И.К.Моисеев, гл. специалист общестроительного комплекса ОАО «ГИ «ВНИПИЭТ», засл. строитель РФ, участник ликвидации аварии на ЧАЭС 1986 г., один из авторов проекта «Укрытие»
26 апреля 1986 года на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС мощным взрывом в зоне реактора была разрушена реакторная установка и строительные конструкции с отметки +6,0-15,0 до +70,0 м. Находящееся в реакторе урановое топливо в количестве 180 т было разбросано по помещениям четвертого энергоблока, частично выброшено на кровлю машзала и на территорию вокруг АЭС. Радиоактивные газы и летучие радионуклиды были унесены в атмосферу.
Четвертый блок дышал тысячами рентген, представляя собой недоступный и опасный для жизни и здоровья мощный источник излучения и аэрозольного радиоактивного загрязнения. Локализовать аварию необходимо было в кратчайшие сроки, чтобы не превратить ее в экологическую катастрофу большего масштаба.
26 апреля 1986 г. была создана Правительственная комиссия, которая в тот же день прибыла на Чернобыльскую АС и установила, что четвертый энергоблок ЧАЭС не подлежит восстановлению. В связи с чем, было принято решение о создании вокруг разрушенного четвертого энергоблока локализующего сооружения для защиты от распространения аэрозольного загрязнения и ионизирующего излучения. Решением правительства работы по ликвидации последствий катастрофы были поручены Минсредмашу, а проектирование локализующего сооружения поручено ленинградскому проектному институту ВНИПИЭТ.
19 мая 1986 г. комплексная бригада специалистов из ВНИПИЭТ приступила к работе в московском институте «Оргстройпроект». Учитывая особую ответственность создаваемого локализующего сооружения, были проработаны несколько десятков вариантов. Перед проектировщиками комплексной бригады стояли чрезвычайно сложные задачи:
- требовалось перекрыть (локализовать) разрушенный энергоблок площадью, равной шести футбольным полям (300x100м);
- из-за высоких радиационных полей необходимо было обеспечить дистанционное возведение объекта;
- проектные решения должны были позволить реализовать проект не более чем за 3-4 месяца.
В распоряжении проектировщиков имелись только фотографии разрушенного энергоблока, сделанные с самолета, по которым практически невозможно было определить степень повреждения, объем сохранившихся конструкций, их несущую способность. После выполнения сложнейших расчетов и конструктивных проработок нами была предложена конструкция перекрытия с максимальным использованием сохранившихся после взрыва железобетонных конструкций. Как выяснится потом, это было единственное решение, которое позволяло до предела сократить сроки возведения локализующего сооружения, названного в дальнейшем объектом «Укрытие». Конечно, это был инженерный риск, но другого выхода не было.
Начиная с июня 1986 г., в Чернобыль - город в 10 км от ЧАЭС была направлена комплексная бригада проектировщиков из ВНИПИЭТ, состоявшая вначале из 5-6 человек, затем доходившая до 40-50 человек, которая менялась через 25-30 дней.
В октябре 1986 г. Чернобыль посетила комиссия Госстоя СССР. Изучив представленные чертежи объекта «Укрытие», состояние разрушенного энергоблока, выполненные в натуре конструкции, она установила срок гарантированной безопасной эксплуатации объекта «Укрытие» 25 лет (по 2011 г.).
30 ноября 1986 г. возведенный объект «Укрытие» был без замечаний принят Государственной комиссией и передан для долговременного обслуживания. Всего за 5,5 месяцев (проектирование, изготовление конструкций и возведение объекта «Укрытие») в исключительно тяжелых радиационных условиях было создано уникальное защитное сооружение над разрушенным блоком АЭС.
С возведением «Укрытия» были решены все основные проблемы:
- обеспечена надежная консервация разрушенного блока;
- предотвращен выход радиоактивных аэрозолей в окружающую среду;
- исключена возможность возникновения самоподдерживающейся цепной реакции;
- создана возможность управления и контроля всех процессов, происходящих внутри разрушенного блока.
В работах по ликвидации Чернобыльской катастрофы непосредственно на площадке строительства в 1986-1987 гг. участвовали более 150 проектировщиков ВНИПИЭТ. В Чернобыле установлен памятник ликвидаторам с надписью: «Тем, кто защитил мир».
Всего в работах по созданию объекта «Укрытие», дезактивации сооружений, техники и территории 30-километровой зоны вокруг ЧАЭС участвовало 374 сотрудника ВНИПИЭТ, из них 295 человек в 1986-1987 гт. 22 человека впоследствии умерли по разным причинам (только у трех человек основной причиной можно признать радиационное воздействие в Чернобыле). 46 человек стали инвалидами, имеющими официальное подтверждение связи заболевания с пребыванием в зоне радиационного поражения в Чернобыле (лучевиками).
Учитывая, что срок безопасной эксплуатации «Укрытия» был определен комиссией Госстроя в 25 лет, специалистами ФГУП «ГИ «ВНИПИЭТ» совместно с рядом научно-исследовательских институтов в 1989-1990 гг. было выполнено технико-экономическое обоснование вариантов преобразования объекта «Укрытие» в долговременную экологически безопасную систему сроком на 500 и более лет. Было разработано три основных варианта:
- «Зеленая лужайка» - полная разборка «Укрытия»;
- «Арка» - возведение новой металлической арки над
«Укрытием» пролетом 250-300 м;
- вариант «Монолит».
Основная идея варианта «Монолит» заключается в том, чтобы без извлечения ураносодержащих масс поэтапно заполнить все свободные объемы помещений «Укрытия» бетоном, превратив его в монолитное прочное, долговременное сооружение (сроком службы до 500 лет). В марте 1991 г. на последнем заседании НТС Минсредмаша было рекомендовано принять для дальнейшей разработки вариант «Монолит», так как проект «Зеленая лужайка» потребует сотни млрд долларов и сотни лет на его реализацию. Металлическая арка не защищает от падения самолета, ударной волны, сейсмики, то есть не обеспечивает ядерную и радиационную безопасность объекта «Укрытие».
В 1992 г. руководство Минсредмаша обратилось к правительству Украины и президенту Л.Д. Кучме с предложением реализовать проект «Монолит» силами предприятий и организаций Минсредмаша. Однако, правительство Украины отказалось от предложения России и объявило Международный конкурс по решению проблемы преобразования «Укрытия». Первое место на конкурсе не было присуждено. Проект «Монолит» занял третье место. В решении жюри конкурса было рекомендовано поручить фирмам-призерам совместно разработать оптимальный вариант. Однако это решение выполнено не было. С 1993 г. ФГУП «ГИ «ВНИПИЭТ» и другие организации Минатома не привлекались к участию в решении проблем Чернобыльской АЭС.
В 1994-1995 гг. по предложению Украины французская фирма «Альянс» разработала проект накатной железобетонной арки пролетом 300 м и высотой 170 м. После детального изучения проекта специалисты Украины пришли к выводу, что такую железобетонную арку реализовать технически не возможно. И проект был отклонен.
В 1996 г. руководители ведущих институтов Минатома, в том числе, и ФГУП «ГИ «ВНИПИЭТ», написали второе письмо президенту Украины Л.Д.Кучме с предложением реализации проекта «Монолит» за счет средств России. Ответа на это письмо не последовало.
В 2003 г. правительство Украины в очередной раз объявило тендер на создание над «Укрытием» металлической арки пролетом 270 м. По состоянию на 2010 г. Украине удалось договориться с англо-французской фирмой о разработке проекта металлической арки, функции которой сводятся, в основном, к защите «Укрытия» от атмосферных воздействий и от не распространения аэрозольной пыли за пределы «Укрытия». Проект находится в стадии реализации. Выполняются фундаменты под саму металлическую арку и вспомогательные фундаменты для накатки ее на «Укрытие». Проект планируется реализовать в 2015 г.
До окончания срока безопасной эксплуатации «Укрытия» осталось 6 месяцев. После 2011 г. эксплуатация объекта перейдет в фазу негарантированной безопасности. Поэтому проект преобразования «Укрытия» в долговременную экологически безопасную систему должен уложиться в возможно более короткие сроки, памятуя о том, что внутри объекта «Укрытие» находится ~130 т ураносодержащих масс, ~10 т отработанного ядерного топлива, десятки тонн радиоактивной пыли, большое количество радиоактивной воды, а также о том, что интенсивно происходит процесс разрушения ТСМ и элементов строительных конструкций «Укрытие».
По мнению специалистов «ГИ «ВНИПИЭТ», указанные проблемы могут быть эффективно решены в короткий срок в рамках разработанной концепции проекта «Монолит». Это позволит в обозримый период времени и при сравнительно низких затратах решить все проблемы стабилизации объекта «Укрытие» и долговременного экологически безопасного хранения ТСМ и РАО.
Основное возражение Украины против варианта «Монолит» заключается в том, что проект «Монолит» предусматривает сооружение объекта «Укрытие» сроком на 500 лет в 30-ти километровой санитарно-защитной зоне. Украина хотела превратить эту зону в «зеленую лужайку», но для этого нет ни экономических, ни технических возможностей даже у Европейского сообщества.
Через 25 лет после чернобыльской аварии в 30-ти километровой зоне объект «Укрытие» существует. Еще на 100 лет продлевается срок его существования за счет возведения металлической арки над «Укрытием». Через 100 лет сама арка станет дополнительным источником радиоактивности. И будущим поколениям достанутся очень сложные проблемы. Срок будет продлен и далее, так как Украина предполагает частичное, а не полное извлечение высокоактивных отходов. Основную часть предполагается оставить в «Укрытии». Кроме того, вывод из эксплуатации первых трех энергоблоков не предусматривает их разборку и вывоз отходов за пределы 30-ти километровой зоны.
В результате Украина пришла к решению, что все высокоактивные и другие отходы будут храниться в 30-ти километровой зоне сотни и более лет, и ни о какой «зеленой лужайке» речи быть не может. Сценарий превратить объект «Укрытие» в долговременное экологически безопасное сооружение сроком на 500 и более лет мы предлагаем Украине с 1990 г.
Замоноличивание обеспечивает надежную защиту от всех внешних воздействий (падения самолета, ударной волны, сейсмики, террористического акта). Через 500 лет фоновые высокоактивные элементы распадутся и превратятся в слабоактивные без вмешательства человека. И через 500 лет объект «Укрытие» можно будет разобрать как Берлинскую стену на сувениры.
И после возведения металлической арки реализация проекта «Монолит» не вызовет дополнительных технических трудностей. Специалисты «ГИ «ВНИПИЭТ» продолжают надеяться, что проект «Монолит» будет востребован и реализован. И только после этого можно будет с уверенностью сказать, что объект «Укрытие» не представляет собой ядерно-раднационно опасный объект на долгие времена.
Металлическая арка не превратит объект «Укрытие» в долговременное экологически безопасное сооружение, о чем мечтают украинские специалисты, а лишь отложит решение проблемы ещё на 100 лет, в течение которых мы не сможем спать спокойно. Проблему нужно решать сейчас, а не откладывать на дальние времена.
Созданный в 1986 г. объект «Укрытие» в течение 25 лет, гарантированных Комитетом Госстроя СССР, обеспечивал безопасность его эксплуатации, что свидетельствует о высоком профессионализме специалистов, сумевших в чрезвычайно сложных условиях создать столь уникальный объект, в течение четверти века успешно выполнявшего свои функции.
Возвращаясь к Чернобылю
Основными причинами аварии на ЧАЭС были конструктивные недоработки реактора РБМК-1000 и системы управления и защиты, а также нарушение регламента эксплуатации дежурной сменой. О недостатках реактора было известно до аварии, но вместо доработки реакторной установки главный конструктор НИКИЭТа и научный руководитель Курчатовского института ограничились написанием технического регламента. Если бы он был составлен по типу электрической безопасности: «Не влезай – убьёт!», эксплуатирующий персонал станции не позволил бы себе нарушить регламент эксплуатации реактора. Операторы ЧАЭС не знали, к каким последствиям может привести подобное нарушение регламента. Но это не оправдывает их нарушения регламента.
Выводы по результатам расследования аварий на ЧАЭС:
- безопасность нельзя обеспечивать за счет запретительных регламентов,
- были устранены конструктивные недоработки реактора, изменена физика управления реактором.
В результате этих изменений реактор РБМК-1000 комиссией МАГАТЭ был признан одним из надежнейших реакторов.
На СШ ГЭС:
Однако, история учит тому, что ничему не учит. В 2009 г. на Саяно-Шушенской ГЭС произошла авария, в точности повторившая сценарий аварии на ЧАЭС.
Гидроагрегаты СШ ГЭС имели конструктивные недоработки, однако, завод-изготовитель вместо того, чтобы доработать гидроагрегат, составил ограничительный регламент. Программа перевода на быстродействующий режим мощности не была согласована с соответствующими организациями. Оператор не остановил работу гидроагрегата №2, когда вибрации в нем в 4 раза превысили допустимый уровень (как и в случае повышения вибрации насосов, трубопроводов на ЧАЭС). Эксплуатирующий персонал СШ ГЭС отключил систему автоматической остановки гидроагрегата, перекрывающую подачу воды на гидроагрегат. Всё вместе взятое привело к техногенной катастрофе с человеческими жертвами.
На АЭС «Фукусима-1»:
Авария на АЭС «Фукусима-1» в Японии в марте 2011 г. также повторила сценарий аварии на ЧАЭС. За два года до аварии инспектирующие органы указывали на недостатки реакторной установки АЭС «Фукусима-1», однако, эксплуатирующая организация проигнорировала эти замечания. Не был обеспечен достаточный объем запаса воды на аварийный случай, не была создана установка по сжиганию водорода внутри энергоблока и т.д.
Эксплуатирующий персонал АЭС «Фукусима-1», так же как и на ЧАЭС, не был готов к подобным авариям. И первые недели после аварии продемонстрировали это. Электропитание восстанавливали две недели, в то время как можно было пришвартовать военный корабль и обеспечить электропитание, подачу воды в реактор.
10 тыс. м
3 радиоактивной воды можно было закачать в танкер, а не сбрасывать в океан. Не была своевременно организована санитарно-защитная зона и т.д.
Почему вышла из строя система электропитания систем безопасности? В проекте не был разработан сценарий с наложением одной аварии в результате сейсмики на другую – в результате цунами. Кроме того, высота цунами в расчете ограничивалась 5-6 м, тогда как на самом деле она достигла 10-14 м.
Авария на АЭС «Фукусима-1» привела к возникновению серьёзного негативного общественного резонанса. Реактор был спроектирован и построен в США, эксплуатировался самой продвинутой в техническом отношении страной -Японией. И, тем не менее, авария произошла.
Главный вывод после аварии на АЭС «Фукусима-1»:
- на уровне МАГАТЭ необходимо существенно повысить требования к обеспечению безопасности на АЭС. Аварии происходят по худшему сценарию. Поэтому при проектировании объектов атомной энергетики необходимо учитывать самые невероятные сочетания техногенных и природных воздействий даже вероятностью 1 событие в миллион лет. С таким выводом согласны специалисты всех стран, имеющих атомные объекты.
