Прикрыть от радиации. Зачем Чернобыльской АЭС второй саркофаг
Анатолий Минкин
«Укрытие» не справляется
На четвертый блок Чернобыльской АЭС надвинули новую арку
Чтобы предотвратить эту ситуацию, за 206 дней над разрушенным реактором возвели бетонный саркофаг «Укрытие». Считалось, что он прослужит до 2006 года. Но еще в начале 90-х возникли вопросы к герметичности конструкции.
К обсуждению ситуации подключились почти все страны мира. В итоге на саммите «Большой семерки» приняли план обеспечения экологической безопасности на объекте «Укрытие». Тогда же все решили, что требуется еще одно защитное покрытие в виде арки, которая накроет старый саркофаг. Объект назвали «Новый безопасный конфайнмент».
Деньги на его строительство выделили 44 страны и Европейский союз. В общей сложности на эти цели направили более 1,5 миллиарда евро. Россия также вошла в число стран, которые финансировали строительство. С 2011 по 2017 год наша страна направила для арки более 55 миллионов евро. После введения строения в эксплуатацию финансирование возьмет на себя Украина.
«Новый безопасный конфайнмент» должен ограничить радиационное излучение, которое идет от «Укрытия» на персонал АЭС, а также на окружающую среду. Кроме того, в случае обрушения старого саркофага арка не даст разлететься радиоактивным частицам.
Сама арка состоит из двух стенок. Между ними будет нагнетаться теплый сухой воздух, который предотвратит появление конденсата на металлических частицах и, как следствие, не позволит им ржаветь. А образовавшийся от нагнетания вакуум не позволит радиоактивным частицам вырваться наружу.
Источник фото: wikipedia.org
Еще одним важным элементом арки станет внутренняя система кранов, которая позволит разобрать крышу «Укрытия», закрепить рушащиеся конструкции первого саркофага, а также выяснить, что происходит в тех частях разрушенного реактора, куда очень долго не было доступа.
Кроме того, оставшийся лавообразный материал будут извлекать и переводить в безопасное состояние. Ожидается, что окончательно очистка территории станции от радиации закончится не раньше 2065 года.
Долгое возведение
Строительство «Нового безопасного конфайнмента» началось в 2012 году. Из-за огромного размера арки ее сконструировали из двух частей, которые соединили через три года после начала работ. Строили ее не над самим разрушенным энергоблоком, а рядом.
При помощи специальной системы из 224 гидравлических домкратов арку начали надвигать над саркофагом реактора. За одну смену гигантскую конструкцию продвигали только на 60 сантиметров. Окончательно эти работы завершились 29 ноября 2016 года.
Построенная арка стала крупнейшей в мире подвижной наземной конструкцией. Высота «Нового безопасного конфайнмента» достигает 110 метров, а длина 165 метров.
Как сообщили на официальном сайте Чернобыльской АЭС, после надвижки арки уровень радиации снизился в 10 раз. Кроме того, она позволила защитить «Укрытие» от дождей. Вода скапливалась внутри объекта и наполнялась радиацией. Кроме того, ветер постоянно выносил за пределы конструкции радиоактивные частицы.
Но одного наведения арки оказалось недостаточно, хоть это и был ключевой момент в этом проекте. Как рассказала в беседе с изданием Deutsche Welle начальник управления безопасности обращения с радиоактивными отходами Государственной инспекции ядерного регулирования Украины Наталия Рыбалка, после надвижки с аркой необходимо провести еще огромный объем работ. В частности, она пояснила, что нужно внутри следует возвести систему вентиляции воздуха, установить краны для разборки старого саркофага.
«Нужны автоматизированные системы контроля радиационного фона, температуры. Нужно проложить кабели для электропитания техники, водоотводы, установить защиту от ударов молний, систему пожарной безопасности, некоторые другие системы», — пояснила специалист.
Ее коллега Татьяна Сушко пояснила, что все упирается в высокое излучение. Рабочим приходится проводить все операции внутри арки — рядом с саркофагом, который сильно фонит. При этом уровень излучения меняется прямо в процессе манипуляций.
«Снимают слой грунта или бетона, а под ним оказывается слой с повышенным радиационным фоном», — пояснила она. В итоге людей выводят и дают им дополнительные меры защиты, разрабатывают маршруты обхода опасных участков. Специалисты объяснили, что на опасных участках «Укрытия» разрешенное время работы составляет от 10 до 30 минут, на некоторых можно работать до часа. В итоге весь процесс занимает достаточно большое количество времени. Из-за таких задержек сдачу нового саркофага постоянно переносили, хотя первоначально его планировали запустить еще в 2017 году.
В апреле этого года премьер-министр Украины Владимир Гройсман, во время посещения Чернобыльской АЭС, заявил, что работа над «Новым безопасным конфайнментом» практически завершена. Арка прошла первые испытания, которые заняли 72 часа.
Наконец, в среду, 10 июля, новое укрытие над Чернобыльской АЭС ввели в эксплуатацию. Об этом на своей странице в Facebook написал старший советник по внешним связям Европейского банка реконструкции и развития Антон Усов. Эта финансовая организация принимала участие в финансировании проекта.
«»Новый безопасный конфайнмент» пущен в эксплуатацию и передается Украине», — написал он.
Старый саркофаг Чернобыльской АЭС разберут к концу 2023 года
В 1986 году над взорвавшимся реактором 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС было установлено защитное сооружение «Укрытие-1». Конструкция, на создание которой потребовалось 400 тысяч кубических метров бетона и более 7 тысяч тонн стали, оказалась не такой надежной, как обещали. Многочисленные трещины, покосившиеся бетонные плиты и высокий уровень радиации внутри повышали риски нового выброса радиоактивных веществ. Над «Укрытием-1», получившем в народе название «саркофаг», установили новое сооружение, получившее название «Новый безопасный конфайнмент» (НБК). Его разработка и строительство велись в течение 12 лет.
Почему старый саркофаг Чернобыльской АЭС считается опасным
Однако возведение нового укрытия не решило проблему старого саркофага. На протяжении всего времени эксплуатации старого саркофага проводились исследования и оценка его надежности. Они показали, что в старом укрытии имеются конструкции с высокой вероятностью обрушения в будущем. С 2004 по 2008 годы были проведены работы по укреплению старого саркофага. Тем не менее экспертиза показала, что объект сможет простоять не дольше 2023 года.
Под старым саркофагом находится тот самый злосчастный взорвавшийся 4 реактор, а также огромное количество различных радиоактивных веществ и обломков, которые сбрасывались ликвидаторами аварии с крыши рядом расположенного здания АЭС.
Вероятность разрушения старого саркофага означает, что многотонные плиты, накрывающие реактор, могут упасть на реактор и поднять в воздух радиоактивные вещества, которые осядут на внутренние стенки нового арочного защитного сооружения НБК, превратив все внутри в огромный источник радиации. Фонить будет даже за пределы нового защитного сооружения. Под старым саркофагом находится огромное количество радиоактивных материалов, которые смешались с бетоном, песком и прочими веществами, использовавшимися при ликвидации аварии. Без утилизации и захоронения этих веществ они будут постоянно представлять опасность для людей, которые работают на станции.
Задачу предлагалось решить двумя способами: укрепить опасные и нестабильные конструкции или демонтировать их. В итоге выбрали второй вариант. Однако такая идея не нашла поддержки у некоторых экспертов. Они отмечают, что демонтировать объект «Укрытие-1» будет невозможно, так как внутри НБК должны находиться люди, а при разборке саркофага в воздух будет подниматься радиоактивная пыль. Работа действительно предстоит очень сложная и опасная. Многое в проекте до сих пор остается неясным. Но некоторые детали о нем уже известны.
Как будут разбирать старый саркофаг Чернобыльской АЭС
Недавно был подписан контракт с подрядной организацией на разработку проекта демонтажа старого саркофага. Предполагается, что работы будут проводиться в три этапа.
В ходе первого и в второго этапов инженеры оценят текущее состояние объекта «Укрытие-1». Кроме того, планируется провести проектные работы, чтобы понять, какое именно оборудование будет необходимо для разборки старого саркофага, работы с большими объемами радиоактивных отходов. Помимо этого, будут проведены работы для обеспечения максимальной безопасности людей, которые будут работать на объекте. Согласно имеющимся данным, участие человека предполагается свести к минимуму.
Третий этап окажется самым сложным. В его ходе закупят оборудование необходимое для разборки саркофага, транспортировки разобранных частей и собственно приступят к демонтажу. Работа будет усложняться тем, что некоторые части саркофага в течение 30 лет подвергались не только воздействию радиации, но и естественной коррозии – они гнили. Демонтаж каждой отдельной части саркофага будет увеличивать риск обрушения всей конструкции. Поэтому инженерам предстоит решить задачу, как усилить каждый оставшийся элемент саркофага.
Для демонтажа тяжелых многотонные бетонных плит и металлоконструкций предполагается использование четырех специальных кранов грузоподъемностью 50 тонн каждый. Они были установлены еще при строительстве нового защитного сооружения НБК. Их управление будет осуществляться человеком-оператором дистанционно.
Кроме того, внутри нового сооружения находится несколько мобильных платформ, оборудованных роботизированными манипуляторами. Каждый из них оснащен необходимыми инструментами для демонтажа (резки, дробления) и переноса частей разобранных конструкций. Помимо этого, уже предусмотрены различные навесные манипуляторы, которые позволят эффективно и аккуратно разбирать саркофаг. Другими словами, внутри нового НБК уже имеется часть техники, которая позволит исключить присутствие человека рядом со старым саркофагом в процессе его разборки.
Посмотреть, как предположительно будет выглядеть процесс разборки саркофага можно на видео ниже. Оно на украинском языке. Доступны русские субтитры.
Как решить проблему радиации
При разборке саркофага безусловно будет подниматься скопившаяся на его стенках и крыше пыль, содержащая радиоактивные частицы. Однако по словам заместителя технического директора по безопасности Чернобыльской АЭС Александра Новикова, эти выбросы можно минимизировать. Внутри укрытия используется специальная система, которая распыляет специальный раствор, который притягивает к себе радиоактивные частицы, не позволяя им свободно перемещаться под саркофагом. Новиков указывает, что даже в случае разрушении саркофага только небольшое количество пыли может выйти из него. Но для быстрого очищения зоны саркофага, вероятнее всего, будет использоваться закрытая система вентиляции, установленная в процессе строительства НБК. Кроме того, вероятно будут использоваться и другие системы обеззараживания, которые будут созданы в рамках подготовки к демонтажу.
Демонтированные части планируется складировать в отдельном технологическом помещении нового защитного сооружения. Там проведут работы по дроблению частей на более мелкие фрагменты, которые, поместив в герметичные контейнеры, отправят на захоронение.
Предполагается, что все работы по демонтажу старого саркофага должны быть завершены к 20 декабря 2023 года.
Если вам интересны новости науки и технологий, обязательно подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!
Многие знают, что на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС) строят новую «Арку», но мало, кто может себе четко представить, что это такое, зачем нужна новая арка, а также кто именно ее строит.
Новая арка (или саркофаг) официально называется «Укрытие-2» и является проектом, названным «Новый безопасный конфайнмент» (НБК). Данная конструкция представляет собой изоляционное арочное сооружение.
В ближайшем будущем оно накроет старое «Укрытие», построенное над 4-м энергоблоком ЧАЭС, который был разрушен в результате техногенной аварии.
Строительство нового саркофага началось еще в 2007 году, и изначально предполагалось, что «Укрытие-2» будет готово к 2013 году. Однако, из-за нехватки финансирования, дату запуска нового объекта перенесли на 2017 год.
Немного о старом саркофаге в Чернобыле
Старый саркофаг недолговечен. Кроме радиации, на него влияют различные внешние факторы, которые ведут к его разрушению.
К примеру, 12 февраля 2013 года, на старом саркофаге обвалилось несколько навесных плит, которые накрывали машинный зал четвертого энергоблока.
Общая площадь обрушения, в итоге, составила примерно 600 квадратных метров. Стоит отметить, что такого рода «дыры» в арке создают радиационную опасность для окружающей среды и людей.
На данный момент под перекрытиями саркофага находится примерно 200 тонн радиоактивных материалов.
Данные о новом саркофаге (2016-2017)
* Вес конструкций: 29 000 тонн.
* Количество рабочих на объекте: около 3 000 человек.
* Время эксплуатации: 100+ лет.
Общая стоимость проекта: 2,15 миллиардов евро.
Данное арочное сооружение будет представлять собой нечто большее, чем просто каркас над старым «Укрытием».
Например, внутри нового саркофага будет установлена система основных кранов, которые помогут демонтировать старый саркофаг, а позже и поврежденный четвертый реактор.
Схема нового безопасного конфайнмента (саркофага) (видео)
Что даст новый саркофаг ЧАЭС
1. Защитит окружающую среду и людей от радиоактивных частиц.
2. Даст возможность рабочим частично демонтировать аварийные и ненадежные детали старого саркофага.
3. Изолирует «Укрытие» от попадания дождевых и талых вод.
Чтобы перенести проект с бумаги в реальность, потребовалось решить немало технических задач.
К примеру, для того, чтобы можно было демонтировать вентиляционную трубу, обеспечивающую подтягивание воздуха в строения 3-го и 4-го энергоблоков, нужен был огромный кран.
* Старая труба имеет высоту 150 метров, а ее масса составляет 350 тонн.
* После аварии труба была повреждена, и находилась под риском обрушения на крышу старого «Укрытия».
Специально для демонтажа трубы, из Италии прибыл сверхтяжёлый немецкий кран DEMAG СС-8800-1. Он идеально подходил для подобной работы, так как его грузоподъёмность составляет 1 600 тонн.
С помощью специальных инструментов трубу распили на 6 фрагментов, и потом по частям демонтировали. После этого ее захоронили в здании 3-го энергоблока.
Общая стоимость демонтажа трубы составила 11,7 миллионов долларов США.
Работа крана Terex DEMAG СС-8800-1 (видео)
Чернобыль. Саркофаг. 2016.
Арка будет одной из самых крупных в мире и самым большим передвижным арочным сооружением на Земле.
Под новым саркофагом установят особое экранированное оборудование, которое позволит специалистам проникнуть в самые загрязненные зоны. Этим оборудованием инженеры будут управлять дистанционно, а значит, что количество людей, которые будут работать на объекте, сведется к минимуму.
Как установят новый саркофаг в Чернобыле
Когда в арке будет установлено всё нужное оборудование, ее переместят и надвинут на старый саркофаг. Передвижение новой арки будет осуществляться с помощью системы домкратов.
Передвижение саркофага
Новая арка будет постепенно шагами (1 шаг = 80 см) двигаться по тефлоновым пластинам. Скорость передвижения арки составит 10 м/ч. Первая пара домкратов будет тянуть за собой всю арку, в то время как вторая пара будет толкать её.
На данном этапе «Укрытие-2» находится в 330 м от старого саркофага. По словам подрядчика, для установки нового укрытия понадобится трое суток.
Арочная конструкция будет примыкать к стенам реактора, которые возьмут на себя роль ограждающего контура.
* Одна из стен нового саркофага имеет отверстие определенной формы, чтобы саркофаг как можно плотнее прилегал к старому «Укрытию».
* Когда саркофаг будут двигать, на него установят специальные откидные панели, и когда, наконец, аркой закроют старую конструкцию, эти панели опустят и создадут объект высокого уровня герметичности.
* Стоит отметить, что новая арка имеет как внутреннюю, так и внешнюю обшивку, а расстояние между ними составляет 12 метров. Это пространство между обшивками, по мере работы системы вентиляции, заполнится теплым воздухом, который снизит уровень влажности и тем самым существенно затормозит процесс коррозии.
* Между двумя обшивками создадут избыточное давление, которое создаст эффект всасывания, который в свою очередь не даст радиоактивной пыли выбраться за пределы арки.
После установки новой арки в Чернобыле
Последним этапом будет демонтаж самих конструкций блока, который планируется завершить к 2023 году.