Александр Александрович Боровой - доктор физико-математических наук, начальник отдела Российского научного центра 

Гарантировать полную ядерную безопасность для неразведанных скоплений топлива в чернобыльском "Укрытии" нельзя.

СНАЧАЛА я расскажу о совсем коротком, но очень типичном разговоре.

В конце сентября 1996 г. в лаборатории в Чернобыле раздался звонок из американского посольства в Киеве. Собеседник представился, а потом сразу перешел к делу.

- Из газет и телевидения мы знаем, что в "Саркофаге" в сто раз возросли потоки нейтронов, началась неуправляемая реакция. Насколько опасно это для Киева? Надо ли готовить эвакуацию американских граждан?

Это был далеко не первый и даже не десятый подобный звонок за этот день. Варьировался тон вопросов, но существо повторялось. Поэтому, доведенный до степени каления из-за невозможности заниматься делом, я осведомился:

- А эвакуация - это дорогое мероприятие?

- Очень дорогое!

- Тогда заплатите мне 1 процент ее стоимости, и я гарантирую вам, что в Киеве никто ничего не почувствует, даже если потоки возрастут не в сто, а в миллиард раз.

Собеседник вежливо посмеялся, но, по-видимому, поверил.

В ПОИСКАХ "ИСЧЕЗНУВШЕГО" ТОПЛИВА

А были ли реальные причины для беспокойства? Может быть, ученые не правы? Ведь и перед чернобыльской аварией они были очень спокойны.

Скоро пойдет двенадцатый год, как стоит на земле это сооружение. Недавно его покрасили, что недешево стоило (в смысле коллективной дозы), но веселее оно от этого не стало. Высотой в 20-этажный дом, оно в плане напоминает букву "Г" с внешними размерами примерно 200х200 м. Сталь и бетон. Внутри около тысячи помещений, и в основном далеко не маленьких. Часть из них сохранилась, часть полуразрушена, часть похожа на послевоенные развалины. Много помещений залито бетоном, попавшим сюда при строительстве, и далеко не всегда по плану строителей. Он носит название "свежий".

Самая неприятная начинка помещений, особенно реакторного здания, - облученное ядерное топливо, его здесь около 200 т, и суммарная активность топлива превосходит 20 млн. Кюри.

Чернобыльская авария, зона, "Укрытие" - благодатные темы для спекуляций. Достаточное их количество есть и на тему о топливе. Пишут и говорят разное. На самом деле уже в мае 1986 г. в Курчатовском институте четко понимали, что подавляющая часть ядерного топлива никуда не улетела. К такому же выводу пришли и другие научные учреждения. И с каждым годом доказательств этому больше и больше. Дело в том, что исследования десятков тысяч почвенных проб показывают, что топливные загрязнения сосредоточены в основном в Чернобыльской зоне, а суммарное найденное количество топлива, выброшенное на почву, меньше 5% от того, что было в реакторе. Много улетело легко испаряющегося радиоактивного цезия, около 30% от накопленного. И именно цезий-137 с периодом полураспада около 30 лет стал причиной трагедии населения, живущего вне зоны, - переселение, отчуждение земель, болезни.

Относительно тяжелые частицы двуокиси урана далеко не улетели. И в них остались все труднолетучие радионуклиды, такие, как стронций-90, изотопы плутония и америция.

Но если на всех территориях меньше 5% топлива от того, что было в реакторе, то в "Укрытии" его осталось более 95%. На чем основываются спекуляции? На незнании результатов исследования проб и на наших, тех, кто исследует "Укрытие", недоработках. Мы еще отнюдь не нашли в "Укрытии" все эти 95% топлива.

В нижних помещениях реакторного отделения в первые дни после аварии растеклась своеобразная лава. Она образовывалась, когда топливо, выделяя тепло, расплавляло конструкции - бетон, сталь, доломит и т.п. Потом лава застыла. В ней и рядом с ней находятся остатки топливных сборок. Все это залито свежим бетоном. Не подойти - большие радиационные поля, а если все-таки подойти, мало что увидишь и измеришь под бетоном. Понадобился огромный труд, чтобы оценить количество топлива в этой лаве. И были придуманы далеко не тривиальные методы оценки, потрачены сотни часов на разведку и тысячи на анализы образцов. Окончательные результаты сейчас такие: топлива внизу не менее 60 т, скорее всего около 100 т.

Наверху, в центральном зале, - огромные холмы материалов, сброшенных с вертолетов, разбитые строительные конструкции и радиационные поля, достигающие сотен рентген в час. Исследования проводить очень сложно. Тем не менее было оценено количество топлива в груде материалов, лежащих у шахты реактора: 10 - 30 т топлива.

В 1996 - 1997 гг. объединенной группе сотрудников Курчатовского института, других российских институтов, украинского научно-технического центра "Укрытие", Чернобыльской АЭС удалось получить данные о количестве топливной пыли (частичек топлива с размерами от долей микрона до сотни микрон), лежащей под крышами "Укрытия", в том же центральном зале и прилегающих к нему помещениях. Топлива в ней оказалось примерно 30 т. И запомним на будущее - 2 т из этих 30 способны взлететь вверх при обрушении конструкций. Итого: топлива (по среднепессимистическим оценкам) найдено около 130 т.

Но не найдено не означает, что его вообще нет в "Укрытии". Осталось еще немало "грибных" мест - и под "холмами" в центральном зале, и под каскадной стеной, и в других помещениях.

ЧТО ТВОРИТСЯ ПОД КРЫШЕЙ "УКРЫТИЯ"

Какую опасность представляет это топливо? Прежде всего опасность, связанную с возможным выходом за пределы "Укрытия" топливной пыли. Разные события могут послужить причиной ее выброса, но самое неприятное - обрушение верхних конструкций "Укрытия". Чтобы понять, почему такое обрушение может произойти, надо вернуться к уже далеким дням строительства "Укрытия".

Перед проектировщиками открывались две принципиально отличные возможности - создавать огромный толстостенный ангар, закрывающий целиком весь разрушенный блок и не связанный с ним, или использовать оставшиеся конструкции и вновь возведенные стены, перекрыть развалины балками, на которые положить металлическую кровлю. Осуществление первого варианта требовало уже совсем непомерных затрат и, кроме того, большого времени. Был выбран второй путь. И "Укрытие" было спроектировано и построено в кратчайшие сроки - за полгода.

В технике чудес не бывает. Выигрывая в одном месте, вы вынуждены поступиться чем-то другим. В "Укрытии" балки, несущие кровлю, опираются на старые конструкции, перенесшие взрыв и пожар. А прочность этих конструкций проверить до конца не удалось: мешали огромные радиационные поля и развалины, так что иногда информацию о них получали из снимков, сделанных с вертолета.

Именно эти опоры вызывают сейчас тревогу. По оценкам украинских строителей, вероятность падения одной из балок составляет 0,1 в год. Это большая вероятность. Можно, конечно, дискутировать о справедливости этой цифры, но наука о безопасности не доверяет оптимистам и тяготеет к консервативным оценкам. Что же произойдет, если балка обрушится?

Российские, украинские, белорусские и даже немецкие физики попытались рассчитать последствия такой аварии. Результаты оказались достаточно близкими. Вот как их представляет документ, который называется "Анализ текущей безопасности объекта "Укрытие" и прогнозные оценки развития ситуации": "При малой скорости ветра и небольших (сотни метров) расстояниях от источника ингаляционные (поступающие через органы дыхания) дозы с подветренной стороны от объекта являются крайне высокими и на два порядка превышают предельно допустимые годовые дозы для персонала".

На расстояниях до 10 км дозы от ингаляции снижаются ниже предельно допустимых доз и за пределами 30 км зоны не опасны для населения.

"КОЛЛАПС" КОРОБКИ С РАДИОАКТИВНОЙ ПЫЛЬЮ

Теперь о том, что принято называть ядерной опасностью. Это возможность возникновения в топливосодержащих массах самоподдерживающейся цепной реакции (СЦР). Возможно ли это на "Укрытии"?

Вопрос тревожит всех с момента создания объекта. Прекрасно помню, как на заседаниях правительственной комиссии в 1996 г. укоряли "науку" (т.е. нас), что она не в силах немедленно на него ответить. При этом укоряющие представляли себе возникновение СЦР в виде ядерного взрыва. Гигантская вспышка света, ударная волна, разбрасывающая танки, апокалипсис. На робкие попытки объяснить, что образовавшаяся неведомыми путями критическая сборка после возникновения СЦР нагреется и сразу развалится, а опасность будут представлять радиоактивные изотопы, наработанные за время существования этой сборки, и опасность эта на много-много порядков меньше, чем уже существующая на площадке (1986 г.!), на эти попытки внимания особо не обращали. Факт только, что произошедшая авария не способствовала доверию к "науке".

Я просто не в силах на нескольких страницах описать историю изучения этой проблемы, длившуюся 11 лет. Ограничусь одной фразой из официального документа: "Сейчас гарантировать полную ядерную безопасность для неразведанных скоплений топлива в "Укрытии" нельзя".

И, несмотря на то, что практически все специалисты не верят в возможность возникновения там СЦР, наука о безопасности признает только консервативные прогнозы.

Что ожидать в случае, если они подтвердятся? На это многочисленные расчеты и оценки отвечают так: "Укрытие" не взлетит на воздух. Люди, находящиеся рядом с ним на площадке, почувствуют СЦР только по увеличению загрязненности воздуха за счет выхода летучих радионуклидов из щелей в объекте. Этот выход будет продолжаться недолго, и полная доза не достигнет предельно допустимой (годовой) для профессионалов. А вот людям, работающим в самом "Укрытии", может угрожать куда большая опасность. В зависимости от того, насколько далеко они от очага возникновения цепной реакции.

Итак, главная опасность - разрушение конструкций, выходящая при этом из "Укрытия" радиоактивная пыль. Какие меры надо принять, чтобы этого не случилось? Сначала обсуждались гигантские планы - построить вокруг существующего здания "Укрытие-2". Герметичное, не пропускающее воду внутрь и пыль наружу, защищающее от излучения. Под его прикрытием можно было бы осторожно разобрать поврежденный реактор и захоронить топливо по всем правилам. Прекрасная перспектива! Европейское сообщество выделило деньги (около 5 млн. долл.), и объединение европейских же фирм "Альянс" подготовило в 1995 г. то, что называется технико-экономическим обоснованием - оценку разных вариантов превращения "Укрытия" в безопасную систему. Было показано, что такая безопасность будет стоить миллиарды долларов! Что, собственно, и ожидалось.

Еще в 1993 г. "Курчатовский институт" предложил план, согласно которому надо было, не откладывая, произвести "стабилизацию" существующего "Укрытия": укрепить строительные конструкции, уменьшить вероятность СЦР и т.п. Он содержал и предложения по борьбе с пылью. И не только строительные. Если у вас есть коробка с пылью и вы не хотите, чтобы пыль оттуда вышла, можно укреплять саму коробку, а можно обработать пыль так, чтобы она не поднималась в воздух при "коллапсе" коробки. План этот стоил намного дешевле "Укрытия-2", давал возможность выиграть 15-20 лет и за это время подготовиться, накопить деньги и осуществить кардинальные меры.

Руководство Национальной академии наук Украины и Чернобыльской станции с ним согласилось, и план стал дорабатываться. Европейское сообщество и США нашли первые деньги для осуществления плана (больше 300 миллионов) и обещают найти еще.

Мы на пороге начала серьезных работ.

* * *

Осталось ответить на последний вопрос: если "Укрытие" не угрожает Европе, а тем более Америке, то почему заграница ищет и уже частично нашла очень большие деньги на работы по увеличению его безопасности, а Россия продолжает посылать на "Укрытие" своих специалистов?

Хотят помочь. Беспокоятся за жизнь людей, работающих на станции. Хотят избежать огромного морального ущерба, который может нанести несчастье на "Укрытии" миллионам людей, втянутым в Чернобыльскую трагедию.

Хотят, чтобы человечество победило "Чернобыльский синдром".