Строительство нового укрытия в Чернобыле: как инженеры создают уникальную стальную конструкцию, способную простоять минимум столетие.

Строительство нового укрытия в Чернобыле: инженеры создают уникальную стальную конструкцию, способную простоять минимум столетие, и настолько большую, что внутри нее будет своя погода, всегда сухая и теплая.
Поздней весной 1986 года в результате ошибок при проведении технических испытаний на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС случилась катастрофа.

Ядерная реакция вышла из-под контроля, в результате взрыва реактор оказался полностью разрушен. В воздух попало исключительно большое количество радиоактивных веществ.
Эта авария оказалась самой значительной в истории атомной энергетики. С зараженной территории пришлось эвакуировать более 100 тыс. человек, в том числе и обслуживавший станцию город, целиком. Разрушенный реактор был накрыт бетонированным саркофагом, а местность вокруг него быстро обезлюдела и стала называться просто – «зоной». Сегодня «зона» стала территорией экстремального и запрещенного туризма, местом действия апокалиптических фильмов, компьютерных игр, многочисленных историй и легенд. Любителей пугающей романтики, как магнит, тянет брошенный людьми город Припять и, конечно, «саркофаг».

Объект «Укрытие» соорудили над злополучным четвертым энергоблоком уже в ноябре 1986 года. Работа была грандиозная по темпам и масштабам: на строительство железобетонного саркофага ушло 400 тыс. кубометров бетонной смеси и 7 тыс. тонн металлоконструкций. Тем не менее, за прошедшие годы он уже начал разрушаться: около года назад часть навесных плит просто обвалилось.
Состоянием «Укрытия» больше других озаботились жители Европы, так что еще в 2004 году Европейский Банк Реконструкции и Развития (ЕБРР) решил поучаствовать в работах по его восстановлению и обновлению. Объявленный ЕБРР тендер в 2007 году выиграла французская компания NOVARKA, предложившая превратить саркофаг в громадную и безопасную экосистему настолько громадную, что внутри нее будет собственный климат. Работы начались в 2012 году, однако из-за технических и финансовых трудностей не завершены до сих пор: по последним сообщениям, саркофаг должен быть готов в 2017 г.

Строительство ведется в некотором отдалении от реактора на расстоянии 600 м радиационная опасность уже не столь велика, позволяя вести работу в обычном режиме. В готовом состоянии «Арка» будет представлять собой стальную конструкцию общим весом под 30 тыс. т. Она станет одним из самых крупных движущихся сооружений в мире: после завершения строительства саркофаг осторожно переместят и установят над реактором.

Безопасная оболочка шириной 250 м, длиной 150 м и высотой 110 м укроет под собой и сам реактор, и технологический корпус, и вспомогательные сооружения. По некоторым данным строительство обойдется более чем в 1,5 млрд евро, из которых около половины составят взносы международных организаций. Зарубежные специалисты участвуют и в сооружении нового саркофага. По их расчетам, «Арка» стоит своих денег: срок службы ее должен составить не менее 100 лет.
Стоит заметить, что если на уровне земли радиационная опасность для строителей и инженеров не слишком велика, то чем выше над ней подниматься тем больше загрязнение. Многие помещения и участки близ реактора по-прежнему активно «фонят» и выбрасывают в воздух радиоактивные частицы и зараженную пыль. Поэтому для сооружения высотной «Арки» была разработана уникальная технология подъема, позволяющая установить ее 110-метровые сегменты, не поднимаясь на высоту более 30 м.
«Верхние блоки арки (примерно треть ее полной высоты) собираются первыми, поясняет один из руководителей работ Эрик Шмиман (Eric Schmieman).

Затем к ним присоединяются опоры, и вся конструкция подвешивается на высоте 30 м. Опоры закрепляются, к ним добавляются нижние части и всё снова поднимается на 30 м. Так продолжается до тех пор, пока мы не доберемся до 110-метровой высоты».
Для этого подъема вокруг «Арки» установлены 10 высотных башен, каждая их которых оснащена мощным гидравлическим подъемным устройством, и домкратами, которые соединены с 52-мя стальными тросами. Точность работы этой системы достигает миллиметров, позволяя манипулировать всей громадной конструкцией с аккуратностью ювелира. Кстати, если сами башни, как и большинство других элементов конструкции, были собраны специально для работы с саркофагом, домкраты имеют свою и печальную историю: в 2001 году их использовали для подъема частей затонувшей в Баренцевом море подлодки «Курск».
Первый сегмент «Арки» был поднят в ноябре 2012 года, последний третий почти год спустя. Параллельно (хотя и с перерывами на самые суровые зимние месяцы) ведутся работы по монтажу сегментов один к другому. Когда конструкция будет собрана, к крыше ее с внутренней стороны будет подвешен мощный мостовой кран, движущийся по шести 96-метровым стальным балкам. Управляться кран будет полностью удаленно, с помощью системы, разработка которой поручена американской робототехнической компании PaR.

Кран сможет использовать на выбор три инструмента классический грузовой крюк на тросе, специальную «бочку» для безопасного перемещения людей, либо подвешенную на шести надежных тросах платформу MTP, которая сможет доставить дистанционно управляемых роботов, вооруженных пилами, дрелями, отбойными молотками и другими инструментами, для работы в тех местах, куда отправлять людей было бы слишком безрассудно.
Лишь после монтажа мостового крана «Арка» начнет медленное движение для того, чтобы окончательно похоронить под собой разрушенный реактор. Вся операция должна занять около двух дней: тяжелая металлическая конструкция будет двигаться по рельсам, в начале которых на месте строительства, и в конце у реактора она будет опираться на 400 свай, уходящих в землю на глубину 26 м.
Чтобы облегчить работу дизельных двигателей, которые должны двигать махину весом 30 тыс. т, инженеры максимально снизили силу трения, которую им придется преодолевать: двигаться «Арка» будет опираясь на 17-метровые подшипниковые колеса, покрытые тефлоном, пока осторожно не встанет на место на ближайшие 100 лет. «В мире существует совсем немного стальных конструкций, которые продержались такое время, говорит Эрик Шмиман. Первое, что приходит в голову, это Эйфелева башня, для защиты которой от коррозии ее постоянно покрывают новой краской. Проделывать подобное с нашим саркофагом мы не можем: уровень радиации в такой близости от реактора еще слишком опасен».

Чтобы избавиться от коррозии, внешняя поверхность стальной конструкции будет постоянно обдуваться кондиционерами: сухой воздух будет циркулировать в 12-метровом пустом пространстве, отделяющем металлические балки от облицовки. Влажность этого воздуха будет поддерживаться на уровне менее 40%, при котором конструкционная сталь практически не корродирует. Система кондиционирования понадобится громадная: чтобы эффективно продувать 45 тыс. куб. м воздуха в час, ей понадобится создавать давление около 50 Па, да еще и подогревать его. По словам инженеров, «Арка» станет самым большим сооружением в мире, в котором поддерживается собственная «погода», отличная от внешней среды. Впрочем, из-за сухости воздуха дождя здесь не будет никогда.
И, конечно, вся громада саркофага будет сейсмостойкой, способной выдержать землетрясение магнитудой до 6-ти. По периметру ее будут располагаться датчики сотрясений и акселерометры, готовые поднять тревогу при любом смещении конструкции или земли под ней. После завершения строительства дальнейшие работы по эксплуатации саркофага будут проводиться представителями Украины. В стране не имеется подготовленных защищенных хранилищ для высокорадиоактивных веществ, так что реактор со всей своей опасной пылью останется на месте еще надолго куда больше ближайшего столетия: по оценке местных специалистов, «зона» должна быть законсервирована на 20 000 лет.

Источник: naked-science.ru