Внаслідок аварії була зруйнована активна зона реактора, значна частина технологічного обладнання та будівельних конструкцій 4-го енергоблоку ЧАЕС. Були знищені бар’ери та системи безпеки, які захищали навколишнє середовище від радіонуклідів, що містились в опроміненому ядерному паливі.
Тому одразу ж після аварії постало питання про довгострокову консервацію 4-го енергоблоку шляхом будівництва споруди, яка б обмежила вихід радіоактивних речовин та іонізуючого опромінення за межі зруйнованого енергоблоку.Постановою ЦК КПРС і Ради Міністрів СРСР 634-188 від 29.05.86 р. Міністерству середнього машинобудування СРСР були доручені «робота із захоронения 4-го енергоблоку ЧАЕС та споруд, що до нього відносяться». Об’єкт отримав назву «Укриття 4-го блоку ЧАЕС».
Іншою Постановою ЦК КПРС і Ради Міністрів СРСР 663-194 від 05.06.86 р. функції генерального проектувальника робіт « із захоронения 4-го блоку ЧАЕС, із захоронения радіоактивних відходів і дезактивації обладнання проммайданчика ЧАЕС» були покладені на ВНІПІЕТ (м. Санкт-Петербург). Наукове керівництво роботами із захоронения 4-го блоку ЧАЕС здійснював ІАЕ ім. І.В.Курчатова.
Особливість і складність виконання робіт із консервації аварійного енергоблоку полягала у відсутності як у вітчизняній, так і у світовій практиці досвіду подолання наслідків такої масштабної аварії, а також у відсутності на той час спеціальних нормативних документів для розробки проектних рішень.
На фото: Зруйнований 4-й енергоблок ЧАЕС
Зважаючи на особливу відповідальність об’єкта «Укриття», було опрацьовано на концептуальному рівні вісімнадпять варіантів проекту, що передбачали, зокрема, улаштування пагорба зі щебеню і бетону, будівництво величезної споруди у вигляді аркового склепіння чи купола та інші варіанти. Але більшість запропонованих рішень вимагали значних витрат будівельних матеріалів, а головне - величезних трудовитрат і доз опромінення персоналу, а також тривалого часу на їх спорудження, що не відповідало основній вимозі - якомога скоріше ліквідувати наслідки аварії. Деякі рішення не могли бути реалізовані за тогочасного рівня техніки.
3 урахуванням матеріальних витрат і дозових навантажень на будівельний персонал, а також стислих термінів будівництва, був прийнятий остаточний варіант захисної споруди, що передбачав максимальне використання уцілілих несучих конструкцій 4-го енергоблоку у складі конструктивної системи об’єкта «Укриття».
Таким чином, будівельні конструкції об’єкта «Укриття» - це поєднання «старих» конструкцій зруйнованого енергоблоку № 4 та «нових» конструкцій, споруджених після аварії.
На фото: Конструкції опор і несучих елементів покриття об’єкта «Укриття»
1 - балка Б1 (балка Б2 знаходиться за нею); 2 - трубний накат;
3 - верхня частина стіни по осі 50, підсилена «корсетом»; 4 - вихлопна шахта;
5 – балка «Мамонт»; 6 - західна опора балки «Мамонт»;
7 - східна опора балки «Мамонт»; 8 - балка «Восьминіг»
Завдяки такому поєднанню була створена унікальна споруда, будівельні конструкції якої виконують надзвичайно важливу функцію фізичного бар’єру на шляхах виходу радіоактивних речовин та іонізуючого випромінювання у навколишнє середовище.
Основу фізичних бар’єрів складають зовнішні захисні конструкції, споруджені після аварії: каскадна стіна, контрфорсні стіни, покриття над реакторним блоком, деаераторною етажеркою і машинним залом.
Відносно уцілілі конструкції енергоблоку № 4 створюють опорний контур, на який спираються несучі елементи покриття над реакторним блоком і деаераторною етажеркою. Насамперед це північна і південна вихлопні шахти, монолітна стіна по осі 50 з каркасом, що прилягає до неї. На ці конструкції спираються головні балки Б1 і Б2, які разом з трубним накатом створюють покриття над центральною частиною реакторного блока (зокрема, над центральним залом). На конструкції деаераторної етажерки спираються балки «Мамонт» і «Восьминіг».
На фото: зовнішні захисні конструкції ОУ
1 - покриття над центральним залом; 2 - покриття над машинним залом; 3 - каскадна стіна;
4 – західна («велика») контрфорсна стіна; 5 - південні щити; 6 - південні щити-«ключки»;
7 - північні щити-«ключки»; 8 - північна («мала») контрфорсна стіна
Реалізація такого варіанту захисної споруди вимагала вирішення двох найбільш складних проблем:
- обстеження технічного стану уцілілих конструкцій 4-го енергоблоку у надзвичайно важких радіаційних умовах та оцінка можливості їх використання в якості конструктивних елементів об’єкта «Укриття»;
- вибір таких конструктивних і технологічних рішень, які б дозволили максимально скоротити строки будівництва об’єкта «Укриття» та мінімізувати радіаційний вплив на персонал і навколишнє середовище.
Крім ВНІПІЕТ, проектні роботи за різними напрямками виконувались низкою проектних інститутів, зокрема, ЛенПСК (м.Санкт-Петербург), ЦНППСК (м.Москва), УкрНІІПСК (м.Київ), ДніпроПСК (м. Дніпропетровськ) та іншими інститутами.
Для виконання будівельно-монтажних робіт із консервації аварійного блоку та спорудження об’єкта «Укриття» у системі Міністерства середнього машинобудування СРСР було спеціально створено Управління будівництва № 605.
У найкоротший термін були збудовані об’єкти забезпечення: бази постачання, бази з обслуговування автотранспорту і будівельної техніки, заводи із приготування бетонної суміші, пункта приймання і розвантаження будівельних матеріалів та інші об’єкти.
Для проживания працюючого персоналу були пристосовані піонерські табори, бази відпочинку, школи, створювались наметові містечка та будівлі, що швидко монтуються. Були організовані їдальні та об’єкти санітарно-гігієнічного призначення.
Вказані об’єкти розміщувались із урахуванням радіаційного стану територій їх знаходження та наявності транспортних комунікацій. Персонал щоденно доставлявся «чистим» автотранспортом до пункту пересадки на спеціальний автотранспорт, що обслуговував зону суворого режиму. Весь автотранспорт, що виходив із зони суворого режиму, підлягав дозиметричному контролю і, за необхідності, дезактивації на спеціалізованих пунктах.
3 метою забезпечення ефективності і безпеки робіт із консервації аварійного блоку до початку основних будівельно-монтажних робіт був здійснений комплекс заходів з дезактивації навколишньої території. Були видалені фрагмента активної зони реактора (уламки тепловиділяючих збірок, графіту і конструкційних матеріалів реактора), пожежні автомобілі та інша техніка, елементи зруйнованих будівельних конструкцій та технологічного обладнання, був знятий верхній забруднений шар грунту. Ці роботи виконувались за допомогою спеціальних інженерних машин, створених на базі танків і обладнаних захисним екрануванням, грейферним захватом, технічним телебаченням та приладами для виявлення локальних джерел іонізуючого випромінювання, а також бульдозерами, обладнаними захисним екрануванням. Після завершения робіт з видалення радіоактивних відходів територія навколо аварійного енергоблоку була вкрита шаром бетону товщиною до 0,5 м.
Іншим суттєвим фактором поліпшення радіаційної обстановки було спорудження по периметру аварійного енергоблоку так званих піонерних стін, які виконували функцію екранування. Крім того, простір за піонерними стінами використовувався для розміщення радіоактивних відходів, які були зібрані з навколишньої території.
Проведения робіт із дезактивації навколишньої території та створення захисних піонерних стін дали змогу приступити до виконання основного комплексу будівельно-монтажних робіт із спорудження об’єкта «Укриття».
Будівництво об’єкта «Укриття» у надзвичайно складній радіаційній обстановці вимагало розробки та впровадження таких організаційних і технологічних рішень, які б максимально, наскільки це можливо, забезпечували радіаційний захист будівельного персоналу.
Основні заходи з радіаційного захисту персоналу полягали у здійсненні радіаційного обстеження зон проведения робіт, використанні різноманітних засобів екранування та застосуванні дистанційних технологій виконання робіт у найбільш радіаційно небезпечних умовах.
Надзвичайно ефективною була технологія монтажу з використанням укрупнених конструкцій, які збирались у «чистій» зоні та допускали дистанційний монтаж. Конструкції проектувались з вузлами обпирання і з’єднання, що не потребували виконання операцій, пов’язаних з присутністю людей безпосередньо у зоні монтажу.
Для керування процесом монтажу був створений центральний оперативний пост, на який надходила інформація із телекамер, змонтованих безпосередньо на стрілах кранів та спеціальних вежах, які встановлювались у місцях з максимальним оглядом.
Були також впроваджені спеціальні технологи улаштування опалубки і проведения бетонних робіт з дистанційним використанням насосів для подачі бетонної суміші.
Для забезпечення радіаційного захисту персоналу здійснювався комплекс організаційних, радіаційно-гігієнічних та технічних заходів, зокрема:
- постійний моніторинг радіаційної обстановки у районі ЧАЕС і на прилеглих територіях;
- організація санітарно-пропускного режиму;
- забезпечення персоналу необхідними засобами індивідуального захисту (спецодяг, респіратори та інше);
- індивідуальний дозиметричний контроль;
- екранування кабін машин і механізмів;
- пилопригнічення у зонах виконання робіт і на прилеглих територіях;
- дезактивація машин і механізмів;
- організація харчування у «чистій» зоні.
Будівельно-монтажні роботи виконувались із використанням унікальних на той час машин і механізмів, зокрема: гусеничних кранів «Демаг» з вантажопідйомністю на основній стрілі до 650 т і на допоміжній стрілі - 112т при вильоті 78 м; автомобільних кранів «Лібхер», насосів для подачі бетонної суміші фірм «Швинг», «Путцмайстер», «Вортингтон», а також інших машин та механізмів, дообладнаних дистанційним керуванням і засобами захисту.
У процесі будівництва об’єкта «Укриття» було укладено близько 345 тисяч м3 бетонної суміші та змонтовано 7 тисяч тонн металевих конструкцій.
Крім будівельно-монтажних робіт був виконаний значний обсяг робіт із створення необхідних систем для безпечної експлуатації об’єкта «Укриття» (вентиляція, енергопостачання, система пожежогасіння, системи контролю та інші).
Проектування та спорудження об’єкта «Укриття» було здійснено за рекордно короткий строк - всього за півроку. Вже 30 листопада 1986 року був підписаний акт Державної комісії про приймання на технічне обслуговування об’єкта «Укриття».
Спорудження об’єкта «Укриття» стало найважливішим підсумком діяльності із реалізації першочергових заходів з мінімізації наслідків запроектної аварії на 4-ому енергоблоці ЧАЕС.
Водночас об’єкт «Укриття» не є об’єктом, створеним у відповідності з правилами і нормами проектування, будівництва, введения в експлуатацію і експлуатації не тільки ядерних установок чи об’єктів для поводження з радіоактивними відходами, а й звичайних промислових споруд. Його будівельні конструкції не відповідають вимогам нормативно-технічних документів з безпеки в частині структурної цілісності та надійності і мають невизначений строк експлуатації.
Будівельним конструкціям об’єкта «Укриття» притаманні такі основні недоліки:
- несучі конструкції опорного контуру (вцілілі проектні конструкції енергоблоку № 4) та вузли їх з’єднання значно пошкоджені, перевантажені вагою завалених на них будівельних конструкцій і обладнання, а також матеріалів, що використовувались під час ліквідації аварії. Оголена арматура залізобетонних конструкцій та металеві конструкції зазнають корозії;
- надійність та довговічність несучих конструкцій опорного контуру не може бути достовірно визначена внаслідок відсутності доступу до багатьох елементів і вузлів, а також складних радіаційних умов, що не дозволяють виконати детальне їх обстеження;
- споруджені після аварії конструкції розрізнені - не сполучені між собою, вільно спираються на несучі конструкції без фізичного з’єднання і утримуються в проектному положенні (відсутні зварювальні або болтові з’єднання опорних частин конструкцій);
- важкий доступ до елементів і вузлів металевих конструкцій для періодичного огляду та оновлення антикорозійного покриття.
Ці недоліки призводять до того, що з часом рівень безпеки об’єкта «Укриття» знижується. Триває процес деградації будівельних конструкцій. Існує висока ймовірність обвалення будівельних конструкцій, що може призвести до значного радіоактивного забруднення навколишнього природного середовища, а також опромінення персоналу і населения.
Все це вимагає постійного спостереження за станом конструкцій об’єкта «Укриття», важливих для безпеки, і втручання при виникненні загрози небезпечного відхилення їх стану від стабільного. Тому одразу ж після закінчення будівництва об’єкта «Укриття» були розпочаті і продовжуються дослідження стану його будівельних конструкцій і реалізація невідкладних заходів з їх підсилення. 3 часом, у 90-х роках, була розроблена та реалізується стратегія перетворення об'єкта «Укриття» на екологічно безпечну систему.
