Как сооружали саркофаг над аварийным блоком Чернобыльской АЭС

30 ноября 1986 года для атомщиков — ​особая дата. В этот день 35 лет назад Госкомиссия приняла объект «Укрытие». Менее чем за полгода участникам этой стройки удалось совершить невероятное — ​в тяжелейших радиационных условиях закрыть защитным куполом четвертый блок Чернобыльской АЭС. Изолировать его так надежно, что уже не страшно было подойти к саркофагу и оставить на стенах автографы: мы здесь были, мы это сделали. О том, как шла уникальная работа, вспоминает Елена Козлова, ветеран атомной отрасли, участник ликвидации последствий аварии на ЧАЭС в 1986–1987 годы.

Поручено Минсредмашу

15 мая правительство СССР поручило Минсредмашу выполнение работ, связанных с консервацией четвертого энергоблока ЧАЭС и относящихся к нему сооружений, а также захоронение радиоактивных отходов. В Чернобыль сразу вылетел глава ведомства Ефим Славский. Прошел весь машзал до развала, оценил обстановку, сказал: «Будем работать».

В кратчайшие сроки в министерстве были подготовлены документы для создания штаба, координирующего все работы на ЧАЭС. В течение суток, уже к 17 мая, была разработана структура управления строительства (УС‑605). А 21 мая руководство УС‑605 и первая смена строителей выехали в Чернобыль.

Генпроектировщиком ук­рытия был назначен Всесоюзный научно-исследовательский и проектный ин­с­титут энергетической технологии (ВНИПИЭТ). Научное руководство возложили на Институт атомной энергии им. Курчатова.

Радиационная разведка

Первым делом перед учеными, проектировщиками, конструкторами встал вопрос, каким образом одновременно с оперативными мерами по локализации источника выброса из аварийного блока разработать конструкцию постоянной защиты окружающей среды от ионизирующего излучения. Ясно было, что все развалы и завалы должны быть укрыты или бетоном, или грунтом, или ­какими-то экранами из тяжелых материалов, исключающих влияние излучения из аварийного блока. Но как при закрытом аварийном блоке создать системы контроля поведения активной массы реактора и при необходимости воздействовать на него?

Одной из важнейших задач стала разведка радиационных полей вокруг четвертого блока. Для этой цели в НИКИМТ решили оборудовать три машины разграждения. На защиту от радиации каждой ушло до 20 т свинца. И уже 31 мая первая машина отправилась к аварийному блоку. Оказалось, что мощность радиации около развала доходила до 2 тыс. Р/ч. Если бы машина в этой зоне заглохла, вытащить ее было бы нечем. Люди, находящиеся внутри, отлично понимали, что рискуют жизнью. Позже все три защищенные машины работали на уборке высокоактивных обломков.

Подушка-­холодильник

В первые дни работы у многих специалистов возникли опасения, что нижний ярус строительных конструкций аварийного блока не выдержит температурных нагрузок и дополнительного давления от насыпанных вертолетчиками материалов. Что реактор со всей оставшейся неконтролируемой массой под тяжестью все больше будет проседать, прожигая грунт, что приведет к радиоактивному загрязнению грунтовых вод. Вот тогда и решили соорудить под реактором подушку 30×30 м — ​огромный железобетонный монолит, который должен был стать не только фундаментом, но и холодильником. Внутри решено было разместить трубы для подачи воды с целью охлаждения пространства под реактором.

Радиационная опасность усугублялась сильной жарой. Температура в тоннеле достигала 60 °C. Невероятно тяжелая работа проводилась совместно со специалистами из Минугля. Был прокопан тоннель длиной 136 м, шириной 2 м и высотой 2,4 м. Со 2 по 27 июня шли работы по монтажу регистров холодильника. Позже конструкции теплообменника забетонировали, создав дополнительный барьер выходу радиоактивности в окружающую среду.

18 вариантов проекта

Особая сложность проектирования и строительства «Укрытия» заключалась в том, что аналогов и технических решений для захоронения таких объектов в отечественной и мировой практике не было.

Проектировщики ВНИПИЭТ под руководством главного инженера института и автора проекта Владимира Курносова проработали 18 вариантов. В частности, устройство единого засыпного холма из щебня, бетона, металлических полых шаров, устройство арочного покрытия пролетом 230 м, устройство накатных сводов и куполов над реакторным залом пролетом до 100 м, устройство консольной надвижной кровли над машинным залом пролетом до 60 м и др. Все варианты в соответствии с технико-­экономическими расчетами требовали значительного расхода строительных материалов, а главное — ​трудозатрат и полутора-двух лет на возведение, что не отвечало требованию скорейшей ликвидации последствий аварии.

Окончательный вариант позволил предельно сократить срок строительства. Основная идея заключалась в том, что для возведения «Укрытия» в качестве опор несущих конструкций использовались бы сохранившиеся и полуразрушенные конструкции энергоблока.

Проект предусматривал поэтапное наступление на аварийный блок от периферии к центру. Последовательность выполнения работ была выстроена так, что каждая новая операция проводилась под радиационной защитой конструкций, возведенных на предыдущих этапах. Последовательно бетонировали территорию промплощадки слоем до 500 мм, возводили защитные стены высотой 6–8 м по всему наружному периметру.

Защитные стены выполняли так. В стороне на специальные железнодорожные платформы монтировали металлические блоки с опалубкой, образующие несущий каркас защитных стен. Защищенными бульдозерами платформы толкали в зону установки, а затем дистанционно с помощью заранее уложенных на платформу бетоноводов их бетонировали.

Саркофаг спроектировали всего за три месяца — с 20 мая по 20 августа. Монтировали с июня по ноябрь 1986 года. Непосредственно
в строительных работах приняли участие 90 тыс. человек. Строили «Укрытие» круглосуточно, вахтами. Иногда в одну смену на площадку выходило до 10 тыс. человек. За пять с половиной месяцев было
уложено около 400 тыс. м3 бетона, смонтировано более 7,3 тыс. т металлоконструкций, снято и перемещено 90 тыс. м3 грунта.

Монтаж «Укрытия»

Северная защитная стена со стороны основного завала выполнена в виде четырех уступов высотой до 12 м из бетона. Наружная опалубка уступов — ​из металлических щитов длиной до 54 м и высотой 12 м. Масса каждой монтажной единицы — ​более 100 т. Западная сторона энергоблока закрыта защитной бетонной стеной толщиной 1 м, высотой 45 м. Металлический несущий каркас стены монтировали контрфорсами — ​блоками размером 6×45 м, массой 92 т. Но это были не самые большие и тяжелые конструкции, которые устанавливали при монтаже «Укрытия» в условиях высоких радиационных полей.

Для создания покрытия над центральным залом и с южной стороны энергоблока (деаэраторной этажерки) необходимо было найти опоры для новых несущих конструкций. Причем расстояние между опорами не должно было превышать предельных размеров, обеспечивающих монтаж строительным краном. После тщательных исследований сохранившихся конструкций были найдены оптимальные решения. Но для этого проектировщикам, монтажникам и инженерам приходилось неоднократно подниматься в защищенной кабине — ​«Батискафе», который цепляли к стреле крана (что на стройках категорически запрещено), и осматривать место опоры.

По западной стороне аварийного блока опорой стала сохранившаяся монолитная стена. Для надежности ее усилили металлическим корсетом, заполненным бетоном. По северной стороне блока построили каскадную стену, по восточной стороне выбрали две сохранившиеся монолитные выхлопные шахты. Для стороны деаэраторной этажерки спроектировали металлическую балку «Мамонт» длиной 70 м, высотой 6 м, шириной 2,4 м, массой вместе с траверсой 180 т. Для ее установки с огромным трудом были изготовлены две опоры, основанием которых послужил завал из обломков строительных конструкций высотой до 6 м. Основания под опоры были надежно закреплены бетоном и другими материалами.

Demag в помощь

Монтажные работы велись с помощью немецких кранов Demag грузоподъемностью на основной стреле 650 т и вспомогательной при вылете 90 м — ​100 т. «Если бы не было этих кранов, я не знаю, как бы мы справились, даже думать не хочу», — ​отмечал автор проекта Владимир Курносов. Краны поступили на ЧАЭС в разобранном виде, и в отсутствие немецких специалистов наши монтажники из треста «Спецмонтажмеханизация» смогли оперативно собрать и запустить их в работу. Разобрались не только в механике, но и в электронике.

Но самым сложным был дистанционный монтаж металлоконструкций, который шел под руководством ведущих специалистов Минсредмаша в исключительно сложной радиационной обстановке. Это стало возможным благодаря внедрению специалистами НИКИМТ телевизионного и радиоуправления ходом строительно-­монтажных работ.

«Самолет», который едва не упал

Для перекрытия центрального зала была разработана металлическая конструкция из двух балок общим весом 165 т. Монтаж ее над центральным залом был полон драматизма, так как в один из самых ответственных моментов, когда уже оставалось не более 2 м до окончательной установки этой грандиозной конструкции под названием «Самолет», разорвался трос лебедки крана, и все могло рухнуть в развал реактора, что привело бы к непредсказуемым последствиям. Хладнокровие и профессионализм руководителей и высококлассных специалистов Александра Усанова, Владимира Рудакова, Никифора Страшевского, Леонида Кривошеина, Олега Ионова, крановщика Луки Красильникова и многих других, участвовавших в монтаже, предотвратили трагедию. Трое суток они не уходили с площадки. Владимир Курносов позже так вспоминал эти дни: «Когда кран поднял блок балок Б‑2, «Самолет», и установил его сверху, я стоял и плакал. Мы затыкали наконец этот проклятый радиоактивный вулкан!»

К 1 октября 1986 года на эту балку были установлены 27 металлических труб перекрытия диаметром 122 см и длиной 36 м. Теперь можно было доложить МАГАТЭ и всему международному сообществу, что реактор четвертого блока изолирован от окружающей среды.