Ван Цзю, начавший свою карьеру с изучения урановой руды, сырья для атомной промышленности, следующие 30 лет потратил на поиски мест захоронения высокорадиоактивных отходов.
Ван Цзю, 59-летний главный эксперт в области захоронения радиоактивных отходов Китайской национальной ядерной корпорации (CNNC), возглавляет команду по строительству передовой подземной лаборатории глубиной 560 метров и грандиозных масштабов, подобной подземному дворцу, в слое чрезвычайно твёрдого и цельного гранита в Гоби, Бэйшань, Ганьсу.
Глубина превысит высоту самого высокого здания в Пекине, «Чайна Цзун».
Десять тысяч лет изоляции
В 1992 году Ван Цзю, изучавший генезис урановой руды, отправился в Японию для участия в международном геологическом конгрессе, но обнаружил, что геологическое захоронение высокоактивных отходов (ВАО) привлекает большое внимание.
Около 99% радиоактивных отходов, производимых атомной промышленностью, относятся к отходам среднего и низкого уровня активности. Через несколько десятилетий их активность снизится до безвредного уровня, и только оставшийся 1% или около того относится к отходам высокого уровня активности, которые потенциально вредны для окружающей среды и для которых нужно обеспечивать долгосрочную безопасность на десятки тысяч или даже сотни тысяч лет.
После более чем полувекового развития технологий атомной энергетики безопасная утилизация высокоактивных отходов является общей проблемой, с которой сталкиваются все страны, работающие в атомной отрасли.
Ван Цзю сказал, что в настоящее время международно признанным осуществимым способом является захоронение их в стабильном геологическом массиве на высоте от 500 до 1000 метров от поверхности для достижения изоляции более чем на 10 000 лет.
Ван Цзю, сменивший направление своих исследований, с тех пор побывал в пустынной Гоби и выбрал место для хранения ВАО в Китае.Но в то время он не знал, что эти поиски продлятся почти 30 лет.
К выбору площадки для захоронения ВАО предъявляются строгие требования. Ван Цзю и его товарищи по команде объездили все регионы-кандидаты на северо-западе Китая. Более чем за 20 лет они пробурили 100 глубоких скважин, а полученные керны имеют длину 60 километров.
Постепенно они сосредоточили свой взгляд на Бэйшане. Это участок пустыни Гоби площадью, сопоставимой с площадью провинции Хайнань, названный так в честь своего расположения в северной части коридора Хэси в Ганьсу.
Бэйшань расположен в зоне стабильного движения земной коры. Глубокая подземная часть представляет собой гранитное тело, образовавшееся 260 миллионов лет назад. Климат здесь сухой, а грунтовых вод мало.
В 2000 году Ван Цзю и его товарищи по команде попали в снежную бурю во время бурения №1 в Бэйшане.
Ночью температура упала более чем до минус 20 градусов, и ветер задувал из палатки, принося снег между ними и засыпая лицо Ван Цзю.
На следующее утро складки одеяла были покрыты снегом, а вода в чашке у кровати превратилась в лёд. Ван Цзю в шутку сказал, что это и есть «лежать в снегу и спать в Гоби».
В конце концов, Ван Цзю привёл команду к обнаружению целого гранитного массива площадью эквивалентной половине Пекина в Бэйшане.
«Я никогда не видел такой цельной каменной массы. Чем более плотная горная масса и чем меньше трещин, тем лучше может быть сформирован естественный барьер для высокоактивных отходов», – признавался взволнованный Ван Цзю.
Эксперты в стране и за рубежом, посетившие Бэйшань, в целом считают, что в настоящее время это одно из мест предварительного отбора для размещения окончательного хранилища ВАО с лучшими условиями в мире.
В 2011 году Бэйшань был определён в качестве предпочтительного района предварительного отбора для размещения такого хранилища.
Ван Цзю новаторски предложил построить подземную лабораторию в репрезентативном массиве горных пород на заранее выбранном ключевом участке. С помощью более всесторонних и детальных экспериментов можно дополнительно оценить, подходит ли место для строительства хранилища.
Международные эксперты называют эту лабораторию «подземной лабораторией третьего поколения для геологического захоронения ВАО».
В поисках смысла жизни в Гоби
Для этого масштабного проекта Ван Цзю привлёк в команду талантов из разных профессиональных областей, таких как механика горных пород, подземная инженерия, гидрогеология и геохимия. Чэнь Лян — один из них.
В 2011 году 29-летний Чэнь Лян уволился со своей должности адъюнкт-профессора Центрального технологического института в Нанте и отправился в бесплодную Бэйшань-Гоби.
Трансформация произошла на международной конференции, состоявшейся в Гонконге в 2009 году. Впервые Чэнь Лян, изучавший подземную инженерию, систематически познакомился с общим стратегическим планом Китая по удалению ВАО из доклада Ван Цзю.
Китай сформулировал трёхэтапную стратегию обращения с ВАО: от выбора площадки до строительства подземных лабораторий и хранилищ. Конечной целью является строительство геологического хранилища примерно к 2050 году.
«Этот план позволяет мне обладать неограниченным воображением, и то, чему я научился и познал, может сыграть большую роль на этой огромной сцене. Утилизация ВАО – стратегический вопрос, связанный с устойчивым развитием атомной отрасли. Решение этой проблемы очень важно для страны и делает мою жизнь более осмысленной», — говорит Чэнь Лян. Он прислушался к своему внутреннему голосу и присоединился к команде «Бэйшань».
В местности, где холодная зима чрезвычайно жаркая, климат сухой, а ветер и песок бушуют повсюду, Чэнь Лян и его товарищи по команде носились между различными буровыми скважинами, проводя множество экспериментальных исследований характеристик горных пород.
Однажды Чэнь Лян вщял себе молодую орлицу, подобранную рабочими. Он спал на верхней койке, а орлица, которой он дал имя Китти – на нижней. Когда он работал сверхурочно, Китти ложилась ему на макушку и расчесывала его волосы клювом.
В 2017 году волосы 35-летнего Чэнь Ляна стали намного белее, и это был самый напряжённый период его полевой работы.
Он руководил командой по строительству подземного объекта глубиной более 50 метров – геологоразведочного комплекса «Beishan pit exploration facility», и провёл большое количество испытаний технологии, которая будет использоваться при строительстве подземной лаборатории.
Днём он руководил различными экспериментами, а ночью дрожал от холода, завернувшись в трёхслойное одеяло в жестяном спальном вагоне, и психическое давление на него было огромным.
В тот день, когда все работы прошли приёмку, Чэнь Лян вышел из туннеля длиной более 100 метров, и отблески заката озарили его пыльное лицо: «В тот момент я почувствовал себя такой счастливой, что заплакал».
Чэнь Лян руководил командой по решению ряда ключевых теоретических и технических проблем при строительстве подземных лабораторных объектов. Впервые на международном уровне был предложен количественный метод оценки пригодности площадок для захоронения ВАО.
В 2020 году седовласый Чэнь Лян был назван самым красивым работником науки и техники Китая.
Нести ответственность за всё человечество и будущие поколения
Чэнь Лян, который в настоящее время руководит работой Пекинского института геологии атомной промышленности, сказал: «Как крупная страна в атомной промышленности, Китай неизбежно сталкивается с проблемой окончательного безопасного удаления ВАО. Это наше обязательство и ответственность перед будущими поколениями».
Цзи Жуйли, руководитель гидрологической группы, проработавший в Бэйшане более 20 лет, может управлять самой передовой в мире системой гидрологических испытаний при бурении: «Нам необходимо тщательно выявлять грунтовые воды глубоко в скальном массиве, что связано с постоянной безопасностью резервуаров для захоронения ВАО».
Цзи Жуйли, у которого есть двое детей, сказал: «Мы должны обеспечить комплексные решения в области экологически чистой энергетики для следующего поколения, и мы не можем допустить утечки опасных радионуклидов».
Ма Хунсу, на вид слабая женщина, изучала, как рыть туннели в чрезвычайно твёрдом граните. Она сказала: «Когда я впервые узнала об утилизации ВАО, я была шокирована. Этот проект, рассчитанный на 10 тысяч лет, очень сложный, поэтому я тоже присоединилась к этой команде».
В июне 2021 года официально началось строительство подземной лаборатории «Бэйшань» с общим объёмом инвестиций более 2,7 миллиарда юаней.
Ожидается, что после завершения в 2028 году она станет крупнейшей в мире и наиболее полнофункциональной подземной лабораторией в этой области, обеспечивающей экспериментальную платформу и поддержку окончательной безопасной утилизации высокоактивных отходов Китаем.
Команда «Бэйшань» провела обширные обмены и сотрудничество с более чем десятком стран, регионов и международным агентством по атомной энергии. Более 100 международных экспертов посетили Бэйшань с научными визитами и исследованиями.
Национальное агентство по атомной энергии заявило, что безопасное удаление высокоактивных отходов связано со здоровьем и безопасностью всего человечества.
Национальному агентству по атомной энергии следует и далее укреплять международные обмены и сотрудничество, повышать технический уровень утилизации большого количества отходов и содействовать безопасному и устойчивому развитию ядерной энергетики.
На проектном чертеже подземной лаборатории «Бэйшань» изображено современное здание, стоящее в пустыне. Как главный конструктор лаборатории, Ван Цзю выбрал для себя будущий офис, откуда он может каждый день видеть восход солнца над Гоби.
