Гринда
Форум        |       Ссылки
 

 

Результаты работ по локализации затонувшей АПЛ
Н.А.НОСОВ, М.В.МАКАРОВ ЦКБ
морской техники "Рубин"
С.М.РУБАНОВ
ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова
Б.Г.КОНСТАНТИНОВ
1 ЦНИИ МО РФ (кораблестроения ВМФ)

(журнал "Мониторинг" 1995г. №2)
www.monitoring.navy.ru
Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script

В период с 23 июня по 31 июля 1995 г. была проведена начавшаяся в Санкт-Петербурге и окончившаяся в Мурманске очередная, пятая по счету, целевая экспедиция на научно-исследовательском судне (НИС) "Академик Мстислав Келдыш" в Норвежском море к затонувшей атомной подводной лодке (АПЛ) "Комсомолец". В экспедиции также принимало участие океанографическое исследовательское судно ВМФ "Леонид Демин". Эта экспедиция продолжила ведущиеся с 1991 года систематические ежегодные широкомасштабные исследования АПЛ и района ее нахождения и завершила начатые в 1994 году работы по локализации ядерных боеприпасов, имеющихся на борту АПЛ. Авторы настоящей статьи принимали непосредственное участие в работах на АПЛ "Комсомолец".

СОСТОЯНИЕ АПЛ ДО ЭКСПЕДИЦИИ

О ситуации, предшествовавшей экспедиции, об участиовавших в ее подготовке организациях рассказано в предыдущем номере журнала "Мониторинг" (с. 51 - 54). Напомним вкратце, что АПЛ "Комсомолец" затонула в результате аварии 7 апреля 1989 года в Норвежском море па расстоянии около 180 км от о. Медвежий (Норвегия) на глубине 1700 м. На АПЛ имеется атомный реактор водо-водяного типа и две торпедо-ракеты с ядерными боеприпасами (ЯБП) в верхних торпедных аппаратах.
Вследствие аварийных повреждений атомный реактор с момента гибели АПЛ является источником поступления и окружающую среду радиоактивных вещести. Конструкции реактора и АПЛ представляют собой многоступенчатую, труднопреодолимую и практически вечную защиту, предохраняющую от существенного выхода радионуклидов реакторного происхождения в окружающую среду и обеспечивающую тем самым отсутствие опасного радиоактивного загрязнения.
В результате воздействия гидростатического давления корпуса ЯБП были разрушены при затоплении, и их система автоматики выведена из строя. Однако схемно-копструктивное исполнение ЯБП полностью исключает возможность ядерного взрыва с момента получения повреждений.
Торпедные аппараты, в которых находятся ЯБП, повреждены и частично разрушены при аварии АПЛ. 1 1оэтому с течением времени, вследствие коррозионных разрушений в морской поде локализующих оболочек ЯБП, продукты коррозии делящихся материалов ядерных зарядов, в том числе их основного компонента - плутония, могли бы быть вынесены в окружающую среду. Плутоний-239 - высокотоксичпый и радиационно спасший долгоживущий (период полураспада - 24,5 тыс.лет) радионуклид. Продукты коррозии полутония в случае их выхода из ЯБП и АПЛ могли бы распространяться в воде с течениями в виде мельчайших нерастворимых частиц и оседать на дно, образуя в районе АПЛ локальную зону заметных (поддающихся регистрации) устойчивых загрязнений.
Для осуществления радиационно-экологичсского мониторинга в 1991-1994 IT. ежегодно проводились экспедиции к месту гибели АПЛ на НИС "Академик Мстислав Келдыш" с глубоководными обитаемыми аппаратами (ГОА) "Мир". Все эти экспедиции были оснащены созданной в нашей стране совершенной аппаратурой для исследования радиационных параметров, системами пробоотбора воды, донных осадков, образцов биоты как из полостей затонувшего корабля, так и из окружающей среды, приборами для определения необходимых гидрофизических и гидрогеологических данных, уникальной осветительной и съемочной (фото, теле) аппаратурой.
В экспедициях принимали участие не только ведущие ученые и специалисты росийских фирм, но и проявившие интерес к проводимым исследованиям известные ученые из США, Голландии, Норнегии, МАГАТЭ, пристальное внимание работам уделяли "зеленые" движения "Green Peace" и "Bellona".
В результате проведенных исследований было установлено, что состояние ядерного реактора стабильно и истечение активности из него нс превышает 1 Кюри в год (скорее, даже не более 0,1 Кюри в год). Это не может привести к заметному росту радиоактивности даже па минимальном удалении от АПЛ, и следовательно, не представляет опасности. Более того, расчеты показали, что и при гипотетическом, сравнительно быстром разрушении реактора (полное разрушение за 100 лет) не будет заметного негативного воздействия на экосистему. За все годы наблюдений не было обнаружено во внешней среде также и присутствия признаков плутония из ЯБП - такой вывод позводили сделать результаты масс-спектрометрических анализов многочисленных проб воды и донных осадков, в том числе взятых непосредственно из 1 -го отсека и из разломов торпедных аппаратов, где находятся ядерные торпедо-ракеты. Однако расчеты вероятных сценариев коррозионного разрушения ЯБП дали основание предположит!, наличие некоторой экологически значимой опасности в случае распространения продуктов коррозии плутония из ЯБП в морской среде. В то же время измерения скорости течения воды внутри разрушенного 1-го отсека показали, что се величина может достигать значений 5-7 см/с, а ото делает возможным вынос продуктов коррозии плутония за пределы АПЛ после их выхода из прокорродировавших боеприпасов.

Глубоководный обитаемый аппарат "Мир"

ImageАнализы большого количества проб воды, грунта, образцов биоты, отобранных рядом с AIIJI, свидетельствуют об отсутстнии в них радиоактивных продуктов, которые могли бы поступить из затонувшей лодки. Наличие в некоторых пробах воды и донных отложений типичных реакторных радионуклидов (137Cs,60Со,54Mn,90-Sn) имеет лишь академический интерес из-за очень низких значений измеренных концентраций этих нуклидов и не может обусловить никаких последствий для экосистемы.
Таким образом, с одной стороны, удалось достоверно установить отсутствие какого-либо существенного выхода активности из АПЛ, но, с другой стороны, стало ясно, что существует потенциальный источник радиоэкологического воздействия, который через какое-то время может стать значимым не только для реальных санитарно-гигиенических или экологических последствий, а в основном в социально-экономическом и политическом плане - это возможный массированный выход продуктов коррозии плутония из ЯВП и вынос его во внешнюю среду.
Это обстоятельство определило характер предлагаишихся и всесторонне проработанных мероприятий но снижению потенциальной радиоэкологической опасности: либо подъем АПЛ целиком или только ее носовой части с последующим захоронением на берету поднятых радиоактивных станков, либо локализация прямо на дне моря той части 1 -го отсека АПЛ, где расположены ядерные торпедо-ракеты. Значительные разрушения носовой части АПЛ "Комсомолец", выявленные при визуальном обследовании с помощью ГОА "Мир", а также ряд других факторов, в том числе финансовые, не позволяют осуществить подъем корабля в ближайшее время. По этой причине было принято решение о локализации ЯВП на месте. В будущем остается возможность проведения любых других необходимых работ на АПЛ, в том числе и ее подъема.
Локализация ЯБП была произведена в 2 этана во время экспедиций 1994 и 1995 гг. На 1 -м этане (в 1994 г.) по проекту, разработанному ЦКБ МТ "Рубин" и одобренному государственной экологической экспертизой Минприроды РФ, с помощью ГОА "Мир" были установлены специальные титановые заглушки на 9 имеющихся отверстий в корпусе носовой оконечности АПЛ с целью уменьшения водотока около торпедных аппаратов и перекрытия основных каналов возможного выхода продуктов коррозии плутония из ЯБП в окружающую среду.

ЭКСПЕДИЦИЯ 1995 ГОДА

Проект 2-го этана локализации ЯБП был разработан и реализован ЦКБ МТ "Рубин" при участии НИИ СМ МГТУ им.Н.Э.Баумана в 1995 году. Основной целью этого этана являлось устранение свободного сквозного водотока через внутреннее пространстио 1-го отсека путем отгораживания носового участка 1-го отсека специальными диафрагмами, перекрытия вырезов и разрывов в обшивке наружного корпуса специальными пластырями и заполнения части свободного объема внутри отсека эластичными емкостями, закачиваемыми водой. Такое техническое решение было направлено на снижение скорости потока воды внутри 1-го отсека до величины, исключающей возможность эжекции и выноса продуктов коррозии ЯБП в окружающую среду. По оценкам РФЯЦ-ВНИИЭФ, эта задача решается полностью при условии, если скорость потока внутри 1-го отсека не превышает 3 см/с и обшивка наружного корпуса практически полностью закрыта.
Основные задачи 2-го этапа работ на АПЛ в 1995 г. решались с применением ГОА "Мир-1 " и "Мир-2", которые выполнили 19 (в том числе 8 парных) погружений к АПЛ "Комсомолец".
В результате чрезвычайно сложных и трудоемких подводно-технических операций па АПЛ, во время которых осуществлялись доставка и монтаж на АПЛ весьма громоздких конструкций, выполнен полный комплекс мероприятий, предусмотренных проектом 2-го этапа работ:
- внутри 1 -го отсека для отгоражипания его носового участка установлены две форменные разделительные диафрагмы (раскрыт],1 полностью) и одна раздвижная диафрагма (раскрыта примерно на 40%).
- на левом борту установлены и плотно прижаты к корпусу АПЛ один четырехсекционный и один пятисекционный армированные раскладывающиеся пластыри;
- на правом борту установлены три пятисекционных раскладывающихся пластыря и верхняя секция раздвижного пластыря;
- в 1 -м отсеке уложены и в разной степени заполнены водой 19 эластичных емкостей, имеющих штатный объем по 3 м.куб. каждая;
- установлены и растянуты три рулонных пластыря, закрывшие щели и небольшие отверстия, оставшиеся после монтажа диафрагм, армированных пластырей и эластичных емкостей;
- установлены две съемные титановые крышки-заглушки на решетки вентиляции надстройки по правому и левому бортам, а также крышказаглушка на открытый люк штокового устройства.
Выполнение вышеперечисленных подводно-технических операций позволило практически полностью закрыть носовую часть АПЛ, в которой находятся ЯБП, и сформировать локализованный объем внутри корпуса АПЛ.
Эффективность проводимой локализации подтверждена инструментально: специально созданные измерители скорости потока, установленные в районе казенной части одного из торпедных аппаратов зафиксировали уменьшение скорости потока с 5 см/с до менее 1,0 см/с.
В дополнение к перечисленным мероприятиям для повышения качества локализации внутрь 1 -го отсека введены "биоцидные бомбы", предназначенные для подавления размножения микрофлоры в локализованном объеме, специальные сорбенты и устройства тина "молекулярных сит", предназначенные для связывания и удержания коллоидных форм плутония.
Для обеспечения долгоиременного радиационного мониторинга в локализованный объем введены контрольные сорбенты, фиксирующие радионуклиды. Один из приборов, содержащих сорбенты (пленочно-сорбционный модуль "Ламинария"), установлен в заглушке волнорезного щита торпедного аппарата. Кроме того, в вентиляционную трубу реакторного отсека установлен гамма-снектрометр"РЭМ-13", рассчитанный на два года работы и возвращение на поверхность по сигналу с борта судна. Установлены также устройства, обеспечивающие отбор проб воды и взвеси изнутри первого отсека АПЛ для последующего их анализа на содержание оружейных радионуклидов Рu и U. Для контроля радиоэкологичсской обстановки в районе нахождения АПЛ поставлены две автономные донные станции радиационного контроля со сроком службы до 2-х лет, одна из которых с помощью ГОА "Мир" установлена на дне в 15 м от носа лодки. Во время экспедиции были подняты две долговременные донные станции радиационного контроля и одна донная океанологическая станция, установленные в 1994 г.
Радиационный мониторинг в экспедиции осуществлялся lie составленной ЦКБ МТ "Рубин" на основе предложений организаций-соисполнителей и одобренной Комиссией РАН по радиоактивности океанов "Программе проведения в 1995 г. радиационного мониторинга АПЛ "Комсомолец" и района се нахождения.
Основные подводно-технические работы, обеспечивающие мониторинг, выполнялись ГОД "Мир", с которых производили целенаправленный отбор проб воды, взвеси, донных осадков, доставку приборов для оперативных измерений радиации в те места лодки, где выход радионуклидов наиболее вероятен и др. Часть пробоотборов и измерений выполнена с борта НИС "Академик Мстислав Келдыш".
На обоих участвовавших в экспедиции судах проводился экспресс-анализ отобранных проб на содержание радионуклидов с применением самых современных радиохимических методов и технических средств: высокочувствительных лабораторных альфа- и гамма-спектрометров, бета-радиометра, а также уникального созданного во ВНИИ ЭФ морского масс-спектрометра, установленного на океанографическом исследовательском судне "Леонид Демин".

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

Основные результаты радиационного мониторинга и 1995 г. сводятся к следующему:
- измеренные концентрации и изотопный состав плутония в пробах воды, взвеси и донных отложений соответствуют концентрациям и составу плутония глобальных выпадении, а концентрации и изотопный состав урана в пробах воды соответствуют концентрациям и составу природного урана воды Норвежского моря, что свидетельствует об отсутствии заметного выхода в море продуктов коррозии оружейного плутония и урана из ЯБП, находящихся на АПЛ;
- в настоящей экспедиции, так же как и в предшествующих, зарегистрировано поступление из трубы вентиляции реакторного отсека радионуклида Cs-137, концентрация которого, но данным непосредственных измерений и анализа проб воды, не превышает 10 Бк/м.куб . Эта величина является фоновой и находится на уровне величин полученных в прошлой экспедиции, что свидетельствует об отсутствии существенных изменений в радиационной обстановке на АПЛ.
Кроме того, в экспедиции проведены широкомасштабные радиационные, окенаологические и биолого-экологические исследования в районе гибели АПЛ, проведено обследование АПЛ и всплывающей спасательной камеры и получена информация о их состоянии, необходимая для выработки предложений о дальнейших действиях.
Самым важным результатом экспедиции 1995 г. стала успешная установка локализующих устройств и приспособлений. С учетом выполненного в 1994 г. 1-го этапа работ можно констатировать, что локализация ЯБП внутри носовой части АПЛ "Комсомолец" практически завершена, а следить за радиационной ситуацией в районе АПЛ отныне можно будет как с помощью технических средств долговременного и оперативного контроля, установленных непосредственно на АПЛ и вблизи нее, так и при проведении с определенной периодичностью специальных морских экспедиций в район нахождения АПЛ (ориентировочно каждые 2-3 года). Впервые в мировой практике на потенциально радиационно опасном объекте, российскими специалистами выполнены уникальные подводно-технические работы, имеющие большое значение для защиты окружающей среды.

Установка акустического измерителя водотоков внутрь 1-го отсека АПЛ "Комсомолец"

ImageПо результатам экспедиции 1995 г. к АПЛ "Комсомолец" можно сделать следующие вводи:
1. Основные задачи экспедиции 1995 г. к АПЛ "Комсомолец" решены полностью. Достигнута главная цель экспедиции - реализован проект 2-го этапа работ в районе носовой части АПЛ, направленных на максимально возможное уменьшение выхода радиоактивных материалов ЯБП и окружающую среду. С учетом выполненного в 1994 г. 1 -го этана работ можно считатьпрактически завершенной локализацию радиоактивных материалов ЯБП внутри носовой части АПЛ.
2. Совместными усилиями организаций и специалистов, подготавливавших и выполнявших работы, впервые п мировой практике осуществлена с высоким качеством локализация потенциально радиационно опасного объекта на глубине 1700 м. Это подтверждено не только визуальным контролем качества монтажа локализующих конструкций, но и результатами непосредственных измерений скоростей потоков воды внутри локализованного объема до и после проведения операций локализации. В настоящее время сквозной водоток через внутренние объемы носовой части АПЛ практически перекрыт и тем самым ликвидированы условия, при которых возможно вымывание за пределы корпуса АПЛ продуктов коррозии плутония ЯБП, находящихся на АПЛ.

Установка локализующих конструкций на АПЛ "Комсомолец

Image3. Результаты радиационного мониторинга свидетельствуют о том, что в настоящее время радиационная обстановка на АПЛ и в районе ее нахождения нормальная и не сказывается на состоянии окружающей среды. Осуществленная в 1994-1995 IT. двухэтапная комплексная локализация продуктов коррозии плутония ЯБП внутри носовой части АПЛ, срок службы которой, с учетом возможных ремонтов, замен и восстановления локализующих конструкцийб рассчитан на 25-30 лет, обеспечит на довольно длительный указанный срок надежную реальную защиту окружающей среды от поздействия на нее радиаци-оннотоксичных радионуклидов ЯБГ1. Ядерный реактор АПЛ, несмотря на продолжающееся истечение из него малых количеств радиоактивных веществ, ни сеичас, ни в будущем радиационно-экологической опасности не представляет.

ImageСхема локализации ядерных боеприпасов на АПЛ "Комсомолец":
1. Пластырь складной 5-секционный.
2. Пластырь складной 4-секционный;
3. Пла-стырь рулонный;
4. Разделительная диафрагма правая;
5. Разделительная диаф-рагма левая;
6. Разделительная диафрагма "зонтик";
7. Эластичные емкости "ЭТЕ";
8. Балластины; 9. Заглушки;
10. Сорбенты.

4. Имеются официальные заключения компетентных специализированных организаций о взрывобезопасности ядерного и обычного боезапаса, а также ядерной энергетической установки АПЛ "Комсомолец". Выполненные работы по локализации носовой части АПЛ не нарушили условий взрывобезопасности. Ядерные и обычные боеприпасы и ядерный реактор АПЛ и взрывобезопасны в течение сколь угодно длительного времени. Ядерные взрывы боеприпасов и реактора АПЛ практически невозможны.
5. Установленный на АПЛ и в районе ее нахождения комплекс технических средств радиационного контроля и регистрации параметров окружающей среды, а также подготовленное необходимое навигационно-гидрографическое обеспечение дают возможность в ближайшие 1 -2 года проводить оперативные проверки развития радиационной ситуации без организации специальных дорогостоящих экспедиций, не исключая при этом необходимости периодического (с интервалом 2-3 года) экспедиционного радиационного мониторинга АПЛ.
6. Основным результатом локализации носовой части АПЛ "Комсомолец" является резкое снижение вероятности и интенсивности возможного выноса продуктов коррозии плутония ЯБП в окружающую среду. При целенаправленном и адекватном информировании общественности это должно обеспечить снижение напряженности как во внутрироссийской. так и во внешней общественно-политических ситуациях вокруг вопроса о потенциальной опасности нахождения АПЛ "Комсомолец" на дне и уменьшение возможных негативных воздействий данного вопроса на балансы интересов заинтересованных государств.
7. Основными факторами, определившими успех выполнения в 1994-1995 гг. двухэтапной программы локализации АПЛ "Комсомолец", являются следующие:
- высокий организационный и научно-технический уровень уникальных проектных и конструкторских разработок, обеспечивший всестороннюю обоснованность выбранного подхода к решению проблемы, а также осуществимость и эффективность всех запланированных работ, в том числе с применением нетрадиционных технических решений, которые пришлось приспосабливать к чрезвычайно сложным условиям проведения операций и к возможностям ГОА "Мир" и которые по ряду причин не могли быть в полной мере отработаны заранее;
- высокие технические характеристики ГОА "Мир" и индивидуальное профессиональное мастерство пилотов ГОА "Мир".
8. Припропедениив 1990-1995 гг. работ, связанных с АПЛ "Комсомолец", сложился нс имеющий аналогов межведомственный научно- технический комплекс, включающий организационную, экспериментально-теоретическую, проектно-конструкторскую, аппарат у рную и методическую структуры. Па протяжении 5 лет успешно функционирует и разцивается снискавший международный авторитет коллектив высококлассных ученых и специалистов различных профилей деятельности, способный комплексно решать па мировом уровне многогранные научно-практические проблемы морской радиоэкологии. предотвращения и ликвидации носледствий морских ядерных инцидентов. Отработаны методы проектирования и технологии выполнения сложнейших глубоководных операций на аварийном объекте, а также методы и средства оперативного и долговременного радиационного мониторинга. Накоплен большой и уникальный в своем роде опыт, который следует использовать при исследовании и устранении (снижении) опасности других морских радиоактивных объектов.

 
18 августа 2017

пятница


Новости
16 марта 2007
cостоялся постоянно действующий научно-технический семинар "Системы обработки информации и управления".

Подробнее...
 






Copyright © 1998-2017 Входит в Центральный Военно-Морской Портал. Использование материалов портала разрешено только при условии указания источника: при публикации в Интернете необходимо размещение прямой гипертекстовой ссылки, не запрещенной к индексированию для хотя бы одной из поисковых систем: Google, Yandex; при публикации вне Интернета - указание адреса сайта. Вопросы и предложения. Создание сайта - компания ProLabs.
Рейтинг@Mail.ru