• Укрытие-состояние
• Укрытие-сооружение

Состояние-укрытия

Особенности объекта "Укрытие" определяются его потенциальной опасностью, значительно большей, чем это допускается нормами и правилами для объектов, содержащих ядерные и радиоактивные материалы. Ситуация усложняется еще и тем, что оценка безопасности какого-либо объекта атомной энергетики и промышленности опирается, как правило, на практический опыт эксплуатации такого или аналогичного объекта. "Укрытие" же не имеет подобных аналогов.

Начиная с 1986 года и по сегодняшний день исследовано не более 60 процентов помещений объекта «Укрытие» (блока «Б»). Остальные помещения недоступны либо вследствие высоких радиационных полей, либо из-за непроницаемых преград, возникших при взрыве, повлекшем разрушение конструкций и возникновение лавообразных топливосодержащих материалов, а также при закачивании бетона в период непосредственного строительства «Укрытия». Таким образом, значительная часть объекта остается неисследованной зоной, что является одним из наиболее серьезных современных рисков.

Потенциальная опасность объекта "Укрытие" для окружающей среды и человека определяется следующими факторами:

Наличием ядерных материалов в количестве около 185 тонн, относительно которых отсутствуют средства активного влияния на их критичность, и отсутствием надежных физических барьеров на пути распространения радиоактивности в окружающую среду.

На сегодняшний день можно считать установленным, что внутри объекта “Укрытие” осталось около 95% топлива, которое было в реакторе на момент аварии. Сейчас его суммарная активность составляет приблизительно 16 млн. кюри. Установлено, что облученное ядерное топливо внутри «Укрытия» находится в виде следующих модификаций:

• фрагменты активной зоны (АЗФ);
• лавообразные топливосодержащие материалы (ЛТСМ);
• мелкодиспергированное топливо (пыль), горячие топливные частицы;
• вторичные урановые минералы, образовавшиеся из растворов ТСМ в виде кристаллических новообразований.

Результаты измерений параметров ТСМ показывают, что инцидентов, связанных с изменением размножающих свойств ТСМ, системами контроля не зафиксировано. Значения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения в местах скопления ТСМ (в сравнении с 1994 годом) имеют небольшую тенденцию к понижению и составляют в среднем около 3300 Рентген в час.

Деструктивные процессы, которые протекают в топливосодержащих материалах, с каждым годом увеличивают их опасность. Лавообразные ТСМ самопроизвольно разрушаются и содержащиеся в них радионуклиды переходят из связанного состояния в подвижные частички пыли, которые способны выйти за пределы "Укрытия" с воздушными потоками. На сегодня количество радиоактивной пыли, по консервативным оценкам, составляет около 1,5 тонн. Существует потенциальный риск выбросов радиоактивной пыли в окружающую среду.

Основная опасность аварийного облученного топлива (как и ЛТСМ) заключается в его пылегенерирующей способности, которая находится в пределах 40 Бк/(см2•сут) по альфа-активности и 2400 Бк/(см2•сут) по бета-излучателям. Пыль образуется на поверхности облученного топлива и выносится вентиляционной системой за пределы «Укрытия».

Поступление воды в помещения объекта «Укрытие» связано со многими негативными последствиями, способными дестабилизировать достигнутый в настоящее время уровень ядерной, радиационной и радиоэкологической безопасности объекта «Укрытие»:

• неконтролируемый перенос радиоактивности;
• возможное уменьшение подкритичности топливосодержащих масс;
• вымывание из ТСМ и перенос растворимых солей обогащенного урана с возможным накоплением его в отдельных, неконтролируемых, помещениях;
• разрушение ТСМ и образование дополнительного количества топливной пыли;
• ускорение процесса разрушения строительных конструкций объекта «Укрытие». Кроме этого, вода нарушает нормальную работу диагностических систем, препятствует проведению исследований по повышению безопасности объекта, влияет на электробезопасность помещений «Укрытия». Вода вступает в химическое взаимодействие с материалами засыпки, конструктивными и топливосодержащими материалами, разрушает их, растворяет и транспортирует долгоживущие радионуклиды и делящиеся элементы. В результате этих процессов образуются высокоактивные щелочно-карбонатные растворы, так называемые «блочные» воды. По данным исследований в 2002-2003 гг. отмечено увеличение концентрации радионуклидов (за исключением Cs137) и делящихся элементов в "блочных" водах, обусловленное процессом деструкции лавообразных ТСМ с последующим выщелачиванием из них радионуклидов. Эти процессы приводят к увеличению миграции радионуклидов по помещениям "ОУ". Наибольшую опасность представляет неконтролируемые перетоки "блочных" вод в помещения 3-го энергоблока. Высокоактивные «блочные» воды представляют реальную экологическую угрозу для геологической среды в случаи их утечки из объекта «Укрытие».

Источники поступления влаги внутрь объекта носят как природный, так и техногенный характер:

• атмосферные осадки, проникающие внутрь объекта через неплотности в ограждающих конструкциях площадью около 100 кв.м. Ежегодное поступление осадков оценивается приблизительно в 2200 м3 .
• конденсат, образующийся в летний период в количестве до 1650 м3 за счет разницы температуры и влагосодержания атмосферного воздуха и воздуха помещений на нижних отметках блока;
• работа штатной системы пылеподавления, при которой объем растворов, распыляемых в пространство под кровлей центрального зала, составляет около 270 м3 в год.

На площадке возле объекта под слоем грунта, песка и бетона находится значительное количество радиоактивных веществ, неизолированных от гидрогеологической среды. Многолетние наблюдения за содержанием радионуклидов в грунтовых водах локальной зоны объекта «Укрытие» показывают отсутствие тенденции к распространению радионуклидов по линии тока подземных вод. Ниже по потоку грунтовых вод от объекта «Укрытие» не обнаружено ни урана, ни плутония, хотя они оба представлены в значительных количествах в «блочных» водах.

Строительные конструкции объекта не отвечают требованиям нормативно-технической документации по безопасности относительно механической стойкости, структурной целостности, конструктивной надежности и имеют неопределенный срок эксплуатации.

В результате аварии 1986 года часть конструкций реакторного блока, деаэраторной этажерки, машинного зала и других была разрушена. В западной зоне стена имеет отклонение в западном направлении до 50 см., в некоторых местах ее зафиксированы разломы. Такое состояние в случае землетрясения 4,3 балла за шкалой Рихтера может привести к падению части кровли "саркофага". В южной зоне выше отметки 24,3 м каркас деаэраторной этажерки, который удерживает значительное количество обломков и строительных материалов, отклонился от вертикали примерно на 1,5 м. И хотя во время строительства саркофага это место было укреплено металлическими опорами, расчеты показывают, что в случае землетрясения существует риск их падения в сторону машзала, что повлечет выброс радиоактивной пыли в окружающую среду через образовавшийся разлом. Ученые подсчитали, что величина вероятного риска такого события за 1 год составляет 0,24, что значительно превышает нормативное значение, рекомендованное МАГATЭ для объектов ядерной энергетики.

В результате высокого уровня влажности в помещениях "Укрытия" железобетонные конструкции насыщенны водой, что приводит к их постепенному разрушению. Металлоконструкции в значительной степени повреждены коррозийными процессами. Деформационный процесс продолжается. Анализ состояния строительных конструкций свидетельствует о наличии критических зон, чувствительных даже при небольших землетрясениях, торнадо и других природных явлениях, возможных в условиях размещения промплощадки ЧАЭС.

На сегодняшний день невозможно полностью обеспечить контроль состояния объекта, в том числе – состояния ядерных и радиоактивных материалов из-за ограниченного доступа в отдельные помещения, который осложняется высокими уровнями радиации. В результате недостаточного обследования объекта не сделано надежных количественных оценок разных видов опасности.

Объем контроля ядерных и радиационных параметров, который осуществляется существующими системами контроля, нельзя признать достаточным. В составе систем контроля Укрытия нет штатной системы контроля строительных конструкций, отсутствуют системы пожарной безопасности, а внутри Укрытия находится возле 2000 тонн возгораемых материалов – графит, кабели, пластикат, деревянные конструкции.

Радиоактивные аэрозоли объектаУкрытие

В настоящее время объект «Укрытие» не оказывает заметного влияния на общее радиоактивное загрязнение окружающей воздушной среды, которая в основном определяется поверхностным загрязнением прилегающей территории в результате аварии 1986 года.

Сегодня из объекта «Укрытие» выносятся как радиоактивные образования, появившиеся в момент аварии и находящиеся внутри сооружения в виде пыли, так и формирующиеся в процессе физико-химического разрушения ТСМ.

Вынос радиоактивных аэрозолей происходит двумя основными путями – ;неорганизованным; и организованным.

Неорганизованный выброс аэрозолей осуществляется через щели сооружения, суммарная площадь которых составляет в настоящее время около 100 кв.м. Организованный выброс осуществляется системой естественной вентиляции объекта «Укрытие» через вентиляционную шахту третьего блока ЧАЭС. Максимальная оценка общего выброса из ;Укрытия в последние годы составляет 1,1 % от допустимого предела.

С целью уменьшения выноса радиоактивных аэрозолей в окружающую природную среду с конца 1989 года на объекте введена в эксплуатацию стационарная система пылеподавления для нанесения различных химических составов на поверхность «развала», что позволило примерно в 10 раз уменьшить «неорганизованный» вынос активности из объекта «Укрытие». Система была модернизирована в 2003 году, что позволило увеличить площадь покрытия пылеподавляющими составами.

Концентрация радиоактивных аэрозолей в приземном слое атмосферы на промплощадке объекта «Укрытие» незначительна. Однако, как показали исследования концентрации радиоактивных аэрозолей в приземном слое атмосферы, при проведении земляных работ возможно значительное повышение активности.

Несмотря на прилагаемые усилия в течение всего периода эксплуатации ОУ состояние безопасности объекта со временем снижается:

• происходит процесс постепенной деградации строительных конструкций;
• требуют замены или существенной модернизации оборудование и системы, фактически выработавшие свой ресурс;
• под действием микроклиматических условий внутри ОУ продолжают разрушаться ТСМ, что приводит к возрастанию количества радиоактивной пыли;
• существует вероятность обрушения отдельных строительных конструкций, что может привести к значительному радиоактивному загрязнению промплощадки ЧАЭС и прилегающей местности и облучению персонала;
• имеется вероятность загрязнения радиоактивными стоками с ОУ прилегающей территории, поверхностных и подземных вод;
• существует потенциальная возможность возникновения самоподдерживающейся цепной реакции;
• продолжается негативное воздействие влаги и воды (обусловленное попаданием атмосферных осадков, конденсацией воды и ее перемещением в ОУ) на объект «Укрытие».

В настоящее время безопасная эксплуатация объекта «Укрытие» достигается комплексом организационно-технических мероприятий, которые включают в себя:

• контроль состояния ОУ;
• ограничение распространения радиоактивности за пределы ОУ;
• предотвращение нарушений пределов безопасной эксплуатации ОУ;
• поддержку в исправном состоянии систем, оборудования и сооружений ОУ;
• аварийную готовность.

Состояние объекта «Укрытия» контролируется как специалистами ЧАЭС (визуальный контроль и инструментальные измерения кренов строительных конструкций), так и с привлечением подрядных организаций (геодезический контроль сдвигов и оседаний строительных конструкций ОУ).

Для ограничения распространения радиоактивности за пределы ОУ персоналом ЧАЭС ежедневно проводится дезактивация и пылеподавление помещений и территории локальной зоны ОУ, а также зон осуществления работ. Постоянно, в процессе образования или поступления радиоактивных отходов, выполняется их сбор и удаление на захоронение или временное хранение.

С целью определения влияния ОУ на окружающую природную среду, с привлечением подрядных организаций осуществляется радиационный мониторинг, который включает в себя контроль:

• неорганизованных газоаэрозольных выбросов через неплотности ОУ;
• объемной активности и радионуклидного состава грунтовых вод;
• состояния воздушной среды в зоне влияния ОУ.

Предотвращение нарушений пределов безопасной эксплуатации ОУ обеспечивается постоянной готовностью систем управления запроектной аварией ОУ к введению нейтронопоглощающих составов в места скоплений ТСМ, подаче пылеподавляющих и пылезакрепляющих растворов в подкровельное пространство ОУ, локализации радиоактивных веществ и источников ИИ, контролю водорода.

Кроме текущей эксплуатации, важнейшим заданием является организация безопасного выполнения работ сторонними организациями, которые принимают участие в реализации проектов по преобразованию объекта в ЭБС. Для осуществления этих мероприятий на Чернобыльской АЭС есть квалифицированный персонал, который имеет многолетний опыт профессиональной работы в радиационно-опасных условиях объекта «Укрытие».

 

Академия профессионального обучения