热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

俄罗斯退役核潜艇处置情况

2021-07-19 09:09     俄罗斯 核潜艇
核潜艇的产生和发展,改变了东西方军事国家的战略地位,但随后而来的退役处置问题也使有核国家付出了沉重的代价,由于种种原因,早期服役的核潜艇大量退役,尤其是俄罗斯。俄罗斯继承了苏联时期的249艘核潜艇遗产,其中206艘已退役。

位于俄罗斯欧洲部分的遥远的北方城市——北德文斯克市是俄罗斯核舰船建造的摇篮。而位于该市的北方机械制造企业生产联合体(Sevmash)半个世纪以来建造了大约165艘潜艇。其中,128艘是核潜艇。

这些潜艇中的很多都在北德文斯克结束了自己的一生。在毗邻Sevmash的“小星星”(Zvezdochka)船舶维修中心企业44艘核潜艇被处置。从工程的角度来看,核动力水面舰艇和核潜艇的处置(拆解)操作是一项独立的、复杂的工作。目前,俄罗斯缺乏从事该项工作的大量企业。

初始情况

20世纪80年代末期及90年代,俄罗斯开始大规模退役核潜艇、核技术服务船(SATO)和维修基础设施。其主要原因是服役到期以及俄罗斯联邦履行国际协议义务的需要。苏联时期建造了249艘核潜艇,其中206艘已退役。

自1993年以来,与核潜艇处置有关的系列问题已转移到俄联邦安全理事会下属的生态安全部门间委员会(IAC)的管辖范围内。1993年11月,在IAC的一次会议上,审议了“确保放射性废物管理中的生态安全”问题。IAC支持成立政府委员会以全面解决放射性废物问题(11.11.93г.№1026号决议)。1995年,俄罗斯联邦发布“关于采取额外措施确保从海军退役核潜艇的全面处置工作” 的总统令(28.07.95г.№767s),但由于资金不足,该问题的解决方案未见起色。1996年,俄罗斯联邦政府通过了“关于俄海军退役核潜艇及舰船、俄联邦交通部核动力船舶的全面处置保障措施”决议(25.03.96г.№344-24),但即使做出这个决定,由于资金不足,情况也没有改变。

1997年,有122艘核潜艇等待处置,处于停航状态,其中105艘核潜艇未卸载反应区(核芯)保持漂浮。由于物理磨损,30多艘装有核燃料的退役核潜艇失去了主压载舱的密封性,并有发生辐射事故的危险。

到1998年,修船厂和造船厂每年处置的核潜艇不超过3~4艘。这导致要在这些地点处置的核潜艇迅速堆积。根据俄罗斯联邦国家安全概念,加快海军退役核潜艇处置速度是国家在生态领域的优先活动。

俄罗斯联邦政府在1998年5月28日第518号(28.05.98г.№518)决议中指定俄罗斯联邦原子能部(Minatom)为国家客户协调员,负责核潜艇全面处置工作,并宣布俄罗斯国防部不再执行此方面的功能。

这项工作在“2011~2015年和2020年前核系统武器及军事装备的工业处置”,2011~2015年和2020年前核潜艇、核动力水面舰艇、核技术服务船及辐射危险设施恢复子计划”联邦目标计划框架内实施。

20世纪90年代后期存在的主要问题:

核潜艇处置(拆解)技术

俄罗斯各工厂使用的核潜艇处置技术是将反应堆装置切割成三舱段(反应堆舱段和两个提供浮力的相邻舱段),并准备(密封)以备后续临时储存漂浮。随后,将反应堆单舱段从三舱段中划分出,将其放置在赛达湾(西北地区)和拉兹博伊尼克湾(滨海边疆区)的长期储存设施中进行贮存。


处于漂浮状态的退役核潜艇
 

赛达湾放射性废料长期储存场

处置现状

在2020年11月17~18日举行的第九界“2010~2020年核潜艇综合处置联邦目标计划实施结果及改善俄罗斯西北部核和辐射安全的国际合作结果”信息研讨会上,俄罗斯原子能国家集团(Rosatom)的核潜艇综合处置项目办公室负责人阿纳托利·扎哈切夫(Anatoly Zakharchev)发表了一份关于“2010~2020年核潜艇综合处置联邦目标计划实施结果及俄罗斯西北部辐射危险设施的恢复”的报告。报告指出,在规定时期内,在此方向上已经取得了以下成果:

拆解了9艘核潜艇、1艘安装核动力装置(NPP)的水面舰艇、11艘核技术服务船(SATO);

153个以前拆解的核潜艇反应堆舱准备放置长期储存,9个SATO船体块放置在长期储存设施中;

采取措施延长25个待拆解物体的漂浮期限;

处理超过25吨的乏核燃料(SNF),处理超过6500立方米的液体放射性废物(LRW),处理超过10000立方米的固体放射性废物(SRW);

计划的12座基本建设设施中的11座投产,开发了2座辐射危险设施的恢复项目。

图表:海军舰队退役(绿色)及未处置(黄色)核潜艇的相互关系


资料来源:俄核潜艇综合处置网

在整个计划期间,总共有206艘核潜艇从海军退役,其中199艘被拆解(处置)。共有189艘单舱反应堆舱单元贮存在长期储存设施中,9艘在水面漂浮或等待切割,其中包括两艘核动力水面舰艇。堪察加半岛、滨海边疆区的核潜艇的SNF和格列米哈北方舰队基地的水慢化反应堆的SNF已经完全卸除,安德烈耶瓦湾(Andreeva Bay)的SNF和格列米哈北方舰队基地的液态金属反应堆的SNF的卸除工作仍在继续。阿纳托利·扎哈切夫(Anatoly Zakharchev)表示,根据上述执行情况的结果来看,已经实现了整个计划期间的所有目标。

俄罗斯国家原子能集团公司(Rosatom)的国际技术支持项目负责人阿纳托利·格里克利耶夫(Anatoly Grigoriev)发表了题为“消除核遗产问题的国际合作成果”的报告。该报告提及了20世纪90年代末及21世纪初面临的“核遗产”问题以及八国集团在2002年6月加拿大卡那那斯基斯八国首脑会议上同意拨款2000万美元用于俄罗斯西北部地区的核遗产对象具体恢复项目的实施,包括拆解核潜艇,并回顾了各国在该方面的贡献:

在美国的支持下,拆解了34艘核潜艇,开展了放射性同位素热电发电机(RTG)的退役工作,建立了对象物理防护系统;

在法国的支持下,实现了格列米哈的工作,进行了对RTG的处置等;

在英国的支持下,拆解了5艘核潜艇,提供了针对安德烈耶瓦湾的可再处理乏核燃料的处理设备和“洛塔”浮动技术基地的不可再处理乏核燃料的处理设备,在辐射危险对象上安装物理防护设备;

在德国的支持下,摩尔曼斯克州赛达湾反应堆舱长期储存设施的建设工作被完成,放射性废物(RAO)处理和储存区域中心的建设正在进行中,赛达湾地区的水域已完成清理,“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂安装了基础设施,用于SNF处理和将反应堆舱室运输到俄罗斯远东放射性废物管理中心(DalRAO)的设备也已被交付;

 


摩尔曼斯克州赛达湾放射性废料长期存储场

在意大利的支持下,拆解了6艘核潜艇,在安德烈耶瓦湾建造了放射性废物管理综合体,还建造了运输乏核燃料的“罗西塔”号集装箱船、“罗马-莫斯科”号拖船和运输大吨位设施的浮船坞;

在日本的支持下,拆解了6艘核潜艇,交付了用于处理反应堆舱室的2台起重机、一座浮船坞和1艘拖船;建造了反应堆舱室的喷漆车间,并为区域中心购买了必要的设备;

在挪威的支持下,拆解了5艘核潜艇,提供了用于运输位于安德烈耶瓦湾的乏核燃料的设备,并对该海湾的乏核燃料进行了运送,在北部和波罗的海进行了RTG的拆解工作;

在瑞典的支持下,已准备在安德烈耶瓦湾和格列米哈建立放射性废物管理设施。

 


西北放射性废物管理中心(SevRAO)的格列米哈分部

199艘被拆解的核潜艇中共有130艘是由俄罗斯出资拆解的,其余的则是在援助国的支持下完成处置的,它们的参与使得拆解时间缩短了3倍。2004年至2020年期间,北极累计放射性总量从1110万居里减少到509万居里,运送进行再处理的乏核燃料各组成如下:98.5%的乏核燃料来自核潜艇的核反应堆;97%的乏核燃料来自“列谱谢”号(Lepse)水上技术基地储存库;37%的乏核燃料来自安德烈耶瓦湾的储存库;72%的乏核燃料来自格列米哈的储存库。

核潜艇、核动力水面核舰艇和核技术服务船的拆解(处置)概念涉及从运输到处置场,再到形成单舱单元,用于在长期储存点进行存储。这些工作由俄罗斯联合造船集团公司(USC)下属的北方机械制造企业生产联合体(Sevmash)、“奥涅加”(Onega)科研设计技术局、“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂、“小星星”(Zvezdochka)船舶维修中心及10号船舶维修厂企业进行。“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂是其中具有代表性的企业。因此,根据1992年8月31日俄罗斯联邦政府第644-47C号法令,“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂被指定为科拉半岛退役核潜艇处置的主要企业。早在1994年,在“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂就进行了首批核潜艇处置试点工作,并形成了漂浮单元。这些处置工作各阶段如下:

1、 2002年,“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂对“库尔斯克”核潜艇巡洋舰进行了综合拆解,同时制定了基本思路并开展了转移,将核潜艇从船坞转移到另一个船坞,卸载事故保护系统,在有盖船台的条件下,卸载乏核燃料。


反应堆舱长期存储场

2、2007年,“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂率先在俄罗斯实施了“维克多”级多用途核潜艇综合拆解项目,切割出单室反应堆舱单元并进行长期储存,绕过反应堆舱单元漂浮的中间临时储存阶段。

3、2007~2012年,“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂开展了“阿尔法”级钛核潜艇的处置工作,切割出带有液态金属冷却剂(LMC)的核潜艇反应堆舱单元,包括那些带有事故燃料的核潜艇。

4、自 2007 年以来,“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂一直在开展业务,使用 PD-42 运输船坞将切割的反应堆舱单元(一次最多 7 块)从 Nerpa船台转移到赛达湾放射性废物长期存储场。

5、2012~2013年,“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂首次完成了“奥斯卡-II”级核潜艇的综合拆解项目。该项目的独特之处在于,由于潜艇的重量超过了船坞的承载能力,因此需要将核潜艇卸下浮在水面。

6、2016年,“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂首次开展了712号(“阿库拉”级)六室单元的处置工作,切割出两块三室反应堆舱。

7、处置“列谱谢”号(Lepse)水上技术基地,它是俄罗斯最具核危害性的漂浮设施之一,其处置是一项受到国际社会高度关注的独特项目。“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂在世界实践中首次开展了一艘装有乏核燃料的核技术服务船的拆解工作。作为处置的结果,形成了两个拆解块包装(带有液体放射性废物(LRW)贮存罐的船尾包装和一个带有 SNF 的船头包装)。


“列谱谢”号(Lepse)水上技术基地

8、卸载了破冰船“北极”号(2018-2020)和“西伯利亚”(2016-2018)号的核动力装置(NPP)和生物保护结构单元。核动力装置被密封打包,然后转移到赛达湾放射性废物长期存储场中储存。


“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂核领域漂浮物综合处置基础设施

到2020年,该工厂已完全拆解:46艘不同项目及改型的核潜艇(其中,32艘核潜艇切割成三舱室,14艘核潜艇切割成单舱室),9艘漂浮多舱段核潜艇(切割成单舱室);3艘六舱段核潜艇(切割成6个单舱);50块以前拆解的核潜艇的漂浮单元(单舱室单元)。该工厂已经完成77个来自先前拆解的核潜艇的反应堆舱室的单舱室单元的切割并将其转移到赛达湾放射性废物长期存储场中储存,其中29个单元是在与外国客户签订的合同的框架下实施的。

2028 年前,“涅尔帕”(Nerpa)船舶维修厂计划实施以下活动:

提供“列谱谢”号(Lepse)水上技术基地的SNF卸载工作;

处置一个六室单元,形成两个单室单元;

与俄罗斯联邦生态运营商(Rosfeo)西北放射性废物管理中心(SevRAO)分支机构合作完成反应堆舱的拆解工作;

处置海军3艘核技术服务船;

处置核动力破冰船,卸载核动力装置(2台);

处置核潜艇(6艘);

在欧盟委员会№ INSC/2013/MC/04/13的国际项目框架内处置淹没在北极海域的辐射危险物(6个单位)。


在运输到反应堆舱长期储存点时段内的核潜艇三舱段单元
 

中国核能高质量发展大会

推荐阅读

美国完成W88核弹头370改型计划的首个生产装置

2021年7月1日,美国能源部国家核军工管理局(DOE/NNSA)在潘得克斯(Pantex)工厂成功完成了W88核弹头370改型计划的首个系统级生产装置。 2021-07-15

俄罗斯“北风之神”级核潜艇将首次参加海军阅兵

近日,俄罗斯国防部表示,最新的“北风之神”-A级弹道导弹核潜艇“弗拉基米尔大公”号将参加今年的重大海军阅兵活动。另外“弗拉基米尔大公”号、“野猪”号和“奥廖尔”号核潜艇也将参加今年的重大海军阅兵活动。 2021-07-08

俄海军在水下500米对核潜艇进行测试

2021年7月2日,俄罗斯北方舰队表示,俄罗斯海军正在巴伦支海和挪威海500米以下深水区域进行一次特殊演习,对核潜艇系统和武器系统进行深海测试。 2021-07-06

俄罗斯下水30年来最大潜艇

俄罗斯首次在开阔水域测试了一艘巨大的新型核潜艇,就在几天前,英国与英国皇家海军驱逐舰在黑海发生了紧张对峙。据俄罗斯官方媒体报道,“别尔哥罗德”号被认为是 30 年来世界上最大的潜艇,上周末在白海进行了试验。 2021-06-28

阅读排行榜