Чернобыль: люди и техника

26 апреля 1986 года мир содрогнулся от взрыва реактора 4-го блока Чернобыльской АЭС. В тот день «мирный атом» из символа могущества цивилизации превратился в ее «ахиллесову пяту», воплощение ее беззащитности. В итоге путь развития энергетики, определявший парадигму развития человечества, подвергли сомнению. С тех пор это один из самых скорбных дней календаря – День памяти погибших в радиационных авариях и катастрофах. Авария на ЧАЭС погубила и исковеркала 5 млн. жизней, а некоторые эксперты утверждают, что серьезно «облучились» 8,5 млн. человек. Сейчас каждый третий из них болен. И с каждым годом больных все больше.

Случившаяся авария в городе Чернобыль показала человечеству, куда может привести бездумное использование технологий и как они несовершенны. Использование, пусть даже «мирного атома» рано или поздно дало сбой, ведь это практически неуправляемые реакции, не выходящие из-под контроля лишь из-за достигнутого хрупкого равновесия.

Эта авария послужила примером всему человечеству – примером того, что невозможно использовать заведомо опасные технологии без последствий.

Глава 1. Причины катастрофы. Основные события аварии на ЧАЭС

1. 1 Основные причины аварии на ЧАЭС

Развитие мирной атомной энергетики омрачено двумя реакторными авариями. Эти аварии произошли на АЭС Три-Майл-Айленд (ТМА) в США 28 марта 1979 г. и в Чернобыле 26 апреля 1986 г. В обеих авариях активная зона реактора была разрушена. На семинаре МАГАТЭ в августе 1986 г. правительство СССР представило членам МАГАТЭ подробный отчет как о ходе протекания, так и о последствиях аварии. Было заявлено, что ошибки персонала стали определяющими по сравнению с недостатками в конструкции реактора и в организации работ.

Однако новая информация, полученная благодаря открытости, и дальнейший анализ (в Вене, 1987 г. , в Дагомысе, 1989 г. , в Париже, 1991 г. ) позволили лучше понять основные причины аварии.

Эти причины таковы:

— недостатки в конструкции активной зоны реактора;

— недостатки в конструкции системы остановки реактора;

— неадекватная культура безопасности, ставшая причиной серьезных человеческих ошибок.

Активная зона была спроектирована таким образом, что в некоторых эксплуатационных режимах рост парообразования приводил к приросту мощности, а не ее уменьшению, кал того требует принцип саморегулируемости. Увеличение мощности могло достичь разрушительных уровней.

Система останова реактора была слишком медленной. Вдобавок к этому, если стержни системы управления защитой (СУЗ) падали из верхнего положения, то вначале мощность реактора возрастала и лишь потом начинался процесс остановки. Считается, что именно это предопределило возникновение аварии.

Культура безопасности — термин, предложенный международной консультативной группой по ядерной безопасности,— должна регулировать действия и взаимодействие всех индивидуумов и организаций, включенных в деятельность, связанную с ядерной энергией.

Упущения в подходе к культуре безопасности привели в Чернобыле, например, к переоценке надежности реакторных систем и мастерства операторов, а также к недооценке риска человеческих ошибок. Проект РБМК очень чувствителен к различным нарушениям. Все это внесло свой вклад в причины возникновения аварии.

После аварии предложен и внедрен на реакторах РБМК набор мер, направленных на то, чтобы устранить проектные недостатки и лучше справиться с переходными процессами, связанными с изменением реактивности.

Человеческий фактор определен как главная причина чернобыльской аварии не для обвинения оператора, а для того, чтобы понять — почему он допустил ошибки. После чернобыльской аварии несколько конференций и встреч были посвящены причинам и последствиям катастрофы. Но человеческому фактору во время этих дискуссий не придавали должного значения.

Действительно, поведение операторов в ходе чернобыльской аварии представляется удивительным, поскольку ясно, что они не были сумасшедшими и не пытались совершить акт саботажа. Но как известно, человеческие ошибки случаются только в условиях, когда люди не могут их не сделать.

В области безопасности анализ человеческого фактора необходим. И Конгресс, посвященный памяти Сахарова,— подходящее место, чтобы подчеркнуть огромное значение этого фактора.

Четыре момента наиболее важны:

1. Взаимодействие человек-машина. Проект блочного щита управления (БЩУ) реактора РБМК был выполнен в соответствии с традициями 60-х годов и не отвечал потребностям оператора. Для того чтобы предотвратить ошибки оператора, важная для безопасности информация по основным функциям и главным физическим характеристикам, включая и уровни радиации, должна быть представлена оператору просто и подробно.

После аварии на ТМА на Западе были установлены панели безопасности на БЩУ. Подобные меры должны быть выполнены на РБМК. Кроме того, необходим тщательный анализ проекта БЩУ, в том числе с целью исключить возможность вывода аварийных защит оператором.

2. Подготовка оператора. После ТМА все западные регулирующие органы и компании-владельцы глубоко обсудили эту проблему. Пересмотрена организация и структура смен, расширены программы подготовки, чтобы использовать опыт, полученный из предыдущих аварий и инцидентов. Сейчас операторы регулярно проходят проверки и переквалификацию. В подготовке важную роль играют тренажеры, на которых можно имитировать аварийные процессы. Подобным же образом чернобыльская авария должна привести к тщательному анализу того, как ведется подготовка и переподготовка персонала в СССР.

3. Культура безопасности. Культура безопасности должна рассматриваться как важный фактор и не должна подчиняться культуре производства.

Понимание риска, связанного с производством энергии, значение результатов исследований по безопасности, свободная передача информации по безопасности среди проектировщиков, строителей, операторов и властей, обязательный учет опыта эксплуатации, особенно в части инцидентов и аварий,— все эти проблемы чрезвычайно важны. Каждый человек, от рабочего на станции до руководителя высшего уровня, должен осознать свою ответственность и стремиться к безопасности.

4. Эксплуатационные руководства. Пределы и условия для эксплуатации, общие инструкции, руководства по эксплуатации должны быть тщательно составлены проектировщиками и операторами и подвергнуты экспертизе в государственных органах, контролирующих безопасность. Операторы должны знать их в совершенстве и не нарушать. Это важный элемент культуры безопасности.

1. 2 Устройство ЧАЭС

Чтобы лучше понять, что произошло на ЧАЭС и почему надо объяснить устройство Чернобыльской АЭС.

К апрелю 1886 года на станции действовали четыре блока, каждый из которых включал в себя ядерный реактор типа РБМК – 1000 и две турбины с электрогенераторами мощностью по 500 МВт электроэнергии, мощность же выделения тепла в реакторе – 3200 МВт.

«Научным руководителем проекта реактора РБМК-1000 был институт атомной энергии имени И. В. Курчатова, главным конструктором – научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники Минсредмаша СССР»

РБМК -1000 – это реактор на тепловых нейтронах, в котором замедлителем служит графит, а теплоносителем обычная вода.

«Источником технического водоснабжения первых четырех энергоблоков является наливной пруд-охладитель площадью 22 квадратных километра. Предусмотрены также отдельные насосные станции 3-го и 4-го блоков. Имеется резервное электроснабжение от дизель-генератора».

Последняя буква аббревиатуры РБМК (реактор большой мощности канальный) указывает на важную особенность конструкции. Теплоноситель в активной зоне РБМК движется по отдельным каналам, проложенным в толще замедлителя, а не в едином массивном корпусе, как в другом основном типе советских энергетических реакторов — ВВЭР. Это позволяет делать реактор достаточно большим и мощным: активная зона РБМК-1000 имеет вид вертикального цилиндра диаметром 11,8м и высотой 7 м. Весь этот объем заполнен кладкой из графитовых блоков размерами 25х25х60 см3 общей массой 1850т. В центре каждого блока сделано цилиндрическое отверстие, сквозь которое и проходит канал с водой-теплоносителем. На периферии активной зоны расположен слой отражателя толщиной около метра – те же графитовые блоки, но без каналов и отверстий.

Графитовая кладка окружена цилиндрическим стальным баком с водой, играющим роль биологической защиты. Графит опирается на плиту из металлоконструкций, а сверху закрыт другой подобной плитой, на которую для защиты от излучения положен дополнительный настил.

В 1661-м канале с теплоносителем размещены кассеты с ядерным топливом — таблетками спеченной двуокиси урана диаметром чуть больше сантиметра и высотой 1,5 см, содержание 235 U и в которых несколько выше естественного — 2%.

Две сотни таких таблеток собираются в колонну и загружаются в тепловыделяющий элемент (твэл) — пустотелый цилиндр из циркония с примесью 1% ниобия длиной около 3,5 м и диаметром 13,6 мм. В свою очередь, 36 твэлов собираются в кассету, которая и вставляется в канал. Общая масса урана в реакторе — 190 т. В других 211 каналах перемещаются стержни-поглотители. Вода в системе охлаждения циркулирует под давлением 70 атмосфер (при столь высоком давлении ее температура кипения — 284°С), Она подается в каналы снизу главными циркуляционными насосами (ГЦН). Проходя через активную зону, вода нагревается и вскипает. Образовавшаяся смесь из 14% пара и 86% воды отводится через верхнюю часть канала и поступает в четыре барабана-сепаратора. Эти устройства представляют собой огромные горизонтальные цилиндры (длина — 30 м, диаметр — 2,6 м) из высококачественной стали французской фирмы «Крезо-Луар».

Здесь под действием силы тяжести вода стекает вниз, а пар, отделяясь от нее, по паропроводам попадает на две турбины. Расширяясь и остывая после прохождения через турбины, пар конденсируется в воду температурой 165 градусов С. Эта вода, которую называют питательной, насосами снова подается в барабаны-сепараторы, где смешивается с горячей водой из реактора, охлаждает ее до 270 градусов и поступает вместе с ней на вход ГЦН. Таков замкнутый контур, по которому циркулирует теплоноситель. Каналы со стержнями-поглотителями охлаждаются водой независимого контура.

Помимо описанных устройств, в состав каждого энергоблока входят система управления и защиты, регулирующая мощность цепной реакции, системы обеспечения безопасности — в частности, система аварийного охлаждения реактора (САОР), предотвращающая плавление оболочек твэлов, и попадание радиоактивных частиц в воду – и многие другие.

«Даже весьма неполное перечисление различных сооружений ЧАЭС говорит о том, насколько крупным был этот энерготехнический объект, как сложно было его создать».

На 25 апреля 1986 года, пятницу, намечалась остановка четвертого блока ЧАЭС для планового ремонта. Было решено, воспользовавшись этим, испытать один из двух турбогенераторов в режиме выбега (вращения ротора турбины по инерции после прекращения подачи пара, за счет чего генератор некоторое время продолжает давать энергию).

По правилам эксплуатации электропитание важнейших систем станции многократно дублируется. При тех авариях, когда может отключиться подача пара на тур6ины, для питания части устройств запускаются резервные дизель генераторы, которые выходят на полную мощность за 65 секунд. Возникла идея на это время обеспечить питание некоторых систем, в том числе насосов САОР, от вращающихся по инерции турбогенераторов. Однако при первых же испытаниях выяснилось, что на выбеге генераторы прекращают давать ток быстрее, чем ожидалось. И в 1986г. институт «Донтехэнерго», чтобы обойти это препятствие, разработал специальный регулятор магнитного поля генератора. Его-то и собирались проверить 25 апреля.

Как установили впоследствии специалисты, программа испытаний 6ыла составлена непродуманно. Это стало, одной из причин трагедии. Корень ошибок заключался в том, что эксперимент сочли чисто электротехническим, не влияющим на ядерную безопасность реактора.

Предусматривалось, что при падении числовой мощности реактора до 700—1000 МВт (далее везде указаны тепловая мощность) прекратится подача пара на генератор №8 и начнется его выбег. Чтобы исключить срабатывание САОР в ходе эксперимента, программа предписывала заблокировать эту систему, а электрическую нагрузку насосов САОР имитировать подключением турбогенератору четырех главных циркуляционных насосов (ГЦН).

1. 3 Развитие событий в момент аварии

События развивались так. 25 апреля. 1 ч. 00 мин. Начато медленное снижение мощности реактора.

13 ч. 05 мин. Мощность снижена до 1600 МВт. Остановлен турбогенератор №7. Питание систем блока переведено на турбогенератор №8.

14 ч. 00 мин. В соответствии с программой отключена САОР. Однако вскоре диспетчер «Киевэнерго» потребовал задержать остановку блока конец рабочей недели, вторая половина дня – потребление электроэнергии растет. Реактор продолжал работать на половинной мощности. И здесь в нарушении правил персонал не подключил САОР вновь. Об этом нарушении часто говорят, доказывая низкий уровень технологической дисциплины на станции. Но справедливости ради следует отметить, что оно не повлияло на ход событий.

23 ч. 10 мин. Диспетчер снял свой запрет, и снижение мощности было продолжено.

26 апреля. 0 ч. 28 мин. Мощность достигла уровня, при котором управление полагается переключить с локального на общее автоматическое регулирование. В этот момент молодой оператор, не обладающий опытом работы в таких режимах, допустил ошибку – не дал системе управления команду «держать мощность». В результате мощность резко упала до 30 МВт, из-за чего кипение в каналах ослабло и началось ксеноновое отравление активной зоны. По правилам эксплуатации в такой ситуации следует заглушить реактор. Но тогда не состоялись бы испытания. И персонал не только не остановил реакцию, но, напротив, попытался поднять ее мощность.

С этого момента начался необратимый процесс. Счет пошел на секунды. В 1ч. 23 мин. Прозвучал первый взрыв. Реактор перестал существовать как управляемая система. Давление пара разрушило часть каналов и ведущие от них паропроводы над реактором. Начались химические реакции воды и пара с нагретым графитом и цирконием, в ходе которых образуются горючие газы – водород и окись углерода, а также возможно, реакции циркония с двуокисью урана и графитом, реакция ядерного топлива с водой. Через несколько секунд раздался новый взрыв. Разрушилось перекрытие реакторного зала, около четверти графита и часть топлива были выброшены наружу. Образовалось более 30 очагов пожара. 1ч. 30 мин. По сигналу тревоги на место аварии выехали пожарные части из Припяти и Чернобыля.

Глава 2. Ликвидация последствий аварии

2. 1 Совокупность технических средств и роли человека в ликвидации последствий аварии

Через несколько дней после аварии в военкоматы Свердловской области и в частности Нижнего Тагила из Министерства обороны СССР поступили секретные приказы и распоряжения о призыве из запаса офицерского, сержантского и рядового состава независимо от возраста. Призывались в частности водители, механики-водители гусеничных машин, крановщики, электрогазосварщики, монтажники и на этапе подготовки им уделялось особое внимание. Однако, из воспоминания ликвидатора аварии на ЧАЭС Туза Николая Александровича, несмотря на тот факт, что призванные сослуживцы по профессии были водители, они выполняли одинаковую работу, как и те, кто был призван, но не имел профессии. Работали все одинаково, независимо от того офицер ли это или обычный рядовой, как пояснил участник ликвидации Сопин Василий Иванович.

«За 1986 год из Нижнего Тагила был призван 181 человек, а всего за период ликвидации последствий аварии – 474 человека. Из Свердловской области в ликвидационных работах участвовало свыше шести тысяч человек»[5].

На ликвидацию аварии нужны были также технические средства, поэтому заводы и КБ также были загружены заказами Минобороны. «Директора промышленных предприятий города получили от своих министерств телеграммы с грифом «срочно» о поставках для нужд Чернобыля необходимого количества техники, оборудования. Чернобылю были нужны металлопрокат, цемент, строительные материалы»[6].

Сразу, после того как был разработан план по локализации и устранению выбросов продуктов полураспада в атмосферу, все начали готовиться к выполнению поставленной задачи.

Был разработан план по засыпке котлована, который образовался в результате взрыва. Засыпка должна была производиться песком, т. к. в этом районе существовало множество песчаных зон, так что песок был в избытке. Затем его засыпали в мешки и с помощью вертолетов доставляли к кратеру.

«Доставка ликвидаторов на работу осуществлялась вначале на обычных автобусах, а затем на специальных защищенных от радиации. По территории станции вначале людей возили на бронетранспортере, а затем нашли проход через помещение третьего блока».

«Из воспоминаний управляющего трестом «Донецкшахтопроходка» Е. Б. Новикова, ликвидатора аварии на ЧАЭС: «На первом этапе работ от административного корпуса до котлована (примерно 300 п. м. ) мы добирались на бронетранспортерах. Каждая смена залезала в бронетранспортер (человек 12), кто сидел на скамейках, кто лежал на полу, и так доставлялась к котловану. Дорога проходила через проделанный в железобетонном заборе проем и дальше мимо разрушенного блока, примерно на расстоянии от него в 40-50 м.

В бронетранспортере имеется датчик уровней радиации, который в момент проезда у разрушенного реактора всегда зашкаливал (датчик проградуирован на 75 рентген/час). Этот участок дороги мы обычно проскакивали на максимальной скорости, в течение 20-30 секунд. Бронетранспортеры были старые, часто ломались, а управляли ими солдаты 18-19 лет. Поэтому, когда мы проезжали этот опасный участок, всегда думали о том, чтоб хотя бы здесь не заглох мотор бронетранспортера, так как выйти из него и идти пешком в этом месте было равносильно самоубийству. В бронетранспортере радиация снижается в 4 раза, и если она, по датчику, более 75 рентген/час, то на открытом воздухе – более 300 рентген/час. А сколько «более» – никто из нас не знал. Солдаты, работавшие на бронетранспортерах, получали большие дозы облучения, т. к. они работали по 12 часов в сутки и очень часто проезжали это зловещее место».

Сразу же после катастрофы встала задача уборки высокоактивного мусора и осколков реактора вокруг АЭС.

Перед специалистами Киевских, Челябинских, Калужских, Мелитопольских и других НИИ, предприятий и учреждений были поставлены две задачи: изготовить высокоэффективные изделия для работы в зонах с опасным для жизни человека уровнем радиации и научить людей работать на них.

Уже в середине мая 1986 г. водитель радиоуправляемого трактора, сидящий в бронированном автомобиле в 150 метрах от него, направил 19-тонный гусеничный бульдозер с маркой ЧТЗ на поврежденный реактор.

В предельно сжатые сроки были изготовлены комплекты аппаратуры для партии бульдозеров. Прошли срочную подготовку механики-водители, а в цехах рядя заводов Москвы, Киева, Ленинграда, других городов были созданы новые партии изделий.

Сотрудниками ВНИИтрансмаш (г. Ленинград) в короткие сроки был изготовлен управляемый по кабелю специальный транспортный робот СТР-2. Ему предшествовал радиоуправляемый вариант СТР-1.

В ЦНИИ РТК при ЛПИ им. Калинина (г. Ленинград) получили путевку в жизнь управляемые по кабелю роботы-разведчики РР-1, РР-4, РР-Г1, РР-Г2, управляемые по кабелю тяжелые роботы гусеничные ТР-Г1, ТР-Г2.

Институт монтажной технологии (НИИКИМТ) предложил манипулятор М-133 с грейфером.

Предприятие «Белоярский атомэнергоремонт» создало управляемый по кабелю механизм для сухой дезактивации – «пылесос».

Прибыли из Германии и работали на площадке радиоуправляемый манипулятор MF-2, радиоуправляемый бульдозер PR-751, экскаватор и погрузчик. Япония поставила радиоуправляемый бульдозер Д-155.

При разборке завалов использовались появившиеся в 80-х годах в серийном производстве бронированные ремонтно-эвакуационные машины БРЭМ-1. Эти машины выполняли работу по снятию верхнего слоя грунта, рытью котлованов, расчистки самых загрязненных территорий и для разведки радиоактивной обстановки у самых стен разрушенного реактора. Однако, случались и неприятные ситуации, в которых БРЭМы выходили из строя. «При работах в экстремальных условиях, установленные на БРЭМах роботы, часто выходили из строя».

На базе инженерной машины разграждения (ИМР-2) была создана радиоуправляемая система (комплекс «Клин»).

Однако, высокие радиационные поля препятствовали эффективному использованию радиоуправляемых изделий. Пришлось перейти к управляемым по кабелю, а впоследствии, к чисто механическим системам.

Так, по заказу начальника химических войск МО сотрудниками МГТУ им. Баумана были созданы последовательно два мобильных робота: «МОБОТ-4-ХВ-1» и «МОБОТ-4-ХВ-2». Первый вариант робота в результате аварии вышел из строя в зоне с высоким уровнем радиации, зато второй проявил себя великолепно.

«Документы свидетельствуют, что в январе-апреле 1987 г. на крыше «М» третьего энергоблока в полях с МЭД 50-2500 Р/ч «МОБОТ-4-ХВ-2» выполнил следующие работы: сборка высокоактивного мусора в контейнеры для последующего транспортирования в могильник; уборка железобетонных нагромождений; эвакуация вышедшего из строя мобота; доставка и подрыв шести специальных зарядов; укладка опалубной стенки; установка восьми маяков; контроль МЭД в точках с чрезвычайно высокими уровнями радиации».

Расчеты показали, что он заменил в полях с высокими уровнями радиации работу до 900 человек.

«Из анализа применения роботов на ЧАЭС следует, что выбор конструктивных решений, применяемых в приспособленной технике, в основном был правильным, но, как приспособление «к случаю», хотя и достигло поставленной задачи, но было не самым лучшим решением. Это, прежде всего, видно на том, что техника обладала низкой «дезактивируемостью» (отмываемостью), неудобством в ремонте загрязненных узлов, имела потери в маневренности, управляемости, увеличивала утомляемость механиков при работе в стесненных кабинах».

Через 20 суток с момента поступления базовых изделий и менее чем через месяц с начала разработки робот с дистанционным управлением, оснащенный бульдозером и манипулятором с захватом, грейфером и десятком других рабочих приспособлений и машина управления с высокой биологической защитой были готовы к отправке.

По заложенным в них техническим характеристикам машины могли выполнять разнообразные аварийно-восстановительные работы в любой радиационной обстановке, были удобны в эксплуатации и практически не требовали технического обслуживания, однако они были сделаны практически «с нуля» и не прошли всего объема контрольных испытаний, обычных для машин такого класса.

Учитывая это, а также новизну комплекса, было решено, что его эксплуатацию будут сопровождать бригады разработчиков, задачей которых было поддержание технической готовности комплекса, совершенствование методов и приемов работ, накопление опыта для создания последующих конструктивных разработок.

«При выполнении работ по ликвидации последствий катастрофы комплекс, получивший официальное название «Клин», работал в течение всего 1986 года на расчистке территории в районе 4-го энергоблока, при эвакуации зараженной техники, в «Рыжем лесу» и на многих других работах».

Основную тяжесть работ несли на себе машины, управляемые людьми, – ИМР и, особенно, ИМР-2Д, поскольку все используемые при ликвидации последствий катастрофы на ЧАЭС, как отечественные, так и зарубежные машины с использованием сложной автоматики, радиоуправления полностью не удовлетворяли поставленных перед ними задач. «Министерство обороны СССР использовало военные изделия, выпускаемые Уралвагонзаводом, в частности, инженерные машины разграждения (ИМР) с мощными механизмами-манипуляторами, специально разработанные для разборки завалов, образовавшихся после применения оружия массового уничтожения. Они способны работать в эпицентре ядерного взрыва спустя несколько часов после нанесенного удара. На ЧАЭС ИМРы, оснащенные дополнительной свинцовой защитой, снимали поверхностный зараженный слой грунта. Применялись они и при рытье огромных котлованов под могильники для захоронения радиоактивных отходов, в сооружении «саркофага». У разрушенного реактора разбирали завалы, доставали манипуляторами крупные графитовые и другие радиоактивные осколки. Применялись там, где обломков было особенно много, где осадки выпали густо и работы осложнялись высоким уровнем радиации».

Работа машин ИМР имела решающее значение в подготовке строительной площадки для создания сначала биологической защиты, а затем и «Саркофага», т. е. в самых опасных местах.

Конструкторы, инженеры, механики взялись за создание машин для работ в условиях ионизирующего излучения. За основу взяли ИМР-2, пригодную для сбора осколков и предметов высокой радиационной активности. Необходимо было только защитить экипаж от радиоактивной пыли. С этой целью на машину решили дополнительно навесить листовой металл, способный снизить уровень ионизирующего излучения в тысячу раз. С другой стороны дополнительный вес мог сказаться не только на мобильности, но и на способности ИМР-2 передвигаться вообще. Ознакомившись с проектом и сделав расчеты, рискнули в этот же день выдать рекомендации по оснащению «тысячника» системами тонкой очистки воздуха. По другим системам работала еще масса специалистов.

2. 2 Устройство Чернобыльского «Саркофага»

Среди снискавших себе известность сооружений «Саркофаг», или «Укрытие», закрывающее разрушенный 4-й блок Чернобыльской АЭС, до сих пор остается символом опасности и тревоги. И, к сожалению, не только символом.

В создании «Саркофага» принимал участие Александр Александрович Боровой, доктор физико-математических наук, начальник отдела методов и технологий радиационных исследований Российского научного центра «Курчатовский институт».

Следующим этапом после разработки объекта «Укрытие» был этап доставки необходимого количества материалов на его строительство.

«Его строительство началось с подвода железной дороги. Сделав железную дорогу по ней направили пустые платформы прямо к стенке разрушенного реактора. Затем эти платформы забетонировали. Они и стали опорной нижней стеной. По ним уже начали возводить стены».

Широко применялась при строительстве «Укрытия» и зарубежная техника. «Для установки металлоконструкций были приобретены западногерманские краны большой грузоподъемности. Но специалисты из ФРГ отказались производить их монтаж в такой близости от реактора. Советские специалисты сами собрали краны и успешно работали на них».

Для строительства «Саркофага» требовалось огромное количество бетона – это был один из главных строительных материалов. «Параллельно шло и возведение трех мощных бетонных заводов, сооруженных в течение двадцати дней. Бетон требовался в огромных количествах, и уже первые кубометры были уложены в фундамент «саркофага» в начале июля».

Сам процесс заливки бетона в фундамент был приближен к экстремальному. «Мощные насосы-помпы на автомобильном ходу по пятидесятиметровому трубопроводу подавали жидкий бетон в чрево блоков. Миксер-бетоновоз подъезжал к насосу, водитель бежал в укрытие-будку обшитую свинцовыми листами. Пять-шесть минут выгрузки, вновь бегом в кабину. А навстречу уже двигались следующие машины. На высоту шестидесяти-семидесяти метров бетон подавался самоопрокидывающимися ковшами».

Внутри «Укрытия», поднимающегося на высоту 20-этажного дома, находится почти тысяча помещений. Многие из них разрушены во время взрыва и пожара и залиты бетоном, попавшим туда при строительстве объекта. В этих помещениях осталось около 200 т облученного ядерного топлива, десять миллионов кюри радиоактивности.

За десять лет удалось понять характер разрушений внутри 4-го блока и укрепить ряд конструкций, которые находились в аварийном состоянии. Их падение неминуемо привело бы к значительным дополнительным разрушениям и, возможно, выбросу радиоактивной пыли за пределы «Укрытия». Кроме того, определены места нахождения многих скоплений топливосодержащих масс (ТСМ), исследованы их физико-химическое состояние и динамика идущих в них процессов, взяты под контроль обнаруженные скопления активных материалов.

Необходимость сооружения укрытия для 4-го блока стала ясна в первые же дни послё Чернобыльской аварии. Это сооружение должно было предотвратить разнос радиоактивности из развала реактора и защитить окружающую территорию от проникающего излучения. В основу 18 рассмотренных предложений, по сути, легли два подхода: соорудить вокруг блока независимое огромное здание, полностью герметичное, либо максимально использовать для возведения защитной оболочки сохранившиеся стены и другие конструкции разрушенного блока.

Был выбран второй подход. Это позволило значительно выиграть в стоимости и скорости строительства проектирование и строительство было закончено в беспрецедентно короткий для стройки такого масштаба срок — шесть месяцев, но имело и свои негативные стороны: отсутствие сколь-нибудь полной информации о прочности старых конструкций, на которые опирались новые, необходимость применять дистанционные методы бетонирования, невозможность в ряде случаев использовать сварку и т. д. Все трудности возникали из-за огромных радиационных полей вблизи разрушенного блока. Эти трудности и стали причиной двух существенных недостатков конструкции:

• неопределенной прочности опор, поддерживающих основные, несущие балки «Укрытия»;

• негерметичности.

При строительстве значительные массы бетона (его называют «свежим») протекли в разрушенное здание, затруднили или сделали вообще невозможным проход во многие помещения и их разведку. С другой стороны, то, что часть ТСМ оказалась покрытой слоем бетона, улучшило радиационную обстановку и облегчило проникновение в другие помещения.

Перед аварией в реакторе 4-го блока находилось 190 т. (по урану) облученного ядерного топлива, содержащего долгоживущие и наиболее опасные радионуклиды. Для устранения данного явления была применена лава. Поглотив часть плиты, лава разлилась по полу подаппаратного помещения (305/2) и частично прожгла его. Затем полилась вниз, в подреакторные помещения, используя пути, которые были предусмотрены в проекте блока для пароводяной смеси на случай аварии — разгерметизации трубопроводов. По ходу своего движения ЛТСМ продолжали взаимодействовать с конструкционными материалами, попадающимися на пути. В ряде помещений потоки лавы попали в воду и образовали рыхлые и пемзообразные массы. В других помещениях застывшая лава выглядит сейчас как черное или коричневое стекло.

К лаве можно отнести и застывшие лужи расплавленного металла, также встречающиеся на нижних отметках. Одновременно расплав распространялся и в горизонтальном направлении, так как в стене между подаппаратным и соседним помещением образовался пролом (или прожог — точно не известно).

Макро- и микроскопические исследования лав позволили получить ценную информацию не только о ее ядерной и радиационной опасности, но и о процессах, происходивших непосредственно после разрушения реактора.

Строительные конструкции. Основные опасности, которые несет «Укрытие» для окружающей среды, связаны с возможностью обрушения строительных конструкций, выходом наружу радиоактивной пыли и попаданием внутрь объекта воды, что может явиться причиной повышения ядерной опасности ТСМ, а также миграции растворенной радиоактивности во внешнюю среду. Что произойдет при падении разрушенных при аварии конструкций, оказавшихся внутри «Укрытия»?

Возможен выброс радиоактивной пыли через многочисленные щели в стенах и на крыше «Укрытия». Аэрозольная активность может угрожать нескольким тысячам работающих на станции людей. Действительно, если в воздушном пространстве над площадкой находится всего 1 кг мелкодиспертированной топливной пыли (размеры площадки мы выбрали 1 км, а высоту объема — 200 м), то в этот момент концентрация активных радионуклидов в пять раз превышает предельно допустимую для профессионалов. С учетом того, что в объекте «Укрытие» содержится в 104 раз больше такой пыли, можно представить степень опасности выброса даже ее малой части. Выброс приведет к загрязнению территории, прилегающей к «Укрытию», и других блоков ЧАЭС. Необходимо будет проводить дезактивацию и тем самым дополнительно увеличивать коллективную дозу. Моральным ущерб, который нанесет такая авария, трудно себе даже представить.

Среди внутренних конструкций, которые могут упасть, особое внимание привлекает «верхняя крышка» реактора Ее вес, вместе с весом висящих на ней материалов, оценивают по-разному не менее 2 тыс. тонн.

Конструкторы реактора утверждают, что быстрое падение плиты нам не угрожает. Этому препятствует мощный металлический бак, который должна «разрезать» плита при движении. Но медленное, постепенное опускание, в принципе, с течением времени, возможно. И тогда плита потянет за собой весь конгломерат связанные с ней с помощью «свежего» бетона конструкций, лежащих в Центральном зале. Вот тут и могут начаться падения и выбросы пыли.

Наблюдения пока не обнаруживают опасных тенденций и опускания плиты. Возможно ли падение основных внешних конструкций «Укрытия» Как ведут себя опоры с неопределенной степенью прочности? Никаких опасных сдвигов внешних конструкций долговременные измерения ее не регистрируют. Почти 4-6альное землетрясение не вызвало внешних разрушений и подвижек, а внутри — лишь увеличение ряда трещин.

В заключении хотелось бы отметить о последствиях аварии. Прямой эффект чернобыльской аварии был крайне тяжелым. Десятки людей погибли от острой лучевой болезни. Сотни тысяч жителей были переоблучены, и их здоровью был нанесен существенный ущерб. Около 130 тыс. жителей Украины и Белоруссии были эвакуированы с сильно загрязненной территории вскоре после аварии и около 100 тыс. - в последующие четыре года. Большие территории трех республик были выключены из сельскохозяйственного использования. Дорогостоящие меры защиты населения от радиации принимались во всех странах Европы.

Косвенный эффект Чернобыля распространился еще шире – по всему миру, где в тот период, в конце 1986 года и в 1987 году, он также воспринимался как нечто трагическое. Замораживалось строительство множества атомных электростанций и откладывались проекты атомной электрификации разных стран. Были почти повсеместно остановлены проекты атомных станций теплоснабжения, которые нужно было строить вблизи крупных городов. Остановились программы строительства реакторов на быстрых нейтронах, в которых топливом является плутоний. Всемирный план перехода от органических энергоносителей, ресурсы которых были ограниченны, к атомной энергетике был на кокой-то период отложен для серьезной ревизии. Но, надо заметить, что именно этот косвенный эффект Чернобыля оказалось возможным классифицировать как положительный, если можно так сказать. До 1986 года мир входил в век атомной энергии слишком стремительно, но явно преждевременно и под влиянием случайных причин. Остановка на этом пути, даже вызванная чернобыльской трагедией, в историческом плане оказалась оправданной.

Заключение

Последствия чернобыльской аварии проявились во всем мире. Необходимо иметь уверенность, что другая такая катастрофа, связанная или не связанная с ядерной энергией, будет исключена. Ядерная энергетика не может развиваться в изоляции. Чернобыльская авария снова продемонстрировала, что ядерная безопасность — это общемировая проблема. Поэтому необходимо согласовывать и вводить в действие, как общие принципы безопасности, так и методы их реализации.

Мы уверены в том, что для достижения доверия населения к мирной атомной энергетике очень важна открытость во всем, что связано с ядерной безопасностью и вообще с энергопроизводством. Ядерная энергетика не может развиваться в изоляции. Чернобыльская авария снова продемонстрировала, что ядерная безопасность — это общемировая проблема. Поэтому необходимо согласовывать и вводить в действие, как общие принципы безопасности, так и методы их реализации.

В реферате достаточно полно раскрыт ход событий и основные причины аварии, более подробно сделан акцент на технических средствах, принимавших участие в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС.