Jak nie magazynować odpadów radioaktywnych? Historia i przyszłość Centrum Szkolenia Załóg Atomowych Łodzi Podwodnych w miejscowości Paldiski

Ale zanim zbudowali reaktory

Mówiąc o rosyjskiej obecności w Paldiskach, należałoby wspomnieć o historii miasteczka. Pozwoli to nam zrozumieć, dlaczego Sowieci wybrali właśnie to miejsce na budowę największego ośrodka szkoleniowego dla przyszłych marynarzy atomowych łodzi podwodnych. 

Paldiski zostały założone w XVII wieku przez estońskich Szwedów jako wioska rybacka, Rågervik. W 1710 roku, w wyniku klęski Szwecji w III wojnie północnej, Rosja przejęła Rågervik, od razu widząc wojskowy potencjał okolicy. 6 lat po przejęciu pobliskich terenów, ruszyła konstrukcja portu wojskowego. Przez krótki dystans do Tallinna, dużą głębokość, wyspy Pakri łagodzące sztormy i brak lodu przez większość roku, mała wioska rybacka stała się trzecim najważniejszym w Imperium Rosyjskim miastem portowym. W 1762 roku nazwa została zmieniona na „Baltiski”, od „Baltiyskiy Port”. W 1790 roku, w trakcie wojny rosyjsko-szwedzkiej Baltiski, zostały splądrowane przez szwedzkie statki. Od 1876 do 1915 roku w Baltiskach znajdowała się szkoła morska. Miasteczko staje się w 1912 roku miejscem ostatniego przed I wojną światową spotkania Mikołaja II i Wilhelma II.

Po odzyskaniu niepodległości przez Estonię, od 1933 roku już oficjalnie Paldiski, było spokojnym estońskim miasteczkiem portowym utrzymującym się z rybołówstwa, rolnictwa i przetwórstwa drewna. Niestety, w roku 1939 Estonia zostaje zmuszona do podpisania traktatu zezwalającego ZSRR na budowę baz wojskowych na jej terenie. Rosja ponownie kontrolowała Paldiski.

Od roku 1941 do 1944 Paldiski były pod kontrolą niemiecką, jednak wycofujący się Niemcy spalili za sobą całe miasto. Po ponownym przejęciu miejscowości przez Sowietów, Paldiski pozostały miastem zamkniętym, gdzie stacjonowała marynarka wojenna ZSRR. Lata 60 staną się jednak początkiem nowej rzeczywistości dla okolicy – na terytorium Estonii wybudowane zostaną pierwsze reaktory jądrowe.

Budowa i eksploatacja centrum szkoleniowego – jak przyszli operatorzy morskich reaktorów zdobywali doświadczenie w Paldiskach

W 1962 roku ruszyła budowa centrum szkolenia załóg atomowych łodzi podwodnych. Placówka de facto była zarządzana przez siedzibę marynarki sowieckiej w Moskwie. Miała ona niezwykle ważny cel – szkolenie załóg strategicznych łodzi balistycznych. W 1968 roku uruchomiona zostaje edukacyjna makieta łodzi Projektu 658 (nazwa NATO Hotel), składająca się z wiernie odwzorowanych i funkcjonalnych sekcji odpowiadających za napęd, manewrowanie i produkcję energii. W makiecie łodzi znajdował się pojedynczy reaktor wodno-ciśnieniowy VM-A, wyprodukowany przez VNIPIET, o mocy cieplnej 70 MW. Reaktor załadowany był 250 kilogramami paliwa o wzbogaceniu około 21%. Warto wspomnieć, że 7 lat wcześniej, ten sam model reaktora doznał poważnej awarii – pełnej utraty chłodziwa – na łodzi podwodnej K-19, nazwanej później „Hiroshima”, zabijając 22 marynarzy, którzy oddali swoje życie, zapobiegając stopieniu paliwa w rdzeniu. Poza samą makietą, w olbrzymim kompleksie szkolono załogi także z wiedzy teoretycznej – łączność, nawigacja, obsługa reaktorów jądrowych i uzbrojenia.

W 1983 roku placówka została rozbudowana – załogi mogły zdobywać praktyczne doświadczenie także na makiecie wzorowanej na nowszych łodziach Projektu 667 (nazwa NATO Delta). Makieta była wyposażona w większy i nowocześniejszy reaktor wodno-ciśnieniowy VM-4 produkcji VNIPIETu, o mocy cieplnej 90 MW. W reaktorze znajdowało się 350 kilogramów paliwa o wzbogaceniu bliskiemu 21%. Zgodnie z dostępnymi na ten moment informacjami, Rosja dalej eksploatuje 8 łodzi podwodnych wyposażonych w tego typu reaktory.

“Magazynowanie” odpadów promieniotwórczych

Nie licząc głównego budynku technicznego, placówka posiadała jeszcze wiele innych obiektów. Należałoby omówić najważniejsze z nich.

Główny budynek techniczny – oprócz makiet łodzi podwodnych, znajdowały się w nim dwa baseny na zużyte paliwo (tylko jeden został użyty, przy przeładunku paliwa pierwszego reaktora w 1981 roku), magazyny, pomieszczenia biurowe, sale lekcyjne i warsztat. 

Instalacja przetwarzania odpadów ciekłych – 5-piętrowy budynek, w którym przetwarzano odpady ciekłe metodami mechanicznej filtracji, flokulacji, wymiany jonowej, destylacji i odparowania. Oczyszczona woda trafiała do środowiska, odpady zaś trafiały do zbiorników odpadów ciekłych. 

Składowisko odpadów ciekłych – 6 zbiorników na odpady ciekłe, o łącznej pojemności 2400 m³, pierwotnie mające być składowiskiem ostatecznym. 

Składowisko odpadów stałych – naziemny, betonowy budynek, podzielony na 10 pomieszczeń (tylko 3 zostały użyte). Składowisko, planowo, miało być składowiskiem ostatecznym. W składowisku nie obowiązywały najprawdopodobniej prawa zdrowego rozsądku – odpady bez sortowania, pakowania ani zabezpieczenia, były do pomieszczeń wrzucane luzem. W pomieszczeniach nie znajdowała się żadna aparatura pozwalająca na sprawdzenie poziomów promieniowania. W składowisku, nie licząc materiałów skażonych i innych odpadów niskoaktywnych, znalazła się pompa recyrkulacyjna, 8 generatorów pary i 20 zużytych prętów kontrolnych – części wyciągnięte z jednostki pierwszej w trakcie wymiany paliwa i remontu. Łącznie, według Rosji, 200 m³ odpadów znajdujących się wewnątrz składowiska miało aktywność około 3.7 TBq. W 1996 roku, już po przekazaniu Centrum Szkoleniowego w Paldiskach rządowi Estonii, z pomocą Szwedzkich firm SKB, Studsvik RadWaste AB oraz Amerykańskiego DOE Idaho Operations Office udało się zmierzyć poziomy promieniowania w pomieszczeniach.

Jak to wyglądało w środku? Zdjęcia nie pozostawiają złudzeń

Pomieszczenie 1, w którym znajdowały się między innymi zużyte generatory pary, wykazało poziom promieniowania od 5 do 9 mSv/h. 

Pomieszczenie 4A w większości wypełnione było odpadami o niskiej aktywności. Promieniowanie poniżej 20 uSv/h.

Najbardziej niebezpieczne okazało się pomieszczenie 5, w którym przechowywano (oczywiście luzem) zużyte pręty kontrolne, część z nich poważnie uszkodzona. Promieniowanie przy podłodze wynosiło 10 000 mSv/h, zaś przy suficie około 200 mSv/h. Oznacza to, że osoba przebywająca w pobliżu prętów otrzymałaby dawkę śmiertelną promieniowania jedynie po pół godziny.

Składowisko nie nadawało się do długoterminowego składowania odpadów promieniotwórczych.

Pozostałe budynki centrum w miejscowości Paldiski

Laboratorium – 3-piętrowy budynek z pomieszczeniami biurowymi, salami lekcyjnymi, laboratoriami radiochemicznymi i badań środowiskowych oraz z przyrządami do kalibracji urządzeń pomiarowych.

Budynek systemu wentylacyjnego – Budynek połączony z głównym budynkiem technicznym podziemnym rurociągiem. Jego zadaniem było filtrowanie powietrza z pomieszczeń powiązanych z reaktorami bądź z przerabianiem odpadów promieniotwórczych – w pomieszczeniach tych panowało podciśnienie wytwarzane przez 6 dużych wentylatorów, a powietrze kierowane było do budynku systemu wentylacyjnego. Miało to też drugi cel – aby ewentualna wentylacja reaktorów odbyła się w sposób bezpieczny i kontrolowany. Po przejściu przez filtry HEPA gazy kierowane były do atmosfery przez 100-metrowy komin. Ludność okoliczna często zadawała sobie pytanie, co to za komin, który nigdy nie dymi? 

Nie licząc tych obiektów, w centrum znajdowały się jeszcze magazyny, garaże, pralnia, chłodnie, zbiorniki z wodą i ciepłownia wraz ze zbiornikami na olej grzewczy.

Niezwykłe szczęście, że nie przytrafiła się awaria

Pomimo dosyć intrygującego podejścia do bezpieczeństwa jądrowego, czego przykładem było stare składowisko odpadów stałych, centrum szkoleniowe w Paldiskach do samego końca działało bez poważnego incydentu.

Według raportu dla IAEA, w 1981 doszło jedynie do „przecieku w bojlerze obiegu pierwotnego” (zapewne chodziło tutaj o jedną z wytwornic pary) oraz do pęknięć kilku rur, oba problemy nie skutkowały uwolnieniem promieniowania do środowiska naturalnego. W tym samym raporcie znajdziemy informację, że w 1982 roku kilkaset metrów od reaktorów rozbił się myśliwiec.

W Estońskiej telewizji ERR w 2001 roku pojawił się reportaż o Paldiskach, wspominający o wpadkach radzieckiego lotnictwa w okolicy. Padła tam informacja, iż w dwóch przypadkach Sowieci, docelowo mający zrzucać bomby na pobliskie wyspy Pakri, służące jako poligon, zrzucili je tam, gdzie nie chcieli – raz bomba miała wylądować w ogródku przedszkola w Paldiskach, innym razem jedynie 15 metrów od działających reaktorów – w obu przypadkach okazać się miała niewypałem. Ze względu na barierę językową i brak znalezienia dokumentów potwierdzających dla te informacje w języku angielskim, estońskim i rosyjskim, autor pozostawia to jako ciekawą plotkę, a nie jako fakt historyczny. 

Upadek komunizmu – losy Paldisek po odzyskaniu niepodległości przez Estonię

W roku 1989 oba reaktory (jednostkę pierwszą w styczniu, drugą zaś w grudniu) wyłączono, jak wtedy jeszcze sądzono tymczasowo, w celu modernizacji – była ona związana z potrzebą zwiększenia bezpieczeństwa instalacji jądrowych po awarii w Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej. Do tego czasu, reaktor numer jeden przepracował 20 821 godzin (13 781 + 7040 po przeładunku paliwa w 1981 roku), reaktor numer dwa przepracował zaś 5333 godziny. 

Czas komunizmu w Europie dobiegał jednak końca – w 1991 roku Estonia ogłosiła niepodległość. Wojska rosyjskie zaczynają opuszczać Estonię, oddając dawne obiekty wojskowe ponownie niepodległemu państwu. Zabiło to jakiekolwiek plany reaktywacji reaktorów. Paldiski, przynajmniej według map, znajdowały się znowu na terytorium Estonii. De facto, pomimo wyłączonych reaktorów, do roku 1993 w ośrodku dalej odbywały się szkolenia dla załóg łodzi podwodnych, w tym nowej klasy Tajfun, jednak z czasem ciężar szkolenia załóg dla (już Rosyjskiej) marynarki wojennej przejęło centrum w Obnińsku. Otwarcie Paldisek, które od początku drugiej wojny światowej były miastem zamkniętym, i przekazanie centrum szkoleniowego w ręce rządu Estońskiego, stały się jednym z kluczowych tematów negocjacji między Rosją a świeżo niepodległą Estonią. W 1993 roku zamknięte miasto Paldiski zostaje otwarte, nie licząc obiektów dalej zarządzanych przez wojsko Rosyjskie. W 1994 roku strony dochodzą do długo wyczekiwanego porozumienia – centrum szkoleniowe ma być przekazane Estonii do 30 września 1995 roku. 

Obiekt w Paldiskach w końcu estoński

Rosja zaczyna przygotowywać obiekt. Paliwo zostaje usunięte i przewiezione do rosyjskich zakładów Mayak. Wszystkie urządzenia specjalistyczne i o znaczeniu wojskowym zostają usunięte, a makiety łodzi, nie licząc części jądrowych i skażonych, pocięte i wywiezione na złom. Sekcje łodzi zawierające reaktory zostają wysuszone, reaktory szczelnie zaspawane, sorbenty są usuwane z filtrów 1, 2 i 3 obiegu. Ze względu na presję czasową i brak miejsca na odpady, nie licząc wołającego o pomstę do nieba składowiska odpadów stałych, część odpadów powstałych przy pracy (w większości odpady niskoaktywne i powierzchniowo skażone, w przypadku reaktora #1 dodatkowo kilka źródeł kontrolnych) zostaje umieszczona w sekcjach reaktorów – 14 ton w jednostce pierwszej i 2,5 tony w jednostce drugiej. Po szczelnym zamknięciu sekcji zabudowywane są one betonowymi sarkofagami. Sarkofagi okazały się szczelne i wytrzymałe, lecz pozbawione jakichkolwiek systemów wentylacji, kontroli wilgotności, alarmów czy urządzeń pomiarowych. 

Nastaje długo wyczekiwana chwila – 26 września, w trakcie uroczystej ceremonii, Rosja przekazuje obiekt w ręce Estonii. Uczestnicy uroczystości otrzymywali bilet umożliwiający wstęp do specjalnego pociągu na trasie Tallinn-Paldiski, w którym podpisywano dokumenty zaświadczające o zmianie właściciela obiektu. Rozdane zostały nawet pamiątkowe długopisy! Niedługo po przejęciu kontroli nad obiektem, Estonia wraz z partnerami zagranicznymi rozpoczyna pracę nad likwidacją jak największej części obiektów. Budynki, które nie miały być już dłużej w użyciu, miały zostać poddane dekontaminacji i wyburzeniu.

Minimalizowanie ryzyka i budowa nowego składowiska

Nowy operator, ALARA AS, świadomy tragicznego stanu składowiska odpadów stałych i składowiska odpadów ciekłych, decyduje się na ich likwidację i zastąpienie nowo wybudowanym składowiskiem odpadów stałych, znajdującym się w głównym budynku technologicznym, tuż obok sarkofagów. Składowisko odpadów stałych, przy pomocy specjalistów SKB, zostaje opróżnione. W przypadku komory #4A zostało to zrobione w dużej mierze manualnie, jednak promieniowanie w komorach #1 i #5 było zbyt wysokie na takie rozwiązanie. Wykorzystano do tego celu maszynerię zdalnie sterowaną. W przypadku prętów kontrolnych wymagane było przycięcie ich do odpowiedniej długości w celu włożenia ich do odpowiednich pojemników. Znajdujące się w komorze #1 generatory pary okazały się być wypełnione łącznie 500 l wody, co wymagało jej usunięcia. Z racji na duże rozmiary, niezezwalające na wykorzystanie standardowych dla nowego składowiska pojemników, zdecydowano na przechowanie ich w pustym basenie na zużyte paliwo jądrowe w głównym budynku technicznym. 

Likwidacja budynku

Po usunięciu zalegających odpadów, budynek został poddany dekontaminacji i wyburzony. Składowisko odpadów ciekłych zostało poddane likwidacji przy pomocy SKB i Studsvik RadWaste. Odpady zacementowano w standardowych pojemnikach i przeniesiono do nowego składowiska. Stalowe poszycia zbiorników i rurociągi zostały zdemontowane, zaś budynek po dekontaminacji rozebrano. 

Podobny los spotkał instalację przetwarzania odpadów ciekłych, gdzie z pomocą SKB dokonano dekontaminacji, usunięto azbestową izolację oraz urządzenia, które zostały skażone w trakcie pracy. Budynek wyburzono.  Budynek systemu wentylacyjnego, po usunięciu zużytych filtrów HEPA, dekontaminacji (w tym usunięciu skażonego radioizotopami azbestu) i usunięciu podziemnego rurociągu zostaje poddany rozbiórce, nie licząc komina. 

Poza skażeniem radioizotopami, poważnym problemem okazało się skażenie substancjami chemicznymi i wszechobecne śmieci. Wszędzie po obiekcie porozrzucane były zużyte baterie ołowiowe i izolacja azbestowa. Transformatory przeciekały olejem, który zanieczyszczał glebę, a śmieci były rozrzucone na całym terytorium obiektu. Kotłownia wraz ze zbiornikiem paliwa zostawiła po sobie mały ocean oleju grzewczego, co skutkowało zanieczyszczeniem okolicznych wód. Skażenie jednak udało się w dużej mierze usunąć, a kotłownia wraz z kominem w akcie odsieczy zostały widowiskowo wysadzone w powietrze. 

Wstajemy z kolan i idziemy w przyszłość. Paldiski dziś i jutro

Większość prac dekontaminacyjnych zakończyła się w 2012 roku. Obecnie obiekt jądrowy w Paldiskach jest praktycznie nie do poznania, porównując go z obiektem, jaki istniał w roku 1995, kiedy Estonia przejęła nad nim kontrolę. Z łącznie aż 39 budynków, obecnie stoją tam już tylko 3 – garaż, stróżówka i mocno zmodernizowany i przebudowany główny budynek techniczny. Zmiany nie są tylko powierzchowne. W środku znajdziemy nowe pralnie, nowe biura, nowoczesne bramki dozymetryczne. Obiekt nie jest też tylko truchłem czekającym na demontaż w 2040 roku – obecnie funkcjonuje w nim nowoczesne składowisko odpadów promieniotwórczych.

Składowisko Paldiski jest podzielone na dwie sekcje, każda z nich o pojemności 360 standaryzowanych pojemników o wymiarach 1.2 x 1.2 x 1.2 metra. Po usunięciu składowiska Tammiku jest to jedyne istniejące składowisko odpadów promieniotwórczych w kraju, docelowo mające przechować wszystkie odpady promieniotwórcze w kraju, poza samymi reaktorami. Jest to składowisko tymczasowe, działające jako poczekalnia, zanim ukończone zostanie nowe, permanentne składowisko.

Nowe składowisko także powstanie w Paldiskach i trafi do niego zawartość całego starego składowiska, wraz z reaktorami z centrum szkoleniowego. Zgodnie z planami proces finalnej likwidacji pozostałości centrum szkoleniowego w Paldiskach ma się rozpocząć w 2040 roku.

Nowoczesne miasto z perspektywami. Czy wróci do technologii atomowych?

Paldiski nie żyją wiecznie swoją wojskową przeszłością. Mają olbrzymi potencjał i starają się to wykorzystać. Kiedy wjechałem do tego miasta, od razu rzuciły mi się w oczy obiekty energetyczne – spora farma wiatrowa i kilka dużych elektrowni fotowoltaicznych. Miasto jest miejscem, gdzie rurociąg gazowy Balticconnector łączy sieć gazową Finlandii i Estonii. Ponadto Paldiski są miejscem, gdzie ma powstać terminal LNG. Od 2007 roku działa klaster energetyczny Pakri Smart Grid, a od 2021 roku miasto jest zainteresowane stworzeniem doliny wodorowej z miasteczkiem Kelia. W 2024 roku ma ruszyć budowa dużej elektrowni szczytowo-pompowej o pojemności aż 6 GWh i mocy 550 MW.

Paldiski ani okoliczne wyspy Pakri nie są już brane pod uwagę jako potencjalne miejsca na budowę reaktorów SMR, jednakże dzięki temu niechcianemu prezentowi, Estonia zyskała olbrzymie ilości doświadczenia w obchodzeniu się z obiektami jądrowymi. Długoterminowo doświadczenie to może przydać się w trakcie budowy, eksploatacji i likwidacji przyszłych obiektów jądrowych. Estońska firma Gscan opatentowała technologię pozwalającą na tworzenie w wysokiej rozdzielczości trójwymiarowych skanów obiektów. Technologia wykorzystuje naturalnie występujące promieniowanie mionowe, a jej pierwszą komercyjną demonstracją jest stworzenie skanu reaktorów w Paldiskach. 

Podsumowanie

Centrum Szkolenia Załóg Atomowych Łodzi Podwodnych nie powstało za zgodą ludności okolicznej, ani aby wykorzystać w Estonii energię jądrową w celach pokojowych. Stało się przykładem ekspansywnego militaryzmu martwej już ideologii, było symbolem typowej dla ZSRR awersji do bezpieczeństwa i zdrowego rozsądku. Długoterminowo jednak nie zatrzymało to miasta na zawsze w przeszłości – i staje się ono teraz przykładem innowacyjnego miasta stawiającego na nowe technologie – o ile nie będziemy przesadnie przykładać uwagi do tego, jak wyglądają bloki. Sam obiekt jądrowy dał Estonii sporo doświadczenia, co pomoże w wykorzystaniu, oby już niedługo, energii jądrowej do pokojowych celów. 

Źródła: neimagazine.com, estonia.ee, entsyklopedia.ee, alara.ee, osti.gov, large.stanford.edu, russianships.info, inis.iaea.org, archiiv.err.ee, arvamus.postimees.ee, pub.iaea.org, investinestonia, pakri.ee, gscan.eu

Materiał został przygotowany przez Koło Naukowe Energetyków Jądrowych URANIUM, AGH.
Antoni Korgul