Русский / English 
?php echo $word_institute;?>
ИНСТИТУТИССЛЕДОВАНИЯПРОЕКТЫНАУКА И ОБРАЗОВАНИЕНОВОСТИКОНТАКТЫ
 
Наука и образование » Информирование общественности » Чернобыль » Чернобыльский саркофаг » Чернобыльская авария. Создание объекта «Укрытие»

ЧЕРНОБЫЛЬСКАЯ АВАРИЯ. СОЗДАНИЕ ОБЪЕКТА «УКРЫТИЕ»


1.1. Разрушения 4-го блока. Активная стадия аварии

В ночь на 26 апреля 1986 г., в 1 час 23 минуты ошибки персонала, работавшего на 4-ом блоке, помноженные на ошибки конструкторов реактора РБМК (Реактор большой мощности, канальный) привели к самой крупной из аварий, которые знала атомная энергетика. Уже первые осмотры 4-го блока, проведенные утром 26 апреля выявили огромные разрушения.

Кровля здания, в котором помещался реактор, перестала существовать. Часть стен, подвергшихся действию взрыва, образовала завал с северной стороны. В развалины превратились и верхние этажи корпуса деаэраторной этажерки, примыкающего к зданию реактора. Во многих местах проломлена и сгорела крыша Машинного зала, где размещались турбогенераторы.

На площадке вокруг блока, на кровлях ближайших зданий валялись выброшенные взрывом конструкции активной зоны, графитовые блоки и части урановых сборок. Простое перечисление затронутых аварией конструкций занимало в докладной записке десятки страниц.

Но даже не вид страшных разрушений вызывал наибольшую тревогу, а столб пара и дыма, поднимающийся из развалин. Вместе с этим дымом в атмосферу выбрасывалась радиоактивность и, как довольно скоро стало известно, речь шла о тысячах и даже о десятках тысяч кюри в час.

 

Рисунок 1.1. Динамика выброса на активной стадии аварии. Погрешность определения ±50% (оценка авторов [1.1])
 

Рисунок 1.2. Распространение радиоактивного облака с 27 апреля по 2 мая 1986 г.

Выброс радиоактивности был следствием того, что в результате аварии были уничтожены барьеры и системы безопасности, защищающие окружающую среду от радионуклидов, содержащихся в облученном топливе. Он продолжался в течение 10 дней с 26.04.86 г. по 06.05.86 г. (см. график на рис. 1.1 и рис. 1.2, [1.1]), после чего упал в тысячи раз и в дальнейшем постепенно уменьшался. В литературе этот промежуток времени получил название “активной стадии аварии”.

Правительственная Комиссия, приступившая к работе в Чернобыле во второй половине дня 26-го апреля, отметила три главных вида опасности, исходящих в этот момент от ядерного топлива в разрушенном реакторе.

Ядерная опасность.

Главное опасение вызывал тот факт, что в реакторе мог остаться неповрежденным значительный кластер уран-графитовой кладки. Уже первые расчеты, выполненные к началу мая 1986 г. [1.2] показали, что “при отсутствии воды и стержней СУЗ коэффициент размножения нейтронов К¥; составляет ~ 1.16 при температуре ~ 1000°С” и возможно возникновение самоподдерживающейся цепной реакции (СЦР). В других расчетах было показано, что в кластере, содержащем более 154 каналов (~1/10 часть всей кладки), также возможно возникновение СЦР, в случае, если по каким-то причинам в нем нет поглощающих стержней. Менее вероятной, но все же возможной, представлялась ситуация, при которой опасный фрагмент кладки был бы выброшен при взрыве в Центральный зал.

Тепловая опасность.

Согласно первоначальным представлениям часть ядерного топлива могла попасть на нижнюю плиту реактора — схему “ОР”. Тепловая опасность или так называемый “китайский синдром” (распространившееся название, взятое из одноименного кинофильма) состоял в возможности постепенного прожигания раскаленным топливом схемы “ОР”, затем перекрытий нижних помещений реакторного отделения, опускании радиоактивности до уровня грунтовых вод и их загрязнении. Первые расчеты таких процессов были сделаны в “Курчатовском институте” и дали малоутешительные результаты - “синдром” мог стать реальностью.

Радиационная опасность.

Этот вид опасности, прежде всего, был связан с непрекращающимся выбросом активности из разрушенного реактора, в основном из-за горения графита.

На своем первом заседании (ночью 26-го апреля) Правительственная комиссия приняла решение начать сброс с вертолетов в открытую шахту реактора целого ряда материалов для локализации аварии. Позднее, после проведенных консультаций, уточнилась номенклатура этих материалов [1.3].

Часть из них (соединения бора, в частности B4C) состояла из нейтронных поглотителей и должна была обеспечить ядерную безопасность.

Часть (глина, песок, доломит) предназначалась для создания фильтрующего слоя и уменьшения радиационного выброса. Кроме того, доломит (MgCa)(CO3)2, попадая в область высоких температур, должен был разлагаться и образовывать двуокись углерода, которая могла обеспечить "газовое перекрытие" — лишить горящий графит кислорода.

Наконец, последний компонент (свинец), должен был принять на себя выделяющееся тепло, расплавиться и предотвратить развитие “Китайского синдрома”.

В свете сказанного выше, во время активной стадии все основные технические мероприятия сосредотачивались на локализации аварии, предотвращении выброса радиоактивных веществ из реактора (см. Таблицу 1.1, [1.4])

Таблица 1.1. Основные меры, принятые на активной стадии аварии (см. [1.4]).

Дата Часы Описание событий и мероприятий
26 апреля ~ 01 Авария. Разрушение реактора.
26 апреля 01:30 - 06:30 Тушение пожаров
26 апреля День Отключены насосы, подававшие воду в реактор (нижние отметки всех блоков оказались затопленными радиоактивной водой).
26 апреля После 15:00 Устанавливаются истинные размеры аварии.
26 апреля Ночь На заседании Правительственной комиссии решено: остановить 1 и 2 блок, перевести в подкритическое состояние 3-ий; эвакуировать население г. Припяти и пос. Янов; начать заброску в разрушенный реактор материалов для локализации аварии.
27 апреля ~ 10:00 Начало забрасывания реактора различными материалами (с вертолетов).
27 апреля
Ночь Сбрасывается карбид бора.
1мая В течение дня Принято решение начать охлаждение реактора азотом, чтобы предотвратить “китайский синдром”.
2 мая К концу дня Сброшено примерно 5000 т материалов.
3-4 мая В течение ночи Сотрудниками ЧАЭС открыты задвижки, чтобы спустить радиоактивную воду из бассейна-барботера 4-го блока.
5 мая   Смонтирована система подачи азота.
6 мая ~ 01:00 Прибытие первой машины с жидким азотом. Вскоре газообразный азот стал поступать на второй этаж бассейна барботера. Попытки охлаждения успеха не принесли.
Вторник 6 мая   Интенсивность выброса снизилась на три порядка. Конец активной стадии.

1.2. Куда попали сброшенные материалы

Важнейшее мероприятие — сбрасывание материалов в шахту реактора. До сих пор делаются самые противоречивые оценки этих действий и их последствий, хотя еще в 1990 г. стало ясно, что основная часть материалов не попала в шахту реактора (см. [1.5]). Поэтому нам хотелось бы подробно остановиться на этом мероприятии.

Сначала — фактические данные. По вопросу о количестве и составе материалов в литературе имеется множество разночтений, связанных в основном с тем, что они брались из “третьих рук”. Поэтому был использован первоисточник — записи в журналах Оперативной группы ВВС МО [1.6]. Выяснилось, что к 18.06.86 г. было сброшено уже ~ 11400 т сухих материалов (оцениваемая точность этих данных ±20%).

Информация об их составе приведена в Таблице 1.2 и проиллюстрирована на рис. 1.3 (для активной стадии аварии).

Таблица 1.2. Характеристика сброшенных в развал реактора сухих и жидких материалов (к 18.06.86г.). 

Название материала Химическая формула Масса, т
Карбид бора B4C ~ 40
Доломит MgCa(CO3 )2 ~ 1200 *
Мраморная крошка, глина, песок и др.
- ~ 3500 **
Свинец (дробь +”чушки” и др.) Pb ~ 6700 ***
Тринатрийфосфат (раствор) Na3PO4 ~ 2500
Растворы (пылеподавляющие композиции) Латекс марки СКС-65гп, барда, жидкое стекло, поливиниловый спирт, каучук СКТН и др. ~ 2700
Всего ~ 16600

* во время активной стадии сброшено ~ 600 т.
** во время активной стадии сброшено ~ 1800 т. глины и песка
*** в первые 5 дней после аварии было сброшено 2400 т. свинца 

Динамика сбрасывания материалов
Рисунок1. 3. Динамика сбрасывания материалов

К 29.06.86 г. было дополнительно сброшено 1890 т цеолита.

Исследования 1987—1989 гг., которые проводились внутри “Укрытия”, показали, что предположение о том, что сброшенные материалы попали в шахту реактора и засыпали ее толстым слоем, не соответствовало действительности.

Указания на это имелись и в 1986 г. Так, если рассматривать фотографии Центрального зала (ЦЗ), то видно, что он буквально засыпан сброшенными материалами, которые образовали в зале многометровые холмы (см., например, [1.7], и рис. 1.4). Позже это подтвердили разведывательные группы, проникшие в ЦЗ после периода длительной подготовки. Но это, правда, не исключает того, что какая-то часть материалов попала в отверстие шахты реактора.

 

 

Центральный зал 4-го блока после аварии
Рисунок 1.4. Центральный зал 4-го блока после аварии (схема) 
 

Обозначения:
1 - железобетонная плита;
2 - металлоконструкция схемы "Е";
3 - трубы нижних водяных коммуникаций;
4 - завал из материалов, сброшенных с вертолетов;
5 - северный бассейн выдержки;
6 - южный бассейн выдержки;
7 - пультовая;
8 - фрагменты активной зоны;
9 - часть металлоконструкции схемы "КЖ".

В середине 1988 г. исследователям удалось с помощью оптических приборов и телекамер увидеть то, что находится внутри самой шахты [1.5]. Сброшенных материалов они там практически не обнаружили. Но и здесь можно возразить - эти материалы попадали в область высоких температур, расплавлялись и растекались по нижним помещениям реактора. Такой процесс вполне мог происходить. На нижних этажах, действительно, обнаружили большие массы застывшей, лавообразной массы, содержащей ядерное топливо.

Хорошим индикатором того, что в состав лавы вошли не только материалы собственно реактора, бетон и т.п., но и материалы, сброшенные с вертолетов, мог бы стать свинец. Однако свинца в лаве практически нет, а сбросили его тысячи тонн.

Если общий вес ЛТСМ оценивается сейчас как ~ 1200 т, то интегральное количество свинца в лаве ~ 3 т из почти 7 тысяч тонн, сброшенных с вертолетов (это ~ 5×10-4 часть!). Следовательно, свинец в шахту практически не попадал. Поэтому и другие компоненты засыпки, если и попадали, то в таких количествах, что это решающим образом не повлияло на поведение выброса.

Таковы известные сейчас факты.

Что же помешало летчикам выполнить задание? По-видимому, риск столкнуться с 150 метровой трубой, столб дыма, содержащий огромную радиоактивность, все это не способствовало успешному бомбометанию. Существенная причина могла заключаться в том, что выброшенная взрывом и ставшая почти вертикально схема "Е" с путаницей труб, которые она вытянула за собой, создала как бы щит, отбрасывающий в Центральный зал падающие материалы.

Рядом с шахтой реактора в центральном зале светилось яркое пятно (раскаленный графит?). Его расположение на рис. 1.3 обозначено цифрой "4". Это пятно вполне можно было принять за отверстие шахты и сбросить туда груз. В работе А. Сича [1.4] это подробно обсуждается.

Были ли проведенные мероприятия бесполезными?

Высказывались мнения, что они были даже вредны. Например, такое — при сбрасывании десятков тысяч тонн материалов на блок поврежденные конструкции дополнительно разрушались, а это потом должно было негативно сказаться на устойчивости объекта "Укрытия".

Нам хотелось бы указать на положительные моменты (напомним, что речь идет только о технической стороне проблемы).

Материалы, содержащие бор, попали в Центральный зал, куда во время взрыва были выброшены многочисленные фрагменты активной зоны реактора и топливная пыль. Попав на топливо, они уменьшили его ядерную опасность (скорее всего, сделали его вообще ядерно-безопасным). Песок, глина, доломит засыпали во многих местах толстым слоем радиоактивные обломки и облегчили впоследствии работу строителям "Укрытия", оперативному персоналу и исследователям. Небольшая часть материалов все же могла попасть в шахту и участвовать в образовании лавы.


1.3. «Китайский синдром»

Для предотвращения «китайского синдрома» - прожигания перекрытий расплавленным топливом и возможного его проникновения в грунтовые воды было предложено три технических решения.

Первое — проложить под фундаментной плитой трубопроводы, охлаждаемые жидким азотом. Однако, позднее от этого отказались.

Второе — закачать в подреакторное пространство, а точнее в бассейн-барботёр, бетон на магнезитовой основе, который обладал повышенной теплопроводностью, и за счёт этого свойства мог бы содействовать быстрейшему охлаждению топлива до температуры ниже температуры плавления материалов конструкционных элементов 4-го блока.

И третье — под фундаментом реакторного отделения 4-го блока дополнительно соорудить толстую плиту, которая охлаждалась бы водой.

Правительственная комиссия после обсуждений остановилась на третьем решении.

Конструкция железобетонной подфундаментной плиты была разработана проектными организациями Минсредмаша. Она должна была иметь размеры 30×30 м и толщину 2,5 м.

В средней части плиты должны быть расположены регистры водяного охлаждения, составленные из металлических труб диаметром 100 мм. Над регистрами охлаждения предусмотрено защитное покрытие из графитовых плит. Кроме этого, в теле плиты были предусмотрены датчики для обеспечения контроля за температурным режимом системы охлаждения подфундаментной плиты.

Сроки разработки проекта организации строительства, детальных проектов производства работ и подготовки производства были установлены в пределах 7—10 дней, в течение которых шахтеры должны были закончить проходку подходной штольни. Срок сооружения плиты был ограничен 25 днями.

Для обеспечения нормальных условий производства всего комплекса подземных работ в стесненных условиях и с повышенным тепловыделением были разработаны схемы вентиляции, воздухоохлаждения и комплекты индивидуальных средств защиты работающих.

Первой была проведена проходка тоннеля. Она заняла 10 дней (с 18 по 28 мая). Рабочие смены к месту работы доставлялись в бронемашинах.

Шахтёры в штольне работали на пределе сил, с яростью и напором, характерными для горноспасательных работ.

В рекордные дни забой продвигался на 15 м и более. Несмотря на поистине нечеловеческие усилия, охлаждаемую защитную плиту удалось полностью закончить лишь к 28 июня.

Было ли целесообразным проведение этой работы?

С точки зрения сегодняшнего дня ответ может быть только отрицательным. Дело в том, что тепловые расчеты, проведенные в авральном порядке в 1986 г., не учитывали до конца всех химических процессов, происходящих с расплавленным топливом.

Одновременно с расплавлением и прожиганием строительных конструкций оно взаимодействовало с их материалами, само, растворяясь в них, многократно увеличивая объем и улучшая условия охлаждения. Образно говоря, вместо модели «металлического утюга, прожигающего снег», следовало бы использовать модель «утюга из растворимого материала», который расплавляет снег, а сам постепенно растворяется в образовавшейся воде.
В результате топливо не прожгло фундаментную плиту реактора и не попало в грунт.

В то же время, нельзя и строго осуждать членов Правительственной комиссии, принявших в апреле — мае 1986 г. это решение. Пути образования и растекания «чернобыльских» лав стали более или менее ясны только через два-три года, а многие вопросы вызывают споры и по сей день.


1.4. Современный взгляд на протекание активной стадии аварии

Полная модель протекания активной стадии аварии должна описать три вида процессов.

Механические процессы, которые явились причиной наблюдаемого расположения материалов в шахте реактора и подреакторных помещениях.

Химические процессы - взаимодействие веществ, которое происходило на активной стадии аварии и привело, в частности, к образованию лавы.

Энергетические (тепловые) процессы, которые обеспечили источники тепла и динамику теплопереноса в разрушенном реакторе.

Уже с первых дней после аварии, делались попытки построить модели активной стадии аварии, чтобы выработать соответствующие контрмеры.

К сожалению, эти модели опирались на очень ограниченный материал измерений и наблюдений и многие принятые на их основе решения впоследствии оказались далеко не оптимальными.

В последующие годы, уже не из-за нехватки, а из-за не использования полученной в ходе исследований на 4-ом блоке информации, появился ряд эффектных, но неверных моделей. Обзор таких попыток и их недостатки рассмотрены в работе [1.8].

До сих пор поведение топлива на стадии аварии наиболее полно и последовательно изложено в работах Э.М. Пазухина (см. [1.9] и ссылки в ней).

В них впервые в соответствии с фактическими данными - наблюдениями, замерами, анализами проб топливосодержащих и конструкционных материалов описаны основные механические, химические и тепловые процессы, происходившие после аварии в разрушенном реакторе.

В модели, описывающей образование ~ 1200м3 лавы с наблюдаемым химическим составом, не понадобилось привлекать заметное количество сброшенных материалов.

Остаточного тепловыделения топлива (с небольшой добавкой энергии от сгорания графита и окисления циркония) оказалось достаточно для объяснения процессов образования лавы и растекания ее по подреакторным помещениям. Время протекания процессов, вплоть до остывания поверхности лавы до температур ниже 700oС — 800oС и прекращения выброса, оценивается в трое суток.

Точность такой оценки небольшая, поскольку требует знания процессов теплопереноса на каждом этапе образования и движения лавы. Но, тем не менее, порядок величины совпадает со временем протекания активной стадии аварии.

В настоящее время модель аварии, основанная на совокупности всех экспериментальных данных, полученных в исследованиях на объекте «Укрытие» в 1986—2005 гг. и новейших расчетных программах, разрабатывается коллективом специалистов РНЦ «Курчатовский институт» и ИБРАЭ РАН.


1.5. Необходимо ли было создание "Укрытия"?

Необходимость и пути создания объекта "Укрытие", закрывшего разрушенный блок, вызывали ожесточенные дискуссии с момента возникновения этой идеи и вплоть до последнего времени.

Известно, что первоначально рассматривалось 18 проектов защитного сооружения. Их можно условно разбить на две группы. К первой из них относились те, в которых предполагалось соорудить вокруг блока независимое полностью герметичное здание огромных размеров — арку пролетом 230 м, или купол пролетом до 120 м.

Вторая группа проектов предлагала для возведения защитной оболочки максимально использовать сохранившиеся стены и другие конструкции разрушенного блока. На эти конструкции должны были опираться вновь возводимые стены и кровля.

Проработки и технико-экономические расчеты показали, что работы по первому варианту продлятся 1,5—2 года и потребуют огромных расходов, тогда как работы по второму займут несколько месяцев и существенно меньших затрат.

Был выбран второй подход. Он позволил значительно выиграть в стоимости и в скорости строительства (проектирование и строительство было закончено за 6 месяцев, случай беспрецедентный в мировой практике). Но и этот вариант требовал укладки свыше 200 тыс. тонн бетона и монтажа свыше 10 тыс. тонн металлоконструкций.

Платой за выигрыш стала не только огромная коллективная доза, полученная строителями и монтажниками, но и принципиальные недостатки самого объекта. Необходимость возводить новые конструкции в непосредственной близости от разрушенного блока в огромных радиационных полях заставляли применять дистанционную технику. Для соединения многих ответственных конструкций невозможно было использовать сварку, а дистанционный монтаж не позволял подгонять точно друг к другу большие металлические конструкции.

Все это явилось причиной первого из крупных недостатков "Укрытия" —негерметичности, большого количества щелей (их общая площадь, по последующим подсчетам, оценивалась как 1000 м2).

Радиационные поля и завалы не дали возможности по всем правилам оценить прочность многих из опор — старых конструкций, подвергшихся действию взрыва и пожара. А на эти конструкции опирались главные несущие балки возводимого сооружения.

Применение дистанционных методов бетонирования привело к тому, что большие массы бетона не попали в назначенное место. Они протекли в разрушенное здание, затруднили или сделали вообще невозможным проход во многие помещения и их разведку.

Второй недостаток — неопределенная прочность опор, поддерживающих основные, несущие балки Укрытия.

Что касается вновь возводимых конструкций — несущих балок, трубного наката над центральным залом, стальных щитов покрытия и др., то они были запроектированы и выполнены в соответствии со строительными нормами и правилами, поэтому прочность самих этих конструкций сомнений не вызывает. Долговечность их ограничена отсутствием возможности периодического осмотра и восстановления антикоррозионного покрытия. Поэтому, в "Заключении о надежности и долговечности конструкций покрытия, а также радиационной безопасности реакторного отделения блока N4 Чернобыльской АЭС", представленным Правительственной Комиссии 11 октября 1986 г. [5], сказано:

"Учитывая низкую скорость коррозии в условиях работы конструкций, при выполненных защитных покрытиях можно считать обеспеченным срок службы их:

- из труб 30—40 лет,

- из балок 30 лет."

К сожалению, впоследствии эти цифры часто назывались для срока службы всего объекта, а не только для несущей способности новых металлоконструкций, а время 30 лет указывалось, как гарантированное время безопасного состояния объекта "Укрытие".

Вместе с тем, в том же документе сказано:

"В связи с тем, что укрытие реакторного отделения возводится на разрушенных конструкциях и в условиях высокой радиационной обстановки не представляется возможным получить достоверные данные об их несущей способности, а также учитывая сложность установки конструкций и контроля их положения..., что приводит к существенному снижению несущих способностей конструкции...". То есть срок 30 лет никак не распространялся на весь объект.

Несмотря на дополнительные работы по укреплению конструкций объекта (1988—1989 гг.), к 1989 г. стало ясно, что в существующем виде "Укрытие" не может считаться объектом, безопасность которого гарантирована на десятки лет. Появилось первое предложение о создании "Укрытия-2" [1.10].

Постепенно на научных конференциях и в широкой печати стали высказываться мнения, что строительство "Укрытия" было бесполезным, а с учетом гигантских дозовых и финансовых затрат, вредным мероприятием. Не надо было ничего делать, ждать 10—20 лет, разрабатывать технику и потом разобрать 4-ый блок, а топливо захоронить.

Высказывалась и прямо противоположная точка зрения - надо было сразу построить огромное, абсолютно герметичное и безопасное сооружение, т.е. пойти по первому варианту.

Насколько обоснованы высказанные выше точки зрения?

После аварии 4-ый блок представлял собой открытый источник огромной активности. На поверхности развала реактора, на разрушенных и сохранившихся конструкциях и кровлях, на внешних поверхностях зданий и площадке вокруг блока было сосредоточено множество выброшенных фрагментов активной зоны и топливной пыли. Согласно более поздним оценкам только на поверхности развала внутри блока находилось 5—10 т топливной пыли (см. например, [1.11–1.13]). Через десять дней после аварии активность ее составляла ~ 50 миллионов Кюри. Ветровой перенос из открытого источника такой мощности привел бы к быстрому расползанию высокоактивного пятна. Ни о каком пуске 1-го, 2-го и, тем более, 3-го блока не могло быть и речи.

Ежегодно на территорию ЧАЭС выпадает около 600 мм осадков. Эта вода, пройдя через материалы открытого источника и сделавшись радиоактивной, рано или поздно должна была попасть в грунт. По очень грубым оценкам ~ 10 тысяч кубометров воды в год. Ни о каком управлении водяными потоками не приходится говорить.

Строительство «Укрытия» поставило барьеры для вторичной миграции радионуклидов и интенсивного загрязнения окружающей среды, позволило осуществить работы по восстановлению деятельности ЧАЭС и снизить дозовые нагрузки для людей, работающих на ЧАЭС и в Зоне.

Можно привести еще аргументы, доказывающие необходимость максимально быстрого возведения "Укрытия".

О том, насколько успешно это сооружение выполняло свои задачи прошедшие годы, будет сказано ниже.


1.6. Как создавалось «Укрытие»

  4-ый блок после аварии

Рисунок 1.5. 4-ый блок после аварии

Вернемся к грандиозным работам по созданию «Укрытия». Для представления об их масштабности приведем рисунок разрушенного блока, сделанный в мае 1986 г.

В середине мая 1986 г. Правительственная комиссия приняла решение о долговременной консервации 4-го блока с целью предотвращения выхода радионуклидов в окружающую среду и уменьшения воздействия проникающей радиации на площадке ЧАЭС.

Министерству среднего машиностроения СССР были поручены “работы по захоронению 4-го энергоблока ЧАЭС и относящихся к нему сооружений”. Объект получил название "Укрытие 4-го блока ЧАЭС".

Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР № 663-194 от 05.06.1986 г. ВНИПИЭТ были поручены функции генерального проектировщика “по захоронению 4-го блока ЧАЭС, по захоронению радиоактивных отходов и дезактивации оборудования промплощадки ЧАЭС”.

Научное руководство работами было возложено на ИАЭ им. И.В. Курчатова.

Обычно выделяют восемь главных этапов создания “Укрытия”.

  • 1 этап - очистка и бетонирование территории вокруг 4 блока.
  • 2 этап - возведение защитных (пионерных) стен по периметру.
  • 3 этап - выполнение разделительных стен между 4 и 3 блоками.
  • 4 этап - возведение каскадной стены.
  • 5 этап - выполнение покрытия машзала.
  • 6 этап - монтаж высотной контрфорсной стены.
  • 7 этап - выполнение опор и монтаж покрытия реакторного блока.
  • 8 этап - монтаж вентсистем и контрольно-измерительных коммуникаций и приборов.
 

Основные новые конструкции и оставшиеся части 4-го блока

Рисунок 1.6. Основные новые конструкции и оставшиеся части 4-го блока. План 
 

Основные новые конструкции и оставшиеся части 4-го блока

Рисунок 1.7. Основные новые конструкции и оставшиеся части 4-го блока. Общий вид 
 

 ’Укрытие’

Рисунок 1.8. "Укрытие". 1987 г.

Новые конструкции и оставшиеся части 4-го блока можно увидеть на рис. 1.6—1.12

Перейдем к более детальному описанию новых конструкций.

После проведения первых работ по очистке территории вокруг блока началось возведение по периметру 4-го энергоблока "пионерных" защитных стен из железобетона: высотой около 6 метров — со стороны завала (северная сторона блока) и около 8 метров — с южной и западной сторон.

"Пионерные" защитные стены были предназначены для обеспечения безопасности производства строительно-монтажных работ по сооружению "Укрытия".

Внутри здания первыми шагами при строительстве "Укрытия” стало возведение перегородок и стен, отделяющих поврежденный 4-й блок от 3-го блока (разделительная стена на рис.1.6).

Каскадная стена.

Северная каскадная стена (рис. 1.6—1.8) была выполнена из бетона в виде уступов высотой около 12 метров. Опалубка уступов изготовлялась из металлических щитов. Каждый последующий уступ выполнялся с возможно большим приближением к разрушенному блоку. Внутри уступов укладывались изношенные и поврежденные металлоконструкции, а также контейнеры с высокоактивными отходами.

Контрфорсная стена.

Сохранившаяся западная стена снаружи закрыта стеной с контрфорсами высотой до 50 метров (рис. 1.6 - 1.8).

Для создания покрытия над центральным залом реактора и деаэраторной этажеркой необходимо было найти опоры для установки новых несущих конструкций. При этом, расстояния между опорами не должны были превышать предельных размеров, обеспечивающих монтаж покрытия подъемным краном "Демаг". После исследований сохранившихся конструкций были приняты следующие решения по устройству покрытия над центральным залом реактора и деаэраторной этажеркой.

В качестве опоры главных балок Б1 и Б2 (на рис. 1.9) были выбраны на западе остатки железобетонной стены по оси 50 толщиной около 0,9 м. и железобетонные выхлопные шахты, сохранившиеся после взрыва. Стена по оси 50 имела ряд серьезных трещин и других местных разрушений, а также отклонение в сторону оси 51. Определение ее состояния непосредственным обследованием не представлялось возможным.

Источником информации были только фотографии, полученные с вертолета. 

На балки Б1 и Б2 было уложено 27 металлических труб диаметром 1220 мм, длиной 34,5 м (рис.1.10), а над трубами устроена кровля из профилированного настила — 6 пространственных блоков. 

Опорой для стальных щитов по южной стороне служит установленная по ряду В стальная балка "Мамонт" (рис.1.11 и 1.12), опирающаяся в свою очередь на бетонные опоры у осей 41 и 51. Опоры были выполнены на завале из разрушенных железобетонных конструкций перекрытий двух верхних этажей, обломков оборудования и трубопроводов. Для обеспечения большей надежности основания опор было произведено заполнение завала бетоном. В связи с отсутствием возможности качественного производства работ и осуществления контроля (недоступность, высокие радиационные поля) была осуществлена дистанционная программа испытания опор.

Для перекрытия участка блока между осями 40—50 в рядах Б–В по ряду Б с опорой на заваленное разрушенными конструкциями перекрытие запроектирована и выполнена балка-короб ("Осьминог"), являющаяся распределительной конструкцией.

(В 1987—1989 гг. были устранены аварийные состояния помещения южных главных циркуляционных насосов и верхней части деаэраторной этажерки. Для обеспечения устойчивости деаэраторной этажерки были возведены разделительно-подпорные стены в пределах машинного зала. При этом восточная часть зала была очищена от завалов строительных материалов, образовавшихся после аварии).

Одновременно со строительством "Укрытия" продолжались работы по очистке и дезактивации территории.

Объект "Укрытие" был принят правительственной комиссией в декабре 1986 г. Согласно "Технологическому регламенту технического обслуживания законсервированного 4-го энергоблока ЧАЭС", функции эксплуатирующей организации, несущей непосредственную ответственность за его безопасность, возложены на ЧАЭС. 

 

Балки Б1 и Б2 Трубный накат над центральным залом Балка ’Мамонт’ Монтаж ’Южных клюшек’
Рисунок 1.9. Балки Б1 и Б2 Рисунок 1.10. Трубный накат 
над центральным залом, положенный на балки Б1 и Б2
Рисунок 1.11. Балка "Мамонт" Рисунок 1.12. Монтаж "Южных клюшек" — 
стальных щитов, опирающихся на балку "Мамонт"


Литература

1.1. USSR State Committee on the Utilisation of Atomic Energy "The Accident at the Chernobyl NPP and its Consequences" IAEA Post Accident Review Meeting, Vienna, 25-29 August 1986.

1.2. Бурлаков Е.В., Занков Ю.Н., Кватор В.М. ”О возможности возникновения СЦР после аварии”, Докладная записка руководству ИАЭ им. И.В.Курчатова, рукопись, Москва, 07.05.86г., 5стр.

1.3. Дьяченко А.А. “Правительственная комиссия”, в сборнике “Чернобыль: катострофа, подвиг, уроки и выводы”, Интер-Весы, Москва, 1996г., стр.183-193.

1.4. A.R.Sich. “Chernobyl Accident Management Actions”, Nuclear Safety, Vol.35, N1, Janusry-June 1994, p.1-22.

1.5. Borovoi А.А. Analytical Report ( Post- Accident Management of Destroyed Fuel from Chernobyl ) //IAEA, Work Material, 1990, p. 1 - 99.

1.6. “Проведение работ по засыпке реактора и пылеподавлению на бывшем 4-ом энергоблоке ЧАЭС и прилегающей к нему территории”. Акт 09/05-93 от 16.09 96г. Отв. исполнитель Симановская И.Я.

1.7. «Анализ текущей безопасности объекта «Укрытие» и прогнозные оценки развития ситуации». Отв. Исполнитель Боровой А.А. Отчет МНТЦ «Укрытие», арх. № 3836, 337 с., 154 рис., 71 табл., 3 приложения, 214 источников, 2001г. Чернобыль.

1.8. Боровой А.А. «Обзор и оценка существующих моделей протекания второй стадии Чернобыльской аварии», Препринт ИАЭ-6366/11, Москва –2005, 14 стр.

1.9. Пазухин Э.М. Лавообразные топливосодержащие массы 4-го блока Чернобыльской АЭС: топография, физико-химические свойства, сценарий образования. - Радиохимия, т. 36, вып. 2, 1994, с. 97-142.

1.10. Беляев С.Т., Боровой А.А. Отчет КЭ при ИАЭ им. И. В. Курчатова N57-05/110 от 29.09.89г., 5стр., Чернобыль.

1.11. «Расчетно-аналитические оценки по общему распределению топливных масс в “Укрытии” и предложения по дальнейшему проведению работ по долговременному захоронению топлива. Часть I. Проведение расчетно-аналитических оценок расположения ТСМ на верхних отметках разрушенного блока». Отчет ИАЭ им. И.В.Курчатова инв. № 50.05/69 от 29.10.91 г.

1.12. Душин В.Н., Петров Б.Ф., Плескачевский Л.А., Бойков Г.С., Евдокимов И.В., Коростина И.Ю., Найденов Е.Г., Прусаков А.Г., Соколов А.М., Ибраимов Г.Д., Чечеров К.П. «Локализация источников интенсивного гамма-излучения и оценка количества топлива в Центральном Зале 4-го энергоблока ЧАЭС». НПО «Радиевый институт», Инв. № 1732 И, Чернобыль 1992 г.

1.13. Usatyj A.F. Generalized results of determination of distributions of major gamma radiation sources in the central hall of the Sarcophagus, recorded by dosimetric cords using EPR sensors. In: “Sarcophagus Safety’94”. The State of Chernobyl Nuclear Power Plant Unit 4. Proceedings of an International Symposium. Zeleney Mys, Ukraine, 14-18 March 1994. – p. 185-195.

1.14. «Авария на ЧАЭС и ее последствия – информация, подготовленная для совещания экспертов МАГАТЭ», Вена, 25 – 29 августа 1986г., ч.1 и 2, ГКАЭ СССР, 1986г.


ИБРАЭ РАН © 2013 Карта сайта | Связаться с нами