Барьеры для разбушевавшегося атома: как создавалось "Укрытие" для Чернобыльской АЭС

Объект "Укрытие" — изоляционное сооружение над четвертым энергоблоком Чернобыльской атомной электростанции был сдан в эксплуатацию 35 лет назад, 30 ноября 1986 года. Авария, которая произошла 26 апреля этого же года, до сих пор является крупнейшей за всю историю атомной энергетики.

Взрыв полностью разрушил четвертый блок реактора и все защитные барьеры — в окружающую среду выбросилось огромное количество радиоактивных веществ. Встал вопрос о консервации объекта, ответственность за которую специальным постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР возложили на Министерство среднего машиностроения (Минсредмаш) СССР. Впервые идея накрыть аварийный блок прозвучала из уст вице-президента Академии наук СССР Евгения Велихова еще в начале мая 1986 года. Однако сразу начать широкомасштабные работы на месте не позволяла радиационная обстановка.

"Укрытие" и дополнительные меры

В первую очередь с целью снижения выбросов из разрушенного реактора правительственная комиссия приняла решение сбрасывать с вертолетов в шахту реактора материалы, предназначенные для локализации источника выбросов. 27 апреля было произведено 45 вылетов, на следующий день — вдвое больше, к маю интенсивность полетов удалось повысить примерно в 15 раз. Как следует из документов, всего за две недели на разрушенный энергоблок сбросили более 15 тыс. т разных материалов — свинца, песка, мраморной крошки, каучука, доломита и других.

Генеральным проектировщиком работ по захоронению четвертого блока ЧАЭС, радиоактивных отходов и дезактивации оборудования промплощадки стал ленинградский Всесоюзный научно-исследовательский проектный институт энергетической технологии (ВНИПИЭТ). На тот момент он являлся ведущей советской многопрофильной организацией, которая имела большой опыт по проектированию объектов ядерного оружейного комплекса, атомной промышленности и энергетики. Проектная группа состояла из 100 специалистов ВНИПИЭТа, с привлечением различных консультантов из других институтов. Однако сложность проекта "Укрытие" заключалась все же в том, что каких-либо технических решений по захоронению подобных объектов в отечественной и мировой практике тогда не имелось.

21 мая 1986 года было организовано специализированное управление строительства 605 для практического решения задач (первым руководителем назначили генерал-майора Евгения Рыгалова). УС-605 прежде всего предстояло установить под разрушенным блоком охлаждаемую водой плиту — энергетические канальные уран-графитовые реакторы большой мощности (РБМК), установленные на Чернобыльской АЭС, в отличие от водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР) не имели жестких корпусов.

В качестве основного материала на объекте выбрали монолитный бетон — им собирались заделать все разрывы, чтобы "радиация сидела внутри". Соответственно, требовалось подготовить территорию и создать базу по его переработке и транспортировке. Сложность состояла еще в том, что истинного состояния конструкций блока никто не знал — внутрь входило множество экспедиций, которые искали топливо, изучали уровень внутреннего загрязнения, теперь еще одной их задачей стал осмотр элементов объекта на целостность.

Уже 25 мая начался монтаж оборудования трех бетонных заводов в 13 км от ЧАЭС; через пять дней приступили к работе по дезактивации территории. Для интенсивности процессов требовалось создать еще и промежуточные барьеры.

Было разработано всего 18 вариантов проекта основного защитного сооружения, каждый из которых требовал огромных затрат ресурсов. В итоге приняли решение возводить объект, максимально используя остатки уцелевших конструкций четвертого энергоблока. Автором и техническим руководителем "Укрытия" стал Владимир Курносов, научным руководителем — Владимир Асмолов.

Необходимо было разработать предельно укрупненные конструкции, допускающие дистанционный монтаж; выбрав такие методы работы, которые позволяли бы предельно сократить сроки строительства и обеспечить полную механизацию выполняемых работ с минимальным участием людей разных профессий.

Сооружение саркофага начали с так называемых пионерных стен высотой 5,75 м на северной стороне и 8,4 м на западе и юге — с целью отсечь высокорадиоактивные обломки от места постоянной работы людей. Позже на севере дополнительно возвели каскадные стены высотой по 12 м, что позволило обеспечить биологическую защиту на самой загрязненной части объекта. Монолитная защитная стена, отделившая блок №3 от разрушенного блока №4, была построена самой первой. Она была рассчитана на 30 лет эксплуатации.

Кроме того, существовали опасения, что из-за остаточного тепловыделения топлива, остающегося в реакторе, произойдет расплавление его активной зоны и состав проникнет в грунт и воду. Чтобы это предотвратить, в течение месяца шахтеры вырыли 136-метровый тоннель под реактором. Для исключения загрязнения вод Днепра вокруг станции соорудили защитную стену, глубина которой местами доходила до 30 м. Также в течение десяти дней инженерные войска отсыпали дамбы на реке Припять.

Собственный опыт

Специалисты Специализированного научного исследовательского института приборостроения (к числу которых принадлежал и я), СНИИП, как шахтеры, строители, военные, работали вахтовым методом. Первое время сотрудники СНИИП решали текущие задачи, связанные с измерениями разных показателей в воздухе, воде, земле и так далее; проводили разведку на местности, выдавали рекомендации. Уровни радиации к лету 1986 года несколько снизились: в районе расположения ЧАЭС в разных местах — от 50 до 500 мР/ч, а в городе атомщиков Припять — от единиц до 10 мР/ч (для сравнения: нормальный фон в Москве составляет 12–14 мкР/ч). Для измерений обычно использовались массовые армейские дозиметры типа ДП-5.

По мере того как фронт деятельности разрастался, было решено приступить к разворачиванию в районе разрушенного реактора автоматизированной Системы радиационной разведки местности (СРРМ-2). Сборка и настройка техники указанной системы предполагала и организацию передачи на центральный пульт информации по радиоканалу в автоматическом режиме оперативных данных, чтобы оператор, а затем и старший смены могли отслеживать ситуацию в районе третьего и четвертого энергоблоков ЧАЭС, а также в здании управления. Вторым этапом организовали работу СРРМ-2 для контроля обстановки в хранилище жидких и твердых отходов, пожарной части, гараже и так далее. Группа СНИИП, решавшая эту задачу, обычно включала в себя порядка 20 квалифицированных специалистов.

После 25 июля 1986 года нашим небольшим коллективам стала ставить задачи комиссия под председательством заместителя директора Института атомной энергии им. И.В. Курчатова академика Спартака Беляева (правительственная комиссия создала ее в целях координации и научно-методического руководства работами разных организаций по долговременному систематическому контролю радиационной обстановки в зоне Чернобыльской АЭС и прилегающих районах).

Работая на объекте, мы быстро привыкли к общепринятой там терминологии. Так, подлетевшую от взрыва на десятки метров, а потом упавшую и раздавившую верхнюю часть активной зоны крышку реактора все называли Еленой, причудливые и сильно деформированные балки — Осьминогом и Мамонтом (последняя весила 147 т).

Работа в зоне АЭС позволила увидеть в деле многих замечательных людей, которыми по праву гордится атомная отрасль. Один из них — заместитель министра среднего машиностроения СССР Александр Усанов. Он был назначен генеральным подрядчиком работ по консервации четвертого энергоблока и более 100 суток пробыл на месте аварии. Усанов лично пробирался во многие опасные зоны, стремясь как можно точнее понять масштабы произошедшего. За мужество, самоотверженные действия и трудовой героизм в конце 1986 года он был удостоен звания Героя Социалистического Труда, а еще через шесть лет 63-летний специалист-атомщик, отличавшийся ранее отменным здоровьем, ушел из жизни.

Также мне удалось тогда увидеть в действии самую на тот момент новую и передовую технику, включая специализированных японских роботов. Правда, не все из них справлялись. Например, полностью радиоуправляемый бульдозер-амфибия Komatsu, способный расчищать завалы даже на морском дне, очень быстро вышел из строя из-за высоких радиационных полей.

Были проблемы и другого характера. Краны немецкой фирмы Demag, которые ранее купили для строительства Ростовской АЭС, 8 июля доставили в 30-километровую зону возле Припяти — с их помощью удалось существенно ускорить стройку. Узлы и детали каждого крана занимали при перевозке 32 железнодорожные платформы. Немецкие специалисты должны были вести шефмонтаж, но узнав, что сборку будут производить вблизи четвертого блока, отказались. У советских специалистов не было на тот момент опыта сборки и наладки этой техники, однако уже 21 июля первый суперкран самоходом двинулся к аварийному блоку. На полную сборку еще двух ушло 26 дней, в то время как по немецким регламентам требовалось 90 дней. И это при том, что на монтажной площадке, где велась сборка, радиационный фон составлял до 200 мР/час.

Спустя годы

За 35 лет, прошедших после сдачи объекта "Укрытие", было исследовано не более 60% помещений АЭС (еще 170 недоступны до сих пор по причине крайне высоких радиационных полей или преград, созданных взрывом и при заливке бетона строителями). Неисследованная зона продолжает формировать главные риски от разрушенного четвертого блока ЧАЭС — из-за неполной герметичности саркофага туда в больших количествах попадает влага (при дожде, таянии снега). От взаимодействия воды с остатками ядерного топлива ежегодно образуются сотни кубометров жидких радиоактивных отходов.

Кроме того, формируется большое количество радиоактивной пыли с высоким содержанием долгоживущих трансурановых изотопов, включая плутоний-239 (период полураспада которого 24 тыс. лет). По самым консервативным подсчетам, такой пыли там уже скопилось не менее 1,5 т (по другим оценкам — от 20 до 30 т). Залповый выброс в окружающую среду не прогнозируется, но полностью исключить разнос ветрами этих частичек при нынешних защитных барьерах невозможно.

В 2007 году французская фирма Vinci Construction Grand Projects по заявке руководства Украины приступила к созданию нового саркофага над разрушенным блоком. В конце ноября 2016 года, то есть ровно через 30 лет после сдачи объекта "Укрытие", подвижную арку объекта "Укрытие-2" успешно установили. Завершение этого проекта и сдача его в эксплуатацию состоялись в июле 2019 года.

В постройке первого сооружения "Укрытие" было задействовано 90 тыс. человек, в 1986 году заложили приблизительно 345 тыс. куб. м бетонной смеси и смонтировали около 7 тыс. т металлоконструкций. Для постройки такого сложного и уникального объекта в условиях крайне опасной радиационной обстановки потребовалось 206 суток — работы велись в три смены, то есть круглосуточно.

Спустя годы руководство госкорпорации "Росатом" на одной из конференций подчеркивало, что 26 апреля — день памяти всех, кто пожертвовал здоровьем и жизнью при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, а 30 ноября — день гордости всех сотрудников отрасли, поскольку удалось решить исключительно сложную задачу в жестких радиационных полях в весьма сжатые сроки.

Оглядываясь назад, хочется сделать три вывода. Во-первых, мало кто из руководства отрасли и тем более рядовые сотрудники могли предположить подобную разрушительную аварию, не ожидали, что нечто аналогичное вообще возможно. Также не ожидали аварий на американской АЭС Three Mile Island (март 1979-го) и на японской АЭС Fukushima (март 2011-го), хотя они оказали крайне негативное влияние на развитие национальной энергетики и на всех атомщиков в мировом масштабе. Ход работ при строительстве саркофага над четвертым блоком Чернобыльской АЭС показал, что никакого первоначального, эталонного плана не существовало, решения принимались на месте в помещениях вблизи разрушенного блока после коротких, но горячих дискуссий.

Во-вторых, специалисты в области безопасности атомной энергетики полагали, что, даже если тяжелая авария случится (маловероятно, но теоретически возможно), небольшая плотность населения в СССР и значительные расстояния от станций до крупных городов служили как бы моральной базой для оправдания недостаточного внимания к вопросам безопасности в 1970-х — начале 1980-х годов. Если бы над реактором типа РБМК на этапе проектирования и строительства предусмотрели и создали подобный саркофаг, который потом у нас стали называть контейнментом, это не исключило бы развитие аварийной ситуации в схожих условиях, но позволило бы существенно снизить последствия, поскольку часть энергии взрыва израсходовалась бы на разрушение защитной оболочки, и изменило бы характер выброса радиоактивности.

В-третьих, исключительно напряженная, слаженная и результативная работа всех привлеченных людей позволила решить сложную техническую задачу предельно быстро. То, что мы сегодня называем командно-административной системой, применительно к функционированию управления людскими ресурсами и материальными средствами в Советском Союзе, позволило в кратчайшие сроки мобилизовать тысячи квалифицированных людей, которые трудились самоотверженно, ответственно, не за страх, а за совесть, постоянно рискуя своим здоровьем. Вероятно, аналогии с периодом Великой Отечественной войны здесь вполне уместны.