Авария на АЭС «Фукусима-1» выявила серьезную проблему – сложность обращения с огромными объемами радиоактивно загрязненной воды. Этот вызов заставил специалистов пересмотреть подходы к управлению так называемым «жидким исходным членом» – радиоактивными материалами, которые во время и после тяжелой аварии на атомной станции попадают в воду внутри защитной оболочки реактора, в охлаждающую воду или грунтовые воды.
В ответ на этот вызов в Европе запущен исследовательский проект SOCRATES, рассчитанный на период с 2024 по 2028 год под эгидой Европейского сообщества по атомной энергии (EURATOM). Его главная цель – устранить пробелы в понимании поведения радиоактивных веществ в воде при авариях и разработать инновационные решения для смягчения последствий и мониторинга выбросов в окружающую среду. Результаты проекта будут иметь решающее значение как для существующих водо-водяных реакторов на крупных АЭС, так и для перспективных малых модульных реакторов (ММР), которые в будущем могут размещаться вблизи густонаселенных районов.
Работа в рамках SOCRATES разделена на три ключевых направления. Во-первых, ученые проведут комплексный анализ существующих знаний и оценят возможности действующих кодов безопасности для прогнозирования химических процессов в жидкой фазе. Во-вторых, будет проведена серия экспериментов для изучения химического состава воды при авариях, процессов выщелачивания радиоактивных элементов из расплавленного топлива – в том числе с использованием реальных образцов кориума, – а также для тестирования новых материалов-поглотителей. В-третьих, на основе полученных данных будут разработаны математические модели, описывающие поведение цезия (Cs), стронция (Sr) и урана (U) в воде.
Ожидается, что проект SOCRATES принесет ряд практически значимых результатов. Будут созданы новые модели для компьютерных кодов, таких как ASTEC и AC2, используемых в Европе для анализа безопасности АЭС. Эти модели позволят точнее прогнозировать и управлять потенциальными выбросами радиоактивных материалов в жидкой форме. Также ведется разработка инновационных абсорбирующих материалов, способных эффективно очищать воду от радионуклидов, – от цеолитов и глин до металлоорганических каркасных структур и соединений кремния. Еще одной важной разработкой станет создание миниатюрной радиохимической лаборатории для экспресс-анализа опасных изотопов непосредственно на месте аварии.
Комплексный подход проекта SOCRATES, объединяющий ведущие европейские научные центры и промышленные компании, призван внести существенный вклад в стратегии управления авариями на АЭС. Повышение безопасности, защита окружающей среды и безопасное обращение с отходами укрепят общественное доверие к атомной энергетике и ее роль в обеспечении стабильного и чистого энергоснабжения.