Шесть лет спустя после аварии на АЭС «Фукусима-1»: трудности с определением состояния остатков ядерного топлива

Я видел это место шесть лет назад, когда в зданиях энергоблоков один за другим происходили взрывы водорода, персонал носил полные маски и белые защитные одежды, а дозиметры подавали тревожные сигналы. Потом здесь велась тяжёлая борьба с радиоактивным заражением воды, а сейчас реакторы выглядят совершенно иначе.

Для того, чтобы уменьшить количество воды, которая попадает под здания реакторов и загрязняется радиоактивными веществами, большая часть территории находится теперь под покрытием, которое не позволяет дождевой влаге просачиваться в землю и пополнять грунтовые воды. Там, где была открытая земля, теперь простирается серый бетон. Тесное скопление на территории АЭС более чем 900 огромных цистерн всё так же являет собой причудливое зрелище, но сегодня в них находится вода, из которой по большей части извлечены радиоактивные вещества, и исходящий от цистерн уровень радиации гораздо меньше, чем в то время, когда в них накапливалась вода с высоким содержанием радиоактивных изотопов.

Вид на территорию АЭС «Фукусима-1» с западной стороны. За обильным скоплением огромных цистерн видны реакторы №1-4, где произошла авария. 17 февраля 2017 г. (фотография автора)

Все это привело к тому, что территория, где можно находиться без полностью закрывающей лицо маски и защитной спецодежды, стала значительно обширнее. Но хотя при виде рабочих, шагающих с улыбками на лицах, создаётся впечатление, будто это какой-нибудь обычный завод, по-прежнему остаются места, где человек просто не может находиться, и это, в первую очередь, здания реакторов.

Распространение не вполне корректной информации

В первой декаде февраля за границей стали разлетаться слухи о том, что «на Фукусиме продолжают происходить серьёзные неприятности», «похоже, произошёл резкий скачок уровня радиации». Поводом послужили расчётные данные по результатам обследования ситуации внутри защитной оболочки реактора №2, которое провели в третьей декаде января компания TEPCO, Международный центр исследований и разработок по выводу из эксплуатации ядерных реакторов (IRID) и фирма Toshiba. Согласно данным этих примерных расчётов, уровень радиации в отдельных местах внутри гермооболочки предположительно превышает 500 зивертов.

Безусловно, столь высокий уровень радиации смертелен для человека, но ведь речь идёт о радиации внутри защитной оболочки реактора, и влияние её на людей, а также загрязнение радиацией пространства за пределами зданий реакторов представляется маловероятным. В реакторе №2 во время аварии произошло расплавление ядерного топлива, и поскольку расплавившееся топливо протекло под гермооболочку, следовало предполагать, что в процессе демонтажа реактора будет подтверждён соответствующий уровень радиации. Но по мере того, как новость распространялась за рубежом, эту цифру стали воспринимать вне данного контекста, как отдельно взятую величину, а тот важнейший факт, что от этой радиации нас прикрывает защитная оболочка реактора, выпал из внимания где-то по пути распространения.

Здание, где находится реактор №2 АЭС «Фукусима-1», 17 февраля 2017 г. (фотография автора)

Стоя перед зданием энергоблока, понимаешь, что на самом деле эта новость отнюдь не означала, что убийственный для человека уровень радиации распространяется за пределы здания, равно как не означает она и того, что из энергоблока происходит новое загрязнение окружающей среды. Сейчас, когда со времени аварии минуло уже 6 лет, откровенно говоря, остаётся лишь сожалеть о подобном распространении не вполне корректной информации. Распространение ложных и неверных сведений неминуемо приводит к новому ущербу для репутации местности, где находится АЭС.

Обследование при помощи камеры

Давайте попробуем оценить обследования, проведённые во втором энергоблоке. Реактор №2 работал во время Большого восточно-японского землетрясения, как и реакторы №1 и № 3. Хотя при толчках реакторы были экстренно остановлены, их охлаждение стало невозможным из-за полного прекращения подачи электроэнергии, вызванного волнами цунами. В результате во всех трёх реакторах произошёл расплав ядерного топлива. Расплавившееся ядерное топливо вытекло через нижнюю часть реакторов и попало в нижнюю часть пространства внутри защитной оболочки, оплавив металлические конструкции на своём пути и сплавившись с ними. Таким образом образовались обломки, содержащие расплав ядерного топлива.

Целью нынешней попытки обследования реактора №2 с помощью аппарата с дистанционным управлением было выяснение состояния этих обломков с ядерным топливом. В качестве маршрута проникновения в пространство под ядерным реактором выбрали рабочий тоннель X-6 диаметром около 60 сантиметров, который расположен в нижней части напоминающей формой огромную колбу гермооболочки. Рабочий тоннель X-6 плотно прикрывает толстая стальная крышка. Уровень радиации очень высок, и люди не могут там находиться долго, поэтому отверстие диаметром 11,5 см в крышке сделали при помощи автоматического оборудования.

В ходе обследования в отверстие 26 и 30 января ввели телескопическую трубу с камерой на конце, чтобы увидеть, что происходит внутри. За X-6 внутри защитной оболочки имеется ведущий к рабочей площадке непосредственно под реактором направляющий рельс шириной 60 см и длиной 7,2 м, предназначенный для замены оборудования. Вдоль этого рельса служащие АЭС вводили камеру.

В ходе осмотра 26 января удалось провести съёмку до средней части рельса, подтвердив отсутствие серьёзных повреждений на этом участке. При осмотре 30 января камеру удалось продвинуть глубже и получить изображение части рабочей площадки, которая находится под реактором. Ввести камеру непосредственно под один из реакторов удалось впервые со времени аварии на АЭС. В свете луча подсветки камера запечатлела шокирующее зрелище: металлический рабочий помост деформировался и отёк вниз, словно тянучка, а его поверхность покрывают наслоения неопределённого цвета, не то чёрного, не то коричневого.

Снимок рабочей площадки под ядерным реактором №2, сделанный в ходе обследования 31 января. Площадка частично расплавилась и стекла вниз (фотография предоставлена IRID)

Деформированная высокой температурой рабочая площадка в нескольких местах провалилась вниз, а в одном месте зияет большая квадратная дыра размером метр на метр. Имеется вероятность, что наслоения на площадке представляют собой остатки расплавившегося ядерного топлива, но поскольку камера не была оснащена ни дозиметром, ни термометром, в тот день это не было установлено со всей определённостью.

По результатам обследования стало ясно, что на участке посередине рельса предполагаемый уровень радиации в одном из мест составляет 530 зивертов. Величина была рассчитана исходя из уровня радиационных помех на изображениях, снятых камерой. Эта цифра и послужила поводом для распространения за рубежом вводящей в заблуждение информации, о которой говорилось выше.

Необъяснимое несоответствие уровней радиации

Следующую операцию по обследованию с введением устройства внутрь защитной оболочки реактора выполнили 9 февраля. В ходе её выполнения предполагалось смыть с рельса одно из наслоений, месторасположение которого было установлено ранее, с помощью струи воды под высоким давлением из водомёта самоходного робота. Целью этого было проложить дорогу для робота, формой похожего на скорпиона, чтобы провести основное обследование.

Максимальная толщина налипшего на рельс наслоения составляет около 2 сантиметров, предположительно оно представляет собой оплавившиеся остатки краски, оболочки кабелей и т. п. Наслоение покрывает участок рельса приблизительно пятиметровой длины. Струёй воды удалось очистить приблизительно 2 метра, но из-за высокого уровня радиации возникли неполадки с камерой устройства, поэтому время проведения операции пришлось сократить, и остальную часть наслоения смыть не удалось. Из изображения, полученного в ходе операции по зачистке рельса, стало понятно, что примерно рассчитанный уровень радиации на его поверхности составляет порядка 650 зивертов.

По результатам проведённых на тот момент исследований удалось получить много новой информации и предположительных данных о ситуации непосредственно под ядерным реактором, но в то же время появились новые вопросы, не находящие объяснений. В то время, как рассчитанный исходя из уровня «шума» на снимках уровень радиации непосредственно под ядерным реактором составил 20 зивертов, сбоку от цилиндрического бетонного основания, на которое опирается реактор (т. н. «пьедестала»), то есть не вполне под реактором, уровень радиации на порядок выше и составляет 500 зивертов.

Отчего же в зоне, куда не могли упасть остатки расплавившегося ядерного топлива, уровень радиации гораздо выше, чем непосредственно под реактором, где, как полагают, находится смешавшееся с обломками ядерное топливо? Что может служить источником излучения в этом месте? Этот вопрос озадачивает и президента компании, которая занимается демонтажом реакторов АЭС «Фукусима-1» Масуду Наохиро.

«По правде говоря, это стало полной неожиданностью. Было бы вполне понятно, если бы непосредственно под реактором уровень радиации был выше, а чем дальше, тем ниже. Если за пределами зоны под реактором уровень радиации настолько высок, значит, там что-то есть, однако возникает вопрос, что же это такое? И наоборот, уровень в 20 зивертов непосредственно под реактором также представляется подозрительно невысоким. Невозможно понять, являются ли наслоения на рабочей площадке под реактором остатками расплавившегося ядерного топлива, пока в нашем распоряжении не будет данных замеров уровня радиации и температуры».

Масуда Наохиро, президент Компании по проведению демонтажа реакторов АЭС «Фукусима-1», 3 февраля 2017 г., столичный район Тиёда (фотография автора статьи)

В поисках ответов на эти вопросы специалисты возлагали большие надежды на обследование с помощью робота-скорпиона. Этот самоходный робот с дистанционным управлением, разработанный IRID совместно с компанией Toshiba, оснащён камерами в передней и задней частях, а также дозиметром и термометром. Такая конструкция позволяла роботу при проникновении через тоннель X-6 принять форму цилиндра высотой 6 см и длиной около 60 см, а достигнув рельса, робот мог приподнять над собой для съёмки «скорпионий хвост» с установленной на его конце камерой. Таким образом предполагалось измерить фактический уровень радиоактивности и температуру наслоений и определить, действительно ли это обломки, содержащие ядерное топливо.

Не достигший цели робот-скорпион

Шестнадцатого февраля наконец был запущен робот в форме скорпиона, но это закончилось неудачей. Робот не смог преодолеть наслоение на рельсе, а при попытке вернуть робота назад у него отказала гусеница. Наслоение не поддалось струе воды под высоким давлением. Добраться до рабочей площадки под реактором и обследовать обломки, предположительно содержащие ядерное топливо, так и не удалось. IRID была вынуждена оставить робота-скорпиона внутри защитной оболочки и перерезать его кабель.

Как утверждают, затраты на реализацию проекта обследования ситуации внутри защитной оболочки реактора №2 существенно превышают 1 млрд йен. Неудача робота-скорпиона весьма прискорбна, но глядя на результаты всех предпринятых обследований в целом, следует признать, что самая первая попытка, когда с помощью камеры удалось получить изображение пространства непосредственно под реактором, принесла хорошие плоды. Нет никакого сомнения в том, что этот результат станет большим подспорьем при выборе и утверждении метода извлечения обломков, содержащих остатки ядерного топлива.

Как извлечь расплавившееся ядерное топливо, упавшее на дно гермооболочки? Попытку проделать такую операцию человек предпримет впервые, это самая большая трудность всей работы по демонтажу реактора. Отнюдь не обязательно всё будет идти, как полагают. «Даже потерпев неудачу, нам остается только собраться с силами и двигаться дальше», – говорит начальник отдела планирования IRID Кувабара Хирохиса.

Теперь, вероятно, уже нынешним летом, специалистам предстоит определить порядок извлечения содержащих ядерное топливо обломков из каждого реактора, после чего в первой половине 2018 будет принято решение о том, с какого реактора начнутся работы по извлечению. Далее в 2021 году предполагается приступить к выполнению работ непосредственно по извлечению обломков из первого по порядку реактора.

«Работы по извлечению обломков с ядерным топливом предстоит вести в условиях крайне высокого уровня радиации только с помощью дистанционных устройств. Если не проработать всё тщательно, в случае какого-нибудь сбоя будет невозможно продолжать работу. Поэтому альтернативные меры на такого рода случаи, а также реагирование на различные риски необходимо предусмотреть ещё на этапе планирования», – считает Кувабара.

Для того, чтобы принять окончательное решение о способе извлечения содержащих ядерное топливо обломков из реактора №2, где процесс обследования продвинулся дальше, чем в других реакторах, пока ещё только предстоит установить точное местонахождение и состояние этих обломков. Для этого нужно подвести итоги нынешних обследований и провести новые. Возможно, для TEPCO и IRID близится необходимость серьёзного пересмотра планов. Главное при этом – чтобы чрезмерная поспешность не привела к неудаче, которая может полностью отбросить назад планы демонтажа реакторов.

Увидеть своими глазами

В самом начале статьи я отмечал, что уровень радиации на месте демонтажа реакторов снизился, обстановка там – как на обычной рабочей площадке. Возможно, в это трудно поверить тем, кто там не бывал. Но автор лично ходил пешком по территории АЭС «Фукусима-1» в течение примерно трёх часов с прикреплённым дозиметром. Полученная доза составила 0,03 миллизиверта. Это примерно столько же, сколько человек получает при рентгеновском снимке грудной клетки.

Известно ли вам, что за год место демонтажа осматривают порядка 8 тысяч человек? Число посетителей возрастает из года в год, и за шесть лет со времени аварии оно достигло в общей сложности 30 тысяч человек. Поначалу, сразу после аварии, это были в основном технические специалисты и представители властей, но в последнее время бывает и немало групп старшеклассников и студентов. В предоставляемых TEPCO касках и медицинских масках-респираторах они поднимаются на площадку, откуда можно окинуть взглядом здания энергоблоков. Масуда Наохиро из Компании по продвижению демонтажа реакторов АЭС «Фукусима-1» с энтузиазмом поддерживает такую открытость перед обществом.

«Мы хотим, чтобы поколение, которому предстоит жить в наступающей эпохе, понимали, что именно происходит на АЭС «Фукусима-1» в настоящий момент, и что мы собираемся предпринимать. Не происходит ли там чего-то опасного? А может быть, TEPCO что-то от нас скрывает? Такие опасения, вероятно, имеются у всех. Именно поэтому я считаю, что очень важно дать людям возможность всё увидеть своими глазами.

Примерный подсчёт побывавших с осмотром на АЭС «Фукусима-1»

(По данным исследования TEPCO; за 2016 финансовый год данные до конца декабря 2016)

С какими чувствами покидают демонтируемую АЭС те, кто осмотрели её территорию? Наверное, у всех они разные. Но то, что молодёжь, которой ещё только предстоит взять дело в свои руки, видит место проведения работ по демонтажу собственными глазами, имеет очень большое значение. Хочется пожелать, чтобы как можно больше молодых людей побывали на месте самой страшной ядерной аварии в нашей истории, и чтобы это послужило для них поводом задуматься о том, что такое ядерная энергетика.

Фотография к заголовку: Автор стоит в 150 метрах западнее здания энергоблока №2, где проводились обследования внутри защитной оболочки. На этом месте уровень радиации невысок, и необходимости в закрывающей всё лицо маске и защитной одежде нет. 17 февраля 2017 г., АЭС «Фукусима-1» компании TEPCO