Разрушения 4-го блока, наблюдавшиеся после аварии

После взрыва, произошедшего в ночь на 26.04.86 г. на 4-ом блоке ЧАЭС часть конструкций реакторного блока, деаэраторной этажерки, машинного зала и других зданий оказались разрушенными (на рис. 2.1). Главные повреждения зданий, которые удалось обнаружить при внешнем осмотре и при проникновении в доступные (по уровню радиации и степени разрушения) помещения, сводились к следующему:

Активная зона разрушена полностью. Ее фрагменты выброшены взрывом в развал здания, на крыши соседних зданий, площадки вентиляционной трубы, разбросаны по прилегающей территории. Позднее выяснилось, что часть ядерного топлива попала на нижние отметки реакторного отделения в виде топливной лавы.

Верхняя плита биологической защиты (схема «Е») сорвана с места и стоит наклонно поперек шахты реактора (на рис. 2.2). Стены и перекрытия центрального зала реактора разрушены. Смещены перекрытия и разрушены стены помещений барабан-сепараторов. Сорвана и обрушилась вниз разгрузо-загрузочная машина. Помещение северных главных циркуляционных насосов (ГЦН) разрушено полностью, помещение южных ГЦН - частично.

Разрушены два верхних этажа, колонны каркаса смещены в сторону машинного зала.

В результате пожара и падения обломков во многих местах разрушена кровля. Взрывной волной деформировано несколько строительных ферм, смещены колонны каркаса по оси А.

Блок вспомогательных систем реакторного отделения.

Разрушена полностью и завалена строительными конструкциями.

Кроме перечисленных основных разрушений, имелись многочисленные разрушения отдельных конструкций и помещений, не оказавших большого влияния на общую устойчивость сооружений.

После взрыва территория, непосредственно прилегающая к разрушенному блоку, была загрязнена разбросанными фрагментами активной зоны: обломками ТВЭЛов, блоками графитовой кладки, элементами конструкций. Они попали на крышу и внутрь машинного зала, деаэраторной этажерки, на крышу третьего блока, металлические опоры венттрубы и т.п.

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.

Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР 634-188 от 29.05.86 г. 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".

Из-за особой ответственности сооружения, было проработано восемнадцать вариантов проекта.

Эти варианты можно разбить на две группы. К первой из них относились проекты, в которых предполагалось соорудить вокруг блока независимое герметичное здание огромных размеров или арку, пролетом 230 м, или купол пролетом до 120 м.

В какой-то мере эти проекты предвосхищали варианты "Укрытия-2", которые через 7 лет обсуждались на Международном конкурсе в Киеве.

Ко второй группе проектов относились те, в которых максимально использовались конструкции разрушенного блока. На эти конструкции должны были опираться вновь возводимые стены и кровля сооружаемого "Укрытия".

Затраты, материальные и дозовые, при осуществлении проектов, относящихся к первой группе, в 1986 г. можно оценить как абсолютно неприемлемые.

Так по оценкам объединения “Альянс”, сделанным в 1995 г., стоимость возведения такой “арки” или “купола” (даже через 9 лет после аварии) должно было обойтись в 1,3 млд. долларов, а время проектирования и строительства оценивалось в 5 лет. В 1986 г. в условиях сильнейшего загрязнения строительной площадки и окружающей местности, наличия мощного излучения от самого блока, при почти разрушенной инфраструктуре станции только финансовые расходы возросли бы на порядок.

Поэтому был выбран второй подход. Его достоинства и недостатки будут рассмотрены ниже.

Окончательный вариант проекта был принят после рассмотрения представленных материалов на совещании Штаба Минсредмаша и Правительственной комиссии. Проект, в основном, был выполнен в срок с 20 мая по 20 августа 1986 г., но продолжал дорабатываться и видоизменяться в ходе строительства.

Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР № 663-194 от 05.06.86 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.

В Минсредмаше, для решения всех вопросов управления и руководства работами по консервации 4-го энергоблока был создан "Штаб по Чернобыльской АЭС" и создана специальная генеральная подрядная строительная организация - УС-605.

Строительство "Укрытия" было завершено в ноябре 1986 г.

30 ноября 1986 г. Государственная Приемочная Комиссия, назначенная распоряжением Совета Министров СССР от 23.10.86 г. № 2126рс, приняла на техническое обслуживание законсервированный энергоблок № 4 ЧАЭС.

Как уже говорилось генеральным проектировщиком объекта "Укрытие" стал ВНИПИЭТ (г. Санкт-Петербург). Отдельные конструкции были спроектированы институтами ЛенПСК (г. Санкт-Петербург), ЦНИИПСК (г. Москва), УкрНИИПСК (г. Киев), ДнепрПСК (г. Днепропетровск) и другими.

Конкретные технические решения выбирались на основе реальных возможностей скорейших поставок материалов и оборудования.

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.

7 этап - выполнение опор и монтаж покрытия реакторного блока.

8 этап - монтаж вентсистем и контрольно-измерительных коммуникаций и приборов.

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.

В машинном зале между энергоблоками была возведена монолитная стена толщиной 2,3 м до отметки +19.00, а выше толщиной 1,4 м. В деаэраторной этажерке разделительные стены выполнены из монолитного железобетона, толщиной 1 м по ряду Б между осями 41-35 и по оси 41 между рядами Б-В.

В реакторном блоке разделительная стена до отметки +12.00 между рядами Т-Л выполнена путем заполнения бетоном транспортного коридора между осями 41-42. В других местах использованы существующие стены и перегородки с соответствующей заделкой проемов, отверстий, щелей и т.п.

Более поздние проверки выяснили, что на верхних этажах разделительная стена между 3-им и 4-ым блоками не является герметичной и между ними существует воздухообмен.

Северная каскадная стена 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.

Сохранившаяся западная стена снаружи закрыта стеной с контрфорсами высотой до 50 метров (по оси 51) (на рис. 2.5).

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.

Для опирания главных балок Б1 и Б2, установленных по рядам П и Ж, выбраны на западе остатки железобетонной стены по оси 50 толщиной около 0,9 м и железобетонные выхлопные шахты у осей 43-44, 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. Нарушенный участок стены в районе ряда Ж перед установкой балок был усилен стальным корсетом с последующим его бетонированием. С помощью фотографий и осмотров с вертолета было установлено также, что выхлопные железобетонные шахты после взрыва не получили видимых разрушений.

На балки Б1 и Б2 было уложено 27 металлических труб диаметром 1220 мм, длиной 34,5 м, 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", опирающаяся в свою очередь на бетонные опоры у осей 41 и 51. Опоры были выполнены на завале из разрушенных железобетонных конструкций перекрытий 2-х 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.

Общая схема строительных конструкций "Укрытия" приведена на рис. 2.

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 (см. раздел 11 настоящего отчета).

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

Рисунок 2 - Общая схема строительных конструкций "Укрытия"

Подтвердить, что объект “Укрытие” представляет собой разрушенный запроектной аварией 4-й блок Чернобыльской АЭС, на котором выполнены первоочередные мероприятия для уменьшения последствий аварии и продолжаются работы по обеспечению контроля его состояния, ядерной и радиационной безопасности.

На объект “Укрытие” распространяются основные принципы и характер технических и организационных мер “Общих положений обеспечения безопасности атомных станций” (ОПБ - 88) ПН АЭГ 1-011-89, направленных на достижение безопасности. Объем, полнота и глубина применения этих принципов и мер к объекту “Укрытие” устанавливаются Госатомнадзором Украины по представлению эксплуатирующей организации - ПО “Чернобыльская АЭС”.

Позднее, в 1998 г. в «Заявлении» АЯР [1.1] это определение было немного расширено (в тексте подчеркнуто):

"Объект “Укрытие” есть разрушенный запроектной аварией 4-й блок Чернобыльской АЭС, который утратил все свои функциональные свойства энергоблока и на котором выполнены первоочередные мероприятия для уменьшения последствий аварии и продолжаются работы по обеспечению контроля его состояния, ядерной и радиационной безопасности"

Несмотря на высокий уровень перечисленных документов часть специалистов, работающих над проблемами «Укрытия», была не согласна с ними. Они считали, что жесткая привязка объекта «Укрытие» к объектам атомной энергетики и, соответственно, к нормативным документам, регулирующим эту область, неправомерна и искусственна.

Эти специалисты предлагали рассматривать объект «Укрытие» как стихийно возникшее, неорганизованное хранилище радиоактивных материалов.

Такая точка зрения получила поддержку в 2000 г. при определении статуса объекта “Укрытие” в дополнении к НРБУ-97 "Радиационная защита от источников потенциального облучения" (НРБУ-97/Д-2000) [1.6].

В нем сказано: "…объект “Укрытие” в нынешнем его состоянии следует классифицировать, как «место поверхностного хранения неорганизованных РАО («временное хранилище неорганизованных РАО, находящееся в стадии стабилизации и реконструкции»)» ".

Для выработки единой точки зрения 27 марта 2001 года состоялось совещание представителей органов государственного регулирования ядерной и радиационной безопасности, центральной исполнительной власти, а также предприятий и организаций, причастных к преобразованию объекта “Укрытие”, по вопросам нормативно-правового обеспечения этой деятельности.

В соответствии с протоколом этого совещания, утвержденном Председателем Государственного комитета по ядерному регулированию и Главным государственным врачем Украины, "…с позиции органов государственного регулирования ядерной и радиационной безопасности определение НРБУ-97/Д-2000 ни в коей мере не противоречит другим ранее принятым определениям "Объекта "Укрытие"…".

Согласно оценкам в “Укрытии” оставалось не менее 95 % облученного ядерного топлива, находившегося в реакторе 4-го блока перед аварией, а общее количество ядерно-опасных делящихся материалов составляло более 200 т. Активность материалов внутри “Укрытия” на сегодняшний день составляет приблизительно 19 миллионов Кюри.

Сооружение "Укрытия" было осуществлено за рекордно короткий срок. Однако, выигрыш во времени и стоимости строительства повлек за собой и ряд существенных трудностей. Это - отсутствие сколько-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, в конце концов, явились причиной основных недостатков конструкции:

- неопределенной прочности опор, поддерживающих основные, несущие балки Укрытия;

- негерметичности (общая площадь щелей в кровле и стенах объекта составляла на момент его сдачи около 1000 м²).

главной особенностью “Укрытия” продолжает оставаться его потенциальная опасность, по оценкам специалистов существенно большая, чем это допускается нормами и правилами, существующими для объектов, содержащих ядерно-опасные делящиеся и радиоактивные материалы.

Разъясняя политику государственного регулирования ядерной и радиационной безопасности объекта "Укрытие", Министерство охраны окружающей среды и ядерной безопасности Украины в своем "Заявлении" [1.1] отмечает следующие факторы его опасности:

наличие в объекте долгоживущих, радиоактивных материалов, распространение которых в окружающую среду не ограничено достаточно надежными физическими барьерами;

наличие ядерно-опасных делящихся материалов (ЯОДМ), "относительно которых отсутствуют способы активного влияния на их критичность, что обуславливает потенциальную возможность возникновения самоподдерживающейся цепной реакции деления";

"строительные конструкции объекта, которые исполняют функции основного физического барьера на пути распространения радиоактивности в окружающую среду, не отвечают требованиям документов по безопасности относительно механической прочности, структурной целостности и конструктивной надежности и имеют неопределенный срок эксплуатации";

на площадке вокруг объекта под слоем строительных материалов (песок, щебень, бетон) находится значительное количество радиоактивных веществ, которые не изолированы от гидрогеологической среды.

Опасность "Укрытия" усугубляется и целым рядом других его особенностей, ставших определяющими для настоящего документа.

Так проектирование “Укрытия” осуществлялось при отсутствии сколько-нибудь полной информации о состоянии конструкций блока. Поэтому не приходится говорить о наличии проекта объекта "Укрытие", отвечающего требованиям нормативно-технической документации по безопасности объектов атомной энергетики и промышленности. Как отмечалось в Решении совместного заседания секции НТС Госпроматомэнергонадзора СССР и Комиссии Госатомнадзора [1.2]:

"...При создании объекта не разрабатывался и практически не мог быть разработан том технического обоснования безопасности”.

Уже говорилось о большом объеме исследований, выполненных на “Укрытии”. К настоящему времени удалось понять характер разрушений внутри реакторного отделения, определить места нахождения ряда скоплений топливосодержащих материалов, их физико-химическое состояние и его динамику. Были взяты под контроль обнаруженные скопления ТСМ, организовано постоянное наблюдение за радиоактивными аэрозолями и водой, скапливающейся внутри объекта, контролируется влияние объекта на окружающую среду.

Был укреплен ряд внутренних конструкций, поврежденных при аварии. Их обрушение могло привести к серьезным радиационным последствиям.

Анализ результатов проведенных измерений и работ по техническому обслуживанию объекта позволяет утверждать, что до настоящего времени ядерно-опасные делящиеся и радиоактивные материалы, сосредоточенные в “Укрытии”, не оказывали опасного воздействия на работающий персонал и окружающую среду. Тем не менее, в решении Коллегии Государственного Комитета Украины по ядерной и радиационной безопасности [1.3], выпущенном в 1993 г., говорится:

“Выполненные после 1986 года работы по-прежнему не позволяют с достаточной достоверностью установить количество, местоположение и подкритичность ядерных материалов. Существующие системы мониторинга не обеспечивают контроль физико-химических процессов, происходящих в высокоактивных отходах, содержащих ядерный материал. Система радиационного мониторинга не позволяет прогнозировать изменение радиационной обстановки или давать объяснения этим изменениям.

Выход радиоактивных веществ в окружающую среду контролируется не в полном объеме - не контролируется выход радиоактивных веществ в грунтовые воды, аэрозольный и газовый выброс через многочисленные неплотности “Укрытия”.

Таким образом, в результате выполнения в 1986 году на объекте “Укрытие” первоочередных мероприятий для уменьшения последствий аварии, работ и исследований, проведенных в период с 1986 по 1993 год, контроль состояния ядерной и радиационной безопасности, состояния строительных конструкций не достигнут“.

В "Заявлении" АЯР (1998 г.) также говорится (см. [1.1]):

"На объекте не обеспечен контроль за его состоянием в соответствии с требованиями нормативно-технических документов по безопасности, в том числе за состоянием находящихся там ядерных и радиоактивных материалов".

"Вследствие недостаточного исследования объекта не сделано надежных количественных оценок разных видов опасности".

Проведенные в 1998 – 2001 гг. исследования и работы, к сожалению, не позволяют кардинально изменить эти выводы.

Итак, важнейшей для безопасности особенностью объекта “Укрытие”, до сих пор является его неполная исследованность и неполная контролируемость.

Оценка безопасности какого-либо объекта атомной энергетики или промышленности, как правило, опирается на практический опыт эксплуатации этого и аналогичных объектов. Например, совокупный опыт работы на водо-водяных реакторах для некоторых типов аппаратов составляет многие сотни лет, и это дает возможность предусматривать отказы оборудования и принимать соответствующие контрмеры.

“Укрытие” и здесь имеет свои особенности. Это уникальный объект, не имеющий даже близких аналогов, а опыт его технического обслуживания составляет всего около 15 лет.

Такая особенность объекта, как отсутствие необходимого опыта технического обслуживания -серьезно усложняет работы по повышению его безопасности.

Наконец, особенностью объекта, важной для проведения анализа безопасности "Укрытия" и оценки его влияния на окружающую среду, как в режиме нормальной эксплуатации, так и при авариях, является то, что объект "Укрытие" находится внутри сильно загрязненной радиоактивностью зоны и рядом с другими блоками ЧАЭС. Поэтому при выработке пределов и условий поддержания объекта "Укрытие" в безопасном состоянии необходим постоянный учет этих факторов.

Таковы главные особенности объекта “Укрытие”, которые отличают его от обычных объектов ядерной энергетики и промышленности и которые обусловили своеобразие подходов, развиваемых в настоящем документе.

Главной особенностью «Укрытия» является его потенциальная опасность, существенно большая, чем это допускается нормами и правилами, существующими для объектов, содержащих ЯОДМ и радиоактивные материалы.

несмотря на интенсивные работы, проводившиеся на «Укрытии» с момента его создания, объект до сих пор является не полностью исследованным и не полностью контролируемым;

при его создании не разрабатывался и практически не мог быть разработан том технического обоснования безопасности;

нет аналогов "Укрытия" и отсутствует опыт технического обслуживания подобных объектов;

объект "Укрытие" находится внутри сильно загрязненной радиоактивностью зоны и рядом с другими блоками ЧАЭС.

В качестве метода, положенного в основу анализа безопасности объекта "Укрытие" был принят метод, основанный на сочетании экспертных и расчетных оценок безопасности по направлениям и компонентам: строительной, ядерной, радиационной, общетехнической, достигнутых на уровне существующих знаний.

Пересмотр этих оценок должен осуществляться по возможности чаще и продвигать анализ в область более долговременных прогнозов. Это послужило основанием для создания новой редакции «Анализа …» (2001 г.).

Цели настоящей работы состояли в анализе достигнутого уровня безопасности, выявлении наиболее опасных участков и определении приоритетов будущих работ по дальнейшему повышению безопасности объекта.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: