Atomic-Energy.ru

Радиационный мониторинг АПЛ Б-159

12 мая 2011
3D модель АПЛ Б-159, полученная благодаря акустическому сканированию многолучевым сонаром высокого разрешения ADUS SEABAT

Одними из наиболее опасных объектов с точки зрения загрязнения морской среды являются затонувшие корабли с ядерными энергетическими установками, содержащими отработавшее ядерное топливо. Для оценки их воздействия на окружающую среду, в первую очередь, необходимо определить состояние барьеров безопасности (конструктивных преград, отделяющих радиоактивные вещества внутри объекта от окружающей среды). Это требует  проведения радиационного обследования затопленных судов с использованием специально разработанных  аппаратурно-методических комплексов.

Место затопления АПЛ Б-159

Атомная подводная лодка Б-159 проекта 627А затонула 30 августа 2003 года в Баренцевом море в трех милях к северо-западу от острова Кильдина на глубине 250 м во время ее буксировки в город Полярный для проведения работ по утилизации. На затонувшей АПЛ находятся два атомных реактора с не выгруженным отработавшим ядерным топливом. В соответствии с процедурой вывода из эксплуатации, реакторы приведены в полностью безопасное нерабочее состояние согласно действующим в РФ техническим регламентам и нормам.

По нашим расчетным оценкам, активность радионуклидов в ОЯТ двух реакторов АПЛ Б-159 на момент затопления составляла около 180 кКи (6,6 ПБк), что в 1,6 раза превосходит общую активность всех радиоактивных отходов, затопленных в Карском море и заливах Новой Земли, включая шесть реакторов и экранную сборку атомохода «Ленин» с ОЯТ.

Первые исследования (2003-2006 годы)

Сразу после затопления АПЛ Б-159 руководством страны был поставлен вопрос о необходимости ее подъема. Затем совместным решением Россудостроения, ВМФ и Росатома России «О проведении мероприятий по подготовке сил и средств в обеспечение подъема затонувшей АПЛ проекта 627А «Б-159» Северного Флота» было признано необходимым осуществление регулярного радиационного мониторинга, как затонувшей подлодки, так и прилегающей морской акватории. Проведение таких работ возложили на службу радиационной, химической и биологической защиты (РХБЗ) Северного Флота российского ВМФ и ФГУ РНЦ «Курчатовский институт». Аварийно-спасательная служба Северного Флота должна была обеспечить средства доставки измерительной аппаратуры на АПЛ. Для разработки технического задания проекта подъема АПЛ Б-159 привлекли ФГУП СПМБМ «Малахит».

Однако уже первый визуальный осмотр АПЛ, проведенный сразу после затопления, показал, что находящиеся на подлодке и вблизи нее различные тросы и шланги, а также приваренные к легкому корпусу технологические конструкции серьезно затрудняют работу автономного обитаемого подводного аппарата (с экипажем на борту), который предполагалось использовать в качестве средства доставки аппаратуры радиационного контроля. Для радиационного обследования АПЛ Б-159 было проведено всего одно погружение, в ходе которого не был обнаружен выход радионуклидов в окружающую среду (уровень чувствительности используемой аппаратуры составлял около 0,1 Бк/л по 137Сs). В дальнейшем специалистами ВМФ РФ был сделан вывод о невозможности использования обитаемых аппаратов для доставки аппаратуры по соображениям безопасности, что не позволило выполнить все запланированные работы по радиационному обследованию АПЛ.

Научно-исследовательское судно "Альянс" Подводный аппарат «Тритон» Комплекс аппаратуры радиационного контроля, использовавшийся в 2007 году для радиационного обследования АПЛ Б-159 – подводные спектрометры РЭМ-2Х Штанги с ТЛД дозиметрами

В 2004-2006 годах не проводилось работ по обследованию непосредственно АПЛ. По данным ежегодно проводимых службой РХБЗ Северного Флота радиационных обследований района затопления АПЛ, значения мощности дозы γ-излучения в воздухе, морской воде и донных отложениях не отличались от фоновых. Однако следует отметить, что по расчетным оценкам заметное повышение мощности дозы в воде (не говоря уже о воздухе) района затопления возможно только в случае полного разрушения всех защитных барьеров и залпового выброса радионуклидов из реакторов АПЛ. Таким образом, радиационное обследование района затопления может только констатировать факт произошедшей радиационной аварии. Для предотвращения неблагоприятных последствий затопления и выработки решения о дальнейших действиях по обращению с АПЛ Б-159 необходимо было провести подробное обследование непосредственно лодки, чтобы получить достоверную информацию о состоянии ее корпуса, защитных барьеров реакторной установки и радиационной ситуации в месте затопления (на удалении до 10 м от корпуса АПЛ).

Радиационное обследование: результаты и рекомендации

Возможность провести такое обследование представилась только летом 2007 года, в рамках международной программы военного сотрудничества по вопросам охраны окружающей среды (АМЕС). Для обеспечения работ было привлечено научно-исследовательское судно «Альянс», а в качестве средства доставки аппаратуры радиационного контроля использовали телеуправляемый аппарат «Тритон» спасательной службы ВМФ Великобритании. С помощью этого аппарата палуба лодки была очищена от посторонних предметов, что позволило провести подробный осмотр АПЛ и практически полностью выполнить запланированную программу радиационного мониторинга.

Перед началом работ по обследованию Б-159 в РНЦ «Курчатовский институт» и ФГУП НИКИЭТ был изготовлен новый комплекс высокочувствительной аппаратуры радиационного контроля затопленных радиационно-опасных объектов (рис. 3) и разработаны соответствующие методики обследования. С помощью этих приборов в 2007 году было достоверно установлено, что реакторная установка АПЛ до настоящего времени герметична, выход радионуклидов из АПЛ в окружающую среду отсутствует. Концентрация 137Cs в ограждении рубки (в месте его наиболее вероятного выхода) не превышает 40 Бк/м3, что в 250 раз меньше предельной концентрации этого радионуклида в питьевой воде. Для проведения долговременного контроля радиоактивности в ограждении рубки был установлен автономный γ-спектрометр для ежесуточного контроля радиоактивности на протяжении полутора лет.

Криль Треска Зубатка Краб

Как показывают оценки, контакт оболочек твэлов и топливной композиции с морской водой в результате коррозии реакторной установки может произойти через 20-50 лет. Но определенные процессы, пока до конца не ясные, могут ускорить разгерметизацию труб первого контура с последующим выходом радионуклидов  в отсеки АПЛ и море. При этом возможно локальное радиоактивное загрязнение морских гидробионтов, постоянно обитающих вблизи АПЛ. Это следует учитывать, так как в месте затопления АПЛ Б-159 наблюдались большие скопления криля, рыбы промысловых пород (трески, пикши, зубатки) и ракообразных.

В ходе обследования специалисты СПМБМ «Малахит» пришли к выводу, что прочный корпус АПЛ не получил повреждений. Таким образом, подъем АПЛ Б-159 возможен по разработанному в 2004 году техническому проекту, однако при этом необходимо учесть, что в 2007 году не удалось определить, полностью или частично отломлена кормовая оконечность легкого корпуса АПЛ, находящаяся под слоем ила. Взятые около лодки пробы грунта на глубину до четырех метров показали, что грунт представляет собой глинистый ил, податливый материал, оптимальный с точки зрения ввода захватов под корпус при подъеме лодки.

С помощью многолучевого сонара высокого разрешения ADUS SEABAT было выполнено акустическое сканирование АПЛ. По результатам сканирования построена трехмерная модель расположения лодки на дне моря.

Кормовая часть АПЛ

Полученные результаты обследования были переданы ВМФ России для выработки решения по дальнейшему обращению с АПЛ Б-159. При этом было отмечено, что в случае принятия решения о подъеме подлодки, его следует планировать на ближайшие годы, до того как произойдет разгерметизация реакторной установки. В противном случае, наличие радиоактивности в воде отсеков АПЛ может существенно осложнить процесс ее подъема и последующей утилизации.

К сожалению, до настоящего времени никаких официальных решений по дальнейшему обращению с АПЛ Б-159 не принято, что не позволило продолжить работы в 2008 году. В частности, не было проведено дополнительное обследование кормовой оконечности АПЛ, из ограждения рубки не извлечен модуль долговременного радиационного контроля, установленный в 2007 году. В ноябре 2008 года ресурс работы этого прибора закончился, таким образом, непрерывный мониторинг радиационной обстановки прерван. В 2009 году также пока не запланировано каких-либо работ по радиационному мониторингу АПЛ Б-159.
Вместе с тем, принятие официального решения о дальнейших действиях по обращению с АПЛ Б-159 крайне необходимо для снижения ее возможного радиационного воздействия на окружающую морскую среду и население региона. При этом в качестве первого шага следует  провести повторное обследование АПЛ с целью переустановки  аппаратуры долговременного радиационного контроля и  выявления состояния  кормовой части подлодки.

Дата публикации: 1 квартал 2009 года.

Авторы:

И.А. Гапонов, А.Ю. Казеннов, А.В. Королев, к.ф-м.н., (РНЦ «Курчатовский институт»),
В.П. Васюхно, к.т.н., М.Е. Нетеча, к.т.н., Ю.В. Орлов, к.т.н., (ФГУП НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля),
Д.Л. Игнатьев (СПМБМ «Малахит»)