Выбор площадок для захоронения радиоактивных отходов в геологических формациях

 

УДК 621.039.7:504 
ББК 26.2 
К 18 
 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124—94). 
Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 
77.99.60.953.Д.014367.12.10 
 
 
 
 
 
Камнев Е.Н., Морозов В.Н., Шищиц И.Ю. 
К 18        Выбор площадок  для  захоронения  радиоактивных  отходов в 
геологических формациях. — М.: Издательство «Горная книга», 
2011. ⎯ 207 с.: ил. (АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА) 
ISBN 978-5-98672-214-6 (в пер.) 
Изложены результаты анализа и рекомендации по выбору мест раз
мещения площадок для подземной изоляции радиоактивных отходов и отработанного ядерного топлива в глубоких геологических формациях. Приведены примеры подобных изысканий в США, Канаде и других странах, 
включая информацию и методы исследования по обращению с радиоактивными отходами в рамках национальной программы. Акцент сделан на 
оценке устойчивости (стабильности) геологической среды и геодинамической безопасности, в том числе методами математического моделирования 
напряженно-деформированного состояния породных массивов. 

Для специалистов, занимающихся изоляцией отходов ядерно-топлив
ного цикла. Может быть полезна аспирантам и студентам вузов горного 
профиля. 
УДК 621.039.7:504 
ББК 26.2 
 
ISBN 978-5-98672-214-6 

 

© Е.Н. Камнев, В.Н. Морозов, И.Ю. Шищиц, 
    2011 
© Издательство «Горная книга», 2011 
© Дизайн книги. Издательство «Горная книга», 2011 

ВВЕДЕНИЕ

Во вто рой поло ви не  ХХ  века соз да ние кру пных предприятий хими че ской, гор но -руд ной, атом ной  и дру гих
отра слей промы шлен но сти связано со значительным тех но ген ным влия ни ем  на при ро ду  и чело ве ка  и неиз беж ным
нако пле ни ем отхо дов про извод ства, содер жа щих весь ма
вред ные элемен ты, бес спор ная изо ля ция  которых необхо ди ма.
Нес мо тря  на пони ма ние мно ги ми исследователями негативного влия ния тех но ло гий  и про цес сов  на при ро ду и на пре до сте ре же ние мно гих авто ри тет ных  ученых, воз дей ствие  на
нее про дол жа ет ся  и  по сегод няш ний  день.
Гло баль ны ми источ ни ка ми жиз необес пе че ния  на  Земле
явля ют ся атмосфе ра, гидрос фе ра, расти тель ный  и живот ный  мир  и гео сфе ра.  При  этом  недра  Земли — это не толь ко
источ ни к жиз нен но необхо ди мых ресур сов,  но  и сфе ра осво ения под зем но го про стран ства  для совер шен но  ранее  не
пред по ла га емых  целей,  то  есть пре вра щаются в  сферу мно го функ циональ но го исполь зо ва ния  в про из вод ствен ных,
ресур сном, эко ло ги че ском, тех но ло ги че ском, урба ни сти че ском  и дру гих напра вле ниях.
Раз ра бо тан ная  в пер вой поло ви не  XX  века ака де ми ком В.И. Вер над ским есте ствен но-науч ная кон цеп ция  о
био сфе ре  и ноосфе ре  в каче стве стра те гии выжи ва ния
чело ве че ства приз на на  и при ня та миро вым сооб ще ством.
Вводя  поня тие «ноосфе ра», В.И. Вер над ский  под  этим
пони мал  высшую  стадию разви тия био сфе ры, свя зан ную  с
воз ни кно ве ни ем  и ста но вле ни ем  в  ней чело ве че ской дея тель ности.  Это пре до пре де ля ет необхо ди мость осоз на ния
во  всей пол но те  и вопло ще ния  в  жизнь зако нов сох ра не ния био сфе ры,  не пре вы шая  ее  емкость. Отме ча лось,  что
имеет  место «убеж ден ность  людей, поверх ност но знаю 

щих пред мет,  что спо соб ность био сфе ры  к устой чи во сти  и
само ре гу ли ро ва нию  почти беспре дельна,  что  с тех но ген ны ми  и кри ти че ски ми ситуа ция ми при рода  сама спра вит ся,  как спра вля лась  она  с  рядом дру гих гло баль ных изме нений, про ис хо дя щих  на  Земле  в  ходе  ее есте ствен но го
разви тия».
Таким обра зом,  вопрос  о взве шен ном, науч ном  и ком плекс ном под хо де  к про бле мам исполь зо ва ния под зем но го
про стран ства  как еди но го  со  всей окру жа ю щей сре дой тех но ген но го  или при род нотех но ген но го объек та пред ста вля ет ся
един ствен но пра виль ным  и необхо ди мым. Важ ность тако го
под хо да  со вре ме нем уве ли чи ва ет  его акту аль ность.
Ком плекс ность под хо да дол жна заклю ча ть ся  в  том,  что
разработка и вне дре ние  той  или  иной тех но ло гии,  ее науч ное разви тие дол жны обос но вы вать ся  не толь ко  с  точки зре ния при ня тия опти маль ных тех ни че ских реше ний,  но  и  с
точки зре ния сопут ствую щих тех ни че ских, фун да мен таль но
все об щих (напри мер, меха ни ка, мате ма ти ка, физи ка,  химия
и  т.п.), смеж ных (тепло тех ни ка, тепло фи зи ка, мате ри а ло ве де ние, инже нер ная эко ло гия, юрис пру ден ция, меди ци на,
эко но ми ка)  и дру гих дис ци плин.
Имен но  это послу жи ло глав ной при чи ной разви тия эко ло гиче ских  и геоэ ко ло ги че ских отра слей зна ний, приз ван ных
oбес пе чить разви тие под зем ных тех но ло гий,  что потре бо ва ло
перес мо тра струк ту ры  и содер жа ния систе мы гор ных  наук,
позво ляю щих «реши тель но выве сти  их  на прин ци пи аль но
новые пози ции  в пони ма нии пред ме та, содер жа ния  и  в  целом
их идеоло гии  и мето до ло гии».  Это  нашло  свое отра же ние  в
моно гра фии  [48],  в кото рой впер вые  в гор ных нау ках выяв ле ны общее, однород ное  с дру ги ми нау ка ми  о  Земле,  и част ное
содер жа ния, позво ляю щие раз ли чить фун да мен таль ные,  но
харак тер ные  черты, при даю щие гор ным зна ниям науч ный
смысл.

Ака де мик  Н.П. Лаве ров опре де ля ет,  что  общее  всех гор ных
наук состо ит  в  том,  что  они изу ча ют зако но мер но сти пре об ра зова ния  недр,  а част ное  в  том,  что гор ные тех но ло гии  и тех ни че ские сред ства орга ни зо ва ны  в круп номас штаб ное про из вод ство, кото рое сле ду ет рас сма три вать  не толь ко  в сугу бо тех ни че ском,  но  и  в эко ло ги че ском  и социаль ном  плане. 
Прак ти че ская зна чи мость моно гра фий [48–49] состо ит  в
том,  что  в  них впер вые  науч но обос но ва на  новая клас си фи ка ция  горных  наук  как систе мы зна ний  об осво ении  и сох ра не нии  недр  и изло же но содер жа ние основ ных напра вле ний гор ных  наук  по сле ду ю щим груп пам:
• гор ное недро ве де ние (гор нопро мы шлен ная гео ло гия,
квали ме трия  недр, гео ме ха ни ка, раз ру ше ние гор ных  пород, руд нич ная аэро га зоди на ми ка, гор ная тепло фи зи ка);
• гор ная систе мо ло гия (тео рия про ек ти ро ва ния осво ения
недр, эко номи ка осво ения гео ре сур сов, гор ная эко ло гия, гор ная инфор ма ти ка);
• гео тех но ло гия (физи котех ни че ская гео тех но ло гия,
физикохи ми че ская  гео тех но ло гия, стро и тель ная гео тех но ло гия, геотех ни ка);
• обо га ще ние полез ных иско па е мых (осно вы мето до ло гии
обо га ще ния полез ных иско па е мых  и стра те гия разви тия про цес сов пер вич ной пере ра ботки мине раль но го  и тех но ген но го
сырья, тех но ло ги че ская мине ра ло гия, дезин те гра ция  и под го тов ка мине раль но го  сырья  к обо га ще нию, физи че ские  и хими че ские про цес сы раз де ле ния, кон цен тра ции  и пере ра бот ки
мине ра лов, физи че ские  и хими че ские про цес сы, про цес сы
извле че ния полез ных ком понен тов  из при род ных  и тех но ген ных  вод).
Раз ра бо тан ная клас си фи ка ция гор ных  наук  была утвер жде на Рос сий ской ака де ми ей  наук,  что  имеет боль шое зна че ние  не толь ко  для орга ни за ции науч ной дея тель но сти,  но,  что
наи бо лее  важно, совер шен ство ва ния  ее струк туры.

Ана лиз содер жа ния клас си фи ка ции гор ных  наук  выявил
ряд прин ци пиаль ных осо бен но стей мето до ло ги че ско го  плана,
которые заклю ча ют ся  в следую щем:
• доста точ ной пол но те сово куп но сти основ ных напра влений дея тельно сти  в  недрах;
• само до ста точ но сти систе мы напра вле ний разви тия гор ного  дела  для ком плекс но го прог но зи ро ва ния  и даль ней ше го
разви тия отдель ных  новых напра вле ний  с соблю де ни ем еди но го ком плекс но го науч номе то ди че ско го под хо да;
• упо ря до чен ной науч номе то ди че ской после до ва тель но сти фор му лиро ва ния  всех элемен тов, обос но вы ваю щих  суть,
значи мость  и содер жа ние каж до го науч но го напра вле ния гор ных  наук;
• рав ноз нач но сти каж до го  из элемен тов опре де ле ния того
или иного напра вле ния  во  всей рас сма три вае мой систе ме;
• адди тив но сти,  то  есть вза им ной согла со ван но сти,
непро ти во ре чи вости  и упо ря до чен но сти  всех разви тых  в систе ме опре де ле ний напра вле ний гор ных  наук;
• инте гри ро ван но сти раз ра бо тан ной систе мы гор ных  наук
с дру ги ми ком плек са ми при клад ных, фун да мен таль ных  и
обществен ных  наук;
• чет кой тер ми но ло ги че ской фор му ли ров ке  как отдель ных тер ми нов,  так  и слож ных поня тий.
Послед няя осо бен ность наи бо лее  важна,  так  как тер ми ны  и
поня тия дол жны выра жать твер до фик си ро ван ное зна че ние неза ви си мо  от кон тек ста  и  быть одноз нач ны ми  в пре де лах дан ной  и
род ствен ных дис ци плин,  отражать объек тив ные  связи  между
соот вет ствую щи ми пред ме та ми, про цес са ми  и свой ства ми   и
позво лять  их разви тие  при фор ми ро ва нии  новых напра влений  в
науке.
Гор ные  науки пре тер пе ва ют эво лю цию, вызван ную
воз раста ни ем сложно сти, мас штаб но сти про блем, воз ни ка ющих  перед гор нодо бы ваю щей промы шлен но стью, раз

витием
их систем но го харак те ра, появле ни ем  новых
обстоя тельств эко но ми ческо го харак те ра,  а  также  в  связи  с
воз ра ста ющей необхо ди мостью «ком плекс но го осво ения
недр».
Отли чи тель ной чер той совре мен но го  этапа разви тия гор нодо бы ваю щей про мы шлен но сти явля ет ся нали чие  для  нее
ограни че ний прак ти че ски  по  всем важ ней шим про из вод ствен ным ресур сам.  С 90х  годов вызы ва ют обществен ную тре во гу
эко ло гиче ские усло вия  в боль шин стве гор нопро мы шлен ных
регио нов.
Появле ние огра ни че ний  по эко ло ги че ским усло виям
сопряже но  не  только  с тра ди цион ны ми эко но ми че ски ми
пока за те лями про из вод ства,  но,  главным обра зом, зако но да тель ны ми прио ри те та ми  по защи те  и охра не окружаю щей
среды. Эко ло ги ческие огра ни че ния  стали реаль но обоз на чать преде лы обес пе чения обще ства мине раль ным  сырьем,
накла ды ва емые совре менным тех ни че ским уров нем про мы шлен но сти.
Общей тен ден ци ей явля ет ся нара стаю щее сни же ние
при родных запа сов дефи цит ных про из вод ствен ных ресур сов, необходи мых  для тех ни че ско го про грес са про мы шлен но сти. Окру жа ющая при род ная  среда  во мно гих гор нопро мы шлен ных регио нах вно сит  в разви тие про мы шлен но сти
допол ни тельные огра ни чения,  и поэ то му  она  также прио бре та ет каче ство осо бо го про извод ствен но го ресур са.  Это
опре де ля ет допол ни тель ные  ресурсные воз мож ности  недр  и
обос но вы ва ет  новые под хо ды  к  их комплекс но му исполь зо ва нию  в сло жив ших ся усло виях  с уче том огра ни чен но сти  их
потен циа ла.
Таким обра зом,  недра  Земли необхо ди мо рас сма три вать
не толь ко  как источ ник мине раль но го  сырья,  воды,  тепла  с
точки зре ния  их изъя тия  и утили за ции,  но  в прин ци пи аль но
новом  плане —  как при род ный целост ный мно го функ цио 

наль ный  ресурс жиз необес пе че ния обще ства, нахо дя щий ся
в про цес се постоянно го пре об ра зо ва ния. Ком плекс ное
исполь зо ва ние ресур сов  недр дол жно сей час  и  в буду щем
пред по ла гать упра вле ние состоя нием  недр  и  их функ цио наль ным наз на че ни ем  в  этот  или  иной  момент вре ме ни,
имеющее  целью сох ра нять  недра  в инте ре сах дальней ше го
устой чи во го разви тия обще ства,  в  том  числе  и  в трансгра нич ном аспек те.
Имен но  такой под ход соста вля ют совре мен ные тре бо ва ния
к про бле ме ком плекс но го осво ения  недр  и одно вре мен но сов ремен ную идео ло гию  горных  наук, опре де ляю щие  недра  как
особый мно го об раз ный  ресурс, кото рый дол жен сох ра нять ся
постоян но.
Охра на  недр  Земли дол жна осу щест влять ся посред ством
постоян но го целе на пра влен но го  их вос соз да ния  в  новом
полез ном каче стве.
В настоя щее  время поня тие «осво ение под зем но го
простран ства» тра дицион но пони ма ет ся  как исполь зо ва ние
при родных поло стей  и отра бо тан ных гор ных выра бо ток.
Сох ра не ние  же  недр подра зу ме ва ет  под осво ени ем подзем но го про стран ства про цесс упра вле ния состоя ни ем  недр  и
изме не ния  их функ циональ но го наз на че ния  в гра ни цах
опре де лен но го участ ка литосфе ры.  В оцен ке эко ло ги че ской
соста вляю щей гор ных  наук  и соот вет ствен но комплекс но го
осво ения  недр сле ду ет исхо дить  из  того,  что  любой под зем ный  объект  в про цес се стро и тель ства  и после дую щей
эксплу а та ции неиз беж но изы ма ет  из эко си стемы дан ной
тер ри то рии при род ные ресур сы, изме ня ет  или ухудша ет  их
исход ное каче ство.
Нака пли ваю щие ся  со вре ме нем эко ло ги че ские послед ствия,  в  ряде случа ев уси ли ваю щие  друг  друга,  как пра ви ло, пере хо дят гра ни цы асси ми ля цион ных воз мож но стей при род ной
среды  и  ведут  к разви тию опас ных тен денций  и  ее дегра да ции.