У керівництві ЧАЕС підтверджують нейтронну активність, але стверджують, що поточні рівні не викличуть ланцюгову реакцію ділення.
Через тридцять п’ять років після вибуху на Чорнобильській АЕС, реакції поділу знову відбуваються в уранових паливних масах, похованих глибоко всередині пошкодженого реактора. “Це схоже на тліюче вугілля в барбекю”, – говорить Ніл Хаятт, хімік-ядерник з Університету Шеффілда. Українські вчені намагаються визначити, чи зникнуть реакції самі по собі або будуть потрібні надзвичайні заходи, щоб запобігти ще одну аварію, повідомляє Sciencemag.org
“Датчики відстежують зростаюча кількість нейтронів, сигнал ділення, що виходить із одного недоступного приміщення”, – говорить Анатолій Дорошенко з Інституту проблем безпеки атомних електростанцій. “Є багато невизначеностей”, – говорить Максим Савельєв з Інституту проблем безпеки атомних електростанцій. “Але ми не можемо виключити можливість аварії”. Кількість нейтронів повільно зростає, каже Савельєв, припускаючи, що у керівництва ще є кілька років, щоб придумати, як запобігти загрозі. “Будь-яке рішення щодо виходу з ситуації, що прийме він і його колеги, буде представляти великий інтерес для Японії, яка намагається впоратися з наслідками власної катастрофи 10 років тому на Фукусімі”, – говорить Хаятт.
Коли 26 квітня 1986 року частка активної зони реактора четвертого енергоблоку розплавилася, уранові паливні стрижні, їх цирконієва оболонка, графітові регулюючі стрижні і пісок потрапили на активну зону, щоб спробувати загасити вогонь, злилися разом в лаву. Вона потекла в підвальні приміщення реакторного залу і затверділа в освіти, звані паливовмісними матеріалами, які містять близько 170 тонн збагаченого урану – 95% вихідного палива.
Саркофаг з бетону і сталі, під назвою “Укриття”, зведений через рік після аварії для укриття останків четвертого блоку, дозволив дощовій воді просочуватися всередину. Оскільки вода уповільнює або стримує нейтрони і, таким чином, збільшує їх шанси розщепити ядра урану, проливні дощі іноді викликають різке збільшення кількості нейтронів.
Керівництво Чорнобиля припустило, що будь-який ризик виникнення критичної ситуації зникне, коли в листопаді 2016 роки над “Укриттям” буде встановлений масивний об’єкт “Арка”, спеціальне ізоляційне арочне спорудження. Конструкція вартістю 1,5 мільярда євро повинна була ізолювати “Укриття”, щоб його можна було зробити стійким і в кінцевому підсумку демонтувати. “Арка” також захищає від дощу, і з моменту його установки кількість нейтронів на більшості ділянок об’єкта “Укриття” було стабільним або знижувалося.
Але в деяких місцях вони почали рости, майже подвоївшись за 4 роки в приміщенні 305/2, де є тонни паливовмісних матеріалів, поховані під завалами. Дослідження Інституту проблем безпеки атомних електростанцій передбачає, що висихання палива якимось чином робить нейтрони, що проходять через нього, більш, а не менш ефективними при розщепленні ядер урану. “Це дуже правдоподібні дані”, – говорить Хаятт. “Просто неясно, який може бути механізм”.
Оскільки вода продовжує відступати, є побоювання, що “реакція поділу прискорюється експоненціально”, – говорить Хаятт, що призводить до “неконтрольованого вивільнення ядерної енергії”. Реакція некерованого розподілу в паливовмісних матеріалах може статися після того, як тепло від ділення випарує воду, що залишилася. Проте, зазначає Савельєв, хоча будь-яка вибухова реакція буде стримуватися, вона може загрожувати обрушити нестійкі частини хиткого “Укриття”, заповнивши “Арку” радіоактивним пилом.
Усунення недавно виявленої загрози – непросте завдання. Рівні радіації в 305/2 не дозволяють підійти досить близько для установки датчиків. І розпорошувати нітрат гадолінію на ядерні уламки тут неможливо, так як вони під бетоном. Одна з ідей полягає в тому, щоб створити робота, який зможе витримувати інтенсивне випромінювання досить довго, щоб просвердлити отвори в паливовмісних матеріалах і вставити балони з бором, які будуть функціонувати як керуючі стрижні і поглинати нейтрони. Тим часом Інститут проблем безпеки атомних електростанцій має намір посилити моніторинг двох інших ділянок, де рівень паливовмісних матеріалів може стати критичним.
Відновляються реакції ядерного ділення – не єдина проблема, з якою стикаються керівники Чорнобиля. Під впливом інтенсивної радіації і високої вологості ТСМ розпадаються, породжуючи ще більше радіоактивного пилу, що ускладнює плани демонтажу “Укриття”. Спочатку освіту ТСМ під назвою “Нога слона” було настільки твердим, що вченим доводилося використовувати автомат Калашникова, щоб відрізати шматок для аналізу. “Тепер він більш-менш має консистенцію піску”, – говорить Савельєв.
Україна давно мала намір перемістити ТСМ і зберегти їх в геологічному сховищі. До вересня за допомогою Європейського банку реконструкції та розвитку планується розробка для цього спеціального плану. Але оскільки “життя” в “Укритті” все ще “вирує”, може бути важче, ніж коли-небудь, поховати останки реактора.
У відповідь на інформацію, що з’явилася, на сайті Чорнобильської АЕС було оприлюднено спростування.
“Після встановлення” Арки “деякими датчиками фіксується збільшення нейтронної активності в скупченнях паливовмісних матеріалів (ПВМ) в зоні плавлення підреакторному плити в приміщенні 305/2. Така ситуація була прогнозованою ще до споруди Арки і відбувається внаслідок процесу втрати води чрезмерноувлажненной середовищем шару чорних лавоподібних ТСМ (ЛПВМ), які знаходяться вище потенційно ядерно-небезпечних скупчень (ЯОС) ТСМ. Фахівці АЕС прогнозують, що в подальшому вплив від ЯОС ТСМ на рівень нейтронної активності, яка реєструється датчиками буде постійним. Сумарна нейтронна активність буде продовжувати незначно збільшуватися за рахунок зниження рівня води в шарі ЛПВМ, який знаходиться вище ЯОС ТСМ, поки не досягне оптимального співвідношення ядерного палива і води. Під час подальшого зневоднення даного середовища прогнозується незначне падіння або аномально тривалий період незмінних показників щільності потоку нейтронів (ППН) “, – йдеться в с ообщеніі.
Для забезпечення гарантованої безпеки об’єкта “Укриття” виконується постійний контроль скупчення ПВМ всередині об’єкта, який контролює система контролю ядерної безпеки (СКЯБ), яка входить до складу інтегрованої автоматизованої системи контролю об’єкта “Укриття”
“За весь період спостережень з початку встановлення Арки перевищень меж безпечної експлуатації не спостерігалося. В даний час, показники датчиків у всіх приміщеннях мають стабільні значення без тенденцій зростання, поточні рівні не становлять загрози виникнення самопідтримуваної ланцюгової реакції поділу”, – відзначають в керівництві ЧАЕС.
Для забезпечення безпеки об’єкта “Укриття” існують системи, що виконують функції безпеки, в тому числі системи підтримки ТСМ в підкритичних стані. У разі перевищення меж безпечної експлуатації за показаннями датчиків, в зону зростання вводиться нейтронопоглинаючих розчин відповідно до технологічного регламенту об’єкта “Укриття”.
З метою поточної оцінки стану ПВМ і прогнозування їх довгострокової поведінки Інститутом проблем безпеки АЕС в 2018 році була розроблена “Програма моніторингу паливовмісних матеріалів (ПВМ) ОУ (ядерна та радіаційна безпека ОУ)”.
Результати, які будуть отримані після виконання робіт за цією програмою, будуть використані для розробки (при необхідності) і впровадження організаційно-технічних заходів щодо запобігання ризиків від несприятливих наслідків погіршення стану ПВМ. Але, спостереження за станом ТСМ треба виконувати протягом декількох років, коли всі процеси змін температурно-вологісного режиму в об’єкті “Укриття” стабілізуються і можна більш достовірно прогнозувати поведінку ТСМ і гарантувати їхню підтримку в ядернобезпечний стані, йдеться в повідомленні.
