока нереакторных отсеков атомной подводной лодки, на фундаменте в траншее под слоем породы 60 лет, до востребования переработанного высокообогащенного ядерного топлива.

Совокупность предлагаемых решений повышает радиационную и радиоэкологическую безопасность человека и окружающей среды, снижает дозу облучения персонала от реакторного отсека с ядерной энергетической установкой с реактором на быстрых нейтронах с тяжелометаллическим теплоносителем с облученным высокообогащенным ядерным топливом в реакторах и в стальных монжусах, уменьшает возможность несанкционированного использования ядерных материалов, улучшает физическую защиту от террористических актов.

Пример 2. Облученное ядерное топливо судовых ядерных энергетических установок в составе тепловыделяющих сборок после выдержки в течение трех лет в баках хранилища отработавшего ядерного топлива эксплуатируемой плавучей технической базы перезарядки ядерных реакторов перегрузить в транспортный чехол, поместить чехол в защитный двухцелевой контейнер для транспортировки и хранения, на стапеле судоремонтного завода выполнить нереакторный отсек атомной подводной лодки с удаленным легким корпусом, одной усиленной бетоном переборкой прочного корпуса отсека, удаленными оборудованием и конструкциями из внутреннего пространства прочного корпуса отсека, установленными внутри отсека приборами для контроля за облученным ядерным топливом и приемно-передающей аппаратурой для передачи данных о его состоянии, выполненным фундаментом с ложементом для контейнера с облученным ядерным топливом, транспортировать контейнер с облученным ядерным топливом на тот же стапель, разместить контейнер на ложементе внутри прочного корпуса отсека, выполнить в той же последовательности загрузку контейнеров с облученным ядерным топливом во все ложементы фундамента, установить вместо снятой переборки новую усиленную бетоном переборку, загерметизировать отсек, что позволяет выполнить плавучую емкость - обечайку прочного корпуса нереакторного отсека атомной подводной лодки, спустить плавучую емкость - отсек атомной подводной лодки с размещенными в нем контейнерами с облученным ядерным топливом, приборами для контроля за ним и приемно-передающей аппаратурой для передачи данных о его состоянии, на воду, транспортировать на плаву плавучую емкость через портал внутрь подземной штольни к выполненным стальным шахтам - фрагментам хранилища облученного ядерного топлива, за последней в ряду стальной шахтой выполнить котлован глубиной 0,3 диаметра прочного корпуса отсека, установить на дне котлована ложемент из песчано-гравийной смеси и строительного камня, повторяющий обводы килевой части корпуса нереакторного отсека, разместить в ложементе котлована плавучую емкость - нереакторный отсек атомной подводной лодки с загруженными в него на ложементы нижнего ряда контейнерами с облученным ядерным топливом, засыпать свободное пространство котлована с отсеком песчано-гравийной смесью, обеспечить возвышение верхней части корпуса отсека в 2,5 м над засыпкой, дополнительно разместить внутри прочного корпуса отсека контейнеры с облученным ядерным топливом, загерметизировать прочный корпус отсека с расположенными в нем контейнерами с облученным ядерным топливом, что позволяет выполнить герметичную камеру хранения контейнера с облученным ядерным топливом, выполнить слой грунта над отсеком, соответствующий возвышению грунта над поверхностью моря в 1 м в максимальный прилив, что позволяет выполнить в грунте фрагмент хранилища облученного ядерного топлива, провести в той же последовательности аналогичные операции по размещению в хранилище облученного ядерного топлива еще 7 плавучих емкостей - нереакторных отсеков атомной подводной лодки для хранения облученного ядерного топлива в контейнерах, хранить облученное ядерное топливо в контейнере в камере хранения - толстостенной металлической обечайке прочного корпуса нереакторного отсека атомной подводной лодки в грунте под грунтом в прибрежной подземной штольне в течение 40 лет, пока не распадутся делящиеся материалы и продукты деления с коротким и частично средним периодом полураспада в облученном ядерном топливе и устройствах его хранения, после чего извлечь из отсека контейнер с облученным ядерным топливом, транспортировать его на радиохимический завод по переработке облученного ядерного топлива, выполнить его переработку.

В результате вышеуказанной последовательности и совокупности действий по обращению с облученным ядерным топливом удается снизить дозу облучения персонала, выполняющего эти операции, за счет дополнительного поглощения ионизирующего излучения от облученного ядерного топлива, размещенного в контейнере, уменьшения количества выполняемых при этом операций, предварительной установки приборов для контроля облученного ядерного топлива, приемно-передающей аппаратуры, создать дополнительные барьеры - толстостенный металлический прочный корпус отделенного отсека подводной лодки, слой грунта над отсеком, слой породы над сводом подземной штольни - для предупреждения распространения делящихся материалов в облученном ядерном топливе, за время хранения облученного ядерного топлива в контейнере в отсеке-хранилище в 10³-10⁵ раз снизить его радиоактивность, что повышает безопасность транспортировки, облегчает переработку облученного ядерного топлива.

Пример 3. То же, что и в примере 1, но в защитные двухцелевые контейнеры для транспортировки и хранения облученного ядерного топлива загрузить выдержанное в течение 10 лет в бассейне выдержки облученное ядерное топливо атомной электрической станции, на судоремонтном заводе из утилизируемой атомной подводной лодки выполнить плавучую емкость - блок отсеков из трех смежных нереакторных отсеков с удаленной надстройкой легкого корпуса, демонтированными из отсеков конструкциями и оборудованием, упрочненными бетоном торцевыми переборками, с выполненными в нижней части корпуса отсеков между переборками фундаментами с двумя ложементами, каждый для одного ряда контейнеров по два контейнера в ряду вдоль диаметральной плоскости отсека, с зазором между рядами контейнеров в 1 м, установить с каждой стороны от диаметральной плоскости отсека на расстоянии 0,1 и 0,75 радиуса прочного корпуса отсека параллельные ей в одной плоскости линии опор, с шагом опор в 1 диаметр контейнера, для размещения на них ложементов поперечного второго снизу яруса контейнеров, с зазором 0,5 м между контейнерами нижнего и верхнего поперечного над ним яруса, выполнить между переборками в диаметральной плоскости, с каждой стороны от нее, с шагом в 1 диаметр контейнера, перпендикулярные ей линии опор с шагом линий опор в 1 диаметр контейнера, для размещения ложементов продольного третьего яруса контейнеров с зазором 0,5 м между контейнерами нижнего поперечного и следующего продольного над ним яруса, транспортировать 12 контейнеров с облученным ядерным топливом атомной электрической станции к расположенному на стапеле завода блоку нереакторных отсеков, разместить в ложементах нижнего яруса 12 контейнеров с облученным ядерным топливом атомной электрической станции по 4 контейнера в отсеке, засыпать расположенные в ложементах контейнеры сухим песком, установить на выполненные ранее опоры, на песчаную подушку ложементы для контейнеров второго яруса, закрыть технологические вырезы в обечайке прочного корпуса отсеков штатными технологическими листами, загерметизировать отсеки блока, спустить плавучую емкость - блок отсеков на воду, транспортировать на плаву плавучую емкость с контейнерами с облученным ядерным топливом атомной электрической станции к месту хранения в подземной прибрежной штольне к выполненному последним в ряду нереакторному отсеку - фрагменту хранилища облученного ядерного топлива, выполнить в дне штольни котлован с фундаментом для установки на нем блока нереакторных отсеков с заглублением дна котлована в 0,4 диаметра отсека, установить блок нереакторных отсеков на фундамент, засыпать породой свободное пространство котлована с фундаментом с блоком нереакторных отсеков, кроме верхней части обечайки прочного корпуса блока, разместить в центральном отсеке блока отсеков на ложементах второго яруса 8 контейнеров в два ряда вдоль диаметральной плоскости отсека по 4 контейнера в ряду, засыпать песком размещенные в ложементах контейнеры второго яруса, установить на выполненные опоры ложементы для размещения в них контейнеров продольного третьего яруса, разместить на них 8 контейнеров в четыре ряда вдоль диаметральной плоскости отсека по 2 контейнера в ряду, засыпать песком размещенные в ложементах контейнеры продольного верхнего ряда, выполнить в свободном пространстве между расположенными в ложементах в песке контейнерами верхнего яруса и обечайкой прочного корпуса отсека песчаную подушку, установить на место с обваркой вырезанный съемный лист обечайки прочного корпуса отсека, загерметизировать прочный корпус центрального отсека блока отсеков, выполнить в той же последовательности аналогичные операции для смежных с центральным отсеков, загрузив в них 40 контейнеров с облученным ядерным топливом атомной электрической станции, засыпать котлован с размещенным на фундаменте блоком нереакторных отсеков породой, обеспечив слой грунта над блоком отсеков, соответствующий его возвышению на 1 м над уровнем моря в максимальный прилив, что позволяет выполнить очередной фрагмент хранилища облученного ядерного топлива, выровнять в одной плоскости грунт между перемычками выполненных могильника радиоактивных отходов, хранилища облученного ядерного топлива и хранилища радиоактивных отходов, выполнить на грунте между стеной штольни и рядом опор со спаренным рельсом по обе стороны от опор из бетонных плит со стаканом для установки в него контейнера с облученным ядерным топливом площадку хранения облученного ядерного топлива атомной электрической станции, разместить в стаканах незагруженные в отсеки блока нереакторных отсеков - фрагмента хранилища - контейнеры с облученным ядерным топливом атомной электрической станции, что позволяет выполнить над расположенными в грунте толстостенными металлическими обечайками прочного корпуса блоков нереакторных отсеков - фрагментами могильника, хранилищ облученного ядерного топлива и радиоактивных отходов второй, верхний ярус - наземное в подземной штольне хранилище облученного ядерного топлива, хранить облученное ядерное топливо атомной электрической станции в контейнерах в песке в отсеке - толстостенной металлической обечайке прочного корпуса блока смежных нереакторных отсеков атомной подводной лодки - фрагменте хранилища - в грунте под слоем грунта, на бетонной площадке в бетонных стаканах-фундаментах на грунте - поверхности могильника радиоактивных отходов, хранилищ облученного ядерного топлива и радиоактивных отходов в подземной штольне в течение 70 лет, что позволяет экологически безопасно удалить от человека и окружающей среды облученное ядерное топливо атомной электрической станции на длительный срок, установить дополнительные инженерные барьеры для предотвращения распространения делящихся материалов, повышения уровня физической защиты делящихся материалов, предупреждения воздействия облученного ядерного топлива на персонал и окружающую среду.

Пример 4. Атомную подводную лодку установить на стапеле стапельного поля судоремонтного завода, извлечь из ее реакторного отсека и реакторных отсеков других атомных подводных лодок 48 корпусов легководных реакторов с облученным ядерным топливом в активных зонах, выдержанным в течение 10 лет стоянки выведенных из боевого состава флота атомных подводных лодок, залитых после осушения корпусов реакторов расплавом свинцовосодержащего материала, отвержденного при его охлаждении (см., например, патент РФ № 2132098, МКИ 6 G 21 F 9/34, 9/28, 20.04.98, опубл. 27.04.99, бюл. № 12), что позволяет исключить ядерную опасность от облученного ядерного топлива в активных зонах, поместить корпус реактора с зафиксированным отвержденным свинцовосодержащим материалом облученным ядерным топливом в двухцелевой защитный контейнер (см., например, патент РФ № 2141138, МКИ 6 G 21 F 5/00, 5/14, 24.03.98, опубл. 10.11.99, бюл. № 31), на том же стапеле газовыми резаками отделить блок отсеков из двух нереакторных отсеков от других отсеков атомной подводной лодки, выполнить внизу прочного корпуса каждого отсека блока отсеков между переборками вдоль диаметральной плоскости бетонный с наполнителем - замедлителем и поглотителем нейтронов - постамент с четырьмя рядами ячеек-кессонов, глубиной ячейки-кессона, равной высоте обечайки с днищем корпуса реактора от его опорного кольца, по 6 ячеек-кессонов под корпуса реакторов в каждом ряду, с шириной постамента в два диаметра крышки реактора, транспортировать в защитном контейнере корпус реактора с зафиксированным облученным ядерным топливом к местоположению блока отсеков, дистанционно извлечь корпус реактора из контейнера, разместить корпус реактора в ячейке-кессоне постамента первого отсека, заполнить корпусами реакторов с зафиксированным облученным ядерным топливом по 8 ячеек-кессонов у смежной переборки в каждом отсеке блока нереакторных отсеков, герметизировать прочный корпус отсеков, что позволяет выполнить из обечайки прочного корпуса блока отсеков плавучую емкость с камерами хранения в постаменте в ячейках-кессонах радиационно-опасных корпусов реакторов с облученным ядерным топливом, спустить блок отсеков - плавучую емкость - на воду, транспортировать блок из двух нереакторных отсеков с корпусами реакторов с зафиксированным облученным ядерным топливом на плаву в подземную прибрежную штольню к выполненному за последним в ряду отсеком - фрагментом хранилища облученного ядерного топлива котловану с фундаментом, разместить блок отсеков в котловане на фундаменте, засыпать свободное пространство котлована с блоком отсеков песком с галькой кроме верхней части прочного корпуса блока отсеков, заполнить свободные ячейки-кессоны в отсеках блока радиационно-опасными корпусами реакторов с зафиксированным облученным ядерным топливом, загерметизировать обечайку прочного корпуса блока отсеков съемными листами на сварке, засыпать котлован с размещенным на фундаменте блоком отсеков грунтом, со слоем грунта над блоком отсеков, превышающем на 1 м уровень моря в максимальный прилив, что позволяет выполнить очередной фрагмент хранилища облученного ядерного топлива, хранить облученное ядерное топливо в матрице из свинцовосодержащего материала в радиационно-опасном, подлежащем изоляции от окружающей среды корпусе реактора в ячейке-кессоне бетонного постамента в толстостенном металлическом прочном корпусе отсека блока нереакторных отсеков атомной подводной лодки в песке с галькой в грунте под грунтом в подземной прибрежной штольне в течение 30 лет, пока не распадутся делящиеся материалы и продукты деления с коротким и частично средним периодом полураспада, после чего удалить грунт над верхней частью прочного корпуса блока нереакторных отсеков, демонтировать технологические листы обечайки прочного корпуса в отсеках блока отсеков, извлечь из двух смежных ячеек-кессонов в середине каждого отсека блока корпуса реакторов с облученным ядерным топливом с размещением их на временной технологической площадке внутри отсека, установить в ячейках-кессонах кольцевые нагревательные элементы для нагрева корпусов реакторов, восстановить местоположение извлеченных корпусов реакторов с облученным ядерным топливом в ячейках-кессонах с установленными кольцевыми нагревательными элементами, подключить источник энергии к расположенным в двух ячейках-кессонах постамента нагревательным элементам, подачей тепла к корпусам реакторов расплавить отвержденный свинцовосодержащий материал, извлечь из его активной зоны из расплава свинцовосодержащего материала облученное ядерное топливо, направить на переработку, заменить в ячейках с нагревательными элементами освобожденные от облученного ядерного топлива корпуса реакторов на корпуса реакторов с облученным ядерным топливом, выполнить выгрузку облученного ядерного топлива из всех реакторов в отсеках блока отсеков - фрагмента хранилища - с отправкой его на переработку, радиационно-опасный корпус с внутрикорпусными устройствами, поглощающими материалами системы регулирования и защиты реактора, вновь отвержденным свинцовосодержащим материалом хранить в отдельных ячейках-кессонах в постаменте в камере хранения в отсеке блока нереакторных отсеков -фрагменте хранилища - в грунте под грунтом в подземной прибрежной штольне в течение 100 лет.

В результате вышеуказанной последовательности и совокупности действий по обращению с облученным ядерным топливом удается снизить дозу облучения персонала, выполняющего эти операции, за счет дополнительного поглощения ионизирующего излучения от облученного ядерного топлива, размещенного в корпусе реактора, вне прочного корпуса отсека, уменьшения количества выполняемых операций, создать дополнительные барьеры - бетонный постамент, прочный корпус отделенного нереакторного отсека и переборки - для предупреждения распространения делящихся материалов, содержащихся в облученном ядерном топливе, увеличить степень заполнения отсека-хранилища облученным ядерным топливом, за время хранения облученного топлива в отделенном отсеке подводной лодки в 10³-10⁴ раз снизить его радиоактивность, что повышает безопасность последующей транспортировки облученного ядерного топлива, облегчает его переработку, исключить потребность в контейнерах для хранения облученного ядерного топлива, использовать в качестве контейнера требующий длительной изоляции от окружающей среды радиационно-опасный корпус ядерного реактора.

Известен способ хранения облученного ядерного топлива, судового облученного ядерного топлива, в частности, включающий прекращение переработки облученного ядерного топлива кораблей ВМФ США из-за избытка высокообогащенного урана, высокой стоимости переработки облученного ядерного топлива по сравнению со стоимостью хранения вследствие образования в процессе переработки без длительного, несколько десятков лет, срока его выдержки, количества высокорадиоактивных отходов, более чем в 5 раз превышающих объем облученных тепловыделяющих сборок (см., например, J.G. Burritt. Risks Posed by Out of Service Russian Nuclear Submarines and Proposed Methods to Minimize the Risks, Analysis of Risks Associated with Nuclear Submarine Decommissioning, Dismantling and Disposal, NATO/Russian Academy of Sciences Advanced Research Workshop, Moscow, Russia, 1997, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1999, p.223-235).

Известен способ хранения облученного ядерного топлива реактора с легководным замедлителем и теплоносителем, включающий его длительное хранение с последующей переработкой на радиохимическом предприятии, с повторным использованием ²³⁸U, других изотопов урана и делящихся трансурановых элементов, что выгодно как экономически, так и экологически в кратко- и долгосрочной перспективе (см., например, D. Comte. Reprocessed Uranium Recycling: The Ideal and the Facts. Proceedings 11 Pacific Basin Nuclear Conference, Banff, Canada, 1998, Canadian Nuclear Society, Toronto, ON, 1998, v.1, p.537-542).

Наиболее близким является способ хранения облученного ядерного топлива, в том числе облученного ядерного топлива атомной электрической станции, включающий горизонтальную установку и хранение тепловыделяющих сборок с облученным ядерным топливом в контейнерах на промплощадке в бетонных боксах, снабженных радиационно-защищенными вентиляционными трубами, передними и боковыми радиационно-защищенными дверями и стенами, противоударной крышей (см., например, B.D. Thomas, M. Taylor. NUHOMS MP187 Task, Vectra's MPC System for Rancho Seco, Nuclear Engineering International, 1995, v. 40, № 492, р. 34-36) - прототип.

Основной недостаток известных способов хранения облученного ядерного топлива заключается в его недостаточной экологичности и технологичности, ограниченном техническом уровне предупреждения распространения облученного ядерного топлива, ограниченности заполнения им хранилища.

В задачу изобретения входит повышение экологичности и технологичности хранения облученного ядерного топлива, его дополнительная физическая защита, в том числе при длительном, несколько десятков лет, сроке хранения облученного ядерного топлива, увеличение степени заполнения им хранилища.

Указанная задача решается изобретением за счет достижения технического результата, заключающегося в дополнительном снижении мощности ионизирующего излучения от облученного ядерного топлива, предотвращении распространения делящихся материалов и продуктов деления, содержащихся в облученном ядерном топливе, посредством дополнительных защитных барьеров, перемещении плавучих объектов на сушу, размещении облученного ядерного топлива внутри защитных барьеров хранилища на суше.

Технический результат достигается в способе хранения облученного ядерного топлива, включающем отделение нереакторного отсека подводной лодки от других ее отсеков, перемещение отделенного отсека на плаву в сообщающуюся с морем емкость, отделение емкости от моря, осушение ее, размещение в отделенном отсеке облученного ядерного топлива до или после осушения емкости, предлагается также отделять более одного отсека от других отсеков подводной лодки, емкость выполнять в виде траншеи или штольни, в частности.

Пример 5. Выполненные из прочного корпуса утилизируемой атомной подводной лодки на стапеле верфи два нереакторных отсека без насыщения, с торцевыми переборками, с установленным на переднем торце обечайки прочного корпуса каждого отсека внешним конусным отбойником-уплотнителем грунта, транспортировать на плаву внутрь прибрежной подземной штольни к перемычке, отделяющей выполненный ранее в задней части штольни могильник радиоактивных отходов от остальной ее части, установить вдоль центральной оси штольни за перемычкой могильника очередные опорные колонны, продолжить на них сдвоенный рельс для подъемного крана, установить краном обечайку первого отсека с удаленными торцевыми переборками торцем прочного корпуса с отбойником-уплотнителем вниз вертикально на дно штольни, заполнить бетоном первые от нижнего торца обечайки десять шпаций прочного корпуса, выбрать крановым грейфером породу внутри обечайки со дна штольни равномерно от центра обечайки к ее окружности, опустить обечайку под собственным весом, что обеспечивает уплотнение грунта отбойником-уплотнителем при ее погружении, на глубину, равную ширине заполненных бетоном десяти шпаций, заполнить бетоном остальные шпации обечайки прочного корпуса, выбрать грунт из обечайки с ее погружением в грунт до подхода верхнего торца обечайки прочного корпуса отсека к плоскости поверхности дна штольни кроме последней шпации, соорудить в последней шпации обечайки в плоскости поверхности дна штольни вокруг обечайки наружную плиту-компенсатор нагрузки шириной 1,5 м, что предохраняет обечайку прочного корпуса отсека от проседания в грунте, выполнить в грунте на дне шахты совместно с отбойником-уплотнителем грунта монолитную железобетонную плиту - опорную платформу обечайке прочного корпуса нереакторного отсека со стаканами-ложементами под корпуса подлежащих хранению транспортных реакторов с облученным ядерным топливом, выполнить внутри в корпусе обечайки опоры внутренних компенсаторов нагрузки, заполнить последовательно ложементы на опорной платформе корпусами реакторов с зафиксированным отвержденным расплавом свинца облученным ядерным топливом в активной зоне, засыпать полость шахты с размещенными в стаканах-ложементах корпусами реакторов с зафиксированным облученным ядерным топливом сухим песком до первого яруса опор компенсаторов нагрузки, уложить на первый от плиты фундамента ярус опор и песок внутренний компенсатор нагрузки с ложементами для корпусов реакторов второго ряда, заполнить ложементы компенсатора нагрузки корпусами реакторов, засыпать полость второго ряда сухим песком, выполнить аналогичные операции для размещения корпусов реакторов третьего ряда, расположив в шахте-обечайке нереакторного отсека 21 корпус легководного реактора с зафиксированным облученным ядерным топливом в активной зоне, выполнить на верхнем торце отсека на песке совместно с наружной плитой-компенсатором бетонную пробку толщиной 0,4 м, слой грунта над бетонной пробкой шахты, соответствующий возвышению грунта над поверхностью моря в 1 м в максимальный прилив, в той же последовательности выполнить аналогичные операции по заполнению 21 корпусом реактора обечайки второго нереакторного отсека, что позволяет выполнить в грунте толстостенные металлические шахты - фрагменты хранилища 42 корпусов реакторов с облученным ядерным топливом, выполнить рядом с выполненными шахтами двумя рядами вдоль центральной оси штольни аналогичные шахты, заполнить их емкостями - использованными баллонами для сжатого воздуха с зафиксированным облученным ядерным топливом ядерных энергетических установок утилизируемых атомных подводных лодок, надводных кораблей и судов, контейнерами с облученным ядерным топливом атомных электрических станций, за последним рядом шахт-фрагментов хранилища выполнить перемычку высотой 1,5 м над уровнем моря в максимальный прилив, отделяющую участок с расположенными в нем шахтами от неиспользованной части штольни, засыпать отделенный участок штольни породой, что позволяет выполнить в отделенном участке подземной штольни хранилище облученного ядерного топлива, хранить облученное ядерное топливо в корпусах реакторов, зафиксированное отвержденным расплавом свинца в активных зонах, металлических баллонах - сосудах высокого давления для хранения газа, контейнерах в сухом песке в шахтах - фрагментах хранилища, выполненных из толстостенных металлических обечаек прочного корпуса нереакторных отсеков атомной подводной лодки в бетонной оболочке в грунте в прибрежной подземной штольне, 40 лет до извлечения и отправки на переработку. Совокупность выполненных мероприятий позволяет исключить возможность ядерной аварии, снизить радиационное воздействие на персонал и окружающую среду, увеличить компактность размещения облученного ядерного топлива в защищенном от внешних воздействий объекте - прибрежной штольне, с минимальными относительно других способов доставки затратами транспортировать отсеки и емкости с облученным ядерным топливом на плаву, упростить выполнение емкостей в дне штольни, исключить потребность в контейнерах для хранения облученного ядерного топлива, использовать в качестве контейнера требующий длительной изоляции от окружающей среды радиационно-опасный корпус ядерного реактора.

Пример 6. Атомную подводную лодку с расположенными в реакторном отсеке двумя ядерными энергетическими установками, каждая с баком металловодной защиты с одним корпусом легководного реактора с крышкой и внутрикорпусными устройствами, с облученным ядерным топливом в активной зоне реактора, выдержанным в течение 3 лет стоянки, разместить у причала пункта базирования, удалить воду из корпуса реактора, трубопроводов и оборудования I контура, бака металловодной защиты реактора, контуров охлаждения оборудования ядерной энергетической установки в емкость для жидких радиоактивных отходов судна технологического обслуживания, демонтировать оборудование и конструкции с крышки реактора, заполнить внутрикорпусное пространство реактора с активной зоной с облученными тепловыделяющими сборками, органами компенсации реактивности и поглощающими стержнями управления и защиты реактора расплавом эвтектики Pb-Bi до отметки, на 0,15 м превышающей верхний уровень активной зоны, обеспечить отверждение эвтектического сплава Pb-Bi (см., например, патент 2132098, МКИ 6 G 21 F 9/34, 9/28, 20.04.98, опубл. 27.04.99, бюл. № 12), что исключает ядерную опасность и повышает радиационную безопасность реактора с облученным ядерным топливом, герметизировать I контур ядерной энергетической установки, транспортировать атомную подводную лодку с зафиксированным отвержденным расплавом эвтектики Pb-Bi облученным ядерным топливом на судоремонтный завод на стапель, выполнить газовыми резаками в верхней части легкого и прочного корпусов в первой в нос от кормовой переборки реакторного отсека шпации прочного корпуса рез длиной в 3/4 длины окружности обечайки корпусов, соединяющей удаляемую нижнюю часть корпуса реакторного отсека с конструкциями и обшивкой легкого и прочного корпусов кормовой оконечности атомной подводной лодки, в нижней части легкого и прочного корпусов во второй в нос от носовой переборки реакторного отсека шпации прочного корпуса - рез длиной в 1/4 длины окружности обечайки корпусов, соединяющей удаляемую нижнюю часть корпуса реакторного отсека с конструкциями и обшивкой легкого и прочного корпусов носовой оконечности атомной подводной лодки, горизонтальные резы легкого и прочного корпусов по обоим бортам реакторного отсека, соединяя ими выполненные резы верхней в кормовой и нижней в носовой частях окружностей обечаек корпусов реакторного отсека, резы трубопроводов и конструкций, соединяющих баки металловодной защиты, размещенные в них корпуса реакторов с облученным ядерным топливом в активных зонах, с трубопроводами и конструкциями ядерных энергетических установок, набором корпуса реакторного и смежных с ним отсеков атомной подводной лодки, отделить кормовую оконечность атомной подводной лодки с нижней частью корпуса реакторного отсека с размещенными в ней двумя баками металловодной защиты с реакторами с облученным ядерным топливом от носовой вместе с верхней частью корпуса реакторного отсека оконечности утилизируемой атомной подводной лодки, демонтировать биологическую защиту над крышей баков металловодной защиты, установить с боковых сторон, на крыше баков металловодной защиты радиационно-защитные технологические экраны, что позволяет снизить мощность ионизирующего излучения от конструкций и оборудования баков металловодной защиты, повысить радиационную безопасность при выполнении операций, заполнить полость между внутренним и внешним кольцами металловодной защиты кессонной выгородки каждого бака металловодной защиты с размещенным в ней в кессоне корпусом реактора с облученным ядерным топливом серпентинитовым цементным раствором с 10 мас.% твердофазного диспергированного материала В₄С, 25 мас.% гранулированного полиэтилена и 50 мас.% чугунной дроби из биологической защиты реакторного отсека утилизируемой атомной подводной лодки, с последующим отверждением цементного раствора с наполнителями, замедляющими быстрые и поглощающими тепловые нейтроны, поглощающими γ-излучение, что дополнительно снижает мощность ионизирующего излучения от конструкций и оборудования кессонной выгородки бака металловодной защиты, расположенного в нем в кессоне корпуса реактора с облученным ядерным топливом, обеспечивает выполнение для реактора с активной зоной защитного контейнера (см., например, патент РФ 2141138, МКИ 6 G 21 F 5/00, 5/14, 24.03.98, опубл. 10.11.99, бюл. № 31), разместить роликовый конвейер в зазоре между прочным корпусом реакторного отсека и днищем баков металловодной защиты по всей длине бака, установить на стапеле рядом с передней оконечностью нижней части корпуса реакторного отсека в местоположении баков металловодной защиты с реакторами две сблокированные подъемно-транспортные тележки с общим для обеих тележек ложементом с рольгангом с углом наклона 0,5°, выполнить резы конструкций, соединяющих баки металловодной защиты с набором вырезанной нижней части прочного корпуса реакторного отсека, опустить баки металловодной защиты вниз под действием собственного веса на расположенный между баками и прочным корпусом роликовый конвейер, переместить по роликовому конвейеру баки металловодной защиты с корпусами реакторов с зафиксированным облученным ядерным топливом, с вспомогательным оборудованием ядерной энергетической установки, с радиационно-защитными технологическими экранами на рольганг ложемента сблокированных между собой подъемно-транспортных тележек, транспортировать в единой конструкции оба бака металловодной защиты с выполненным из кессонной выгородки бака защитным контейнером с раскрепленным в нем штатными связями легководным реактором с зафиксированным отвержденным эвтектическим сплавом Pb-Bi облученным ядерным топливом в каждом кессоне, вспомогательным оборудованием ядерной энергетической установки, радиационно-защитными технологическими экранами в радиационно-защитный бокс плашкоута у причальной стенки судоремонтного завода, транспортировать баки металловодной защиты в боксе плашкоута по воде к порталу подземной штольни, из утилизируемой атомной подводной лодки на том же судоремонтном заводе выполнить плавучую емкость - обечайку прочного корпуса из двух с половиной третьего смежных нереакторных отсеков без внутреннего насыщения, без смежных переборок, с фундаментом с роликовым конвейером между торцевыми переборками блока, усиленной передней торцевой переборкой, транспортировать плавучую емкость по воде внутрь подземной прибрежной штольни к выполненному в хранилище облученного ядерного топлива за последним в ряду фрагментом хранилища котловану с фундаментом и установленными за фундаментом кильблоками для плашкоута, установить плавучую емкость - обечайку прочного корпуса нереакторных отсеков атомной подводной лодки - на ложемент фундамента, установить плашкоут с баками металловодной защиты на рольганге подъемно-транспортных тележек на кильблоки, осушить штольню, демонтировать нижнюю часть задней торцевой переборки блока для прохождения бака металловодной защиты на рольганге внутрь обечайки блока, совместить рольганг ложемента тележек с рамой роликового конвейера в отсеке блока отсеков, переместить сблокированные баки металловодной защиты с корпусами реакторов с зафиксированным облученным ядерным топливом, вспомогательным оборудованием ядерной энергетической установки, радиационно-защитными технологическими экранами по рольгангу на приемную платформу установленного в обечайке прочного корпуса блока отсеков роликового конвейера, удалить радиационно-защитные технологические экраны, закатить на роликовом конвейере в дальний конец обечайки прочного корпуса блока нереакторных отсеков баки металловодной защиты с выполненными из кессонной выгородки баков защитными контейнерами с расположенными в них в кессонах легководными реакторами с зафиксированным отвержденным эвтектическим сплавом Pb-Bi облученным ядерным топливом в активной зоне реактора в каждом, вспомогательным оборудованием ядерной энергетической установки, выполнить аналогичные операции, разместить последовательно баки металловодной защиты с облученным ядерным топливом ядерных энергетических установок второй и третьей проходящих утилизацию атомных подводных лодок, разместить в свободном пространстве обечайки блока нереакторных отсеков радиационно-загрязненные крупногабаритные участки прочного корпуса реакторного отсека атомных подводных лодок, восстановить демонтированную переборку отсека, упрочнив с наружной стороны бетоном толщиной 0,3 м, герметизировать блок, что позволяет выполнить из толстостенной металлической обечайки прочного корпуса блока нереакторных отсеков атомной подводной лодки герметичную камеру хранения крупногабаритных радиационно-опасных конструкций - баков металловодной защиты с корпусом легководного реактора с облученным ядерным топливом в каждом, вспомогательным оборудованием ядерной энергетической установки, засыпать котлован песком, обеспечив слой грунта над блоком отсеков, соответствующий его возвышению на 1 м над уровнем моря в максимальный прилив, что позволяет выполнить очередной фрагмент хранилища облученного ядерного топлива, хранить облученное ядерное топливо в матрице из отвержденного эвтектического сплава Pb-Bi в активной зоне в корпусе легководного ядерного реактора в кессоне в контейнере - кессонной выгородке, заполненной отвержденным цементным раствором с наполнителями -поглотителями ионизирующего излучения - каждого из двух сблокированных в единую конструкцию баков металловодной защиты в камере хранения - толстостенной металлической обечайке прочного корпуса блока нереакторных отсеков атомной подводной лодки в песке под слоем грунта в подземной прибрежной штольне, в течение 45 лет, после чего облученное ядерное топливо, радиоактивность которого за время выдержки и хранения снижена в 10⁴ - 10⁵ раз, извлечь из активных зон реакторов, расплавив сплав Pb-Bi, направить облученное ядерное топливо на переработку на радиохимический завод, баки металловодной защиты с вспомогательным оборудованием ядерной энергетической установки - на переработку переплавом, корпуса реакторов с внутрикорпусными устройствами, вновь отвержденным эвтектическим сплавом Pb-Bi в выполненных из кессонной выгородки баков защитных контейнерах - на хранение в могильник радиоактивных отходов, что в совокупности обеспечивает дополнительную ядерную, радиационную и радиоэкологическую безопасность длительного хранения облученного ядерного топлива, уменьшает количество операций с облученным ядерным топливом, не требует транспортных контейнеров и контейнеров хранения облученного ядерного топлива из-за использования подлежащих изоляции от окружающей среды радиоактивных конструкций и оборудования ядерной энергетической установки в качестве конструкционного элемента защитного контейнера, эвтектического сплава Pb-Bi - подлежащего длительному хранению теплоносителя I контура ядерной энергетической установки с жидкометаллическим теплоносителем – как материала фиксирующей матрицы облученного ядерного топлива, повышает плотность размещения облученного ядерного топлива, снижает емкость хранилища для него.

Пример 7. Надводный корабль с расположенными в реакторном отсеке двумя ядерными энергетическими установками, каждая с баком железоводной защиты с одним раскрепленным в баке штатными связями осушенным легководным ядерным реактором, что повышает ядерную безопасность реактора с невыгруженным облученным ядерным топливом в активной зоне, выдержанным в течение 8 лет стоянки, демонтированными приводами систем компенсации реактивности, управления и защиты реактора, удаленным из трубопроводов и оборудования I контура теплоносителем, демонтированным из баков железоводной защиты вне их внутреннего пространства вспомогательным оборудованием ядерной энергетической установки разместить на стапеле судоремонтного завода, утилизирующего атомные подводные лодки, установить подъемно-транспортные тележки с гидродомкратами под корпусом реакторного отсека корабля в местоположении каждого бака железоводной защиты ядерной энергетической установки, удалить воду из баков железоводной защиты, выполнить резы трубопроводов и конструкций, соединяющих баки железоводной защиты, корпуса ядерных реакторов с трубопроводами и конструкциями ядерной энергетической установки в реакторном и смежных отсеках корабля, выполнить поперечные диаметральной плоскости корабля резы набора его корпуса, корпусных конструкций в первой в корму от кормовой переборки шпации набора корпуса реакторного отсека корабля, удалить отделенную кормовую оконечность корабля от носовой с реакторным отсеком его оконечности, переместить удаленную кормовую оконечность корабля на соседний стапель для разделки, удалить участки обшивки, оборудование и конструкции набора корпуса реакторного отсека и носовой оконечности корабля для перемещения под ним на подъемно-транспортной тележке в корму вдоль диаметральной плоскости корабля вырезанной части корпуса реакторного отсека корабля с баком железоводной защиты, выполнить резы корпусных конструкций, связывающих удаляемую нижнюю часть корпуса реакторного отсека корабля с расположенным в ней баком железоводной защиты с осушенным реактором с облученным ядерным топливом, с конструкциями и набором корпуса реакторного отсека корабля, опустить вырезанную нижнюю часть корпуса реакторного отсека корабля с расположенным в ней баком железоводной защиты с корпусом осушенного легководного реактора с облученным ядерным топливом на подъемно-транспортную тележку, переместить ее на тележке на технологическую площадку завода, заполнить внутреннюю полость кессонной выгородки первого бака железоводной защиты с размещенным в ней в кессоне корпусом реактора цементным тестом с наполнителем - диспергированным материалом В₄С (20 мас.%) и чугунной дробью (50 мас.%) из реакторного отсека утилизируемой атомной подводной лодки, замедляющим быстрые и поглощающим тепловые нейтроны, поглощающим γ-излучение, что повышает радиационную безопасность осушенного реактора с облученным ядерным топливом, снижает мощность ионизирующего излучения от конструкций и оборудования бака железоводной защиты и расположенного в нем корпуса ядерного реактора, выполнить в той же последовательности операции для второго бака железоводной защиты, разместить во внутреннем пространстве баков железоводной защиты, в кессонах внутри бака железоводной защиты вне его внутреннего пространства металлические радиоактивные отходы от разделки ядерной энергетической установки и реакторного отсека корабля, что повышает экологичность и технологичность удаления радиоактивных отходов из реакторных отсеков надводных кораблей при их утилизации, не требует дополнительных контейнеров и хранилищ для их удаления, транспортировать вырезанные части корпуса реакторного отсека корабля с расположенными в них баками железоводной защиты с корпусами осушенных легководных реакторов с облученным ядерным топливом, с размещенными внутри баков железоводной защиты металлическими радиоактивными отходами в радиационно-защитном боксе плашкоута на плаву к хранилищу облученного ядерного топлива в прибрежной подземной штольне, транспортировать на плаву выполненную на соседнем стапеле из утилизируемой атомной подводной лодки плавучую емкость - обечайку прочного корпуса нереакторного отсека атомной подводной лодки с усиленными торцевыми переборками, с выполненным внутри обечайки вдоль всего отсека фундаментом с четырьмя полозьями с насалкой, к хранилищу облученного ядерного топлива в прибрежной подземной штольне, расположить выполненную плавучую емкость в котловане на фундаменте за последним в ряду фрагментом хранилища, плашкоут с баками железоводной защиты - на дне штольни на кильблоках, осушив штольню, засыпать свободное пространство котлована с расположенным на фундаменте нереакторным отсеком грунтом до отметки 0,6 диаметра обечайки корпуса отсека, выполнить в верхней части обечайки прочного корпуса нереакторного отсека отверстие, соответствующее габариту удаленного из реакторного отсека надводного корабля бака железоводной защиты с расположенной под ним частью корпуса реакторного отсека корабля, перенести краном вырезанную часть корпуса с расположенным в ней баком железоводной защиты с корпусом осушенного легководного реактора с облученным ядерным топливом, с размещенными внутри бака металлическими радиоактивными отходами из радиационно-защитного бокса плашкоута через отверстие в обечайке прочного корпуса нереакторного отсека на фундамент на полозья с насалкой, переместить на полозьях вырезанную часть корпуса реакторного отсека корабля с расположенным в ней баком железоводной защиты в дальний конец отсека, выполнить те же операции, разместить под отверстием в корпусе на фундаменте вторую вырезанную часть корпуса реакторного отсека надводного корабля, заглушить отверстие в обечайке прочного корпуса нереакторного отсека демонтированным листом обшивки прочного корпуса на сварке, загерметизировать отсек, что позволяет выполнить из толстостенной обечайки прочного корпуса нереакторного отсека атомной подводной лодки герметичную камеру хранения двух крупногабаритных радиационно-опасных конструкций - баков железоводной защиты с осушенным корпусом легководного реактора с облученным ядерным топливом, металлическими твердыми радиоактивными отходами внутри и вне бака, с радиационно-загрязненным участком корпуса реакторного отсека каждый, засыпать нереакторный отсек - камеру хранения грунтом, обеспечив слой грунта над блоком отсеков, соответствующий его возвышению на 1 м над уровнем моря в максимальный прилив, что позволяет выполнить очередной фрагмент хранилища облученного ядерного топлива, хранить облученное ядерное топливо в осушенном корпусе легководного ядерного реактора с внутрикорпусными устройствами в кессоне в защитном контейнере - заполненной отвердевшим цементным тестом с наполнителем, замедляющим быстрые и поглощающим тепловые нейтроны, поглощающим γ-излучение - кессонной выгородке бака железоводной защиты, средне- и низкорадиоактивные металлические отходы, полученные при эксплуатации, ремонте и разделке надводных кораблей и судов, атомных подводных лодок - в радиационно-опасных баках железоводной защиты, что составляет последовательность радиационно-защитных экранов из радиационно-опасных конструкционных элементов и оборудования бака железоводной защиты, дополнительно загруженных средне- и низкорадиоактивных металлических отходов, в герметичной камере хранения - толстостенной обечайке прочного корпуса блока нереакторных отсеков атомной подводной лодки в грунте под слоем грунта в подземной штольне, в течение 50 лет, после чего облученное ядерное топливо, радиоактивность которого за время выдержки и хранения снижена в 10⁴-10⁵ раз, извлечь из активных зон реакторов, направить на переработку на радиохимический завод, баки железоводной защиты - на переработку переплавом, корпуса реакторов с внутрикорпусными устройствами в выполненных из кессонной выгородки баков защитных контейнерах - на хранение в региональный могильник, металлические отходы, радиоактивность которых снизилась до уровня нерадиоактивных отходов, - на хранение на промполигон и на переработку для дальнейшего использования, что повышает экологичность и технологичность удаления высокорадиоактивных отходов из реакторных отсеков надводных кораблей, радиационную безопасность его реакторов за счет формирования системы экранов теневой защиты из радиационно-опасного оборудования и элементов ядерных энергетических установок, требующих длительного хранения.

Изобретения, объединенные общим замыслом, применимы при хранении, особенно при длительном хранении, облученного ядерного топлива, судового облученного ядерного топлива, в частности, в нереакторном отсеке подводной лодки, применимость изобретений базируется на наличии значительного количества подлежащих демонтажу подводных лодок, накопленном опыте разделки корпусов подводных лодок и опыте хранения облученного ядерного топлива в реакторных отсеках атомных подводных лодок.

Изобретения относятся к области атомной энергетики и атомной промышленности, а именно к способам хранения облученного ядерного топлива. Способ заключается в отделении нереакторного отсека подводной лодки от других ее отсеков, размещении в отсеке облученного ядерного топлива до или после его отделения, перемещении отделенного отсека на плаву в сообщающуюся с морем емкость в виде траншеи или штольни, отделении емкости от моря, осушении ее. Второй способ заключается в отделении нереакторного отсека подводной лодки от других ее отсеков, перемещении отделенного отсека на плаву в сообщающуюся с морем емкость, отделении емкости от моря, осушении ее, размещении в отделенном отсеке облученного ядерного топлива до или после осушения емкости. Технический результат: повышение экологичности и технологичности хранения облученного ядерного топлива, увеличение степени заполнения хранилищ облученным ядерным топливом, улучшение его физической защиты. 2 с. и 6 з.п.ф-лы.

1. Способ хранения облученного ядерного топлива, включающий отделение нереакторного отсека подводной лодки от других ее отсеков, размещение в отсеке облученного ядерного топлива до или после его отделения, отличающийся тем, что отделенный отсек на плаву перемещают в сообщающуюся с морем емкость, осушают ее.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделяют более одного отсека от других отсеков подводной лодки.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что емкость выполняют в виде траншеи.4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что емкость выполняют в виде штольни.5. Способ хранения облученного ядерного топлива, включающий отделение нереакторного отсека подводной лодки от других ее отсеков, отличающийся тем, что отделенный отсек на плаву перемещают в сообщающуюся с морем емкость, отделяют емкость от моря, осушают ее, размещают в отделенном отсеке облученное ядерное топливо до или после осушения емкости.6. Способ по п.5, отличающийся тем, что отделяют более одного отсека от других отсеков подводной лодки.7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что емкость выполняют в виде траншеи.8. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что емкость выполняют в виде штольни.