«Ледяная стена» «Фукусимы». Как японцы заморозили 320 миллионов долларов

Надземная часть этого сооружения не выглядит такой уж грандиозной: вытянутые в линейку серебристые трубы несколько теряются на фоне более массивных зданий повреждённых энергоблоков. Куда более впечатляющая часть остаётся скрытой от глаз: подземная стена из замороженного грунта (30 метров в глубину и около 1600 метров в длину), созданная, чтобы предотвратить проникновение в заражённую зону грунтовых вод.

«Ледяная стена» «Фукусимы». Как японцы заморозили 320 миллионов долларов

30-метровые резервуары на АЭС «Фукусима», в которые собирают заражённую воду

Официально именуемый «Подземная непроницаемая стена» (Land-Side Impermeable Wall), но больше известный просто как «Ледяная стена», этот проект у многих ассоциируется с безумной идеей из научной фантастики или очередного фильма про Джеймса Бонда. И всё же он вот-вот станет реальностью.

Построенная правительством за 35 млрд иен (около 320 млн долларов), «Ледяная стена» должна изолировать разрушенные стихией корпуса реакторов обширным прямоугольным участком рукотворной мерзлоты. По задумке инженеров, уже этой осенью замороженный грунт станет естественной преградой для грунтовых вод, до сих пор беспрепятственно проникавших в заражённую зону. Кроме того, стена остановит утечки радиоактивной воды в Тихий океан, которые хоть и снизились в последнее время, но без дополнительных усилий могут продолжаться ещё долго.

«Ледяная стена» подвергалась серьёзной критике как дорогое и сложное решение, эффективность которого вызывает сомнения. Отчасти эти сомнения подтвердились накануне, после того как оператор АЭС сообщил, что подключённые более четырёх месяцев назад участки так и не были заморожены. Некоторые эксперты высказывают опасения, что стена, замороженная с помощью электричества, может быть столь же уязвима для природных катаклизмов, как и сама станция. 

Кроме того, реакторы «Фукусимы» уязвимы для грунтовых вод: в 1960-е годы, чтобы разместить станцию ближе к морю, инженеры из Tokyo Electric Power Co. (TEPCO) срезали верхушку холма. Корпуса АЭС удавалось уберечь от воды вплоть до 11 марта 2011 года. Тогда – то ли в результате природной катастрофы, то ли под воздействием взрыва трёх из шести реакторов станции – фундаменты строений лопнули, пропустив в себя грунтовые воды. До сих пор в корпуса АЭС проникает около 152 кубометров воды ежедневно, так что станция постоянно находится в полузатопленном состоянии. Едва оказавшись внутри, такая вода немедленно становится высокорадиоактивной и серьёзно затрудняет работу по восстановлению станции. Специалисты считают, что во время аварии урановое топливо расплавило стальные полы реакторов и, возможно, проникло в подвальные помещения корпусов. Как глубоко оно проникло, не знает никто: непрекращающаяся течь не позволяет инженерам провести полноценное исследование. С тех пор в зону разрушенного реактора были отправлены пять роботов, но ни один из них не вернулся. Вероятно, техника оказалась не в силах противостоять столь высокому уровню радиации и тотальному характеру разрушений.

fukusima2.jpg

Чтобы предотвратить попадание грунтовых вод в разрушенные аварией корпуса АЭС, инженеры проложили под землёй систему труб, наполненных хладагентом на солевой основе. В результате образовалась «Ледяная стена» из мёрзлого грунта глубиной 30 метров

Чтобы предотвратить попадание радиоактивных грунтовых вод в океан, инженеры TEPCO всё это время перекачивают заражённую жидкость в специальные резервуары. По словам представителей компании, на сегодняшний день уже заполнено около 1000 таких резервуаров общей массой 800 000 тонн. Этого количества хватило бы, чтобы наполнить 320 олимпийских бассейнов.

В ходе недавних плановых работ на станции были смонтированы более прочные сварные резервуары взамен временных, установленных сразу после аварии. Сегодня едва ли не всё пространство АЭС заставлено 95-футовыми ёмкостями.

«Мы больше не можем строить резервуары на поверхности станции», – говорит Юичи Окамура, главный менеджер подразделения атомной энергетики TEPCO. Около 7000 рабочих занято сегодня на очистке АЭС от радиоактивных сточных вод.

По замыслу учёных, «Ледяная стена» позволит прервать этот цикл с бесконечным перекачиванием воды. По сути, речь идёт о самой большой в мире морозильной камере. Множество труб протяжённостью по 30 метров каждая вкопано в землю с интервалом около 90 сантиметров и заполнено солевым раствором, охлаждённым до –30 °С. Каждая такая труба должна заморозить вокруг себя столп грунта радиусом 46 сантиметров. В результате образуется непроницаемая ледяная плита.

Для строительства «Ледяной стены» потребовалось 1568 подземных труб, подключённых к 30 большим морозильным установкам. Вся эта гигантская морозилка потребляет электроэнергию в количестве, достаточном для круглогодичного снабжения 13 000 японских домохозяйств. 

3.jpg

Для создания подземной «Ледяной стены» используются трубы с хладагентом

Подобные технологии, предполагающие создание замороженных барьеров для подземных вод, уже многократно использовались по всему миру для строительства тоннелей и шахт, но не в таких масштабах. И уж конечно, не на месте ядерной катастрофы.

С самого начала проект подвергается нападкам скептиков. Одни говорят, что скрытые под обломками станции тоннели, соединённые со зданиями реакторов, в итоге проделают дыры в «Ледяной стене», превратив её в решето. Другие недоумевают, зачем было прибегать к столь экзотическому решению, когда обычная стальная или бетонная преграда справилась бы не хуже.

Часть экспертов уверена, что «Ледяная стена» – не что иное, как показная и в целом отчаянная попытка решить «водную» проблему накануне Олимпиады-2020 в Токио. Дело в том, что три года назад японский премьер Синдзо Абэ убедил Олимпийский комитет, что ситуация с водой в Фукусиме находится под контролем, что, безусловно, добавило очков токийской заявке.

«TEPCO с самого начала недооценили проблему с подземными водами, и сейчас Япония пытается решить её технически изощрённым и очень дорогим способом», – говорит Эзби Браун, исследователь независимой группы по радиационному мониторингу Safecast.

Так или иначе, и скептики, и сторонники проекта скоро узнают о его результатах. После двух лет напряжённой работы строители из Kajima завершают монтаж труб и рефрижераторных установок – уже в феврале стена будет собрана в её окончательном виде. В конце марта заработает часть стены протяжённостью около полумили – между корпусами реакторов и океанским побережьем. А к середине июня будет подключена вся стена целиком.

Kajima замораживает грунт частями, под контролем японского ядерного регулятора. Власти озабочены, что слишком быстрая заморозка перенаправит грунтовые потоки и заражённая вода будет скапливаться в корпусах реакторов, выливаясь из них и заражая всё вокруг.

fukusima4.jpg

Один из 7000 рабочих, нанятых для ликвидации последствий аварии на АЭС «Фукусима»

Ранее в этом месяце в TEPCO сообщили, что прибрежный сегмент «Ледяной стены» заморожен на 99% от его итоговой прочности. По словам специалистов, несколько участков так и не удалось заморозить из-за содержащегося в них песка или щебня, оставшихся с 1960-х годов, когда строилась станция. По таким участкам вода бежит слишком быстро и не успевает замёрзнуть. По словам представителя TEPCO Татсухиро Ямагаши, строители пытаются заделать эти песчаные лакуны быстросхватывающимся цементом.

Скептики задаются вопросом: даже если цемент сделает стену водонепроницаемой, как долго она продержится? Многие эксперты отмечают, что подобные барьеры бессильны против грунтовых вод. Кроме того, соляной раствор, используемый для заморозки, обладает высокой коррозийностью и может повредить трубы. Неясно также, как поведёт себя система в высокорадиоактивной среде и выдержит ли она очередное землетрясение или отключение питания.

«Зачем было городить весь этот дорогостоящий и хрупкий огород, когда есть более надёжное решение?» – вопрошает Сумио Мабучи, бывший министр строительства, предложивший ранее залить весь участок грунта под станцией жидким бетоном. Исао Абэ, руководитель проекта со стороны Kajima, в свою очередь отмечает, что трубы делают «Ледяную стену» только надёжнее – каждую из них в случае разгерметизации можно заменить. Кроме того, стена может самовосстанавливаться – даже если очередное землетрясение вызовет трещины в породе, вытекающая из них вода немедленно замёрзнет. Если же случится авария, таять стена будет месяцами, так что инженеры успеют устранить неполадки.

По словам господина Абэ, стена будет действовать до 2021 года. За это время учёные из TEPCO должны успеть восстановить разрушенные корпуса реакторов. Абэ подчёркивает, что «Ледяная стена» – лишь часть большого проекта по изоляции радиоактивной воды. Перед тем как возвести её, Kajima построили подземную стальную перегородку между станцией и океанским побережьем. Как утверждают в TEPCO, эта металлическая стена уже огородила океан от радиоактивных материалов. Однако ряд учёных считает, что заражённая вода всё ещё может просачиваться сквозь глубокие слои породы и вытекать в океан далеко от берега. Единственный способ прекратить утечки – восстановить разрушенные корпуса АЭС.

Даже если проект «Ледяная стена» сработает, учёным из TEPCO предстоит решить проблему радиоактивной воды, скопившейся на станции в огромном количестве. Компания уже установила мощные фильтры, способные удалить большинство вредоносных частиц, кроме трития – радиоактивного изотопа водорода. Что делать с этой тритиумной водой – пока не знает никто. Робкие предложения вылить её подальше в океан встретили резонное сопротивление рыбаков и политиков, опасающихся международного резонанса.

Сегодня единственные видимые следы заморозки – это небольшие вкрапления льда вдоль надземной части трубной системы. «Вода здесь, в трёх метрах под нашими ногами, – говорит генеральный менеджер TEPCO Юичи Окамура, стоя около серебристой трубы в белом защитном костюме. – Она всё ещё льётся без остановки, продолжая заполнять корпус реактора».

Оригинал материала


08 сентября 2016 в 17:56

Фукусима, энергетика, электроэнергия, АЭС, атомная энергетика, ядерная энергетика, атомная станция, АЭС Фукусима 1, АЭС Фукусима, АЭС мира

Другие пользователи читают

Скованные виртуальной цепью

На протяжении нескольких лет подряд блокчейн-стартапы, разрабатывающие технические решения для новой энергетики, в том ч...

31 октября 2017 в 17:54