Влияние на окружающую среду

Строительство защитной оболочки над разрушенным в результате аварии 4-м энергоблоком Чернобыльской АЭС было закончено в ноябре 1986 года. Позже данное сооружение получило название объект «Укрытие». При проектировании был выбран вариант, в котором максимально использовались сохранившиеся конструкции разрушенного здания энергоблока. Это позволило закончить строительство в максимально короткий срок — всего за 6 месяцев.

Защитная оболочка, так же как и разделительные перегородки между 3-м и 4-м энергоблоками, не планировались, да и не могли в существовавших условиях быть выполнены как полностью герметичные сооружения, и до настоящего времени аварийный 4-й блок Чернобыльской АЭС является источником радиоактивных выбросов и сбросов в окружающую природную среду и примыкающий к нему работающий 3-й энергоблок.

Ниже приводятся результаты наблюдений за выбросами и сбросами из объекта «Укрытие» в течение последние 5 лет.

Выброс формируется радиоактивными аэрозолями, присутствующими во внутреннем пространстве объекта, за счет его естественной вентиляции. Интенсивность вентиляции определяется небольшими (несколько Паскалей) перепадами давления внутри и снаружи здания, создаваемыми ветровым напором и разностью температур воздуха внутри и снаружи здания. В случае объекта «Укрытие» среднегодовой «перегрев» внутреннего воздуха по отношению к наружному составляет около 2° К и определяется остаточным тепловыделением реакторного топлива, оставшегося в здании. Из щелей в оболочке объекта общей площадью 120 м² каждую секунду выносятся 250 м³ воздуха, загрязнение которого по сумме альфа-излучающих нуклидов 238+239+240Pu и ²⁴¹Am соответствует примерно 0,2 Бк·м^-3. Загрязнение формируется преимущественно «топливными» частицами со средним диаметром около 5 мкм.

Выброс происходит из верхней части объекта на высоте около 50 м от поверхности грунта, где щели в оболочке играют роль устья вентиляционной трубы. Учитывая низкую скорость выхода воздушных потоков из-под оболочки (0.1—0.2 м·с^-1) и большую общую площадь щелей (более 100 м²), объект можно рассматривать как низкий источник, выброс из которого рассеивается в области аэродинамической тени здания, протяженность которой составляет около 200 м. Наибольшие концентрации выбрасываемого аэрозоля в приземном слое воздуха наблюдаются на расстоянии 40—50 м от стен, где разбавление выбрасываемой на уровне кровли примеси для наиболее типичных погодных условий составляет фактор 400.

Оценка годового выноса радионуклидов за пределы оболочки оценивается по скорости осаждения активности на адсорбирующие планшеты, установленные над четырьмя люками на кровле объекта.

Кровля объекта «Укрытие» с установленными адсорбирующими планшетами

Наибольшую радиологическую опасность в выбросе представляют трансурановые элементы ^{238, 239, 240}Pu и ²⁴¹Am, содержание которых в воздухе должно быть минимальным. В последние годы их среднегодовой выброс составляет по активности десятые доли мКи. Следующими по радиотоксичности являются нуклиды ²⁴¹Pu, ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs. Их активность в выбросе в несколько десятков раз больше. Отметим, что допустимый выброс долгоживущих нуклидов из действующего энергоблока такой же мощности, как 4-й энергоблок ЧАЭС (1 ГВт эл.), составляет примерно 5.5 Ки/год. Таким образом, с точки зрения радиоактивных выбросов объект «Укрытие» не более опасен, чем действующий энергоблок.

Концентрация радионуклидов в приземном слое воздуха локальной зоны (промплощадки) измеряется при помощи трех аспирационных установок, расположенных вокруг объекта на расстоянии примерно 60 м от стен. Воздух постоянно прокачивается через фильтры из ткани Петрянова, которые 2 раза в месяц анализируются на содержание радиологически опасных нуклидов.

Внешний вид аспирационной установки, используемой для контроля загрязнения воздуха в локальной зоне объекта «Укрытие»

Анализ корреляции показаний аспирационных установок и адсорбирующих планшетов на кровле «Укрытия» показал, что загрязнение приземного слоя воздуха на промплощадке обусловлено в основном выбросами из объекта, вклад вторичного пылеподъема с поверхности грунта оценивается примерно в 30%. Активность приземного слоя воздуха по сумме альфа-излучающих нуклидов ^238+239+240Pu и ²⁴¹Am за последние годы колеблется в пределах 3·10^-5—2,7·10^-4 Бк·м^-3 или 0,0006—0,005 единиц допустимой объемной активности для персонала (0,05 Бк·м^-3). Объемные активности радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в 20—30 больше, чем приведенные значения для альфа-излучателей, однако их вкладом в формирование ингаляционной дозы на промплощадке «Укрытия» можно пренебречь. Активность радионуклида ²⁴¹Pu непосредственно не измеряется, его расчетный вклад в объемную активность составляет в долях допустимой объемной активности примерно 40 %. Таким образом, в условиях текущего технического обслуживания объект «Укрытие» не оказывает существенного воздействия на загрязнение воздушной среды.

Негерметичность объекта «Укрытие» приводит к тому, что через него непрерывно осуществляется круговорот воды. Баланс воды в объекте «Укрытие» выглядит следующим образом:

Поступление	Расход
Атмосферные осадки, поступающие через щели в кровельных конструкциях — около 2000 м3·год-1; Конденсат, образующийся за счет разности температур влажного воздуха внутри и снаружи здания — около 600 м3·год-1; Работа системы пылеподавления в подкровельном пространстве объекта — около 200 м3·год-1.	Испарение — около 2000 м3·год-1; Протечки в помещения 3-го энергоблока, откачиваемые штатной системой утилизации трапных вод — около 800 м3·год-1.

Разделительная перегородка, отделяющая воду в «Укрытии» и помещения 3-го энергоблока

Таким образом, через объект ежегодно проходит около 3000 м³ воды, которая неизбежно загрязняется при контакте с радиоактивными материалами внутри объекта.

Источниками загрязнения воды могут служить:

• фрагменты реакторного топлива;
• мелко диспергированное топливо,
• лавообразные топливосодержащие расплавы, образовавшиеся при взаимодействии аварийного топлива с конструкционными материалами;
• радионуклиды, находившиеся во время аварии в газообразной форме и позже сконденсировавшиеся на различных поверхностях.