4 Хранилища рао

Особого внимания из проблем радиационной опасности территории ЗО заслуживают пункты временной локализации радиоактивных отходов (ПВЛРО), которые представляют собой места захоронения радиоактивных материалов (преимущественно высокоактивного верхнего слоя почвы). Захоронения проводились в крайне сжатые строки, что привело к тому, что не было создано надежной изоляции материалов, содержащих радионуклиды, от ОС (почвенных вод и др.). На территории ЧЗО насчитывается около 800 таких пунктов.

Общее количество РАО в ЗО (без объекта “Укрытия”) составляет около 2,8 млн. м³. Из их в ПЗРО и в ПВЛРО находятся свыше 2,0 млн. м³ РАО с общей активностью около 7,6·10¹⁵  Бк. Общий объем радиоактивно загрязненных материалов, сосредоточенных в ЗО, достигает 11 млн. м³. В пунктах захоронения радиоактивных отходов и пунктах временной локализации РАО сосредоточено ¹³⁷Cs – 4,5 ПБк, ⁹⁰Sr – 3,5 ПБк, ТУЭ – около 0,1 ПБк.

Объект «Укрытие», который является местом временного хранения неорганизованных радиоактивных отходов, содержит до 20 МКи активности (сумма по ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr). Активность альфа-излучающих радионуклидов объекта «Укрытие» составляет около 270 кКюри.

РАО чернобыльского происхождения является чрезвычайно разнообразными за соотношением радионуклидов, уровнями удельной активности и составом вещества. Большинство чернобыльских РАО сохраняются в условиях, которые не отвечают требованиям современной нормы радиационной безопасности. Так, для большинства хранилищ РАО ЗО (за исключением ПЗРО “ Буряковка” и “Подлессний») наблюдаются факты выхода радионуклидов за пределы хранилищ (например: загрязнение радионуклидами грунтовых вод). Это является следствием отсутствия адекватной системы инженерных барьеров, периодического подтопления части ПВЛРО и биогенного выноса радионуклидов. Содержание радионуклидов в природных и техногенных объектах Чернобыльской зоны отчуждения приведено в табл.4.1.

Основными путями миграции радионуклидов за пределы Зоны отчуждения являются: водный (речной) сток (р. Припять), воздушный (ветровой) перенос (в случае лесных пожаров), биогенный вынос, техногенная миграция.

Таблица 4.1 - Содержание радионуклидов в природных и техногенных объектах Чернобыльской зоны отчуждения

Объект	Активность, ПБк
	сумма	137Cs	90Sr	ТУЭ
Территория ЗО	8,13×1015	5,5×1015	2,5×1015	1,3×1014
Пруд-охладитель	2,2×1014	1,9×1014	3,0×1013	2,0×1012
Пункты захоронения РАО	5,5×1015	3,6×1015	1,8×1015	9,0×1013
Пункты временной локализации РАО	2,14×1015	1,4×1015	7,0×1014	4,0×101
Всего	1,6×1016	1,0×1016	5,0×1015	2,6×1014
Объект“Укрытие”	3,4×1017	1,9×1017	1,4×1017	4,5×1015

Данные по выносу радионуклидов с разных источников на территории Чернобыльской зоны отчуждения за её границы (табл.4.2).

Таблица 4.2 – Вынос радионуклидов с разных источников на территории Чернобыльской зоны отчуждения за её границы

Выносы	Активность, ТБк/год	% от запаса в Зоне
Водный (макс.)	17,6	0,21
Водный (мин.)	4,4	0,05
Биогенный вынос за территорию ЗО (животные)	0,07	0,00086
Биогенный вынос в ЗО (леса и луга)	6,15	0,076
Техногенный вынос за территорию зоны	0,016	0,0002
Ветровой перенос	0,7	0,0086
Депонирование в геологической среде	37	0,46
Выбросы с ОУ (нормальные условия)	0,0116	0,0000016
Выбросы с ОУ (аварийные условия)	155	0,02

Из приведенных данных следует, что один из основных способов выноса радионуклидов за пределы зоны является водный, а на территории – депонирование в геологической среде. За счет прироста биомассы лесных насаждений в древесине ежегодно депонируется почти такое же количество радионуклидов, что выносится за ее границы водным путем

Выводы:

Через двадцать лет после аварии ЗО представляет собой открытый источник радиоактивности с огромным запасом радионуклидов, собственной неоднородной структурой их распределения в компонентах окружающей среды и техногенных объектах, присутствием различных форм и видов депонированных радиоактивных нуклидов. Вследствие этого радиационный фактор продолжает оставаться одним из основных в определенной потенциальной опасности как для населения, проживающего на прилегающих к Зоне территориях, так и для населения Украины в целом.

Лекция №12

по дисциплине «Радиационные источники»

Тема: Объект «Укрытие» и его недостатки

Цель: Рассмотреть основные этапы строительства ОУ, его особенности и недостатки

План:

1. Необходимость создания ОУ и решение о его строительстве

2. Основные этапы строительства ОУ

3. Статус ОУ

4. Недостатки ОУ

Литература:

Технологический Регламент объекта «Укрытие» реактора блока №4 Чернобыльской АЭС

К моменту аварии активная зона реактора содержала 190,2 т ядерного топлива (по урану). В настоящее время можно считать установленным, что внутри объекта “Укрытие”, осталось более 95 % этого топлива.

После взрыва выброс радионуклидов из поврежденного реактора имел две компоненты. Одна содержала летучие радиоактивные вещества, которые выносились аэрозолями. При этом выброс цезия составил (33  10) % от накопленного в активной зоне.

Другая – это радионуклиды с относительно высокой температурой кипения, которые вылетали также в виде аэрозолей, но в составе урановой матрицы (топливные частицы). Их выброс менее 5 %.

2 6 апреля 1986 г. на 4-ом блоке ЧАЭС произошла крупнейшая в истории атомной энергетики авария, в результате которой была полностью разрушена активная зона реактора, повреждено реакторное отделение, деаэраторная этажерка, машинный зал (МЗ) и ряд других сооружений. Были уничтожены барьеры и системы безопасности, защищающие окружающую среду от радионуклидов, содержащихся в облученном топливе, и произошел выброс активности из реактора. Этот выброс на уровне миллионов Кюри в сутки, продолжался в течение 10 дней с 26.04.86. по 06.05.86., после чего упал в тысячи раз и в дальнейшем постепенно уменьшался (на рис. 1).

По характеру протекания процессов разрушения 4-го блока и по масштабам последствий указанная авария имела категорию запроектной и относилась к 7-ому уровню (тяжелые аварии) по международной шкале ядерных событий INES (в приложении А).

После стабилизации ситуации необходимо было в кратчайшие сроки выполнить комплекс работ по ограничению последствий запроектной аварии - создать новые барьеры на пути распространения радиоактивности, оставшейся в разрушенном реакторе, и защитить окружающую территорию от проникающего и рассеянного излучения.

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:

Реакторный блок.

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.

Деаэраторная этажерка.

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

Машинный зал.

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.

Имеет локальные разрушения.

Система аварийного охлаждения реактора.

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.

Территория.

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.

Решение о создании объекта “Укрытие”

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.