Особливості об'єкта "Укриття" визначаються його потенційною небезпекою, значно більшою, ніж це допускається нормами і правилами для об'єктів, що містять ядерні і радіоактивні матеріали. Ситуація ускладнюється ще і тим, що оцінка безпеки того чи іншого об'єкта атомної енергетики і промисловості спирається, як правило, на практичний досвід експлуатації такого або аналогічного об'єкта. "Укриття" ж не має подібних аналогів.
Потенційна небезпека об'єкта "Укриття" для навколишнього середовища і людини визначається наступними чинниками:
• Наявністю ядерних матеріалів в кількості біля 185 тонн, щодо яких відсутні засоби активного впливу на їх критичність, і відсутністю надійних фізичних бар'єрів на шляху розповсюдження радіоактивності в навколишнє середовище.
На сьогоднішній день можна вважати встановленим, що усередині об'єкта “Укриття” залишилося близько 95% палива, яке було в реакторі на момент аварії. Зараз його сумарна активність складає близько 16 млн. Кюрі. Опромінене ядерне паливо усередині «Укриття» знаходиться у вигляді наступних модифікацій паливовмісних матеріалів (ПВМ): фрагменти активної зони (АЗФ); лавоподібні паливовмісні матеріали (ЛПВМ); дрібнодісперговане паливо (пил), гарячі паливні частки; вторинні уранові мінерали, що створилися з розчинів ПВМ у вигляді кристалічних новоутворень. Результати вимірювань параметрів ПВМ показують, що інцидентів, пов'язаних із зміною розмножуючих властивостей, системами контролю не зафіксовано. Значення потужності експозиційної дози гамма-випромінювання в місцях скупчення ПВМ (у порівнянні від 1994 року) мають невелику тенденцію до пониження і складають в середньому близько 3300 Рентген на годину. Деструктивні процеси, які протікають в паливовмісних матеріалах, з кожним роком збільшують їх небезпеку. Лавоподібні ПВМ самочинно руйнуються і радіонукліди, що містяться в них, переходять із зв'язаного стану в рухомі частинки пилу, які здатні вийти за межі "Укриття" з повітряними потоками. На сьогодні кількість радіоактивного пилу за консервативними оцінками складає близько 1,5 тонн. Існує потенційний ризик викиду радіоактивного пилу в навколишнє середовище.
Основна небезпека аварійного опроміненого палива (як і ЛТСМ) полягає в його пилогенеруючій здатності, яка знаходиться в межах 40 Бк/(см2•сут) за альфа-активністю і 2400 Бк/(см2•сут) за бета-випромінювачами. Пил утворюється на поверхні опроміненого палива і виноситься вентиляційною системою за межі «Укриття».
• Надходження води в приміщення об'єкту «Укриття» пов'язане з багатьма негативними наслідками, здатними дестабілізувати досягнутий в даний час рівень ядерної, радіаційної і радіоекологічної безпеки об'єкта «Укриття»: • неконтрольоване перенесення радіоактивності; • можливе зменшення підкритичності паливовмісних мас; • вимивання з ПВМ і перенесення розчинних солей збагаченого урану з можливим накопиченням його в окремих, неконтрольованих, приміщеннях; • руйнування ПВМ і утворення додаткової кількості паливного пилу; • прискорення процесу руйнування будівельних конструкцій об'єкта «Укриття». Окрім цього, вода порушує нормальну роботу діагностичних систем, перешкоджає проведенню досліджень по підвищенню безпеки об'єкта, впливає на електробезпеку приміщень «Укриття». Вода вступає в хімічну взаємодію з матеріалами засипки, конструктивними і паливовмісними матеріалами, руйнує їх, розчиняє і транспортує довгоживучі радіонукліди і елементи, що діляться. В результаті цих процесів утворюються високоактивні лужно-карбонатні розчини, так звані «блочні» води. За даними досліджень в 2002-2003 рр. відмічене збільшення концентрації радіонуклідів (за винятком Cs137) і елементів, що діляться, в "блочних" водах, обумовлене процесом деструкції лавоподібних ПВМ з подальшим вилуговуванням з них радіонуклідів. Ці процеси приводять до збільшення міграції радіонуклідів по приміщеннях ОУ. Найбільшу небезпеку являє неконтрольоване перетікання "блочних" вод в приміщення 3-го енергоблоку. Високоактивні «блочні» води представляють реальну екологічну загрозу для геологічного середовища у випадки їх витоку з об'єкту «Укриття». Джерела надходження вологи всередину об'єкту носять як природний, так і техногенний характер: • атмосферні опади, що проникають всередину об'єкта через нещільності в захисних конструкціях площею близько 100 кв.м. Щорічне надходження опадів оцінюється приблизно в 2200 куб.м. • конденсат, що утворюється в літній період в кількості до 1650 куб.м. за рахунок різниці температури і вмісту вологи атмосферного повітря і повітря приміщень на нижніх відмітках блока; • робота штатної системи пилопригнітання, при якій об’єм розчинів, які розпилюються в простір під покрівлею центрального залу, складає близько 270 куб.м. на рік.
На майданчику біля об'єкту під шаром ґрунту, піску і бетону знаходиться значна кількість радіоактивних речовин, неізольованих від гідрогеологічного середовища. Багаторічні спостереження за вмістом радіонуклідів в ґрунтових водах локальної зони об'єкта «Укриття» показують відсутність тенденції до розповсюдження радіонуклідів по лінії току підземних вод. Нижче по потоку ґрунтових вод від об'єкта «Укриття» не знайдено ні урану, ні плутонію, хоча вони обидва представлені в значних кількостях в «блочних» водах.
• Будівельні конструкції об'єкта не відповідають вимогам нормативно-технічної документації з безпеки щодо механічної стійкості, структурної цілісності, конструктивної надійності і мають невизначений термін експлуатації. В результаті аварії 1986 року частина конструкцій реакторного блоку, деаераторної етажерки, машинного залу і інших була зруйнована. У західній зоні стіна має відхилення в західному напрямку до 50 см, в деяких місцях зафіксовані розломи. Такий стан у разі землетрусу силою 4,3 бали за шкалою Ріхтера може привести до падіння частини покрівлі "саркофага". У південній зоні вище відмітки 24,3 м каркас деаераторної етажерки, який утримує значну кількість уламків і будівельних матеріалів, відхилився від вертикалі приблизно на 1,5 м. І хоча під час будівництва саркофага це місце було укріплене металевими опорами, розрахунки показують, що у разі землетрусу існує ризик їх падіння у сторону машинної зали, що спричинить викид радіоактивного пилу в навколишнє середовище через розлом, що утворився. Учені підрахували, що величина вірогідного ризику такої події за 1 рік складає 0,24, що значно перевищує нормативне значення, рекомендоване МАГATЕ для об'єктів ядерної енергетики. В результаті високого рівня вологості в приміщеннях "Укриття" залізобетонні конструкції насичені водою, що приводить до їх поступового руйнування. Металоконструкції в значній мірі пошкоджені корозійними процесами. Деформаційний процес продовжується. Аналіз стану будівельних конструкцій свідчить про наявність критичних зон, чутливих навіть при невеликих землетрусах, торнадо і інших природних явищах, можливих в умовах розміщення проммайданчика ЧАЕС.
• На сьогоднішній день неможливо повністю забезпечити контроль стану об'єкту, зокрема – стану ядерних і радіоактивних матеріалів через обмежений доступ в окремі приміщення, який ускладнюється високими рівнями радіації. В результаті недостатнього обстеження об'єкту не зроблено надійних кількісних оцінок різних видів небезпеки. Обсяг контролю ядерних і радіаційних параметрів, який здійснюється існуючими системами контролю, не можна визнати за достатній. У складі систем контролю "Укриття" немає штатної системи контролю будівельних конструкцій, відсутні системи пожежної безпеки, а усередині "Укриття" знаходиться біля 2000 тонн займистих матеріалів – графіт, кабелі, пластикат, дерев'яні конструкції.
• Радіоактивні аерозолі об'єкту "Укриття" У даний час об'єкт «Укриття» не робить помітного впливу на загальне радіоактивне забруднення навколишнього повітряного середовища, яке в основному визначається поверхневим забрудненням прилеглої території в результаті аварії 1986 року. Сьогодні з об'єкта «Укриття» виносяться як радіоактивні утворення, що з'явилися у момент аварії і знаходяться всередині споруди у вигляді пилу, так і ті, що формуються в процесі фізико-хімічного руйнування ПВМ. Винесення радіоактивних аерозолів відбувається двома основними шляхами – "неорганізованим" і "організованим". "Неорганізований" викид аерозолів здійснюється через щілини споруди, сумарна площа яких складає в даний час близько 100 кв.м. "Організований" викид здійснюється системою природної вентиляції об'єкта «Укриття» через вентиляційну шахту третього блока ЧАЕС. Максимальна оцінка загального викиду з "Укриття" останніми роками складає 1,1 % від допустимого рівня.
З метою зменшення винесення радіоактивних аерозолів в навколишнє природне середовище з кінця 1989 року на об'єкті введена в експлуатацію стаціонарна система пилопригнітання для нанесення різних хімічних розчинів на поверхню «розвалу», що дозволило приблизно в 10 разів зменшити «неорганізований» викид активності з об'єкта «Укриття». Система була модернізована в 2003 році, що дозволило збільшити площу покриття пилопригнітаючими розчинами. Концентрація радіоактивних аерозолів в приземному шарі атмосфери на проммайданчику об'єкта «Укриття» незначна. Проте, як показали дослідження концентрації радіоактивних аерозолів в приземному шарі атмосфери, при проведенні земляних робіт можливе значне підвищення активності.
Не дивлячись на зусилля, що докладаються, протягом всього періоду експлуатації ОУ стан безпеки об'єкту з часом знижується: • відбувається процес поступової деградації будівельних конструкцій; • вимагають заміни або істотної модернізації устаткування і системи, що фактично виробили свій ресурс; • під дією мікрокліматичних умов усередині ОУ продовжують руйнуватися ПВМ, що приводить до зростання кількості радіоактивного пилу; • існує вірогідність обвалення окремих будівельних конструкцій, що може привести до значного радіоактивного забруднення проммайданчика ЧАЕС і прилеглої місцевості та опромінювання персоналу; • є вірогідність забруднення радіоактивними стоками з ОУ прилеглої території, поверхневих і підземних вод; • існує потенційна можливість виникнення ланцюгової реакції, що самопідтримується; • продовжується негативна дія вологи і води (обумовлена попаданням атмосферних опадів, конденсацією води і її переміщенням в ОУ) на об'єкт «Укриття».
На цей час безпечна експлуатація об'єкту «Укриття» досягається комплексом організаційно-технічних заходів, які включають: • контроль стану ОУ; • обмеження розповсюдження радіоактивності за межі ОУ; • запобігання порушенням меж безпечної експлуатації ОУ; • підтримку в справному стані систем, устаткування і споруд ОУ; • аварійну готовність.
Стан об'єкту «Укриття» контролюється як фахівцями ЧАЕС (візуальний контроль і інструментальні вимірювання крену будівельних конструкцій), так і з залученням підрядних організацій (геодезичний контроль зрушень і осідань будівельних конструкцій ОУ).
Для обмеження розповсюдження радіоактивності за межі ОУ персоналом ЧАЕС щодня проводиться дезактивація і пилопригнічення приміщень і території локальної зони ОУ, а також зон здійснення робіт. Постійно, в процесі створення або надходження радіоактивних відходів, виконується їх збір і видалення на поховання або тимчасове зберігання.
З метою визначення впливу ОУ на навколишнє природне середовище, із залученням підрядних організацій здійснюється радіаційний моніторинг, який включає контроль: • неорганізованих газоаерозольних викидів через нещільності ОУ; • об'ємної активності і радіонуклідного складу грунтових вод; • стану повітряного середовища в зоні впливу ОУ.
Запобігання порушень меж безпечної експлуатації ОУ забезпечується постійною готовністю систем керування запроектною аварією ОУ до введення нейтронопоглинаючих складів у місця скупчень ПВМ, подачі пилопригнічуючих і пилозакріплюючих розчинів у підкровельний простір ОУ, локалізації радіоактивних речовин і джерел ІВ, контролю водню.
Крім поточної експлуатації, найважливішим завданням є організація безпечного виконання робіт сторонніми організаціями, які беруть участь в реалізації проектів по перетворенню об'єкту в ЕБС. Для здійснення цих заходів на Чорнобильській АЕС є кваліфікований персонал, який має багаторічний досвід професійної роботи в радіаційно-небезпечних умовах об'єкту «Укриття».
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Поточний стан об'єкту «Укриття» на ЧАЕС» з дисципліни «Проблеми забруднення навколишньго середовища»
