Установка на вывод: как ликвидировали ядерное наследие посреди Москвы

35 лабораторий, две шахты с экстракционными колоннами, два комплекса горячих камер и другие помещения — в Москве на территории ВНИИНМ вывели из эксплуатации здание установки У-5, на которой получали первый советский плутоний. Реализовывать проекты ядерного бэкенда в густонаселенном районе — целая наука.

Плутоний для атомного проекта

У-5 ввели в эксплуатацию в 1946 году. Называлась она скромно — «установка», а на деле занимала целую пристройку к корпусу «А»: четыре этажа над землей и три метра под землей. Объект включал две шахты с экстракционными колоннами, два комплекса горячих камер, 35 лабораторий, 29 стандартных вытяжных шкафов и нестандартных лабораторных перчаточных боксов для работы с радиоактивными веществами, технологические помещения с вакуумными насосами и емкостями для сбора и хранения технологических растворов и жидких радиоактивных отходов. Установка предназначалась для экспериментов с ядерными материалами и источниками ионизирующего излучения и была стендовым прототипом радиохимических заводов.

Во ВНИИНМ отрабатывали одну из самых сложных технологий атомного проекта — извлечение плутония из облученного урана. «На первом отечественном реакторе Ф-1, расположенном в Лаборатории № 2 Академии наук СССР (сейчас НИЦ «Курчатовский институт». — «СР») облучали урановые блочки, которые затем передавали на У-5, — рассказывает ведущий научный сотрудник отделения по выводу из эксплуатации ВНИИНМ Сергей Михейкин. — Тут эти блочки растворяли, из растворов в экстракционных колоннах выделяли плутоний в виде азотнокислых растворов».

На У-5 18 декабря 1947 года впервые в СССР из урана был выделен препарат трехвалентного плутония массой 73 мкг. К концу 1948 года получили около 300 мг концентрированных растворов плутония. Технологии, опробованные на У-5, масштабировали и внедрили на радиохимическом заводе комбината № 817 («Маяк»).

В 1965 году установку законсервировали, в помещениях, оборудовании и спецкоммуникациях оставались накопленные за 20 лет работы радиоактивные вещества.

Все начинается с КИРО

«Есть три основных способа вывода из эксплуатации: немедленный демонтаж, отсроченный демонтаж и захоронение на месте», — говорит Сергей Михейкин. С немедленным демонтажом не сложилось: в 1960-е просто не было такого оборудования и технологий. Захоранивать здание в Москве, где каждый метр земли стоит как самолет, — затея сомнительная. Остался третий вариант.

Первый подход к снаряду, то есть к У-5, сделали в конце 1990-х. «Образовалась щель между зданием установки и корпусом, к которому оно пристроено, — рассказывает Сергей Михейкин. — Штукатурка в шахтах была пропитана радиоактивными растворами, и возник риск выхода радионуклидов в окружающую среду. Мы очистили штукатурку и кирпичную кладку».

Работы по выводу из эксплуатации стартовали в рамках первой федеральной целевой программы «Ядерная и радиационная безопасность» и продолжились в рамках второй. Начали с комплексного инженерного и радиационного обследования — КИРО. «Радиохимические НИИ, на мой взгляд, — самые сложные для вывода из эксплуатации объекты, — говорит Сергей Михейкин. — Ученые там проводят эксперименты, пробуют множество вариантов, в итоге помещения могут быть загрязнены чем угодно. Поэтому нужно полноценное КИРО с разными методами неразрушающего контроля, пробоотбором и др.».

КИРО на У-5 провели в 2010 году. «Выявили превышение нормы по альфа-излучающим радионуклидам в 4,2 тыс. раз, по бета-излучающим — примерно в 30 тыс. раз и по мощности дозы гамма-излучения — в 60 тыс. раз. Общее состояние здания оценили как неудовлетворительное: осыпание кирпичной кладки, нарушена целостность крыши, коммуникации в аварийном состоянии», — сообщил заместитель гендиректора и главный инженер ВНИИНМ Алексей Майзик.

Большая уборка

Проект возглавил отраслевой интегратор по выводу из эксплуатации и обращению с сопутствующими РАО — с 2019 года эту функцию выполняет ТВЭЛ. Специалисты ВНИИНМ и Ангарского электролизного химкомбината (центров компетенций интегратора) и подрядной организации «Спецатомсервис» дезактивировали и демонтировали строительные конструкции, извлекли фундаменты, засыпали котлован и реабилитировали территорию. Отходы передали Национальному оператору по обращению с РАО. По результатам лабораторных и инструментальных исследований, испытаний и измерений получено экспертное заключение о радиационно безопасном состоянии участка. Летом на этом месте будет просто газон. Корпус А при выводе из эксплуатации У-5 не пострадал.

Одной из самых трудных задач была дезактивация инженерных сетей, крупного оборудования, помещений и строительных конструкций. «Дезактивация — это примерно то же, чем мы ежедневно занимаемся на кухне, только посуда и поверхности загрязнялись 40–50 лет и грязь радиоактивна, — объясняет Сергей Михейкин. — Больше 90% «грязи» — на поверхности. Как ее удалить? Можно растворить — водой, химикатами, пеной или другими составами, или сбить механически — шлифовкой, долбежкой».

Когда все дезактивировали, приступили к демонтажу строительных конструкций и фундамента. «В труднодоступных местах мы использовали роботизированный комплекс Brokk-60, который быстро и безопасно выполнил свою задачу, — рассказывает технический директор «Спецатомсервиса» Дмитрий Передерин. — Окончательный демонтаж производили механизированным способом — с экскаватором. Была применена система пылеподавления Dust Fighter 15000, показавшая высокую эффективность и удобство эксплуатации».

Наследие среди жилых высоток

ВНИИНМ им. Бочвара — один из первых отраслевых институтов. Тут многие здания и объекты уже отслужили свое. Разбираться с ядерным наследием начали в конце прошлого века. На площадке помимо У-5 вывели из эксплуатации здание старой реагентной, лабораторный корпус Б, горячие камеры в корпусе И-3. «Главная сложность в том, — говорит Алексей Майзик, — что у нас район с плотной жилой застройкой. От границы санитарно-защитной зоны НИИ до ближайшего дома — всего около 30 м».

«Вывод из эксплуатации У-5 — один из наиболее сложных проектов в нашем портфеле. Работы шли в густонаселенном столичном районе Щукино, на территории действующего научного института. Благодаря наличию в составе интегратора центров компетенций, которые эффективно друг друга дополняют в научной и практической части, команда «Росатома» четко и в срок исполняет проекты ликвидации ядерного наследия любой сложности, не перекладывая их на плечи будущих поколений», — отмечает директор программ по выводу из эксплуатации ядерных объектов ТВЭЛ Эдуард Никитин.

Всего до 2035 года «Росатому» предстоит ликвидировать и перевести в безопасное состояние порядка 70 ядерно и радиационно опасных объектов разного уровня сложности. «Это серьезно сократит объем отложенных проблем, которые пришлось бы решать будущим поколениям, — говорит заместитель директора по государственной политике в области РАО, ОЯТ и ВЭ ЯРОО «Росатома» Александр Абрамов. — Вывод из эксплуатации У-5 достойно завершил историю этой легендарной установки».

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ У-5

1946 год — запуск установки
1947 год — получение первого плутония
1948–1965 годы — отработка технологии извлечения плутония из облученного урана
1965 год — консервация установки
1998–1999 годы — дезактивация, удаление высокоактивных компонентов
2010–2022 годы — вывод из эксплуатации