Укрытие-2 надвигают на 4-й энергоблок ЧАЭС
Укрытие-2 для четвёртого энергоблока Чернобыльской АЭС начали строить в далёком 2007 году. Несмотря на нехватку финансирования и задержки, сейчас инженерный мега-проект близок к завершению. 14 ноября 2016 года гигантскую арку Укрытия-2 начали ставить на место. Медленно, по 60 см за раз, 36 479 тонн металла надвигаются по рельсам на разрушенное здание. Внутри него продолжают светиться расплавы радиоактивной лавы (кориум) — вероятно, самое токсичное вещество, когда-либо созданное человеком.
Новое изоляционное сооружение будет сдерживать радиоактивное излучение ближайшие 100 лет.
Чернобыль вошёл в мировую историю как место самой страшной техногенной катастрофы и крупнейшей ядерной аварии в истории человечества.
Артур Корнеев, зам. директора объекта «Укрытие» на Чернобыльской АЭС, изучает ядерную лаву. Чернобыль, 1996. Фото: Министерство энергетики США
26 апреля 1986 года во время испытания нового режима «выбега» турбогенератора произошла авария в реакторе 4-го энергоблока Чернобыльской атомной электростанции. После взрывов реактор был разрушен. Вскоре остатки активной зоны реактора расплавились, а смесь из расплавленного металла, песка, бетона и фрагментов топлива растеклась по подреакторным помещениям, где находится до сих пор.
Авария привела к мгновенному поражению близлежащей местности, а также к заражению радиоактивными осадками окружающих стран, преимущественно — Беларуси. Часть осадков попала также на территорию Украины и России (в то время БССР, УССР и РСФСР). Из зоны поражения пришлось эвакуировать 200 000 человек.
Срочное укрытие места аварии требовало немедленного участия тысяч ликвидаторов, которые проявили героизм в условиях смертельного риска и нехватки времени. В течение рекордного срока 206 дней (!) над энергоблоком было построено первое изоляционное сооружение — Укрытие, известное также как Саркофаг. На строительство ушло 400 тыс. кубометров бетонной смеси и 7000 тонн металлоконструкций. В постройке Саркофага участвовали 90 000 человек.
За последние 30 лет благодаря помощи международного сообщества и Европейского банка реконструкции и развития место аварии сильно преобразилось, а строительство нового безопасного Укрытия-2 близко к завершению.
Укрытие-2 — большой и сложный инженерный проект. В 1992 году был проведён международный конкурс на его реализацию, потому что стала очевидной необходимость замены сильно разрушенного Саркофага. На конкурс поступило 394 заявки. Первое место не присудили никому. Второе место занял французский проект, а третье место разделили предложение Германии и британский проект Управления по атомной энергии Великобритании и манчестерской компании Design Group Partnership (DGP). Последний был единственным проектом, где предлагалась арочная конструкция Укрытия.
Хотя первоначально арочная конструкция не рассматривалась как обязательное условие конкурса, но по его итогам конкурсная комиссия решила, что именно такое решение наилучшим образом обеспечивает безопасность рабочих во время строительства в условиях риска радиационного поражения. В итоге было принято решение пересмотреть проекты трёх финалистов с учётом нового условия.
17 сентября 2007 года о победе в конкурсе и получении контракта на строительство объявили французские компании Vinci Construction Grands Projets и Bouygues Travaux Publics. На условиях равного партнёрства для реализации подряда они сформировали консорциум Novarka.
Первоначальный контракт был заключен на сумму 432 млн евро с планом задействовать до 900 рабочих.
План Chernobyl Shelter Implementation Plan (SIP) содержал пошаговую инструкцию действий, конечным итогом которых должно было стать возведение Укрытия-2. Но перед этим на первом этапе требовалось подготовить площадку для строительства, то есть превратить место стройки в безопасное для работы.
Подготовительные работы потребовали значительных усилий. Для безопасности строителей решили сначала укрепить сильно разрушенное нынешнее строение Саркофага, защитить его от коррозии и выветривания, чтобы максимально снизить риски его обрушения непосредственно во время стройки, когда в зоне поражения будут сотни человек. Кроме того, план предусматривал действия по минимизации возможных последствий в том случае, если обрушение старого Саркофага и здания 4-го энергоблока ЧАЭС всё-таки произойдёт непосредственно во время строительства. Заранее были реализованы меры по предотвращению распространения радиоактивной пыли. В конце-концов, SIP предусматривал безопасное удаление нестабильных полуразрушенных конструкций, в том числе крыши Саркофага. Операции проводились с помощью дистанционно управляемых механизмов.
Дополнительные работы для обеспечения безопасности, а также дополнительные работы по демонтажу строений и захоронению отработанного топлива с других энергоблоков ЧАЭС, которые закрыли для безопасности, в несколько раз увеличили требуемую сумму финансирования работ. Для финансирования SIP был заблаговременно основан международный фонд Chernobyl Shelter Fund по инициативе стран Большой семёрки, Еврокомиссии и правительства Украины. Безопасное укрытие Саркофага стало проектом поистине мирового масштаба. Судите сами: за прошедшие годы взносы в этот фонд перечислили члены фонда Chernobyl Shelter Fund: Австрия, Бельгия, Канада, Китай, Чехия, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Греция, Ирландия, Италия, Япония, Казахстан, Кувейт, Люксембург, Нидерланды, Норвегия, Польша, Россия, Испания, Саудовская Аравия, Швеция, Швейцария, Великобритания, США, отдельно Евросоюз и, конечно же, Украина.
Взносы в фонд без членства в нём, то есть менее деятельное участие проявили Аргентина, Австралия, Азербайджан, Хорватия, Эстония, Венгрия, Исландия, Индия, Израиль, Южная Корея, Лихтенштейн, Литва, Португалия, Румыния, Словакия, Словения и Турция.
Сейчас за окончанием проекта может следить больше половины жителей мира: все они приняли опосредованное участие в строительстве этого грандиозного сооружения, стоимость которого вместе с подготовительными работами в итоге выросла до примерно 2,1 млрд евро.
Все работы на строительстве выполняли сотрудники компаний Bouygues и Vinci. Они прошли специальное предварительное обучение, и во время работы каждый подвергался постоянному мониторингу уровня радиационного облучения. Только после нескольких лет подготовительных работ приступили непосредственно к сооружению Укрытия-2.
Укрытие-2 на этапе строительства. Март 2016 года
Проект Укрытия-2 включал в себя сооружение металлической арочной структуры высотой 109 м, длиной 162 м и с шириной пролёта 257 м. Его спроектировали из расчёта срока службы 100 лет с устойчивостью к сейсмическим колебаниям магнитудой 6 единиц, а также торнадо класса 3.
По условиям радиационных условий и радиационной защиты во время строительства Убежище-2 не имеет себе равных в мире.
Конструкция самой арочной структуры показана на схеме слева. Нужно обратить внимание на то, каким образом обеспечивается защита окружающей среды от радиоактивного излучения изнутри Убежища-2. Защитную роль выполняют две системы.
1. Кольцевое пространство (Annular Space) — промежуток между внутренней и внешней оболочками, где система вентиляции поддерживает постоянное высокое давление относительно нормального, эффективно предотвращая утечку радиоактивных материалов наружу. Расстояние между внутренней и внешними оболочками арки составляет 13,8 м, а между внутренней и внешними оболочками западной стены — 9,6 м.
Многослойная конструкция защищает от влаги и тепла, устойчива к ливням, снегопадам и сильному ветру на протяжении 100 лет. Гарантированная устойчивость к торнадо класса 1,5 без потери формы конструкции, а к торнадо класса 3 — с потерей формы конструкции, но без разрушения структуры (то есть арку может немного примять). Многослойная конструкция выдержит пожар внутри Убежища-2 и сохранит свои свойства при воздействии радиоактивного фона до 0,1 Гр/ч.
Внешняя оболочка арки
Внутренняя оболочка арки
2. Эластичная мембрана, которая соединяет конструкцию арки и существующие структуры Саркофага. С одной стороны, она помогает сохранять герметичность, а с другой стороны — минимизирует воздействие арки на существующие структуры Саркофага.
С архитектурной точки зрения основными элементами Убежища-2 являются четыре:
- Арка
- Фундаменты
- Технологическое здание
- Вспомогательные строения: электростанция, пожарная водяная помпа с цистернами по 1500 м3, дизельная энергостанция с топливными цистернами, северный и южный бассейны для сбора ливневых вод, сооружение для очистки ливневых вод
Сооружение полностью закрывает и изолирует Саркофаг и предназначено для превращения этой зоны в экологически безопасную территорию.
Для дополнительных работ привлекли американскую компанию Holtec. В её задачу входило собирать отработанное ядерное топливо с закрытых энергоблоков ЧАЭС и захоранивать в специальных контейнерах. Для работ построили отдельное здание Промежуточного сухого хранилища отработанного топлива «ХОЯТ-2» (Interim Spent Fuel Storage Facility, ISF-2). Непосредственно работы по захоронению отходов начнутся по окончании строительства, когда с территории уберут людей. Тестирование всех систем запланировано на сентябрь-декабрь 2016 года, а начало работ — на 2017-й год.
Промежуточное сухое хранилище отработанного топлива «ХОЯТ-2». Источник: презентация EBRD
В хранилище стержни распиливают циркулярной пилой, чтобы они вмещались в контейнеры для захоронения.
Резак с циркулярной пилой для распила стержней. Фото сделано во время приёмки завода в эксплуатацию (это объясняет присутствие людей на территории)
Затем отработанное топливо помещают в канистры с двойными стенками и заливают в бетонные модули, которые захоранивают в зоне хранения непосредственно рядом с Промежуточным сухим хранилищем отработанного топлива.
Зона хранения радиоактивных отходов в Interim Spent Fuel Storage Facility
По оценкам, работа только этого мини-завода по захоронению отходов за всё время обойдётся в 380 млн евро. Это вполне адекватная сумма, ведь в него входит строительство здания и хранилища с нуля, прокладка железной дороги для доставки топлива, транспорт и оборудование для обработки отходов. И главное, что все работы будут происходить в дистанционном режиме без человеческого участия.
Отработанное ядерное топливо перед захоронением
Аналогичным образом захоронению подлежат все отработанные жидкости. Этим занимается завод Liquid Radioactive Waste Treatment Plant. На его территории жидкости извлекают из баков и канистр, переводят в твёрдое состояние и помещают в контейнеры для долговременного хранения.
Машина с дистанционным управлением компании Holtec перевозит макет отработанного ядерного топлива с 1-го энергоблока ЧАЭС для захоронения в Промежуточном сухом хранилище отработанного топлива
Строительство Укрытия-2 закончено, и в эти минуты происходит надвижение арки на Саркофаг 4-го энергоблока. По плану, эту процедуру планируется завершить в пятницу, 18 ноября 2016 года.
Сейчас 112 гидравлических двухтактных домкратов медленно толкают 36-тонную арку по рельсам — по 60 сантиметров за каждый шаг. Конструкция механизмов показана на схеме (фактически, это двойные домкраты, то есть в каждом механизме по два домкрата). Грузоподъёмность двойного двухтактного домкрата — 125 тонн на первый такт и 90 тонн на обратный такт.
Процесс идёт медленно и осторожно. Перед каждым следующим тактом происходит замер горизонтального положения конструкции лазерным уровнем.
Если всё пойдёт по плану, то уже завтра можно будет сказать об успешном завершении важного этапа в строительстве Укрытия-2. Останется только свернуть строительные работы и провести захоронение отходов.
