Чтобы атомная электростанция начала вырабатывать электричество, нужно сделать много всего: подготовить землю, установить атомное «сердце» и накрыть его сверхпрочным куполом. АЭС не опасна, ведь всё её оборудование тщательно проверяют, а для радиоактивного топлива ставят ловушку.
Как объяснить ребёнку, откуда берётся атомная электростанция? В этапах строительства не так-то просто разобраться даже взрослому — рассказываем об этом так, чтобы было понятно детям.
Шаг 1. Готовят проект и выбирают площадку для строительства
Чтобы построить АЭС, нужно очень много денег. Например, сейчас «Росатом» строит станцию «Аккую» в Турции — на неё планируют потратить около 24 миллиардов долларов. На эти деньги можно построить несколько космодромов! К такому дорогому строительству обязательно нужно готовиться, поэтому сначала для станции разрабатывают проект. Иногда, чтобы тщательно всё спланировать, уходят годы: ту же «Аккую» начали строить только спустя восемь лет после задумки.
Когда строили дома-«панельки», на все здания делали один проект, поэтому они одинаковые. Большинство АЭС строят по такому же принципу: например, современные станции, в том числе в Китае, Бангладеше и Турции, относятся к российскому проекту «АЭС-2006». Станцию создают в виде чертежей, 2D- или 3D-моделей — на компьютере моделируют весь процесс строительства шаг за шагом: так проще понять, сколько нужно строителей, когда какие материалы закупать, как составить график работ. К модели могут применять до 20 тысяч требований, так что пройти отбор может только самый «сильный» проект. Когда все довольны, для АЭС начинают готовить площадку.
Важно, чтобы площадка была безопасной — тогда станция без проблем простоит десятки лет. Экологи, инженеры и геодезисты проверяют, чтобы в районе не было наводнений или землетрясений. Дальше рабочие выравнивают землю для фундамента и готовят для него материалы: бетон, песок и гравий.
Шаг 2. Работают над основанием и стенами зданий
АЭС — это большой комплекс, у которого несколько зданий: реакторное отделение, турбинный зал, хранилище топлива и ещё несколько других. Для каждого готовят отдельный фундамент с особыми требованиями. Например, фундамент турбинного зала должен выдерживать огромные нагрузки от турбоагрегата — это устройство помогает вырабатывать электричество. Вес турбоагрегата достигает 3 тысяч тонн — примерно как 10 самолетов «Боинг». Такая тяжёлая установка вращается с большой скоростью, а значит, может сильно шуметь и передавать вибрации на землю и другие здания. Прочное основание как раз гасит вибрации и не даёт им распространиться.
Вместе с фундаментом для зданий строят стены, обычно из железобетона. Например, хранилище для отработавшего ядерного топлива — по размеру оно как футбольное поле или даже больше. Топливо очень горячее, поэтому его нужно охлаждать в течение нескольких лет — только потом его вывозят на переработку. Хранилище может быть сухим, когда тепло отводит воздух или специальный газ, или в виде бассейна с водой.
Шаг 3. Возводят реакторное отделение
Одна из самых важных построек — реакторное отделение, ведь это «домик», в котором будет жить и работать атомный реактор. Реактор делают надёжным и безопасным, но для подстраховки его защищают особо прочной гермооболочкой — железобетонным цилиндром с толщиной стенок более метра. Он нужен, чтобы излучение и радиоактивные вещества не попали в окружающую среду при авариях.
Для российских реакторов ВВЭР-1200 гермооболочка состоит из двух слоёв — внутреннего и внешнего. Внутреннюю оболочку устанавливают по ярусам, всего их обычно 2–3, и каждый может весить более 200 тонн — больше, чем локомотив поезда. А внешнюю достраивают уже потом, после установки реактора.
Отделение оборудуют ловушкой расплава — это котёл, который размещают под реактором. Если вдруг с реактором произойдёт что-то непредвиденное и его прожжёт раскалённое радиоактивное топливо, ловушка «поймает» всю лаву. Также под ловушкой устанавливают баки с борной кислотой — она гасит ядерную реакцию, так что если топливо выльется, оно перестанет выделять энергию. Такие предосторожности делают АЭС безопасной.
Станции состоят из нескольких энергоблоков. Каждый может самостоятельно вырабатывать электричество, то есть имеет свой реактор и турбоагрегат. При строительстве сначала возводят один блок, а потом достраивают ещё несколько. Например, на Нововоронежской АЭС семь энергоблоков: три из них уже старые и закрыты, а четыре работают.
Шаг 4. Устанавливают реактор и другие агрегаты
В реакторное отделение помещают корпус реактора — «сердце» АЭС. Его делают на заводе и привозят на АЭС на большом грузовом автомобиле. Работу по установке можно сравнить с кардиологической операцией, ведь здесь требуется хирургическая точность. Реактор может весить более 300 тонн, примерно как два локомотива. А погрешность при монтаже не должна быть больше 0,1 миллиметра — это как толщина лезвия бритвы. Весь корпус тщательно протирают, ведь даже одна песчинка может увеличить погрешность, и тогда придётся всё начинать заново.
Так же аккуратно монтируют и другое оборудование: трубы, турбины, парогенераторы. Агрегаты тяжёлые, руками их не поднять, поэтому используют строительные краны и другие грузоподъёмные машины. Например, в строительстве станции «Аккую» применяют сверхмощные краны, которые выдерживают до 3000 тонн и могут перемещаться вместе с грузом. Всего в мире пять таких кранов — и АЭС строят два из них. Для сравнения, краны, которые помогают строить дома, поднимают всего 75 тонн.
Шаг 5. Занимаются сваркой
Всё оборудование — корпус реактора, парогенераторы, трубы — соединяют между собой сваркой, то есть разогревают несколько отрезков металла, чтобы сплавить их друг с другом. Так как агрегаты на АЭС большие, сварка происходит небыстро. Например, на энергоблоке станции «Руппур» в Бангладеше заварили 28 стыков, на каждый из которых требовалось от двух до четырёх дней. Для безопасности каждый стык внимательно проверили несколько комиссий, в том числе на ультразвуковом приборе — стыкам как будто делали УЗИ, на котором можно распознать любые дефекты. Помимо сварщиков, в этом деле участвует целая команда из геодезистов, электриков и других специалистов — около 100 человек.
Станции строят тысячи людей. Так, на АЭС «Аккую» работает более 30 000 человек.
Шаг 6. Достраивают здания
После установки реактора реакторное отделение закрывают куполом — верхним ярусом гермооболочки. Может показаться, что это обычная выпуклая крыша, но на самом деле купол сверхпрочный — настолько, что может выдержать даже падение большого самолёта. После этого строители возводят внешнюю защитную оболочку стен — заливают внутренний слой бетоном.
Потом достраивают оставшиеся здания и сооружения. Например, градирни — они отводят лишнее тепло, которое вырабатывает АЭС. Ещё обязательно возводят цех водоподготовки. В трубопроводах АЭС, как и в чайнике, может образовываться накипь и грязь. Чтобы этого не происходило, воду тщательно очищают. Также по станции расставляют дозиметрические посты — в них есть небольшие приборы размером с телефон, которые измеряют радиацию, как градусники — температуру.
Когда строительство закончилось, тщательно проверяют всё оборудование. Для него проводят тестовые испытания, чтобы понять, справится ли АЭС с работой, выдержит ли перегрузки. В итоге срок службы станции составляет 60 лет, а при продлении и все 80 — на такое время рассчитаны, например, Курская АЭС-2 и «Аккую».
