В одном из последних материалов мы писали о том, как демонтируются атомные станции. Логичным продолжением этого рассказа будет вспомнить об одной из крупнейших аварий на АЭС за всю историю - катастрофу на “Фукусима-1”.
Атомная электростанция была построена в японском городе Окума в 1971 году. Реакторные установки для энергоблоков поставлялись компаниями General Electric (эта же компания проектировала все 6 реакторов АЭС), Toshiba, Hitachi.
В 2011 году после землетрясения магнитудой 9,0 волна высотой 15 метров затопила энергоблоки станции, вызвала отключение их энергоснабжения, что привело к остановке системы охлаждения реакторов. На первом, втором и третьем блоках ядерное топливо расплавилось и скопилось на дне защитной оболочки реактора. Взрывы образовавшегося водорода повредили или полностью уничтожили крыши.
Согласно изначальном плану правительства Японии, проект по ликвидации последствий аварии, начавшийся в 2012 году, должен был быть завершен к 2045 году. В рамках этого плана предстояло в первую очередь, извлечь уцелевшие топливные стержни из четырех реакторов. Еще от 20 до 25 лет понадобилось бы на то, чтобы достать расплавившееся топливо. Лишь после этого начался бы полный демонтаж атомной электростанции и расчистка территории.
Однако при начале проекта его исполнитель – крупная японская демонтажная компания TEPСO - столкнулась с рядом проблем, которые на данном этапе развития отрасли не разрешимыми. Для демонтажа «Фукусимы-1» отрасль должна совершить качественный технологический рывок, сравнимый с изобретением железных дорог или мобильной связи.
«Слишком много неопределенностей, – говорит директор «Фукусимы-1» Акира Оно,– мы не знаем, в каком состоянии расплавленное топливо, и где оно расположено. Пока у нас нет технологий и методики таких работ. Двести лет назад никто не мог представить современные железные дороги или мобильную связь. Кто бы поверил тогда, что можно общаться с кем-то за океаном с помощью маленькой коробочки. Развитие необходимых нам технологий тоже может занять 200 лет».
Первые успехи и первые сложности
В декабре 2014 года оператор АЭС, компания ТЕРСО, сообщила о завершении операции, которая продолжалась около года –перемещении извлеченного из четвертого энергоблока ядерного топлива в специальный бассейн, расположенный в шестом энергоблоке. В ходе работ из здания четвертого реактора было извлечено 1 тыс. 535 топливных сборок, из которых 1 тыс. 331 сборка представляла особую опасность.
Несмотря на первые успехи, исследования остальных реакторов с помощью пучков мюонов (Muon Spin Rotation or Spin Resonanse, Spin Relaxation) подтвердили самый пессимистический сценарий: всё ядерное топливо расплавилось и стекло в нижнюю часть реактора. Уровень радиации там слишком высок и для продолжения работ подрядчики рассчитывают на разработку специальных многофункциональных роботов. Когда появятся такие механизмы, предсказать сложно.
Для предотвращения радиоактивного заражения территории Японии над реакторами был построен купол-саркофаг: защитная оболочка из полиэфирных листов, ширина которой составила 47 метров, длина — 42 метра, высота — 54 метра. Успешный демонтаж купола должен был стать первым этапом дальнейшей работы. Более того, проведенные в 2014 году исследования показали, что ликвидация купола-саркофага должна пройти успешно и без экологических рисков.
Подготовка к демонтажу саркофага началась с распыления специальной эмульсии через отверстия в его крыше, что должно было позволить избежать распространения радиоактивных частиц и пыли в окружающую среду во время демонтажа. Эмульсия затвердевает в течение суток и блокирует распыление частиц. Предполагалось, что демонтаж “саркофага” займет около года, после чего планировалось начать разбор образовавшихся после аварии завалов внутри энергоблока. Однако, по последним заявлениям, несмотря на все предпринятые меры, внутри конструкции не удается сдержать потоки газов и есть угроза выброса в атмосферу радиоактивной пыли. Поэтому работы снова были отложены на неопределенный срок.
Текущая ситуация
В 2018 году TEPCO сообщили, что они планируют начать подготовку к извлечению расплавившегося ядерного топлива из реакторов. Однако сейчас срок начала работ снова перенесен из-за технических сложностей - на 2028 год.
Перед извлечением топлива специалисты TEPCO планируют при помощи специальных роботов провести подробное исследование состояния и места расположения расплавившегося топлива, которое прожгло защитную оболочку реактора и ушло в землю.
Работа специалисты Toshiba сконструировали специально для работ на АЭС. Он представляет собой 13-метровую гибкую трубку, которой можно управлять дистанционно. На голове у робота-змеи размещена камера, что позволит увидеть поврежденные реакторы изнутри. Информации о завершении этапа изучения реакторов пока не поступало.
А между тем проблема набирает обороты - За 9 лет с аварии на станции скопилось более ста тонн воды, которая используется для непрерывного охлаждения поврежденных реакторов. Жидких отходов становится все больше, и к лету 2022 года хранить их будет негде. Япония предложила начать сброс воды со слабым уровнем радиоактивности в океан. Как ни странно, от этого предложения далеко не в восторге экологические активисты.