Четверть века прошла с того дня, когда в украинском городке Припять взлетел на воздух четвертый блок Чернобыльской атомной электростанции. Из разрушенного реактора вылетели многие тонны радиоактивных материалов. Зона в радиусе 30 километров стала непригодной для жизни. Тысячи людей, в том числе многие екатеринбуржцы, были вынуждены рисковать своей жизнью, жертвовать здоровьем, чтобы «заткнуть» гигантскую дыру в реакторе. Десятки тысяч жителей Украины и Белоруссии получили высокие дозы радиации.
Но этим дело не ограничилось: в нашей жизни появилось явление, которого ни в России, ни в Советском Союзе до того не было – радиофобия. Паническая боязнь радиации.
Конечно, мы и до того знали, что есть такой физический эффект – радиоактивность. Мы даже вроде бы изучали его на уроках физики и гражданской обороны, но были уверены, что столкнуться на практике не придется – ведь мало кто всерьёз верил в возможность ядерной войны. Получилось так, что Чернобыль застал нас врасплох – оказалось, что мы чрезвычайно мало знаем о радиации. А ведь ничто так не пугает человека, как невидимая, непонятная, неизвестная угроза. По Екатеринбургу, тогдашнему Свердловску, поползли слухи о партиях радиоактивного мяса, доставленных на мясокомбинат прямо из Чернобыля, о яблоках на рынке, которые не то из самого Чернобыля, не то откуда-то рядом с ним. В продаже появились бытовые дозиметры и люди их активно раскупали. Прогноз погоды стал завершаться словами – «Уровень радиации в районе метеостанции – 16 микрорентген в час».
Незадолго до горького «юбилея» Чернобыля произошла новая радиационная авария. Цунами невиданной даже в Японии силы ударило по японской АЭС «Фукусима». Автоматика, среагировав на землетрясение, мгновенно заглушила реакторы, но полностью остановить процесс ядерного распада в реакторе это не могло. Раскалённые реакторы требовали непрерывной подачи многих кубометров воды, чтобы избежать перегрева. Подавать воду должны были центробежные насосы. А они, в свою очередь, нуждались в электроэнергии. Энергии же не оказалось. Ни одна из линий электропередачи, по которым Фукусима могла бы получить жизненно необходимую энергию, не устояла. Ситуацию могли спасти дизель-генераторы, которые были на станции. Но вот беда – в первые же секунды катастрофы их залило водой и запустить их не удалось. Насосы, подававшие воду в реакторы, встали. Температура начала расти, ядерное топливо в реакторах – плавиться. Дальнейшее всем известно – взрывы водорода, утечка радиации в окружающую среду, эвакуация окрестного населения, героическая борьба работников станции на грани самопожертвования, и… новый виток страха перед ядерной энергетикой во всем мире. Вновь жители Екатеринбурга, расположенного в тысячах километров от Фукусимы, покупают дозиметры и подумывают, не скупить ли всю настойку йода в ближайшей аптеке.
Кроме того, едва ли не каждый житель Свердловской области с некоторой тревогой вспомнил о том, что и у нас под боком есть атомная электростанция. В часе езды от Екатеринбурга, в городе Заречном, находится первая в СССР АЭС, построенная специально для получения промышленной электроэнергии, а не для, скажем, научных или военных целей.
Если раньше наиболее активные радиофобы называли её «Уральским Чернобылем», то теперь называют не иначе, как «Уральской Фукусимой».
.jpg)
- Если взорвется БАЭС, то весь Екатеринбург придется эвакуировать, если успеют, конечно, - пугал меня приятель, инженер по образованию.
- Белоярская АЭС заражает всё живое вокруг радиацией! Там же этот… уран с плутонием! Они радиоактивные! Они излучают! Если эту станцию не закрыть, она заразит всё! – убеждённо говорила знакомая с высшим медицинским образованием.
Удивительно, что через 25 лет после Чернобыля, когда, казалось бы, каждый ребёнок должен знать о радиации, радиоактивности, радиационной безопасности всё, вполне образованные люди знают об этом чуть больше, чем ничего. Незнание рождает страх, который способен отравить жизнь похлеще, чем какой-нибудь стронций-90 или цезий-137.
Руководство же Белоярской АЭС в ситуации всемирной истерии вокруг атомной энергетики выбрало единственно верную стратегию – стратегию полной открытости. «Придите и посмотрите» - сказали здесь журналистам и блогерам. Сначала показали действующий блок БН-600 и строящийся БН-800, а потом произошло то, о чем никто из журналистов, интересующихся атомной энергетикой, даже не мечтал. Впервые с советских времен перед гостями открылись двери «старых», остановленных ещё в восьмидесятых энергоблоков БАЭС. Реакторы АМБ-100 и АМБ-200 – настоящая история российской атомной энергетики. По нынешним временам, конечно, это чрезвычайно маломощные – сто и двести мегаватт, энергоблоки. Но с этого всё начиналось. Здесь нарабатывался первый опыт промышленной атомной энергетики. И здесь сейчас нарабатывается опыт вывода из эксплуатации отработавших своё атомных реакторов. Конечно, увидеть всё это своими глазами, пообщаться с теми, кто всё это делает – настоящая удача. А кроме того, на примере вот этих первых, относительно простых по своему устройству реакторов проще всего провести нечто вроде ликбеза по ядерной энергетике. Чтобы каждый смог сам решить, стоит ли бояться повторения Чернобыля или Фукусимы в наших краях.
О том, что сейчас происходит на старых реакторах, мы ещё поговорим. Сначала же - об истоках радиофобии, которой посвящена эта статья. О том, почему у нас так боятся атомной энергетики.
Автор этой статьи в ходе её подготовки опросил 19 человек. У всех школьная оценка по физике была не ниже четверки. У всех – высшее образование. Вопросов было три. И первый из них – «Знаете ли вы принцип работы атомного энергетического реактора?» Удивительно, но лишь трое из девятнадцати ответили примерно правильно. Остальные ответы были неправильными, а некоторые - просто потрясающими:
- Ну, уран испускает нейтроны, они как-то преобразуются в электроны, а потом электроны начинают направленно двигаться, получается электрический ток!
- Радиационное излучение – оно же электромагнитное? Вот излучение вызывает индукцию, от которой получается электричество!
Люди у нас, как видите, образованные. Знают слова «нейтроны», «индукция», фразу «направленное движение электронов», но применяют их как-то странно.
На самом деле принцип получения электроэнергии на атомной станции довольно прост. В процессе ядерного распада выделяется огромное количество тепла. Этим теплом вода нагревается до температуры значительно выше точки кипения. На выходе образуется пар, который попадает в турбину. В точно такую же паровую турбину, как на угольных или газовых теплоэлектростанциях. Турбина вращается, крутит генератор, получается электрический ток. Теоретически всё просто. На практике – несколько сложнее.
- Ты меня за дуру считаешь? Воду нельзя нагреть выше точки кипения. Сто градусов и всё – вода превращается в пар! – возмутилась обладательница красного диплома филфака УрГУ.
- А куда девается пар после турбины? Если он был в реакторе, он ведь, наверное, радиоактивный? – поинтересовался программист с доперестроечным, кажется, стажем.
Ответить на первый вопрос, казалось бы, легко. Если вода находится под давлением, в замкнутом объеме, например, в скороварке или в контуре охлаждения атомного реактора, то испаряться ей некуда. И нагревать её можно столько, на сколько хватит энергии топлива. На деле же инженерам в своё время, при создании первых реакторов, пришлось изрядно помучиться, чтобы создать замкнутый контур, где центробежные насосы под высоким давлением прогоняли бы воду через активную зону реактора, затем с помощью сепаратора пар отделялся бы от воды, крутил турбину, охлаждался, превращался снова в воду и опять попадал бы в реактор. И при этом ещё не было бы утечек воды. Она ведь действительно радиоактивна, несмотря на то, что с урановым топливом напрямую не контактирует. На фото ниже модель реактора в разрезе. Видны длинные тепловыделяющие сборки, внутри которых находится топливо и течет вода.
Как же топливо передает тепло воде? Тут нам понадобится два термина, которые потом будут часто повторяться в этой статье. Это – «ТВЭЛ» и «ТВС». Тепловыделяющий элемент и тепловыделяющая сборка. ТВЭЛ – это длинная, тонкая трубка из особого тугоплавкого сплава, которая заполнена ядерным топливом. В ней есть канал, по которому непрерывно течет вода. Именно из-за этого канала реакторы вроде АМБ или «чернобыльского» РБМК называются «канальными». Тепловыделяющие элементы объединены в тепловыделяющие сборки. Когда говорят, что в реактор загружается топливо, это значит, что в него с помощью специального устройства устанавливают эти самые ТВС. На вид сборка – труба трубой. С виду даже и не поймешь, почему она такая дорогая. Это я говорю для тех немногих, кто думает, что в реактор уран загружают совковой лопатой.
- Когда реактор загружают ураном, образуется много радиоактивной пыли! И она попадает в атмосферу! – честное слово, эту фразу я не придумал, а услышал от человека с высшим экономическим образованием.
Так, кажется, я не забыл сказать, что после прохождения турбины пар конденсируется (превращается в воду) и идет обратно в реактор – снова нагреваться и крутить турбину.
Помогает ему остыть вода из пруда-охладителя, который есть при каждой АЭС. Точнее, не только АЭС, но и тепловой электростанции – тоже. Везде, где есть паровые турбины, нужен пруд-охладитель. У БАЭС для этого есть Белоярское водохранилище, у Рефтинской ГРЭС – Рефтинское. Впрочем, про Белоярское водохранилище при опросе попалась интересная версия:
- Водохранилище там – чтобы радиоактивные отходы сливать! Я в Интернете читала! – сказала студентка одного престижного ВУЗа, не буду его называть, чтобы в суд не подали за дискредитацию светлого образа храма науки.
Вниманию студентов престижных ВУЗов! Сейчас прямо тут, в Интернете, будет написано, есть ли на АЭС радиоактивные отходы и есть ли на АЭС что-нибудь такое радиоактивное, что можно куда-нибудь слить.
Для того чтобы понять, какие «отходы» образует АЭС, надо поговорить о том, как туда попадает ядерное топливо и куда потом девается. С завода-изготовителя тепловыделяющие сборки приходят по железной дороге. Специальный состав везет защищённые контейнеры по «зеленой улице» - без единой остановки. Остановок нет не потому, что контейнеры что-то излучают, а по условиям охраны. Чтобы не вводить в соблазн террористов.
Интересно, что единственным вопросом, на который руководство БАЭС отказалось отвечать журналистам, был вопрос «А как охраняется спецсостав?». Однако по улыбке директора станции Михаила Баканова стало ясно, что пытаться атаковать состав – не самая плодотворная идея.
Итак, сборки с топливом приехали на станцию. Здесь их загружают в реактор и они начинают работать. Старые, отработавшие сборки выгружают в находящийся при реакторе бассейн с водой. Здесь они «отдыхают» минимум три года, чтобы снизилась активность топлива и его температура. Это называется «снятие остаточного энерговыделения». Вода нужна, во-первых, чтобы охлаждать топливо, а во-вторых, чтобы сдерживать радиоактивное излучение от сборок. Вода – отличное средство для защиты от радиации. Автору этой статьи довелось однажды, будучи на комбинате «Маяк», стоять на краю бассейна и рассматривать с весьма близкого расстояния залитые водой «ядерные дрова». При этом дозиметр в руках сопровождающего не давал никаких оснований для беспокойства.
Что же потом делают с топливом? На заре атомной энергетики предполагалось, что отлежавшееся в бассейнах выдержки отработавшее топливо будут отправлять под Красноярск на «сухое хранение». Сейчас точка зрения другая – то, что выходит из реактора – не отходы, а ценное сырье. Просто хранить его – расточительство. Поэтому его будут перерабатывать в городе Озёрске, на комбинате «Маяк», получая новое ядерное топливо. То немногое, что останется невостребованным после переработки, смешают с расплавленным стеклом, зальют в бочки из нержавейки и опустят краном в толстую железобетонную подушку в специальном ангаре. Вытащить эту бочку на свет, пожалуй, не удастся никогда. Да и не нужно. Пусть себе лежит.
Таким образом, теоретически на вопрос «Что выбрасывает в окружающую среду атомная электростанция?» ответ прост: ничего не выбрасывает. Однако на практике всё опять сложнее. Обеспечение радиационной безопасности на АЭС – непростой процесс, обставленный кучей правил, которые на первый взгляд кажутся некими излишними ритуалами.
- А зачем на атомных предприятиях все ходят в белой одежде?
- Потому что белый цвет отражает радиацию!
Если бы «отражать радиацию» можно было бы действительно белой одеждой, кого бы волновал Чернобыль? Ну, оделись бы все в белое, да и всё. На самом деле цвет ничего особого не значит. Просто белые ткани легче переносят агрессивную стирку - дезактивацию. Как и любая другая грязь, радиоактивные загрязнения смываются при стирке.
Журналистам на БАЭС выдали белые халаты, шапочки, поверх которых надели каски, перчатки, носки и тапочки. Оставлять всю свою одежду в раздевалке, как, скажем, это делается на «Маяке», не пришлось. Всё-таки вероятность «найти» что-то радиоактивное на остановленных энергоблоках стремится к нулю. Но правила есть правила:
- Почему у вас брюки в носки не заправлены? Заправьте сейчас же! – остановил меня в коридоре проходивший мимо сотрудник станции. Ставлю сумку на пол, тянусь к штанине.
- Не ставьте ничего на пол! Поднимите немедленно!
- Да что тут, что-то радиоактивное, что ли, есть?
- Радиоактивного, может, и нету. Но ставить сумку – не положено.
В карманах халатов лежали одноразовые носовые платки. Использованный носовой платок, оказывается, подлежит утилизации, как радиоактивный отход. Несмотря на то, что уровень радиации в тех местах, где мы были, ниже природного - 15 микрорентген в час.
На обратном пути у раздевалки нас ждали два дозиметриста. Каждого выходящего тщательно «сканируют» детектором бета-частиц. Все чисты. Несмотря на это, женщина в раздевалке безжалостно гоняет беспечных журналистов, пытающихся пройти в «грязных» тапочках в «чистую» зону.
- А как ты хотел? – пожимает плечами один из дозиметристов. – Пока топливо отсюда не увезли, это ядерный объект со всеми вытекающими. Так что всех меряем. Никого не пропускаем.
Удивительно, но реакторы АМБ-100 и АМБ-200, остановленные один при Брежневе, а другой – при Горбачеве, считаются находящимися в эксплуатации. Всё потому, что примерно две трети топлива, которое тут использовалось, до сих пор лежит в приреакторных бассейнах выдержки. Остаточное энерговыделение давно прошло, топливо остыло и хранится при комнатной температуре и ждёт отправки в Озёрск.
- Ты понимаешь, что когда атомная станция исчерпает свой ресурс, её придётся содержать вечно! И что, у нас вся страна будет заставлена этими отработавшими станциями? – возмущается один знакомый бизнесмен.
Скажем прямо: в мире пока мало опыта вывода из эксплуатации старых энергоблоков. И этот опыт сейчас нарабатывается на Белоярской АЭС. Собственно, в нашей стране всего 4 энергоблока, которые сейчас остановлены и ожидают вывода из эксплуатации. Это два блока БАЭС и два блока Нововоронежской АЭС. После 2020 года начнётся массовый вывод более «молодых» блоков на других станциях.
Как же будет проходить этот самый вывод из эксплуатации и какова будет судьба старых станций?
Первым делом блок останавливают, выгружают топливо в бассейны выдержки, затем удаляют из пароводяного контура воду, которая охлаждала активную зону и герметизируют реакторное пространство. На первом и втором блоках БАЭС это уже сделано.
Теперь дело за переработчиками – как только в Озёрске будут готовы принять топливо на переработку, его начнут вывозить со станции. Для этого с помощью завода Уралхиммаш пришлось разработать специальные транспортные контейнеры длиной 15 метров и массой 90 тонн.
По словам Михаила Баканова, стоять рядом с закрытым контейнером, внутри которого лежит кассета с тепловыделяющими сборками, вполне безопасно. Стальная конструкция непроницаема для радиации. Кроме того, её специально возили в Петербург, чтобы, разогнав как следует, ударить о скальный грунт. Контейнер выдержал и его сертифицировали для перевозки ядерного топлива.
Вагоны, в которых перевозят контейнеры, на первый взгляд похожи на рефрижераторы.
Как только топливо покинет пределы станции, начнется этап, который называется «Хранение под наблюдением». В течение пятидесяти лет энергоблоки будут отстаиваться, чтобы прошел период распада радиоактивных материалов, которые в них ещё остаются. Пока идёт этот процесс, на станции будут не спеша перерабатывать разные материалы, которые могут нести на себе следы радиации. Например, те же бумажные носовые платки, которыми вытирал нос какой-нибудь журналист, посещая станцию. Весь период наблюдения будет работать расположенный в этом зале пост дозиметрического контроля.
Сюда сходится информация примерно с тысячи датчиков излучения, разбросанных по всей станции. Если вдруг один из них обнаружит что-то радиоактивное, сработает сигнал тревоги.
Через пятьдесят лет энергоблоки перестанут быть ядерными объектами. Корпус, где они находятся, снесут, как обычное здание. Первые реакторы российской атомной энергетики уйдут в историю окончательно. Что будет на их месте? Может быть, новые блоки, может быть, лес или лужайка.
- Атомная энергетика – это вообще не выгодно! Утилизация топлива и всё такое – это же дорого! Надо развивать альтернативную энергетику! Ветряные станции! – так мне сказала коллега, вегетарианка и сторонница зелёного движения.
Кстати, а дорого ли выводить из эксплуатации АЭС? На этот счёт есть точный ответ. Это стоит 1,3% от стоимости «атомной» электроэнергии. Именно столько, по закону, должны отчислять атомщики со своей выручки на будущую ликвидацию отработавших энергоблоков. Говорят, этих денег вполне хватает. Что же касается ветряных станций – взгляните на следующее фото:
RePortер Алексей Сохович-Канаровский сидит в кресле СИУРа - старшего инженера управления реактором АМБ-100. Его правая рука лежит на переключателях, с помощью которых 30 лет назад СИУР управлял сотней мегаватт энергии. Простой вопрос – сколько нужно ветряков, чтобы получить эти самые сто мегаватт энергии? Похоже, много. А ведь стомегаваттных энергоблоков уже не бывает – они слишком маломощные по нынешним временам. Сейчас и тысячей мВ никого не удивишь. Так что вряд ли АЭС будут вытеснены ветряками.
А стоит ли нам опасаться нового Чернобыля? Вряд ли. Чернобыль стал уроком, который многое изменил в российской и мировой атомной энергетике. В технологию работы с реакторами чернобыльского типа внесены серьезные изменения. Канальные реакторы чернобыльского типа вытесняются водо-водяными энергетическими реакторами и реакторами на быстрых нейтронах. Требования к безопасности реакторов значительно выросли. Современные энергоблоки проектируются так, чтобы инженеру управления реактором не надо было даже нажимать кнопку сброса аварийной защиты, если что-то пойдет не так. Повышение температуры реактора сверх установленной нормы приводит к его самозаглушению даже без вмешательства человека или автоматики.
Однако справиться с людским страхом перед мирным атомом удастся ещё не скоро.
Ну, может, ты и прав, - подумав, сказал однокурсник. – Но я радиации не вижу. Не знаю, есть она или нет. И потому я её, признаться, боюсь.
