TRANSFORMATION OF THE "SHELTER" FACILITY (BEFORE 2005)

Первые предложения по преобразованию "Укрытия"

Первые предложения по преобразованию объекта "Укрытие" в безопасное состояние относятся к 1989 г.

К этому моменту собранная в результате исследований внутренних помещений и строительных конструкций информация показала, что "Укрытие" может представлять опасность для окружающей среды и эта опасность с течением времени возрастает.

В середине 1989 г. сотрудники ИАЭ им. И.В.Курчатова С.Т. Беляев и А.А. Боровой выдвинули свою концепцию особо долговременного и экологически безопасного захоронения топлива [4.1]. Она предлагала создание над существующим объектом герметичного "Укрытия-2", позволяющего полностью изолировать внешнюю среду от ТСМ внутри объекта. Одновременно, "Укрытие-2" могло стать надежной оболочкой, под которой можно было бы провести разборку объекта.

Предварительная проработка различных вариантов преобразования объекта была поручена ВНИИПИЭТ и выполнена им в 1991 г. Рассматривались варианты (см. рис.4.1):

• "Холм" (полная засыпка объекта);
• "Зеленая лужайка" (полная разборка Укрытия);
• "Арка" (создание герметичного Укрытия-2 над существующим объектом, обеспечивающего длительное хранение топлива, вплоть до окончательной разборки);
• "Промежуточное омоноличивание" (последовательная заливка бетоном помещений объекта, а в далеком будущем его разборка).

Надо отметить, что к моменту создания данной работы не были выявлены многие недостатки конструкции, исследованные позднее, а все скопления топливосодержащих масс (ТСМ) считались полностью ядерно-безопасными.

Хотя выполненная работа называлась "Технико-экономическое обоснование", но по сути дела, она представляла собой не более чем первоначальные технические предложения.

Не была разработана сколько-нибудь убедительная система сравнения дозовых и материальных затрат.

Тем не менее, авторы работы высказывались в пользу варианта омоноличивания.

15 марта 1991г. результаты работы ВНИИПИЭТ обсуждался на Научно-техническом Совете Минатома СССР. В решении Совета было записано: "Принять в качестве 1-го этапа для дальнейшей работы над проектом и практической реализации вариант "Промежуточного омоноличивания ... и длительной консервации объекта "Укрытие".

Однако, целый ряд экспертов выступил как на Совете, так и после выхода решения, против скоропалительных действий в этой области (Барьяхтар В.Г., Боровой А.А., Готовчиц Г.А. и др.).

Поскольку их возражения против "Промежуточного омоноличивания..." до сих пор не потеряли актуальность мы кратко приведем их здесь.

На первый взгляд предложение заполнить бетоном существующее "Укрытие" и, обезопасив тем самым внешнюю среду от проникновения радиоактивности на 100 и более лет, значительно отодвинуть сроки разборки, кажется привлекательным по многим параметрам. В том числе по стоимости проведения работ, дозозатратам, надежности временного захоронения и т.п.

Однако, более внимательное рассмотрение показывает, что на пути реализации проекта лежат много трудностей.

Вот некоторые из них.

При омоноличивании огромные массы заливаемой в "Укрытие" "смеси" придут в соприкосновение с радиоактивными и топливосодержащими материалами, перемешаются с ними и во много раз увеличат количество РАО в ОУ, которых уже сейчас насчитывают более 150 000 м³. То же произойдет и с ТСМ. Во много раз увеличится при этом объем материалов, содержащих ядерное топливо и трансураны.

Такой подход противоречит основным документам МАГАТЭ.

В сформулированных этой организацией "Принципах обращения с радиоактивными отходами" говорится.

Принцип 7. Контроль за появлением радиоактивных отходов. Появление радиоактивных отходов должно сохраняться на минимально возможном уровне

В проекте "Арка" и "Монолит" окончательное извлечение РАО и ТСМ предполагается предоставить будущим поколениям (мы не обсуждаем пока каких-то оценок этих сроков, однако ясно, что это десятки лет). И если в "Арке" сделано все, чтобы облегчить будущую разборку, то в проекте "Монолит" она затрудняется самим омоноличиванием помещений, содержащих РАО.

Снова обратимся к "Принципам обращения с радиоактивными отходами"

Принцип 5. Обременение будущих поколений. Обращение с радиоактивными отходами должно выполняться таким образом, чтобы не налагать дополнительных трудностей на будущие поколения

Таким образом, выбор варианта "Монолит" означает сознательное отступление от основополагающих документов по безопасности.

При более внимательном рассмотрении организации работ по осуществлению проекта "Монолит" многие преимущества оказываются нереализуемыми. Попробуем привести примеры.

Заполнение сотен помещений ОУ "смесью" потребует проведения значительных работ не только на площадке, но и внутри самого ОУ. Даже в целых, не имеющих серьезных повреждений помещениях, заполнение "самотеком" вызовет образование объемных воздушных пузырей. Например, под потолком, если "смесь" вливается через дверь. Пузыри опасны тем, что при заливании следующего этажа, при значительном увеличении нагрузки, могут произойти обрушения, сопровождающиеся выбросом и перемещением радиоактивности.

Следовало бы вспомнить, что неконтролируемое бетонирование при создании опорных конструкций ОУ в 1986 г. сопровождалось обрушением части разрушенных внутренних стен и потолков и ухудшением радиационной обстановки на площадке.

Что бы избежать этого, скорее всего, придется бурить скважины в помещения и уже контролируемым образом заливать "смесь" и выпускать воздух. А бурение скважин в объекте связано с проведением большой дополнительной работы по дезактивации помещений для буровых станков, укреплению полов, монтированию оборудования и т.п. Можно предположить, что материальные и, особенно дозовые, затраты могут стать сопоставимыми с затратами на создание "Арки".

До последнего времени (2006 г.) при рассмотрении проекта "Промежуточное омоноличивание..." реальной оценки материальных и дозовых затрат, связанных с заполнением бетоном помещений сделано не было.

Существуют и пессимистические предсказания относительно устойчивости фундамента блока при значительном увеличении нагрузки на него.

При заполнении бетоном помещений со скоплениями топливосодержащих масс (ТСМ) возможно изменение геометрии и перемещение этих скоплений. При этом все проведенные до сих пор исследования местоположения и состояния топливных масс окажутся неинформативными. Кроме того, это приведет к полному нарушению работы существующей системы диагностики. Будет потерян контроль (с таким трудом установленный) над топливосодержащими массами.

В то же время, омоноличивание не перекроет путей поступления к ТСМ воды.

Поэтому без конкретной проработки технических и технологических проблем нельзя обсуждать проект "Монолит" и считать его более привлекательным, по сравнению с другими более детально разработанными сценариями.

В результате разгоревшейся дискуссии было предложено провести Международный конкурс.

Международный конкурс

Конец 1989 г. и начало 1990 г. стали, в какой-то мере, поворотным по отношению привлечения международных организаций к проблемам Чернобыля.

В декабре 1989 г. правительство бывшего СССР официально обратилось к МАГАТЭ с просьбой провести международную экспертизу разработанной специалистами СССР концепции безопасного проживания населения в районах, подвергшихся радиоактивному загрязнению после чернобыльской аварии, а также дать оценку защитных мероприятий, предпринятых в этой связи правительствами трех пострадавших республик. Секретариат МАГАТЭ дал положительный ответ. С этой целью был разработан Международный Чернобыльский проект, Предусматривающий изучение и оценку силами международных экспертов радиологических последствий Чернобыльской катастрофы для окружающей среды и здоровья человека.

В апреле 1990 г. Постоянное Представительство Украины при ООН в Нью-Йорке по поручению своего правительства вместе с Полпредствами бывшего СССР и Беларуси обратилось к ООН с просьбой включить в повестку дня Первой очередной (весенней) сессии 1990 г. Экономического и Социального Совета ООН (ЭКОСОС) - одного из главных органов ООН - дополнительный пункт: "Международное сотрудничество в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской атомной электростанции".

Эта сессия состоялась в Женеве 4-27 июля 1990 г.

13 июля на Пленарном заседании состоялось обсуждение вопроса "Международное сотрудничество в деле ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС".

В дискуссии приняли участие Исполнительный директор Европейской Экономической комиссии ООН, заместитель Генерального секретаря ООН по вопросам оказания помощи в случае стихийных бедствий, представители Всемирной организации здравоохранения, МАГАТЭ, ЮНЕСКО, а также делегаты ряда стран.

В выступлениях отмечалась серьезность ситуации в районах, пострадавших от аварии, выражалось глубокое сочувствие всем, кто пострадал от ее последствий. Было подчеркнуто, что чернобыльская трагедия не первый, но наиболее тяжелый случай ядерной аварии, и, если эта беда уже произошла, весь мир должен извлечь необходимые уроки и использовать этот горький опыт для оптимизации совместных усилий в деле смягчения ее последствий.

Примечательно, что соавторами принятой на Второй сессии ЭКОСОСа резолюции (Е/1990/64) стали 63 государства, принадлежащие к различным системам и группировкам, в том числе развитые западные страны, восточноевропейские страны, Китай и наиболее влиятельные развивающиеся страны.

Новый этап развития сотрудничества под эгидой ООН открылся в связи с принятием 21 декабря 1990 г. на 45-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН резолюции 45/190 "Международное сотрудничество в деле смягчения и преодоления последствий аварии на Чернобыльской АЭС". Как беспрецедентный следует отметить тот факт, что соавторами резолюции 45/190/ГА ООН стали 120 стран - членов ООН.

В соответствии с резолюцией был созданы Межучережденческий комитет по ликвидации последствий атомных аварий (IAC/RNA), рабочая группа ООН по Чернобылю, назначен координатор ООН по Чернобылю - заместитель Генерального секретаря ООН.

Впервые об опасности объекта "Укрытие" и проектах по его преобразованию международная общественность детально узнала из доклада на конгрессе "Ядерные аварии и будущее энергетики", проходившей в Париже в апреле 1991 г. [4.2].

В докладе, в частности говорилось:

"С нашей точки зрения было бы весьма желательным привлечь к обсуждению и решению проблем будущего "Саркофага" ("Укрытия-2") ученых и инженеров различных специальностей, как в стране, так и за рубежом".

Надо сказать, что это сообщение вызвало серьезный интерес. Уже в августе 1991 г. в Чернобыль приехал заместитель Министра здравоохранения Франции профессор П. Пелерен. Его визит носил ознакомительный характер, но одновременно он передал на ЧАЭС предложения крупнейшей французской строительной фирмы "Буик", по сотрудничеству в строительстве "Укрытия - 2".

Можно считать, что это были первые шаги на долгом пути, который только сейчас привел к результатам по преобразованию "Укрытия".

Начиная с 1991 г. Чернобыльская зона, ЧАЭС и объект "Укрытие" перешли под юрисдикцию Украины.

Коллегия Госатомнадзора Украины подтвердила, что "объект "Укрытие" представляет собой разрушенный запроектной аварией 4-ый блок Чернобыльской АЭС, на котором выполнены первоочередные мероприятия для уменьшения последствий аварии и продолжаются работы по обеспечению контроля его состояния, ядерной и радиационной безопасности." [4.3].

Основой на которой должны разрабатываться документы по объекту "Укрытие" стал Закон Украины "Об использовании ядерной энергии и радиационной защите".

Украинское Правительство поддержало идею проведения Международного Конкурса на преобразование "Укрытие" в экологически безопасную систему и организовало его в 1992 - 1993 гг. [4.4].

Его организация была поручена Минчернобылю и Академии Наук Украины с привлечением Украинского отделения Международного центра научной культуры - Всемирной лаборатории (постановление Кабинета министров Украины №-94 от 27 февраля 1992 г.). Активное участие в подготовке Конкурса приняли и российские специалисты РНЦ "Курчатовский институт", ВНИИПИЭТ, ИБРАЭ РАН и др.

Условия конкурса предполагали, что участники могут присылать как проекты преобразования, так и отдельные идеи и технологии. За 14 месяцев, на протяжении которых проходил прием конкурсных предложений под девизами, обеспечивающими анонимность авторов, оргкомитет получил 394 предложения из Украины, России, Беларуси, Англии, Франции, Италии, Германии. Диапазон содержания конкурсных предложений широк: 13 предложений условно отнесено к категории "проектов", 76 - технических решений, остальные признаны техническими идеями.

Еще до начала рассмотрения работ, поданных на Конкурс МНТЦ "Укрытие" и РНЦ "Курчатовский институт" выступили с совместным предложением обязательно включить в план проведения работ по преобразованию (при любых дальнейших действиях) стадию "Стабилизации существующего "Укрытия". В направленных в Минчернобыль и на ПО ЧАЭС документах [4.5] говорилось:

"Рассчитывать на возможность за короткий срок в 2, 3 даже 5 лет полностью преобразовать объект или изолировать его от внешней среды с помощью Укрытия-2, представляется неоправданным оптимизмом. Даже не столько с технической точки зрения, как с финансовой, поскольку потребует затрат в сотни миллионов долларов. Поэтому любой проект должен включать в себя некую стадию, которую можно назвать "СТАБИЛИЗАЦИЕЙ".

Во время этой стадии принимаются меры по достаточно долгосрочной (для Укрытия >10 лет) стабилизации объекта и минимизации его влияния на окружающую среду.

Для Укрытия проведение этих мероприятий позволит безопасно и тщательно подготовить и провести преобразование объекта. Стоимость мероприятий по стабилизации на порядок меньше стоимости полного преобразования, а работы могут быть выполнены силами организаций Украины.

В случае проведения соответствующих работ по стабилизации не будет представлять опасности задержка с окончательным преобразованием, которая может произойти по самым различным причинам".

Далее в разосланном письме приводилось описание конкретных мер по стабилизации.

Возвращаясь к Конкурсу следует отметить, что к экспертизе конкурсных предложений были приглашены ведущие специалисты Украины, России, Беларуси, Англии и Бельгии.

По совокупности оценочных критериев, учитывающих специфику объекта "Укрытие", его безопасность, обращение с радиоактивными отходами, долговечность и надежность, стоимость и сроки реализации, 19 предложений были признаны лучшими.

По результатам открытого обсуждения (8 - 10 июня 1993 г., Киев) определились шесть проектов, в наибольшей степени отвечающие условиям и цели конкурса.

17 июня 1993 г. конкурс был завершен. Первую премию было решено не присуждать, поскольку ни один из проектов в полной мере не отвечал условиям конкурса. По результатам тайного голосования лучшим проектом, удостоенным второй премии (10 тыс. долларов США), был признан проект "Resolution". Проекты, отмеченные поощрительными премиями (5 тыс. долларов США), разместились в следующем порядке: 1 - "German proposal"; 2 - "Rainbow"; 3 - "British proposal"; "Монолит"; "Плутон".

Главным результатом Конкурса стала выработка стратегической линии преобразования. Она должна была включать несколько этапов.

Этап 1. Исследование состояния объекта "Укрытие" и мониторинг окружающей среды.

Этап 2. Информационное обеспечение общественности о состоянии объекта "Укрытие" и окружающей его промплощадки.

Этап 3. Стабилизация состояния объекта "Укрытие".

Этап 4. Сооружение нового защитного сооружения вокруг объекта "Укрытие" ("Укрытие-2").

Этап 5. Сооружение приповерхностных хранилищ радиоактивных отходов.

Этап 6. Создание технологического участка по сортировке и переработке РАО.

Этап 7. Извлечение, кондиционирование и складирование в хранилищах радиоактивных материалов, находящихся внутри "Укрытия-2".

Продолжение работ по преобразованию

Следующим шагом к осуществлению преобразования стало объявление Комиссией Европейских Сообществ тендера (торгов) на лучшее технико-экономическое обоснование первых стадий - стабилизации и сооружения "Укрытия-2" (апрель 1994 г.).

Тендер был выигран объединением Европейских фирм "Alliance", возглавляемым компанией Campenon Bernard SGE и с 12 сентября 1994 г. объединение приступило к работе, которую закончило к осени 1995 г.

ТЭО касалось двух стадий преобразования:

• стабилизации состояния существующего "Укрытия" на время необходимое для преобразования объекта;
• создания "Укрытия - 2", способного обеспечить безопасность окружающей среды от вредного влияния радиоактивности, находящейся в объекте, на срок более 100 лет.

Третья стадия - разборка и окончательное захоронение радиоактивных материалов в задание на Тендер не входила.

Была проведена очень большая и, в большинстве случаев, необходимая работа по осмыслению имеющегося материала. Обозначен целый ряд перспективных задач по стабилизации и созданию "Укрытия-2". В результате была предложена концепция, реализации которой оценивалась консорциумом в сумму около 1,3 млрд. долл. Такая огромная стоимость заставила еще раз пересмотреть подходы к преобразованию и выделить из списка задач наиболее актуальные.

В результате в 1995 г. в рамках программы ТАСИС Европейского союза (согласно Протоколу от 11 сентября 1995 г.) была начата новая работа, проект - "Чернобыльский Блок - 4. Краткосрочные и долгосрочные меры 2 + 4".

Этот проект был осуществлен совместными усилиями Международной экспертной группы, в состав которой вошли специалисты из стран ЕС, США, Украины, а также представители Японии. Окончательный отчет по работе был подготовлен фирмой " Trischler und Partner GmbH" от имени Международной экспертной группы в ноябре 1996 г. [16.4].

Как следует из названия проекта, в нем были рассмотрены два типа мероприятий.

Краткосрочные - те, которые необходимо осуществить в кратчайшие сроки с целью снижения риска и контроля над радиоактивными материалами.

Долгосрочные - которые в сочетании с краткосрочными позволят преобразовать 4 блок в экологически безопасный объект с учетом экономической оптимизации.

Стратегия преобразования объекта "Укрытие"

Для определения основных целей и задач по преобразованию объекта "Укрытие" в экологически безопасную систему в соответствии с Постановлением Кабинета Министров Украины № 1561 от 28 декабря 1996 г. была разработана "Стратегия преобразования объекта "Укрытие". Она утверждена Правительственной комиссии по вопросам комплексного решения проблем Чернобыльской АЭС (Протокол № 5 от 18 апреля 1997 г.).

SIP - Shelter Implementation Plan

В июне 1997 г. на заседании Большой семерки был принят "План осуществления мероприятий на объекте "Укрытие"(в английской аббревиатуре - SIP, в русской - ПОМ - план осуществления мероприятий), разработанный в продолжение работ по проекту "Чернобыльский блок 4, Краткосрочные и долгосрочные мероприятия - Мероприятия 2+4" при взаимодействии Комиссии Евросоюза (КЕС), Украины, США и группы международных экспертов. Этот план определил основную концепцию, в том числе - ряд шагов, направленных на приведение объекта "Укрытия" к экологически безопасному состоянию.

В соответствии со "Стратегией преобразования объекта "Укрытие" определены основные этапы деятельности по преобразованию объекта "Укрытие":

Этап 1. Стабилизация и другие первоочередные мероприятия.

Этап 2. Подготовка к преобразованию объекта "Укрытие" в экологически безопасную систему.

Этап 3. Преобразование в экологически безопасное состояние.

На нескольких встречах Рабочей группы Большой Семерки с представителями Правительства Украины было решено начать выполнять фазы 1 и 2 из Курса действий. Правда, представители Правительства Украины особо настаивали на включение в список работ удаление ТСМ из объекта. Было согласовано, что "этот вопрос будет определен и изучен более подробно в ходе выполнения Курса действий".

В окончательный вариант SIP вошли 22 задачи, из которых 19 краткосрочных предусматривают сбор и анализ информации, мероприятия по стабилизации разрушенных конструкций и элементов Укрытия, меры по повышению ядерной и радиационной безопасности. Остальные задачи являются долгосрочными и предусматривают разработку стратегии и технологии удаления ТСМ, а также разработку стратегии и осуществление модернизации действующего Укрытия, с целью превращение его в стабильный и экологически безопасный объект, который в дальнейшем позволил бы выполнить работы по разборке разрушенного реактора и удалению ТСМ.

Таким образом, действия по задачам SIP планировались, в основном, в рамках 1, 3 и 4 этапов, намеченных решениями Международного конкурса.

В техническом задании на SIP основные проекты были сгруппированы в 4 пакета.

Пакет А. "Стабилизация и конфайнмент. Гражданское строительство".

Пакет В. "Эксплуатация и Мониторинг" (Сейсмология, радиационная защита, общетехническая и пожарная безопасность, комплексная система мониторинга, интегрированная база данных).

Пакет С. "Аварийные системы" (Программа аварийной готовности, система аварийного пылеподавления, ядерная безопасность, обращение с пылью, обращение водой).

Пакет D. "Топливосодержащие материалы " (Описание ТСМ. Стратегия обращения с ТСМ и РАО. Разработка технологии извлечения ТСМ). Здесь необходимо сделать важное замечание. Все перечисленные выше документы международных экспертов целиком основывались на работах, выполненных ЧАЭС и привлеченных российских и украинских организаций на объекте "Укрытие". Эти работы включали в себя как чисто эксплуатационные, так и НИР и ОКР, направленные на дальнейшее исследование объекта и подготовку его к преобразованию.

20 ноября 1997 года в Нью-Йорке состоялась конференция стран-доноров, которые взяли обязательства относительно выделения средств на реализацию данного плана в специально созданный Чернобыльский Фонд "Укрытие" (ЧФУ).

Украина взяла обязательство внести в Фонд 50 млн. долларов США в виде имущества, работ и иным образом.

Управление Фондом было поручено Европейскому Банку Реконструкции и Развития (ЕБРР).

4 февраля 1998 года Верховная Рада Украины ратифицировала "Рамочное соглашение между Украиной и ЕБРР относительно деятельности Чернобыльского Фонда "Укрытие".

Срок реализации работ в SIP первоначально определялся от 7 до 10 лет.

Стоимость всех работ, запланированных в SIP, оценивалась в 758 млн. долл. США.

Основные результаты работ по SIP (на конец 2005 г.)

4.6.1. Работы по стабилизации строительных конструкций.

Первые 3 года результаты работы по программе SIP нельзя было признать полностью удовлетворительными. Хотя было потрачено 150 миллионов долларов, продвижение сводилось к созданию многочисленных отчетов, не столько новых, сколько дублирующих и обобщающих документы российских и украинских организаций, проводивших ранее исследования на объекте "Укрытие".

Из реальных и необходимых можно назвать следующие мероприятия. Укреплена общая для 3 и 4 блоков вентиляционная труба (мачта). Укреплены западные концы балок, на которые опираются металлические конструкции кровли "Укрытия". Стоимость работ (2 - 3) млн. $.

С 2001 г. положение стало меняться.

ЧАЭС (Группа управления проектом - ГУП), Ведомство (Минтопэнерго) и ЕБРР объединили свои усилия и стали продвигаться по основной стратегической линии.

В декабре 2000 г. было принято решение П2 (SIP-PMU P2) - программный документ, в котором определен окончательный перечень стабилизационных мероприятий.

Развернулись проектные работы.

Консорциум КСК (Государственный научно-исследовательский институт строительных конструкций (НИИСК), институт "Энергопроект" (КИЭП) и межотраслевой научно-технический центр "Укрытие" (МНТЦ) НАН Украины), в октябре 2003 года завершил Рабочий проект стабилизации по мероприятиям, определенным как безотлагательные.

Согласно проекту первоочередному усилению подлежат 7 зон объекта "Укрытие", (см. рис. 4.2) среди которых самым трудоемким, дозозатратным и

масштабным является усиление западного фрагмента.

30 ноября 2004 года на объекте "Укрытие" началось выполнение физических работ по стабилизации строительных конструкций. Их ведет Русско-Украинский консорциум "Стабилизация", который выиграл тендер на выполнение этих работ.

Работы начались с бетонирования монолитной плиты толщиной 0,6м. На этой плите будут установлены фундаменты для металлических опор западной зоны "Укрытия". Эти работы являются началом выполнения усиления западного фрагмента объекта "Укрытие", так называемой контрфорсной стены.

Как уже говорилось, это одно из самых сложных стабилизационных мероприятий. Сегодня эта конструкция вызывает озабоченность специалистов, поскольку здесь отмечается наклон около 50 см стены разрушенного четвертого энергоблока в сторону металлических щитов, имеются многочисленные трещины и смещения с раскрытием от 50 мм до 20 см.

К 1 июня 2005 г. были выполнены работы по укреплению плит перекрытия деаэраторной этажерки. Деаэраторная этажерка в результате аварии получила существенные повреждения - отклонения колонн каркаса от вертикали составляют около 1 метра, в опорных конструкциях имеются значительные деформации, трещины и раскрытия. Для уменьшения риска обрушения и повышения безопасности под плиты перекрытия были установлены дополнительные металлические опоры. Выполнение данного мероприятия предваряет выполнение более сложной и трудоемкой стабилизации аварийного каркаса деаэраторной этажерки.

1 ноября завершено выполнение еще одного из запланированных мероприятий по стабилизации строительных конструкций объекта "Укрытие" - укрепление западной опоры балки "Мамонт".

Балка "Мамонт" служит опорой для стальных щитов кровли "Укрытия" в южной зоне. Сама балка установлена на бетонные опоры, выполненные на завалах из разрушенных железобетонных конструкций перекрытий верхних этажей 4 энергоблока, обломков оборудования и трубопроводов. Изучение состояния опор балки "Мамонт" показало наличие значительных пустот в опорах и смещение конструкций, что требовало проведения неотложных стабилизационных работ.

В конце 2005 г. на объекте "Укрытие" продолжалось выполнение работ по стабилизации западной стены "Укрытия", восточной опоры балки "Мамонт" и стабилизации каркаса деаэраторной этажерки.

4.6.2. Работы по созданию нового безопасного конфайнмента ("Укрытия - 2") .

По заказу Чернобыльской АЭС разработку концептуального проекта нового безопасного конфайнмента (НБК) осуществил консорциум компаний Bechtel, Battelle (США), EDF (Франция) и украинский консорциум КСК.

Концептуальный проект был рассмотрен на общественных слушаниях, которые прошли в марте 2004 года в Славутиче, а также обсужден в научных кругах Украины. По итогам этих рассмотрений Кабинет Министров Украины 5 июля 2004 г. утвердил этот проект.

Было принято окончательное решение о строительстве НБК и выбрана его конструкция - "Арка" (см. рис. 4.3).

Согласно концептуальному проекту, в состав НБК входит:

• основное сооружение, которое включает арочную конструкцию, фундаменты, западную и восточную торцевые стены, необходимые обеспечивающие и вспомогательные системы;
• технологический корпус, который включает участки дезактивации, фрагментации и упаковки, саншлюзы, мастерские и другие технологические помещения.
• вспомогательные сооружения.

11 марта 2004 года был объявлен международный тендер на проектирование и строительство НБК.

16 ноября 2004г. был проведен первый этап торгов. После оценки два участника были квалифицированы и им направлены предложения для участия во втором этапе - предоставлении коммерческого предложения.

28 сентября 2005 года состоялось раскрытие коммерческих предложений на проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию нового безопасного конфайнмента.

Победитель определится в начале 2006 года.

Разрушение лавообразных ТСМ объекта "Укрытие"

В заключение этого раздела остановимся на одном важном вопросе, который возник в последние годы и мог существенным образом повлиять на выбор стратегии преобразования "Укрытия".

Эта стратегия предполагает, что окончательное извлечение ТСМ из объекта и их захоронение начнется не скоро (через десятки лет) и займет значительный промежуток времени. Действительно, в настоящее время (2006 г.) не решены даже на уровне концепции связанные с этим сложнейшие технические и финансовые вопросы.

Таким образом, конструкция НБК должна обеспечить безопасное для внешней среды и персонала хранение радиоактивных материалов в течение этих десятков лет (в техническом задании - до 100 лет).

Естественно возникает вопрос о том, что произойдет с ТСМ за срок "хранения", как изменятся их физико-химические свойства.

В 1997 - 2002 гг. в печати появилось несколько статей (см., например, [4.6 - 4.8]), в которых говорилось о возможности близкого по времени (три - четыре года) и стремительного (недели) превращения всех 1200т чернобыльской лавы (кориума) под действием собственной - активности в субмикронную пыль. С "катастрофическими радиоэкологическими последствиями" (слова авторов).

Это вызвало ряд предложений о приостановке работ по преобразованию объекта "Укрытие", поскольку проект нового безопасного конфаймента ("Арка") не рассчитывался на удержание такого гигантского количества субмикронной пыли.

Отметим, что вопрос о том, правильна ли гипотеза о внезапном разрушении кориума под действием внутреннего облучения, важен не только для чернобыльской проблемы.

Такое разрушение может стать одним из главных препятствий на пути работ по ликвидации последствий тяжелых аварий на АЭС, сопровождающихся образованием кориума.

Поэтому в 2003 - 2005 гг. РНЦ "Курчатовский институт" и Институт проблем безопасности АЭС (ИПБ) Украинской Национальной Академии Наук (ИПБ) по Контракту с ЧАЭС выполнили независимые исследования по этой тематике.

Совместные выводы обоих Институтов говорят о том, что после создания НБК (2007 г.), в течение 30 - 50 лет разрушение ТСМ будет носить такой характер, при котором ни радиоактивная пыль, ни радиоактивная вода не смогут выйти за пределы НБК в опасных для окружающей среды и персонала количествах (при заявленных проектных критериях НБК) [4.9].

Кратко остановимся на данных, которые позволили РНЦ "Курчатовский институт" придти к выводам, что разрушения лавы, вызванное целым рядом внешних и внутренних процессов, будет носить постепенный (не внезапный) характер, с образованием макроскопических фрагментов и радиоактивной пыли с АМАД (2 - 5) микрон.

Использовались три источника информации. Прежде всего, это были результаты всех имеющихся ПРЯМЫХ наблюдений и экспериментов по динамике поведения лавы в "Укрытии" за прошедшие годы.

Разрушение скоплений лавообразных ТСМ (например, так называемой "слоновьей ноги"), появление на поверхности лавы растворимых солей урана и их перенос водяными потоками, образование топливной пыли, наблюдались и действительно говорили о том, что за десятилетия, отделяющие сегодняшний день от момента извлечения ТСМ, их геометрия, структура, даже тип, могут измениться. При этом очевидной и главной причиной таких изменений является вода.

Под воздействием влаги на поверхности ЛТСМ образуется слой вторичных продуктов эрозии, представляющих собой преимущественно комплексные соединения оксикарбонатов урана. Анализ состава подобных "новообразований" свидетельствует о том, что они являются продуктами растворения силикатной матрицы лавы.

В то же время перечисленные процессы развивались достаточно медленно. Экспериментальные оценки скорости разрушения водой поверхности лавы дали значение 10^-7 г/(см² x сут) ([4.10], [4.11]). Это небольшая величина (в сравнении с оценками полной массы лавообразных ТСМ в "Укрытии" - 1200 т), и она никак не свидетельствует о развитии "катастрофических" процессов.

В то же время, из-за того, что прямых экспериментов было выполнено немного, распространение их результатов на все скопления лавообразных ТСМ, в том числе и не-доступные для исследования, было бы не совсем корректно.

Поэтому следующим источником информации стал анализ КОСВЕННЫХ параметров, которые могли бы указывать на нарастание негативных тенденций в поведении ТСМ.

В результате анализ сотен проб за почти два десятилетия показал, что в пределах экспериментально наблюдаемого разброса величин не наблюдается каких-либо "опасных" тенденций в интегральных выбросах и сбросах из объекта.

Для аэрозольного выброса скорее можно предполагать долговременную (с начала 90-х годов) тенденцию к регулярному снижению активности, выходящей за пределы "Укрытия" (см. Главу 3), а для содержания радионуклидов и урана в воде внутренних помещений - тенденцию к слабому повышению. Вообще, вода, попадающая в помещения ОУ (а это, в основном, вода от дождей и таяния снега), служит своеобразным индикатором состояния ТСМ, в том числе и для тех скоплений, которые недоступны прямому контролю. Омывая эти скопления и собираясь в нижних помещениях объекта, она несет с собой информацию о процессах деструкции ТСМ. Исследования показывают, что в помещениях реакторного отделения 4-го блока растворяется и выносится за его пределы (В основном, на нижние отметки 3-го блока) 10 кг топлива (U) в год (5.5 x 10^-5 часть оставшегося в "Укрытии"). Наблюдения никак не указывают на развитие каких-либо быстро нарастающих процессов разрушения, происходящих с ТСМ.

После сооружения НБК ситуация должна существенно измениться [4.12]. Надвижение "Арки" приведет к полному исключению попадания в "Укрытие" дождевой и талой воды и к существенному уменьшению конденсированной влаги. Скорость разрушения лавы сильно замедлится (С другой стороны, исчезновение воды, может привести к увеличению подвижности уже имеющейся пыли в ОУ и появлению ее новых источников - например, высыханию донных отложений под скоплениями воды в ОУ)

Наконец третий источник информации - анализ динамики разрушения материалов, которые являются АНАЛОГАМИ лавы.

В "КИ" проанализировали десятки работ, в которых изучалась динамика поведения различных стекол с введенными в них радиоактивными добавками (проблема стабильности остеклованных отходов). Учитывалось то, что матрица лавообразных ТСМ не представляет собой какого-нибудь уникального материала и достаточно близка по своим свойствам к обычным щелочным стеклам. По сравнению со своими промышленными аналогами, созданными для хранения отходов, лава должна даже отличаться в "выгодную" сторону (см. [4.12])

Из рассмотрения экспериментов по радиационным повреждениям стекол следовало, что поглощенные дозы, при которых радиационные эффекты начинают заметно влиять на их характеристики составляют:

• для a-излучения ~ 10¹⁸ a-распадов/г,
• для b- и g-излучения 10⁸ - 10⁹ рад.

Внешне радиационные повреждения проявляются в распухании или уменьшении объема стекла на несколько процентов, аморфизации кристаллических фаз, появлению микротрещин и увеличению интенсивности растворения поверхности в несколько раз [4.12].

В стеклообразной матрице лавы за 100 лет дозы от a-излучения составят, при наиболее консервативном рассмотрении, < 2 x 10¹⁶ a-распадов/г. Значения поглощенных доз b- и g-излучения лежат в пределах (2 - 5) x 10⁷ рад [4.12].

Таким образом, проведенные оценки показывают, что по прошествии даже 100 лет после аварии поглощенные дозы в силикатной матрице лавы все еще будут по крайней мере на порядок меньше тех, при которых наблюдаются первые признаки разрушения в стеклах.

Работа, выполненная "КИ", говорит о том, что никакие катастрофически быстро развивающиеся процессы разрушения с образованием большого количества субмикронной пыли лаве не грозят. В то же время она не отрицает, что внутри помещений "Укрытия" будут продолжаться медленные, постепенные разрушения ТСМ, которые могут привести к изменению (и ухудшению) радиационной обстановки внутри объекта. Это может происходить из-за действия на ТСМ внутренних и внешних факторов. В числе последних могут быть природные факторы (например, землетрясение), и техногенные (проведение работ на объекте).

Литература

4.1. Беляев С.Т., Боровой А.А.
«О преобразовании объекта "Укрытие"» // Отчет / ИАЭ им. И.В. Курчатова. Инв. № 57-05/110 от 29.09.89 г.

4.2. С.Т. Беляев, А.А. Боровой, Ю.Г. Бузулуков
«Работы на площадке ЧАЭС. Настоящее и будущее "Саркофага». Доклад на международном конгрессе «Ядерные аварии и будущее энергетики. Уроки, вынесенные из Чернобыльской аварии». (Париж 15-17 апреля 1991 года)

4.3. «О статусе объекта “Укрытие” Чернобыльской АЭС», решение Коллегии Государственного Комитета Украины по ядерной и радиационной безопасности, N 31, от 22.12.93.

4.4. «Описание объекта "Укрытие" и требования к его преобразованию» / Минчернобыль Украины, Академия Наук Украины. – Киев; Наукова думка, 1992.

4.5. «Служебная записка», направленная Министру Минчернобыля Готовчицу Г.А. и Генеральному директору ПО ЧАЭС Сорокину Н.М., 2 апреля 1993 г.

4.6. Барьяхтар В. Г., Гончар В. В., Жидков А. В., Ключников А. А.
«Радиационные повреждения в лавообразных топливосодержащих материалах объекта «Укрытие». //Чернобыль – 1998. (Препр. / МНТЦ «Укрытие» №98-12).

4.7. Жидков А.В.
«Топливосодержащие материалы объекта «Укрытие» сегодня: актуальные физические свойства и возможности прогнозирования их состояния». //Проблемы Чернобыля, вып. 7, Чернобыль, 2001. – C.23-40

4.8. V. Baryakhtar, V.Gonchar, A.Zhidkov, V.Zhidkov.
«Radiation damages and self – sputtering of high radioactive dielectrics: spontaneous emission of submicron dust particles». //Condensed Matter Physics, 2002, Vol.5, N3(31), pp.449 – 471.

4.9. «Development of estimated-analytical FCM behavior forecast model. Common conclusions». SIP FCMP 03 0 ВAM 01 01. Consortium ISP NPP - RRC «KI». 2004. 9р.

4.10. Богатов С.А., Боровой А.А., Киселев А.Н., Обухова Л.А., Чечеров К.П.
«Оценка скорости эрозии топливосодержащих масс внутри «Саркофага» и характеристики образующихся частиц» Москва – 1991. -21 с (Препр. / ИАЭ им. И.В. Курчатова 5434/3).

4.11. Богатов С.А., Боровой А.А., Евстратенко А.С., Херувимов А.Н. «Динамика поведения топливных масс в объекте «Укрытие». Препринт 92-29, АНУ МНТЦ «Укрытие», с. 19, Киев, 1992.

4.12. «Разработка расчетно-аналитической прогнозной модели поведения ТСМ». Отчет SIP FCMP 03 2 EAM 01, РНЦ «КИ», 2004г., 72с.