Сотня лет на демонтаж реакторов?

Планы работ правительства и электроэнергетической компании TEPCO предусматривают завершить ликвидацию энергоблоков максимум за 40 лет со времени аварии. Однако до сих пор точно не определено даже местонахождение расплавившегося топлива в первом, втором и третьем реакторах, и некоторые специалисты считают, что для полного завершения демонтажа потребуется не менее сотни лет. Извлечение расплавившегося топлива – самая сложная задача в процессе демонтажа. Сейчас в поисках путей решения этой проблемы объединились лучшие умы как в Японии, так и за рубежом.

Вид АЭС «Фукусима-1» Токийской электроэнергетической компании (TEPCO). Февраль 2015 г. (фото автора)

Пять лет борьбы с заражённой водой

Когда попадаешь на АЭС «Фукусима-1», сразу бросается в глаза скопление цистерн. Всего их там около 1100, в цистернах хранится около 800 000 тонн заражённой воды. Не будет преувеличением сказать, что пять лет со времени аварии пришлось потратить на борьбу с водой, подвергшейся радиоактивному загрязнению. Огромное количество цистерн молчаливо свидетельствует, как сложно было справляться с заражённой водой, объём которой всё прибывал.

Вид на АЭС «Фукусима-1» с западной стороны. За цистернами, которыми уставлена территория, видно здание энергоблока

Особенно сложная задача – сдерживать рост объёмов воды с высокой концентрацией радиоактивных веществ. Грунтовые воды, поступая в энергоблоки 1, 2, 3 и 4, смешиваются с загрязнённой водой и увеличивают её объём. При помощи целого ряда мер компания TEPCO собирается свести объём поступающей в энергоблоки воды к 2020 году практически к нулю.

Из этих мер сравнительно действенными оказались два способа: забор ещё не загрязнённых грунтовых вод из колодцев со стороны возвышенности (с западной стороны) до попадания её в энергоблоки и отвод в море, а также откачивание воды из дренажной системы через колодцы вблизи строений, откуда ещё не подвергшаяся загрязнению вода тоже отводится в море. Оба способа к настоящему моменту позволили отвести в море в общей сложности приблизительно 230 000 тонн воды. Тем не менее, каждые сутки под энергоблоки попадает около 150 тонн грунтовых вод.

С другой стороны, в некоторых случаях борьба с загрязнением воды порождает новые проблемы. Чтобы избежать просачивания загрязнённых грунтовых вод в море, в октябре 2015 года компания TEPCO закончила сооружение вдоль береговой линии гидроизоляционного барьера длиной 780 метров из вбитых в грунт 30-метровых стальных труб. Однако его появление привело к подъёму уровня береговых грунтовых вод. Их пришлось откачивать и направлять под энергоблоки. Ежесуточно таким образом перекачивают до 550 тонн. Парадоксальным образом, мера по борьбе с загрязнением оборачивается приростом объёма загрязнённой воды, и на данный момент у этой проблемы нет решения. Завершено строительство оборудования для создания вокруг зданий АЭС гидроизоляционной стены из замороженного грунта, но для полной заморозки потребуется около 8 месяцев.

В сентябре 2013 года, выступая перед Международным олимпийским комитетом по случаю избрания Токио местом проведения летних Олимпийских игр 2020 года, премьер-министр Абэ Синдзо заявил, что ситуация с загрязнением воды находится под контролем. На момент заявления – сразу после того, как обнаружилась утечка из цистерн около 300 тонн сильно заражённой воды – ситуация была весьма далека от того, как её описал премьер-министр. Но сейчас, через пять лет после аварии, когда риск снизился настолько, что вряд ли следует ожидать возникновения непредвиденных осложнений, ситуацию в определённой степени действительно удалось наконец взять под контроль.

Улучшение условий работы ликвидаторов

Уровень радиации в воздухе на территории станции за эти пять лет существенно снизился. Компания TEPCO рассчитывает, что с конца марта годовая доза облучения, получаемого на территории АЭС, не будет превышать 1 мЗв. С учётом того, что вначале годовая доза облучения от обломков, а также цистерн с сильно заражённой водой на территории станции превышала 10 мЗв, налицо значительное улучшение ситуации.

Чтобы снизить дозу облучения, TEPCO укладывает новое покрытие на площади в 1,45 млн кв. м (вся АЭС «Фукусима-1» занимает площадь в 3,5 млн кв. м), эти работы уже выполнены на 84%. Почти вся накопленная в цистернах вода с высокой концентрацией радиоактивных веществ один раз прошла очистку с использованием системы высококачественной очистки (ALPS) и других средств. Снижение радиационного фона на станции является результатом этих усилий.

Снижение уровня радиации в воздухе значительно улучшило условия труда. За исключением отдельных участков вблизи реакторов номер 1, 2, 3 и 4, где доза радиации в воздухе превышает 100 мкЗв/ч, почти на всей территории АЭС можно находиться без шлем-маски. В западной части территории, удалённой от реакторов, можно ходить в одноразовом пылезащитном респираторе и спецодежде. В день, когда автор статьи приехал для сбора материала, на дорогу на территории станции выбежала дикая лисица. Судя по тому, как с улыбкой проходили мимо работники АЭС, появилась она не впервые. Лиса, по всей видимости, тоже привыкла, и убегать не собиралась. Эта, казалось бы, не вполне уместная в таком месте умилительная сцена позволяет ощутить, как ослабевает напряжённость на месте проведения работ.

На территории АЭС появилась лиса. Похоже, она привыкла к людям и не убегает

В июне 2015 г. у главных ворот, расположенных с западной стороны АЭС, завершили строительство большого девятиэтажного центра отдыха со столовыми и помещениями для отдыха. Горячую еду, которую предлагают в столовой на втором этаже, привозят с пищевого комбината, расположенного за пределами станции. Комплексный обед, лапшу и другую еду можно купить по 380 йен за порцию. За едой работники станции оживлённо беседуют, шутят, и лица их теплеют. А ведь сразу после аварии рабочие получали лишь понемногу крекеров и бутылке минеральной воды в день. В этом ситуация решительно улучшилась.

«Очень важно приблизить условия к обычной обстановке на любых других рабочих площадках», – считает Масуда Наохиро, главный ответственный «Компании по дезактивации и демонтажу реакторов АЭС “Фукусима-1”», созданной в апреле 2014 года. Цель её создания – взять на себя проведение работ по демонтажу реакторов и решению проблемы заражённой воды, а также ускорить принятие решений. Сейчас, если только не заходить намеренно в зоны сильной радиации, на территории АЭС нет мест, пребывание в которых угрожает жизни.

Где находится расплавившееся топливо?

Насколько же продвинулись основные работы по демонтажу реакторов? В зданиях энергоблоков 1-3 уровень радиации столь высок, что не позволяет человеку проникнуть внутрь. В мировой практике не имеется прецедентов выполнения работ по извлечению топлива и демонтажу сооружений в таких неблагоприятных условиях, и к практической работе внутри энергоблоков до сих пор не приступили. Сейчас лишь начали наконец проводить обследования для того, чтобы получить основную информацию, то есть определить, какие потребуются технологии, и для начала установить, где именно и в каком состоянии находится расплавившееся ядерное топливо.

Решено полностью демонтировать все шесть реакторов «Фукусимы-1». Согласно плану, практически не пострадавшие реакторы номер 5 и 6 будут использованы в качестве опытных объектов для демонтажа первого, второго и третьего реакторов. Из реактора номер 4, который на момент аварии проходил плановую проверку, уже извлекли 1 535 отработавших топливных стержней. Демонтировать этот реактор проще всего, но конкретный план работ пока не принят, поскольку компания TEPCO в первую очередь занимается реакторами номер 1, 2 и 3.

В октябре 2015 года на крыше энергоблока номер 1 сняли панели, установленные для того, чтобы не допустить распространения пыли, содержащей радиоактивные вещества. После демонтажа стенных панелей и установки защищающего от ветра покрытия приступят к удалению обломков и мусора из верхней части здания. Выемку топливных стержней из бассейна выдержки планируют начать в 2020 году.

Верхнюю часть энергоблока номер 2 собираются начать разбирать примерно летом 2016 года. В отличие от реакторов номер 1, 3 и 4, где произошли взрывы водорода, энергоблок номер 2 практически не разрушен. Но для того, чтобы извлечь ядерное топливо из бассейна выдержки, придётся демонтировать оборудование внутри энергоблока, поскольку оно сильно заражено радиоактивными веществами, и установить новый кран и прочее оборудование. Извлекать топливо из бассейна начнут в 2020 году, но прежде разберут верхнюю часть здания, выше пола последнего, пятого этажа.

Здание энергоблока 2 (на переднем плане), за ним – энергоблок 1

На энергоблоке 3, верхняя часть которого превратилась в груду обломков из-за взрывов водорода, уже выполнен большой объём работ по расчистке – удалены крупные куски бетона и арматуры, пол пятого этажа частично срезан, убран мелкий мусор. В г. Иваки преф. Фукусима, который находится в нескольких десятках километров южнее АЭС, сейчас в самом разгаре учения по сборке крыши энергоблока с установленным на ней подъёмным краном. Он необходим для извлечения 566 топливных стержней, которые остаются в бассейне выдержки. В первой половине 2016 года эту конструкцию планируют доставить на АЭС и установить на энергоблоке, а к извлечению топлива из бассейна собираются приступить в 2017 году.

Здание энергоблока 3 с демонтированной верхней частью, за ним – энергоблок 4

Что касается исследований с целью выяснить местонахождение и состояние расплавившегося и вытекшего ядерного топлива, в энергоблоке 1 уже в текущем году планируют направить внутрь защитной оболочки реактора робота. Приблизившись к центру, он должен спустить закреплённую на проводе камеру, чтобы выяснить состояние расплавившегося ядерного топлива, которое предположительно находится в нижней части защитной оболочки. Однако на энергоблоке 2 начало обследования откладывается. Что же касается реактора 3, то пока что даже проведение обследования ещё не планировалось.

В целом обследования внутри защитных оболочек реакторов запаздывают из-за крайне высокого уровня радиации внутри оболочек. Такие обследования проводят с помощью дистанционно управляемых роботов, однако радиация создаёт помехи работе различных устройств. Чем ближе робот окажется к расплавившемуся ядерному топливу, тем больше вероятность того, что излучение сильно повлияет на функционирование его полупроводников и моторов. Важной задачей становится разработка роботов, способных исправно функционировать даже в условиях сильной радиации. Хотя такие исследования ведутся, перспективы практического применения пока остаются неопределёнными.

На пути к возрождению

Даже если задача по выяснению местонахождения и состояния расплавившегося топлива будет успешно решена, это станет лишь первым шагом к началу работ по демонтажу реакторов. Как извлечь расплавившееся и потерявшее исходную форму ядерное топливо? Полагают, что действенным методом может стать заполнение защитной оболочки водой и извлечение топлива с помощью специально разрабатываемого для этой цели оборудования, но есть сомнения прежде всего в том, удастся ли заливать воду в оболочку. Совершенно ясно, что защитные оболочки реакторов повреждены во время аварии, и в нынешнем состоянии, сколько бы воды ни было залито, она вытечет и уйдёт под землю. Заполнить оболочку водой невозможно, если прежде не определить места повреждений и не отремонтировать их, устранив утечки. Разумеется, оболочки могут быть повреждены не в одном месте.

«Остановить утечки из защитной оболочки очень сложно, а если не удастся заполнить её водой, извлечение топлива с использованием роботов представляется еще более затруднительной задачей», – считает Мадарамэ Харуки, который на момент аварии выступал в роли советника правительства на посту председателя Комиссии по ядерной безопасности, независимого органа надзора за соблюдением норм безопасности использования ядерной энергии. Даже если удастся залить воду, сплавившееся ядерное топливо будет невозможно извлечь целиком. Его, конечно, придётся резать на части. Но если топливо и удастся разрезать и извлечь, на данный момент нет даже представления о том, где и как его потом хранить.

Мадарамэ Харуки считает, что с задачей полного завершения демонтажа «вероятно, удастся каким-то образом справиться, если оценивать ситуацию в столетней перспективе». На демонтаж реакторов 1 и 2 АЭС «Михама» компании KEPCO, которые недавно решили вывести из эксплуатации, отведено 30 лет, а реактор 1 АЭС «Цуруга» компании JAPC собираются демонтировать за 25 лет. И это время, которое требуется для демонтажа реакторов в нормальном состоянии, а не аварийных.

С учётом нынешнего состояния АЭС «Фукусима-1», думается, что прогноз Мадарамэ Харуки гораздо ближе к реальности, чем планы выполнения работ, принятые правительством и компанией TEPCO. Провозглашаемое этими планами «завершение демонтажа максимум за 40 лет» не имеет ясных обоснований. Невозможно сказать, как будут проходить работы – сроки их выполнения будут сильно зависеть от состояния расплавившегося топлива и уровня радиоактивности.

Вероятно, в не слишком далёком будущем правительство и TEPCO пересмотрят свои планы работ по демонтажу реакторов. Впрочем, даже если их выполнение и затянется, не стоит слишком винить правительство и компанию. Соблюдение графика работ не является целью демонтажа – его следует выполнить основательно и безопасно. Именно в этом залог настоящего восстановления в префектуре Фукусима.

Фотография к заголовку: Председатель Комиссии по ядерному регулированию Японии Танака Сюнъити (справа) во время инспекции на АЭС «Фукусима-1», 13 февраля 2016 г. (©Jiji)