Авария на Чернобыльской АЭС

Чернобыль, - небольшое, милое, провинциальное украинское местечко, утопающее в зелени, все в вишнях и яблонях. Летом здесь любили отдыхать многие киевляне, москвичи, ленинградцы. Приезжали сюда основательно, часто на все лето, готовили на зиму варенья, собирали грибы, загорали на ослепительно чистых песчаных берегах Киевского моря, ловили рыбу. И казалось, что удивительно гармонично и неразрывно ужились здесь красота полесской природы и упрятанные в бетон четыре блока Чернобыльской АЭС, расположенной неподалеку к северу от Чернобыля.

К началу 1988 года в мире существовало 417 атомных реакторов и 120 ещё строилось. Вклад АЭС в выработку энергии в некоторых странах составил для Франции - 70%, Бельгии - 66%, Южной Кореи - 53%, Тайваня - 48,5%. Кроме ядерных реакторов было 326 исследовательских ядерных установок. Реакторы были установлены на ледоколах, спутниках, подводных лодках. Это говорит о том, что атомная энергетика прочно входит в нашу жизнь со своими плюсами и минусами. Впервые человечество увидело атом в действии в 1945 году, когда США сбросили на Хиросиму и Нагасаки водородные бомбы. Погибла треть населения этих городов, радиация вызвала у многих людей лейкозы. Люди умирали и продолжают умирать до сих пор. Ряд испытаний ядерного оружия Соединенными Штатами на острове Бикини в 46-58 годах привели к тому, что в результате взрыва исчезли с лица земли 2 соседних островка, а сам остров стал непригоден для жизни. В 1957 году на заводе Селлафильд (Уиндскайл) в Англии по регенерации ядерного топлива произошел взрыв. В результате загрязнения погибли 13 человек, более 260 заболели острой и хронической лучевой болезнью. В 1966 году в Испании столкнулись 2 американских военных самолета с ракетами на борту. Одному пришлось сбросить 4 атомные бомбы. К счастью, взрыва не было, но в результате выбросов погибли посевы сельскохозяйственных культур, пришлось вывезти полторы тысячи тонн почвы для захоронения. В 1979 году на АЭС Тримайленд в городе Гаррисбург (Пенсильвания) также произошла крупная авария. Но самая крупная по своим масштабам и последствиям катастрофа произошла 26 апреля 1986 году, в 1 час 23 минуты 40 секунд на Чернобыльской АЭС, описания которой не было ни в каком справочнике по аварийным случаям на АЭС.

Прошло уже много лет, но она все ещё напоминает о себе цезиевыми пятнами, преждевременными смертями, тяжкими болезнями и горем матерей, которые потеряли своих сыновей в битве с реактором. И будет долго ещё напоминать, пока цезий не подвергнется полному распаду, а это - десятки лет…

День 25 апреля 1986 года на четвёртом энергоблоке ЧАЭС планировался как не совсем обычный. Предполагалось остановить реактор на планово-предупредительный ремонт. Но перед заглушением ядерной установки необходимо было провести ещё и некоторые эксперименты, которые наметило руководство ЧАЭС. Перед остановкой были запланированы испытания одного из турбогенераторов в режиме выбега с нагрузкой собственных нужд блока. Суть эксперимента заключается в моделировании ситуации, когда турбогенератор может остаться без своей движущей силы, то есть без подачи пара. Для этого был разработан специальный режим, в соответствии с которым при отключении пара за счёт инерционного вращения ротора генератор какое-то время продолжал вырабатывать электроэнергию, необходимую для собственных нужд, в частности для питания главных циркуляционных насосов.

Остановка реактора 4-го энергоблока планировалась днём 25 апреля, следовательно, к испытаниям готовился другой, не ночной персонал. Именно днём на станции на станции находятся руководители, основные специалисты, и, значит, есть возможность осуществить более надёжный контроль за ходом экспериментов. Однако здесь случилась “неувязка”. Диспетчер “Киевэнерго” не разрешил останавливать реактор в намеченное на ЧАЭС время, так как в единой энергосистеме не хватало электроэнергии из-за того, что на другой электростанции неожиданно вышел из строя энергоблок. Качество программы испытаний, которая не была должным образом подготовлена и согласована, оказалось низким. В ней был нарушен ряд важнейших положений регламента эксплуатации. Помимо того, что в программе, по существу, не были предусмотрены дополнительные меры безопасности, ею предписывалось отключение системы аварийного охлаждения реактора (САОР). Подобное вообще делать нельзя. Но тут сделали. И мотивировка была. В ходе эксперимента могло произойти автоматическое срабатывание САОР, что помешало бы завершению испытаний в режиме выбега. В результате много часов 4-й реактор эксплуатировался без этого очень важного элемента системы безопасности. 25 апреля в 8 часов происходила пересменка, общестанционное селекторное совещание, которое обычно ведут директор или его заместитель. В тот раз было сообщено, что на 4-м блоке идёт работа с недопустимо малым с точки зрения правил безопасности числом стержней-поглотителей. Уже ночью это привело к трагедии. А вот утром, когда все предписания требовали срочно остановить реактор, руководство станции разрешило продолжать его эксплуатацию. Тут должны были вмешаться и пресечь подобные действия представители группы Госатомэнергонадзора, которая работала на ЧАЭС. Но именно в этот день никого из сотрудников этой организации не было, если не считать руководителя, который заходил на короткое время, не успев и выяснить, что происходит, что планируется на 4-м энергоблоке. А все работники надзора, оказывается, в рабочее время в приказном порядке были отправлены в поликлинику, где они весь день проходили медкомиссию. Таким образом, 4-й энергоблок остался и без защиты со стороны Госатомэнергонадзора.

Ход аварии.

1 час 00 минут.

Согласно графику остановки реактора на планово - предупредительный ремонт персонал приступил к снижению мощности аппарата, работавшего на номинальных параметрах.

13 часов 05 минут.

При тепловой мощности 1600 МВт отключён от сети турбогенератор №7, входящий в систему 4-го энергоблока. Электропитание собственных нужд (главные циркуляционные насосы и другие потребители) перевели на турбогенератор №8.

14 часов 00 минут.

В соответствии с программой испытаний отключается система аварийного охлаждения реактора. Поскольку реактор не может эксплуатироваться без системы аварийного охлаждения, его необходимо было остановить. Однако диспетчер “Киевэнерго” не дал разрешения на глушение аппарата. И реактор продолжал работать без САОР.

23 часа 10 минут.

Получено разрешение на остановку реактора. Началось дальнейшее снижение его мощности до 1000--700 МВт (тепловых), как и предусматривалось программой испытаний. Но оператор не справился с управлением, в результате чего мощность аппарата упала почти до нуля. В таких случаях реактор должен глушиться. Но персонал не посчитался с этим требованием. Начали подъём мощности.

1 час 00 минут 26 апреля.

Персоналу, наконец, удалось поднять мощность реактора и стабилизировать её на уровне 200 МВт (тепловых) вместо 1000--700, заложенных в программе испытаний.

1 час 03 минуты и 1 час 07 минут.

К шести работающим главным циркуляционным насосам дополнительно подключили ещё два, чтобы повысить надёжность охлаждения активной зоны аппарата после испытаний.

1 час 20 минут.

Стержни автоматического регулирования (АР) вышли из активной зоны на верхние концевики, и оператор даже помогал этому с помощью ручного управления. Только так удалось удержать мощность аппарата на уровне 200 МВт (тепловых). Но какой ценой? Ценой нарушения строжайшего запрета работать на реакторе без определённого запаса стержней--поглотителей нейтронов.

1 час 22 минуты 30 секунд.

По данным распечатки программ быстрой оценки состояния, в активной зоне находилось всего шесть-восемь стержней. Эта величина примерно вдвое меньше предельно допустимой, и опять реактор требовалось заглушить.В ситуации, возникшей в результате нерегламентированных действий персонала, реактор попал (по расходу теплоносителя) в такое состояние, когда даже небольшое изменение мощности приводит к увеличению объёмного паросодержания, во много раз большему, чем при номинальной мощности. Рост объёмного паросодержания вызвал появление положительной реактивности. Колебания мощности в конечном итоге могли привести к дальнейшему её росту.

1 час 23 минуты 04 секунды.

Оператор закрыл стопорно-регулирующие клапаны турбогенератора №8. Подача пара на него прекратилась. Начался режим выбега. В момент отключения второго турбогенератора должна была бы сработать ещё одна автоматическая защита по остановке реактора. Но персонал, зная это, заблаговременно отключил её, чтобы, по-видимому, иметь возможность повторить испытания, если первая попытка не удастся.

1 час 23 минуты 40 секунд.

Начальник смены 4-го энергоблока, поняв опасность ситуации, дал команду старшему инженеру управления реактором нажать кнопку самой эффективной аварийной защиты (АЗ-5). Стержни пошли вниз, однако через несколько секунд раздались удары, и оператор увидел, что поглотители остановились. Тогда он обесточил муфты сервоприводов, чтобы стержни упали в активную зону под воздействием собственной тяжести. Но большинство стержней-поглотителей так и осталось в верхней половине активной зоны.

Ввод стержней, как показали позже специальные исследования, начавшийся после нажатия кнопки АЗ, при создавшемся распределении потока нейтронов по высоте реактора оказался неэффективным и также мог привести к появлению положительной реактивности. Произошёл взрыв. Но не ядерный, а тепловой. В результате уже названных причин в реакторе началось интенсивное парообразование. Затем произошёл кризис теплоотдачи, разогрев топлива, его разрушение, бурное вскипание теплоносителя, в который попали частицы разрушенного топлива, резко повысилось давление в технологических каналах. Это привело к тепловому взрыву, развалившему реактор.

Взрывы в 4-м реакторе ЧАЭС сдвинули со своего места металлоконструкции верха реактора, разрушили все трубы высокого давления, выбросили некоторые регулирующие стержни и горящие блоки графита, разрушили разгрузочную сторону реактора, подпиточный отсек и часть здания. Осколки активной зоны и испарительных каналов упали на крышу реакторного и турбинного зданий. Была пробита и частично разрушена крыша машинного зала второй очереди станции. Несмотря на взрывы, все три оставшихся блока продолжали действовать. Не был повреждён даже 3-й реактор, который технически тесно связан с аварийной ядерной установкой. Вместе с тем возникла ситуация, при которой следовало остановить все реакторы. 3-й блок остановили в 5 часов 26 апреля. 1-й и 2-й блоки заглушили соответственно в 1 час 13 минут и 2 часа 13 минут 27 апреля 1986 года. Все аппараты затем были подготовлены к длительной стоянке в холодном состоянии, а оборудование станции после аварии перевели в положение холодного резерва. Чернобыльская катастрофа по своим последствиям влияния на жизни людей и природу относится к экологическим катастрофам планетарного масштаба.

Вот горькие факты:

высокую дозу облучения получили 20 млн. чел.;

погибли десятки тысяч от лучевой болезни;

нанесен материальный ущерб 4,8 млн. чел.;

перемена места жительства коснулась 200 тыс. чел.;

заражена Территория на 130 тыс. м2.

Мерой радиоактивности служит активность. Измеряется в Беккерелях (Бк), что соответствует 1 распаду в секунду. Содержание активности в веществе часто оценивают на единицу веса вещества (Бк/кг) или объема (Бк/куб.м). Также встречается еще такая единица активности, как Кюри (Ки). Это - огромная величина: 1 Ки = 37000000000 Бк. Активность радиоактивного источника характеризует его мощность. Так, в источнике активностью 1 Кюри происходит 37000000000 распадов в секунду.

Авария на ЧАЭС привела к выбросу из активной зоны реактора 50 МКюри радионуклидов и 50 МКюри радиоактивных благородных газов, что составляет 3-4% от исходного количества радионуклидов в реакторе, которые поднялись с током воздуха на высоту 1200 м. Выброс радионуклидов в атмосферу продолжался до 6 мая, пока разрушенную активную зону реактора не забросали мешками с доломитом, песком, глиной и свинцом. И все это время в атмосферу поступали радионуклиды, которые развеялись ветром по всему миру. Отдельные мелкодисперсные частицы и радиоактивные газы были зарегистрированы на Кавказе, в Средней Азии, Сибири, Китае, Японии, США. 27 апреля в Хойниках радиационный фон составлял 3 Рентген в час! Хватит и пяти дней, чтобы заболеть хронической лучевой болезнью при такой дозе радиации. 28 апреля на большей части северной Европы, в частности в Дании наблюдалось повышение радиационного фона на 10% от исходного уровня. Сложные метеорологические условия и высокая летучесть радионуклидов привели к тому, что радиационный след сформировался в виде отдельных пятен. Наряду с сильным загрязнением попадались участки совсем не загрязненные. Выпадение радиоактивности наблюдалось даже в районе Балтийского моря в виде длинного узкого следа. Сильному радиоактивному загрязнению подверглись Гомельская и Могилевская области Белоруссии, некоторые районы Киевской и Житомирской областей Украины, часть Брянской области России. Но основная часть радионуклидов осела в так называемой 30-километровой зоне и к северу от неё.

Дезактивация территорий заключалась в одном - смыве радиоактивной пыли с поверхностей предметов. Это, конечно, важно и необходимо, но кто подумал о том, куда это всё смывалось, о земле, и так уже заражённой? Даже более того, 30-ти километровая зона была объявлена своеобразной «лабораторией», полигоном научных исследований для изучения влияния радиации на природу, следовательно не принималось никаких попыток по дезактивации почв. За пределами 30-километровой зоны таких работ также не проводилось, хотя науке известны способы выведения радионуклидов из почв. Основным принципом таких работ является перевод радионуклидов в растения с последующим их выкосом и захоронением. Из зоны загрязнения было эвакуировано: 10 тысяч человек подвергшихся облучению. Хоты для участия в ликвидации последствий брали 800 тысяч человек. Из 30 человек первыми бросившимися в ад, 28 скончалось от острой лучевой болезни. Из персонала в 237 человек находившихся в зоне аварийного блока умерло от острой лучевой болезни 28 человек. Всего от начала аварии по сегодняшний день умерло 300 тысяч человек и вымирание продолжается.

Радиация вызывает различного рода неблагоприятные изменения в организме человека. К ближайшим последствиям относят острую лучевую болезнь (ОЛБ) и хроническую лучевую болезнь (ХЛБ), к отдаленным - злокачественные опухоли, лучевую катаракту, снижение продолжительности жизни, атеросклероз и другие явления, являющиеся признаками старения организма. ОЛБ возникает при дозах более 2 грей, полученных одномоментно или в течение нескольких дней. ХЛБ - при облучении малыми дозами 0,1 - 0,5 милли-грей в сутки после накопления суммарной дозы 0,7 - 1 грей, т.е. через 140 - 1000 дней. Дозы до 1 грей характеризуются отсутствием признаков лучевой болезни, отмечаются лишь преходящие реакции со стороны отдельных систем, при 1 - 2,5 грей примерно половина людей заболевают ОЛБ. При дозах до 3 грей выздоравливают без медицинской помощи все заболевшие, свыше 3 грей - заболевают все, без медицинской помощи выздороветь не могут. 6 грей - минимальная абсолютно смертельная доза, приводящая к смерти из-за поражений костного мозга (из 100 стволовых клеток умирают 99), хотя в литературе отмечены отдельные случаи выживания при дозах от 6 до 10 грей, характеризующиеся выраженным повреждением кишечника. При 10 - 20 грей смерть наступает через 8-16 дней от поражения слизистой желудочно-кишечного тракта, при 20 - 80 грей развивается сосудистая форма поражения, смерть наступает через 4-7 дней при мозговой и менингиальной симптоматике. При дозах более 80 грей летальный исход наступает через 1-3 дня от поражений ЦНС (церебральный синдром), сопровождающихся коллапсом и судорогами.

После аварии было решено построить защиту, которая укроет людей от потоков радиации, - нечто вроде огромного колпака, под которым спрячут разрушенный реактор - "саркофаг". По периметру разрушенного аварией четвертого блока возведены внешние бетонные стены. Их толщина - один метр и более в зависимости от радиационной обстановки и конструкции. Третий и аварийный блок разделила внутренняя бетонная стена. Кроме того, внутри станции сооружен целый ряд защитных перекрытий и перегородок. Бетонное сооружение предусматривает полную изоляцию радиоактивного топлива надежную вентиляцию и тщательное очищение загрязненного воздуха.

Сигнал тревоги, прозвучавший в мирной ночи на Чернобыльской атомной электростанции 26 апреля 1986 года в 1 час 24 минуты, всколыхнул весь мир. Он стал грозным предупреждением человечеству о том, что колоссальная энергия, заключенная в атоме, без надлежащего контроля над ней может поставить вопрос само существования людей на планете.

Последнее время прогресс в науке, достижения в других областях культуры позволили людям вырваться в космос, предоставили в их распоряжение неизвестные ранее источники энергии. За это же время население земли удвоилось, выдвинув перед человечеством, и прежде всего перед научной общественностью задачу, отпуская новых путей удовлетворения всевозрастающий потребностей человека. В связи с этим во многих странах ядерная энергия стала заменять традиционные виды топлива.

Чернобыльская беда ясно дала понять миру, что вышедшая из под контроля ядерная энергия не признает государственных границ.

Проблемы обеспечения ее безопасного использования и надежного контроля над ней должны стать заботой всего человечества...