26 апреля 1986 года, в результате взрыва был практически полностью разрушен четвертый энергоблок Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС). Прекратил существование ядерный реактор РБМК-1000, из которого была выброшена существенная часть ядерного топлива и, выполнявшего роль замедлителя нейтронов, графита.
Высокие температуры и открывшийся доступ кислорода обусловили возгорание и, продолжавшееся 10 суток, интенсивное горение графита. Создаваемые пожаром, восходящие потоки воздуха поднимали частицы радиоактивных материалов, тем самым, формируя обширный атмосферный резервуар, разносимых ветрами и выпадающих в виде осадков, радионуклидов.
Разрушенный четвертый энергоблок РБМК-1000 Чернобыльской АЭCЕдинственно – возможным оказалось тушение горящего реактора с вертолетов. За первые 10 суток после катастрофы, в ходе 1927 вертолето-вылетов, в горящий реактор было сброшено около 5 тыс. т. карбида бора, свинца, доломита, мраморной крошки, песка и глины. В результате данных мер, интенсивное горение графита было ликвидировано. Самим взрывом и последовавшим пожаром в атмосферу было выброшено около 3.5 - 5% , находившихся в активной зоне разрушенного ядерного реактора, радионуклидов общей активностью 380–520 млн. Кюри. Основную часть выбросов составляли мелкодисперсные частицы двуокиси урана -235 и -238, йода-131, плутония-239, нептуния-139, цезия-137, стронция-90 и многих других радионуклиидов.
Радиоактивному загрязнению подверглась существенная часть территории Белоруссии, России и Украины, общей площадью более 266 тыс. км².
Карта загрязненийЕще около семидесяти тонн ядерного топлива и графита было выброшено в развал четвертого энергоблока и на крыши примыкающих помещений. Это привело к существенному повышению радиационного фона на ЧАЭС и затруднило последующие работы по ликвидации последствий катастрофы.
После тушения активной фазы пожара, стало очевидно, что полный демонтаж и захоронение конструкций четвертого энергоблока ЧАЭС в обозримом будущем невозможны. Таким образом, для полного устранения возможности утечек радионуклидов, руины четвертого энергоблока ЧАЭС требовалось срочно изолировать от окружающей среды.
Для защиты гидросферы от расплавленного ядерного топлива, под аварийным энергоблоком планировалось соорудить холодильную установку на жидком азоте, но это оказалось избыточным, и, вместо нее, усилиями мобилизованных тульских шахтеров была сооружена бетонная плита, размерами 30 х 30 м.
Тульские шахтерыВ отличие от подземных работ, монтаж наземного защитного сооружения приходилось выполнять в условиях крайне - высоких уровней радиации. Это требовало адаптации строительных технологий и частой ротации рабочих.
В первый месяц после катастрофы - в мае 1986 года в СССР был объявлен своеобразный конкурс на лучший проект наземного защитного сооружения для четвертого блока ЧАЭС. В немыслимо сжатые сроки, без подходящего опыта авральных работ, 28 проектных организаций подготовили и представили свои детища. Каждый представленный проект включал около 3 тысяч чертежей и предполагал проведение большого объема расчетов прочности будущего сооружения. Более того, многие проекты предполагали использование части конструкций аварийного энергоблока, о прочностных характеристиках которых многое было неизвестно.
Е П. СлавскийИз представленных различными организациями, проектов «Укрытия», выбрали детище ленинградского Всеросоюзного научно‑исследовательского и проектного института энергетических технологий. 11 августа 1986 года, победивший в конкурсе проект, утвердил глава Министерства среднего машиностроения СССР Е. П. Славский (1898 – 1991).
Спроектированное «Укрытие» имело поистине циклопические размеры: длина – 260 м., ширина – 165 м. и высота 50 м.
Возведение «Укрытия» над аварийным четвертым блоком ЧАЭС стало героической эпопеей. 90 тыс. человек, сменяя друг друга, самоотверженно трудились на важнейшей стройке страны.
Три специально построенных бетонных завода выдали, необходимые для стройки, 400 тыс. кубометров своей продукции. Такого объема бетона хватило бы на возведение 20 останкинских телебашен!
Для производства строительных работ были куплены немецкие краны Demag -41016, грузоподъемностью 500 т. Регламентный срок монтажа этих исполинов составляет три месяца. Но героические усилия советских монтажников позволили сократить этот период в три раза!
Кран Demag 41016Чтобы минимизировать облучение строителей, многие металлоконструкции для «Укрытия» производились на предприятиях, находившихся вне загрязненной зоны. Согласованная и своевременная доставка этих конструкций на строительную площадку требовала высокой организации работа транспорта.
1 октября 1986 года, знаменуя завершение строительства «Укрытия», над второй вентиляционной трубой ЧАЭС был поднят красный флаг.
В 1987, 1988 и 1989 годах возобновилась эксплуатации первого, второго и третьего блоков ЧАЭС, соответственно.
На момент чернобыльской катастрофы, в эксплуатации находилось 11 энергоблоков, оснащенных скомпрометировавшими себя ядерными реакторами РБМК-1000. Модификация данных реакторов с целью повышения уровня их безопасности стала одной из ключевых задач отечественной ядерной энергетики.
После выработки и принятия ряда мер по модернизации ядерных реакторов РБМК-1000, вероятность серьёзных аварий на них уменьшилась примерно в сто раз!
Несмотря на все принятые меры по обеспечению безопасности ядерных реакторов РБМК-1000, возможность повторной катастрофы на ЧАЭС, продолжала муссироваться на Западе.
Спонсоры, инвесторы и кураторы бесцеремонно давили на Правительство Украины, требуя закрытия, имеющих более, чем десятилетний ресурс и покрывающих 7.5% потребностей страны в электроэнергии, оставшихся в эксплуатации, трех энергоблоков ЧАЭС.
15 декабря 2000 года решением Правительства Украины ЧАЭС была выведена из эксплуатации. В 2004 году в строй вступили тысычамегаваттные четвертый энергоблок Ровеньской и второй энергоблок Хмельницкой АЭС.
Реализованные для максимиального сокращения сроков возведения и минимизации облучения строителей «Укрытия», инженерные решения, а также неполное соблюдение строительных технологий обусловили относительную недолговечность возводимого объекта.
Сразу после ввода в строй, эксперты начали отмечать недостатки «Укрытия», главными из которых были негерметичность и неустойчивость многих конструкций. Негерметичность обусловливала попадание воды вовнутрь «Укрытия», что, в свою очередь, порождало, попадающие в почву, жидкие радиоактивные отходы. Более того, наличие влаги и колебания температуры вблизи нулевой отметки способствовали форсированию дальнейшего разрушения бетонных конструкций «Укрытия».
Через десять лет после чернобыльской катастрофы – в 1996 году, общая площадь трещин «Укрытия» превысила 1000 м². 12 февраля 2013 года в 14:03 произошло частичное обрушение 600 м² кровли машинного зала блока аварийного четвертого блока ЧАЭС.
Впрочем, наличие даже негерметичного ««Укрытия» и, главным образом, проведенные дезактивационные мероприятия (снятие верхнего слоя грунта) позволили добиться снижения радиационного фона вблизи аварийного энергоблока до нескольких микрозиверт в час. Это делало возможным долговременную работу строителей над возведением более капитального и долговечного защитного сооружения.
Безопасность ЧАЭС стала одной из ключевых тем денверского саммита стран «Большой восьмёрки» (G8) 1997 года. На встрече было принято решение о строительстве за счет стран – участниц нового защитного сооружения – «Укрытия -2» над аварийным четвертым энергоблоком ЧАЭС.
Участники саммита G8 1997 года10 августа 2007 года между компаниями VINCI Construction Grand Projects и, входящей в состав консорциума NOVARKA, Bouygues Travaux Publics был заключен контракт на проектирование и возведение «Укрытия-2».
Концепция «Укрытия-2» принадлежит Дэвиду Хэсльвуду. Он предложил выполнить защитное сооружение в виде передвижной металлической арки. Это позволяло собирать основные конструкции на, составляющем 327 м., относительно безопасном расстоянии от аварийного энергоблока и, тем самым, минимизировать облучение, 900, задействованных в монтаже, рабочих.
Для реализации проекта «Укрытия-2» потребовалось демонтировать, бывшую одним из символов ЧАЭС и используемую для кондиционирования зданий 3-го и 4-го энергоблоков, вентиляционную трубу ВТ-2. Сложность демонтажа состояла в том, что, будучи частично поврежденной при взрыве четвертого энергоблока, эта труба обладала неизвестными прочностными характеристиками и в любой момент могла обрушиться на крышу «Укрытия», тем самым, обусловив существенный выброс радионуклидов.
Демонтаж вентиляционной трубы ВТ-2К началу 2014 года труба ВТ-2 была распилена на 6 фрагментов, демонтирована по частям и захоронена в здании 3-го энергоблока. Стоимость данных работ составила 11.7 млн. долл.
10 июля 2019 года было объявлено о вводе в эксплуатацию нового безопасного укрытия над четвёртым энергоблоком Чернобыльской АЭС.
Высота «Укрытия -2» составляет 109 м, длина — более 160 м, ширина пролёта — 257 м., масса конструкции - 31 тыс. тонн., срок эксплуатации - 70–100 лет. Сооружение способно выдержать температуру от −43 до +45 °C, смерчи 3-го класса (со скоростью воздушных потоков от 218 до 332 км/час., и избыточным давлением: 2.4 – 5.6 Кпа) и землетрясение в 6 баллов.
Одним из ключевых элементов «Укрытия –2», очевидно, является обшивка. Ведь, именно она выполняет основное предназначение сооружения - препятствует выходу радионуклидов в окружающую среду.
Обшивка «Укрытия –2» состоит из семи слоёв. Сверху и снизу расположены листы нержавеющей стали. Между ними находятся: воздухонепроницаемая мембрана; теплоизоляция; 12-метровое пространство.
«Укрытие-2» оснащено системой кондиционирования, основной частью которой, является вентиляция, производительностью 600 тыс. м³/сек.
В пространстве между внутренней и внешней обшивками «Укрытия-2» циркулирует подогретый внешний воздух. Его влажность не превышает 40%. Это предотвращает образование конденсата на стальных конструкциях и, тем самым, снижает интенсивность их коррозии.
За счёт, составляющего 100 – 150 Па, избыточного давления воздуха между внутренней и внешней обшивками «Укрытия-2», в этом пространстве создается своеобразный «воздушный замок», препятствующий проникновению паров воды снаружи и радиоактивной пыли изнутри.
Герметизация швов и щелей между старым и новым «Укрытиями» проводилась с помощью резиновых лент, сшитых между собой и пролитых герметиком.
На открытый грунт внутри «Укрытия -2» нанесено твёрдое изолирующее покрытие. Оно предотвращает проникновение радионуклидов в грунтовые воды.
По некоторым оценкам, под «Укрытием» содержатся около 200 т. радиоактивного сплава ядерного топлива с материалами, сброшенными в реактор после аварии, 30 т. радиоактивной пыли, 16 т. урана и плутония, а также конструкции самого аварийного энергоблока, в которых возникла наведенная радиоактивность.
Наибольшую опасность представляют, присутствующие в развалах аварийного энергоблока, изотопы урана и плутония, периоды полураспада которых значительно превышают возраст нашей цивилизации.
Таким образом, ввиду ограниченности срока эксплуатации основных элементов, в первую очередь, фундаментов аварийного четвертого энергоблока ЧАЭС, необходимо демонтировать его конструкции и перенести, содержащиеся в нем, радиоактивные отходы в долговременное и безопасное хранилище.
Согласно требованиям МАГАТЭ, подобные хранилища могут располагаться исключительно в стабильных геологических формациях. Одной из таких – подходящих геологических формаций является Украинский щит.
Главное препятствие в демонтаже конструкций четвертого блока ЧАЭС состоит в неблагоприятной радиационной обстановке. На большей части развалин радиационный фон составляет от 0.1 до 0.5 Зв в час. При этом, в отдельных местах значение этого показателя превышает 2.5 Зв в час. Более того, многие радиоактивные формации, такие, как, излучающая 0.1 – 0.2 Зв в час., печально известная «слоновья нога» рассыпаются в опасную для человека, высокорадиоактивную пыль. В подобных условиях, даже используя защиту органов дыхания, человек может находиться не более нескольких минут в год!
Взрыв ядерного реактора и последовавший сброс с вертолетов различных материалов превратили четвертый блок ЧАЭС в бесформенное нагромождение различных по форме и по размеру обломков. Поэтому, демонтаж радиоактивных конструкций при помощи роботов крайне затруднен.
Конструкция аварийного четвертого энергоблока ЧАЭС обуславливает необходимость демонтажа отдельных фрагментов сооружения, массой в десятки тонн. Для этих целей, в «Укрытии-2» предусмотрены два мостовых крана, грузоподъемностью 75 и 100 т., соответственно.
Во время реализации проекта «Укрытия-2» имели место многочисленные споры украинской стороны и спонсоров проекта. В результате, проект претерпел ряд упрощений.
В частности, были смонтированы мостовые краны, не способные синхронно поднимать большие грузы. Более того, было решено отказаться от возведения, защищенных от излучения, боксов для технического обслуживания этих кранов. С учетом того, разборка аварийного энергоблока займет несколько десятилетий, в течение которых радиационная обстановка в «Укрытии-2» будет хуже сегодняшней, техобслуживание этих кранов неизбежно обернется переоблучением рабочих.
Ночью 14 февраля 2025 года боевым дроном был нанесён удар по «Укрытию -2». Сооружение получило значительные повреждения, устранение которых потребует длительного дорогостоящего ремонта. Более того, был сорван план демонтажа конструкций аварийного четвертого блока ЧАЭС.
Подводя итоги, необходимо отметить, что чернобыльская катастрофа стала одним из ключевых событий в истории не только ядерной энергетики, но и всей техносферы. В результате произошедшего, человечеству приходится в условиях ограниченного времени решать уникальные по своей сложности научно – технические задачи.
Еще один и, пожалуй, главный вывод из происходящего на ЧАЭС состоит в том, что адекватные ответы на глобальные вызовы современности возможны лишь в международной кооперации. А это, в свою очередь, требует наличия настоящих политических лидеров, способных ставить истинные интересы своих народов выше сиюминутных личных и политических амбиций. Только с такими подходами есть шанс своевременно демонтировать и безопасно захоронить конструкции аварийного четвертого блока ЧАЭС. Тогда «Укрытие –2» может действительно оказаться последним.
