Характеристика, классификация, история аварий на атомных электростанциях

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Ядерная энергетика (Атомная энергетика) -- это отрасль энергетики, занимающаяся производством электрической и тепловой энергии путём преобразования ядерной энергии.

Обычно для получения ядерной энергии используют цепную ядерную реакцию деления ядер урана-235 или плутония. Ядра делятся при попадании в них нейтрона, при этом получаются новые нейтроны и осколки деления. Нейтроны деления и осколки деления обладают большой кинетической энергией. В результате столкновений осколков с другими атомами эта кинетическая энергия быстро преобразуется в тепло.

Хотя в любой области энергетики первичным источником является ядерная энергия (например, энергия солнечных ядерных реакций в гидроэлектростанциях и электростанциях, работающих на органическом топливе, энергия радиоактивного распада в геотермальных электростанциях), к ядерной энергетике относится лишь использование управляемых реакций в ядерных реакторах.

Ядерная энергия производится в атомных электрических станциях, используется на атомных ледоколах, атомных подводных лодках; США осуществляют программу по созданию ядерного двигателя для космических кораблей, кроме того, предпринимались попытки создать ядерный двигатель для самолётов (атомолётов) и «атомных» танков.

Атомная энергетика остается предметом острых дебатов. Сторонники и противники атомной энергетики резко расходятся в оценках ее безопасности, надежности и экономической эффективности. Кроме того, широко pаспpостpанено мнение о возможной утечке ядерного топлива из сферы производства электpоэнеpгии и его использовании для производства ядерного оружия.

1. Общие сведения об авариях на радиационно-опасных объектах

За последние четыре десятилетия атомная энергетика и использование расщепляющих материалов прочно вошли в жизнь человечества. В настоящее время в мире работает более 450 ядерных реакторов. Атомная энергетика позволила существенно снизить “энергетический голод” и оздоровить экологию в ряде стран. Так, во Франции более 75% электроэнергии получают от АЭС и при этом количество углекислого газа, поступающего в атмосферу, удалось сократить в 12 раз. В условиях безаварийной работы АЭС атомная энергетика -- пока самое экономичное и экологически чистое производство энергии и альтернативы ей в ближайшем будущем не предвидится. Вместе с тем бурное развитие атомной промышленности и атомной энергетики, расширение сферы применения источников радиоактивности обусловили появление радиационной опасности и риска возникновения радиационных аварий с выбросом радиоактивных веществ и загрязнением окружающей среды. Радиационная опасность может возникать при авариях на радиационно опасных объектах (РОО). РОО -- объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют радиоактивные вещества и при аварии, на котором или его разрушении может произойти облучение ионизирующим излучением или радиоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных и растений, объектов народного хозяйства, а также окружающей природной среды.

В настоящее время в России функционирует более 700 крупных радиационно-опасных объектов, которые в той или иной степени представляют радиационную опасность, но объектами повышенной опасности являются атомные станции. Практически все действующие АЭС расположены в густонаселенной части страны, а в их 30-километровых зонах проживает около 4 млн. человек. Общая площадь радиационно-дестабилизированной территории России превышает 1 млн. км2, на ней проживает более 10 млн. человек.

Аварии на РОО могут привести к радиационной чрезвычайной ситуации (РЧС). Под радиационной чрезвычайной ситуацией понимается неожиданная опасная радиационная ситуация, которая привела или может привести к незапланированному облучению людей или радиоактивному загрязнению окружающей среды сверхустановленных гигиенических нормативов и требует экстренных действий по защите людей и среды обитания.

2. Классификация радиационных аварий

Аварии, связанные с нарушением нормальной эксплуатации РОО, подразделяются на проектные и запроектные.

Проектная авария -- авария, для которой проектом определены исходные события и конечные состояния, в связи с чем предусмотрены системы безопасности.

Запроектная авария -- вызывается не учитываемыми для проектных аварий исходными событиями и приводит к тяжелым последствиям. При этом может произойти выход радиоактивных продуктов в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории, возможному облучению населения выше установленных норм. В тяжелых случаях могут произойти тепловые и ядерные взрывы.

В зависимости от границ зон распространения радиоактивных веществ и радиационных последствий потенциальные аварии на АЭС делятся на шесть типов: локальная, местная, территориальная, региональная, федеральная, трансграничная.

Если при региональной аварии количество людей, получивших дозу облучения выше уровней, установленных для нормальной эксплуатации, может превысить 500 человек, или количество людей, у которых могут быть нарушены условия жизнедеятельности, превысит 1 000 человек, или материальный ущерб превысит 5 млн. минимальных размеров оплаты труда, то такая авария будет федеральной.

При трансграничных авариях радиационные последствия аварии выходят за территорию Российской Федерации, либо данная авария произошла за рубежом и затрагивает территорию Российской Федерации.

За суммарный срок эксплуатации всех имеющихся в мире реакторов АЭС, равный 6 000 лет, произошли лишь 3 крупные аварии: в Англии (Уиндекейл, 1957 г.), в США (Три-Майл-Айланд, 1979 г.) и в СССР (Чернобыль, 1986 г.). Авария на Чернобыльской АЭС была наиболее тяжелой. Эти аварии сопровождались человеческими жертвами, радиоактивным загрязнением больших площадей и огромным материальным ущербом. В результате аварии в Уиндекейле погибло 13 человек и оказалась загрязнена радиоактивными веществами территория площадью 500 км2. Прямой ущерб аварии в Три-Майл-Айланде составил сумму свыше 1 млрд. долл. При аварии на Чернобыльской АЭС погибло 30 человек, свыше 500 было госпитализировано и 115 тыс. человек эвакуировано.

Международным агентством по атомной энергетике (МАГАТЭ) разработана международная шкала событий на АЭС, включающая 7 уровней. По ней авария в США относится к 5 уровню (с риском для окружающей среды), в Великобритании -- к 6 уровню (тяжелая), Чернобыльская авария -- к 7 уровню (глобальная).

3. Возможные причины аварий на атомных электростанциях

При работе АЭС должны согласованно действовать множество устройств и механизмов. Это похоже на работу автомобиля. Если вдруг в нем откажут тормоза или перестанут в темноте гореть габаритные огни, если перестанет переключаться коробка передач или в бензобак попадет вместе с бензином вода, если заклинит руль или проколется шина… и так далее и тому подобное. Во всех этих случаях автомобиль либо перестает работать, либо с ним произойдет авария.

В случае с реактором АЭС таких причин гораздо больше, чем на автомобиле. Представьте себе, что в реакторе перестали работать насосы, которые прокачивают через активную зону охлаждающую жидкость или отказали механизмы перемещения стержней, которые поглощают нейтроны, прорвались или закупорились трубы, по которым течет охлаждающая жидкость. Могут испортиться исполнительные механизмы или контрольные приборы, может ошибиться усталый оператор и нажать не на ту кнопку. И так далее и тому подобное. Эти события могут произойти вследствие весьма различных причин. Например, авария на американской АЭС «Браунс Ферри» в 1975 году началась с того, что какой-то рабочий решил подсветить себе в одном из подвальных помещений и зажег свечу. Возникший затем пожар затруднил возможность участия операторов в управлении работой энергоблоков АЭС и привел к выбросу радиоактивных отходов в атмосферу.

Вышедший из под контроля реактор перегревается, так как тепло продолжает выделяться, но не отводится охлаждающей жидкостью. Причем в реакторе существуют положительная обратная связь между, например, объемом образовавшегося в трубах пара и мощностью тепловыделения. Чем больше объем пара, теплопроводность которого хуже чем у воды, тем быстрее нагревается рабочая зона реактора. Чем меньший объем воды в рабочей зоне, тем меньше поглощается нейтронов, и тем быстрее начинают делиться ядра. Мощность реактора при аварии на Чернобыльской АЭС по оценкам специалистов примерно в 100 раз превысила проектную! Представьте себе, что вы бросили в костер жестяную банку с консервами и забыли вовремя ее оттуда вытащить. Что произойдет через некоторое время? Правильно, банка взорвется, так как прочности стенок не хватит, чтобы сдержать давление водяного пара внутри банки.

Нельзя исключать вероятности таких событий, как падение самолета или метеорита на АЭС. В нынешнее время не исключена возможность диверсий со стороны террористов.

Какое количество радиоактивных отходов будет выброшено в результате аварии на энергоблоке зависит от того, на какой стадии развития неуправляемого взрыва, удалось сбросить избыточное внутреннее давление и заглушить реактор.

Температура установленных в циркониевых трубах урановых стержней выросла до нескольких тысяч градусов, и охлаждающая их вода мгновенно превратилась в пар. В условиях высокой температуры цирконий вступил в реакцию с водой - выделился водород. Это усугубило аварию. Грянул взрыв. Он порвал, словно гнилые нитки, две тысячи стальных и циркониевых труб и коммуникаций, соединявших активную зону с верхним перекрытием реактора, и «выстрелил» в звездное небо этой полуторатысячетонной плитой. Оторванная стальная махина на мгновение зависла над чревом развороченного реактора, медленно повернулась и рухнула ребром в помещении центрального зала на остатки реактора, выдавив из него обломки конструкции активной зоны и все прочее…

Брызнувшие в разные стороны обломки урановых топливных стержней, труб и куски графита, разогретые до тысячи градусов, от соединения с кислородом воздуха вспыхнули бенгальским огнем и посыпались на крышу соседнего турбинного зала…».

В результате этого теплового взрыва перегретого реактора в атмосферу сразу были выброшены тонны испарившегося урана, газообразных продуктов деления и активации. Пожар привел к сгоранию десятков тонн материалов, которые подверглись радиоактивному облучению. Пепел и другие продукты горения были разнесены ветром по всей Европе.

Что явилось причиной Чернобыльской аварии?

Авария на станции была запланированным экспериментом, правда, те, кто планировал эксперимент, не предполагали такого его исхода. Эксперимент предполагал создание условий искусственно имитирующих аварию. Его авторы хотели детально изучить один из критических режимов работы реактора в условиях отключения внешнего электропитания для насосов, обеспечивающих прокачку охлаждающей жидкости через рабочую зону реактора. Предполагалось, что кинетической энергии вращающихся по инерции турбин генераторов хватит на то, чтобы выработать достаточную электрическую мощность для электропитания насосов на время, за которое все управляющие механизмы реактора успеют его заглушить. Не успели …

При проведении этого действительно дурацкого эксперимента операторы АЭС специально отключали все автоматические блокировки, препятствовавшие отключению насосов и запрещавшие выведение стержней из материалов, которые захватывают нейтроны.

Собственная глупость является для человека самым страшным врагом, поскольку от него нет защиты.

Аварии на АЭС.

Менее чем за полувековую историю развития ядерной энергетики крупные аварии на АЭС происходили не раз. Первые из известных -- в 1957 году в Великобритании и в СССР, далее в 1979 году -- в США и в 1986 году снова в СССР. Всего же в мире произошло около 400 ядерных инцидентов и аварий различной степени сложности и опасности.

10 октября 1957. Завод Селлафильд (Уиндскейл, Великобритания).

Во время профилактических работ на одном из реакторов, производящем плутоний для британского ядерного оружия, загорелись три тонны урана. В результате пожара произошел выброс радиации. Радиоактивное облако накрыло половину Европы: часть достигла Норвегии, другая часть -- Швейцарии. Последствия аварии тщательно скрывались. Только по истечении 30 лет стали известны некоторые подробности.

29 сентября 1957. Химкомбинат «Маяк» (Челябинская область, СССР).

В результате взрыва емкости с радиоактивными отходами тысячи квадратных километров были загрязнены радиацией. Подхваченное ветром, радиоактивное облако разнеслось по площади более 20 тыс. кмІ Челябинской, Свердловской и Тюменской областей. Территория, подвергшаяся радиационному загрязнению в результате аварии, позднее получила название «Восточно-Уральский радиоактивный след» (ВУРС). Этот след существует до сих пор. В 1957 в зоне ВУРС проживали 270 тыс. человек. До середины 70-х годов информация об аварии тщательно скрывалась. Тогда с карт исчезли названия более 30 деревень. Но жители некоторых из них …остались.

28 марта 1979. АЭС «Tree Mile Island» (штат Пенсильвания, США).

Из-за ошибок персонала произошло частичное расплавление активной зоны реактора. Это вызвало выброс радиоактивных газов в атмосферу и жидких радиоактивных отходов в реку Сукуахана. Из зоны бедствия было эвакуировано 3 500 человек.

26 апреля 1986. Чернобыльская АЭС (Республика Украина, СССР).

Взрыв 4 энергоблока Чернобыльской АЭС -- крупнейшая ядерная катастрофа гражданской атомной индустрии. Радиационному воздействию подверглось 5 миллионов человек.

30 сентября 1999. Завод по переработке ядерного топлива Tokaimura (неподалеку от Токио, Япония).

По вине сотрудников предприятия началась неуправляемая ядерная реакция, которую не удалось вовремя остановить. Прилегающие районы подверглись сильному радиоактивному заражению. Двое сотрудников предприятия погибли. Более 400 человек получили сильные дозы радиации.

Тысячи людей по всему миру страдают от последствий радиоактивного загрязнения из-за аварий на предприятиях атомной индустрии. При этом последствия многих ядерных инцидентов и аварий тщательно скрывались и до сих пор скрываются, т.к. политика секретности, сопровождавшая разработку атомной бомбы, распространилась и на проекты по развитию «мирного» атома. И вместо того, чтобы обеспечить должный уровень охраны ядерных объектов и наладить систему оповещения населения о возможной аварии, власти снабжали людей очередными порциями лжи.

АЭС, как и любой другой технологический объект, очень уязвимы. Никто не может дать стопроцентной гарантии, что катастрофа подобная чернобыльской, больше не повторится. А с учетом обострения проблемы международного терроризма, вероятность крупных ядерных аварий только возросла. После взрывов жилых домов в Москве, Норд-Оста, Беслана никто не может гарантировать, что следующей целью террористов не станет ядерный объект.

Программы физической защиты ядерных объектов не обеспечивают их безопасность на необходимом уровне. Например, в феврале 2002 года депутату Госдумы С.С. Митрохину вместе с журналистами НТВ и представителем Гринпис удалось беспрепятственно проникнуть на территорию хранилища отработавшего ядерного топлива в городе Железногорске (Красноярский край).

Приходится учитывать и высокий уровень наркомании, алкоголизма и преступности в «закрытых городах» (ЗАТО). Это еще больше увеличивает риск аварии, а также возможности кражи и сбыта ядерных материалов.

11 марта 2011. Атомная станция «Фукусима-1» (префектура Фукусима, Япония).

На северо-востоке главного японского острова Хонсю и в 250км Токио произошло самое мощное в современной истории Японии землетрясение магнитудой 8,9. За ним на побережье острова обрушилось цунами. 11 марта цунами повредило систему энергоснабжения атомной станции «Фукусима-1». На оставшейся без системы охлаждения станции произошло несколько взрывов водорода с последующими радиоактивными выбросами, которые «накрыли» значительную территорию. Известно, что повышенный радиационный фон наблюдался в Токио. Вблизи самой станции уровень радиации достигал несколько сотен миллизивертов в час (при таком уровне в течение двух часов появляются признаки лучевой болезни).

Авария на АЭС «Фукусима-1». Хроника событий.

Многие эксперты склоняются к мнению, что авария на АЭС «Фукусима-1» вызвана не только землетрясением, как единственной причиной, факты говорят, что сама станция достаточно успешно выдержала сейсмические толчки. Однако проблема была в том, что тут произошло наложение двух стихийных бедствий, что и привело к такой масштабной катастрофе. Хотя официальное расследование причин аварии еще не завершено - ее выводы будут готовы только к концу года, предварительные выводы показывают, что землетрясение было причиной потери внешнего энергоснабжения. После этого, как и полагалось, были запущены дизель - генераторы, но их работа нарушилась пришедшим цунами.

Причины аварии.

Таким образом, наложение двух катастрофических событий еще более усугубило и без того сложную ситуацию на АЭС. Станция не выдержала воздействия стихий, по причине того, что была построена еще в 1970 году. Ее проект, с современной точки зрения, уже устарел, и у нее не было средств управления авариями, выходящими за пределы проекта. Результатом неготовности станции было то, что следствием наложения двух аварийных ситуаций - потери внешнего снабжения и отказа дизель - генераторов, было расплавление активной зоны реактора. При этом образовывался радиоактивный пар, который персонал вынужденно сбрасывал в атмосферу. А взрыв выделившегося при этом водорода показал, что на станции не было средств его контроля и подавления, или их было недостаточно.

Все три работавшие до аварии энергоблока остались без достаточного охлаждения, следствием этого, стало снижение уровня теплоносителя, а создаваемое образующимся паром давление, стало резко повышаться. Катастрофическое развитие событий начало развиваться с энергоблока №1. Персонал, для того, чтобы избежать повреждения реактора высоким давлением, стал сбрасывать пар сначала в гермооболочку, а это привело к тому, что в ней давление увеличилось более чем в два раза. Теперь же, чтобы сохранить гермооболочку, пар стали сбрасывать в атмосферу, при этом ответственные организации заявили, что из выбрасываемого пара будут отфильтровываться радионуклиды. Таким образом, удалось сбросить давление в гермооболочке. Но при этом, водород, образовавшийся по причине оголения топлива и окисления оболочки тепловыделяющих элементов, изготовленной из циркония, проник в обстройку реакторного отделения. Высокая температура и концентрация пара привели к последующему взрыву водорода в первом энергоблоке АЭС. Это событие произошло на следующий после землетрясения день, 12 марта утром в 6:36 по всемирному координированному времени (UTC). Последствием взрыва, было разрушение части бетонных конструкций, при этом, корпус реактора не был поврежден, была повреждена только внешняя железобетонная оболочка.

Развитие событий.

Сразу после взрыва произошло сильное повышение уровня радиации, достигшее более 1000 мкЗв/час, но через несколько часов, уровень радиации упал до 70,5 мкЗв/час. Передвижные лаборатории, взявшие пробы на территории АЭС, показали наличие цезия, что могло указывать на нарушение герметичности оболочек тепловыделяющих элементов. Правительство Японии в полдень этого же дня, подтвердило, что действительно произошла утечка радиации, но о масштабах не сообщалось. Впоследствии, официальные лица, как из правительства, так и из компании TEPCO, в чьем ведении находится АЭС, заявили, что для охлаждения реактора, в его гермооболочку будет закачиваться морская вода, смешанная с борной кислотой, а по некоторым сведениям, воду будут закачивать и в сам реактор. По официальной версии, водород просочился в пространство между стальной оболочкой и бетонной стеной, там смешавшись с воздухом, он и взорвался.

На следующий день, на АЭС «Фукусима-1» начались проблемы с блоком № 3. У него оказалась поврежденной система аварийного охлаждения, которая должна была подключиться при понижении уровня теплоносителя ниже заданного. Так же, предварительные данные говорили, что тепловыделяющие элементы частично оголились, поэтому опять возникла угроза взрыва водорода. Начался контролируемый сброс пара из гермооболочки, для снижения давления. Так как не было возможности охлаждения реактора блока №3 в него, тоже, начали закачку морской воды.

Однако, принятые меры, не помогли избежать взрыва на третьем энергоблоке. Утром 14 марта на этом блоке прогремел взрыв аналогичный взрыву на первом энергоблоке. При этом и корпус реактора, и гермооболочка не пострадали. Персонал стал восстанавливать аварийное энергоснабжение на 1 и 2 блоках, а подкачка морской воды осуществлялась на 1 и 3 блоки. В дальнейшем, в этот день отказала система аварийного охлаждения и на втором энергоблоке. TEPCO сообщила, что на этом блоке принимаются такие же меры, как на 1 и 3 блоках. Во время закачки морской воды во 2 блок, отказал предохранительный клапан для сброса пара, давление возросло, и закачка воды стала невозможной. Из-за временного полного оголения активной зоны, часть тепловыделяющих элементов повредилась, но впоследствии удалось восстановить функцию клапана, и возобновить подачу морской воды.

На этом беды АЭС не закончились. На следующее утро прогремел взрыв и на втором энергоблоке, результатом которого был выход из строя блока для конденсации пара, выходящего из реактора при авариях. Так же, возможно, была повреждена гермооболочка. В это же время прогремел взрыв в хранилище отработанного ядерного топлива на блоке №4, но пожар удалось потушить за 2 часа. Персонал со станции, из-за возросшего уровня радиации, пришлось эвакуировать, осталось только 50 инженеров.

Утром 17 марта начался сброс морской воды с вертолетов в бассейны 3 и 4 энергоблоков, для устранения возможного повреждения отработавшего топлива. Два вертолета сделав по 4 рейса, попытались наполнить бассейны водой. В дальнейшем из-за масштабов повреждений и широкого фронта работ, перед штабом по ликвидации аварии встает сложная задача по выбору приоритетных работ. Морскую воду нужно закачивать в первые четыре энергоблока, при этом, основной персонал нужен на 5 и 6 блоках, для поддержания их в нормальном состоянии. Все это осложнялось очень высоким уровнем радиации, особенно во время сброса пара, при котором люди должны уходить в укрытие. Поэтому было решено увеличить количество персонала на промплощадке до 130 человек, в числе которых были и солдаты. Удалось восстановить дизельную электростанцию 6 блока, и, ее стали использовать для подачи воды, так же и на 5 энергоблок.

На восьмой день, после разрушительного землетрясения, у АЭС было развернуто пожарное спецподразделение, в арсенале которого были мощные автомобили. С их помощью в бассейн отработанного топлива 3 энергоблока заливается вода. В то же время, на крышах 5 и 6 блока просверлили небольшие отверстия, чтобы предотвратить скопление водорода. На следующий день 20 марта, по плану, было намечено восстановление электроснабжения 2 блока АЭС.

Ликвидация.

В конце марта возникла необходимость в откачке воды из затопленных турбинных отделений 1,2 и 3 блоков. Если этого не сделать, то восстановление электроснабжения будет невозможно, да и штатные системы не смогут функционировать. Учитывая размеры затопленных помещений, ликвидаторы затруднялись говорить о сроках выполнения этих работ, при этом, конденсаторы турбин, куда планировалось закачивать эту воду, были заполнены, значит, предварительно надо было куда-то откачать воду и из них. Активность воды в турбинных отделениях указывала на то, что гермооболочки первых трех блоков имеют утечку радиоактивной воды. В турбинных отделениях стоит высокий уровень радиации, что значительно тормозит аварийные работы.

Состояние всех реакторов остается относительно стабильным, в них с помощью электронасоса подается пресная вода. Давление в гермооболочках 1,2 и 3 блоков постепенно входит в норму. TEPCO приняла решение соорудить очистные сооружения рядом с аварийными блоками, чтобы решить проблему затопленных помещений. Ведутся подготовительные работы для того, чтобы откачать воду из конденсаторов, в специальные баки для хранения конденсата, а из них в другие емкости.

Начало апреля ознаменовалось тем, что ликвидаторы обнаружили в бетонном канале для прокладки электрокабелей, находящемся на глубине 2 метров, высокоактивную воду. Помимо этого, в стене кабельного канала обнаружили трещину шириной 20 см. Несколько попыток залить трещину бетоном не увенчались успехом, так как вода не давала бетону затвердеть. После этого попробовали заделать трещину специальным полимерным составом, но эта попытка тоже оказалась неудачной. Чтобы не тратить время на эту работу, сотрудники решили удостовериться в том, что именно через эту трещину радиоактивная вода попадает в море, но проведенное исследование опровергло это предположение. Попытки заделать трещину все равно продолжились, а в случае их неудачи, было решено укрепить химическими веществами землю в районе течи.

2 апреля временные электронасосы, подающие воду в гермооболочки первых трех блоков, переключили с мобильных установок на внешнее электропитание. Из конденсатора 2 блока началась откачка воды в баки хранения, для последующей закачки воды в конденсатор, из подвальных помещений энергоблока. TEPCO заявила, что вынуждена сбросить в море 10 тысяч тонн низкорадиоактивной воды в море, чтобы освободить штатное хранилище для закачки высокорадиоактивной воды из 1,2 и 3 блоков. Правительство Японии разрешило пойти на такие меры, тем более, как сообщалось, этот сброс не угрожает здоровью людей живущих неподалеку от АЭС.

Удалось заделать течь из канала для электрокабелей. В гермооблочку первого блока был закачан азот для вытеснения водорода, во избежание возникновения взрывоопасной концентрации. По-прежнему, остро стоит вопрос с закачкой воды в хранилища, их объемов явно не хватает, поэтому по просьбе TEPCO, в район аварии направили технический «остров» «Mega-Float», который рассчитан на 10000 тонн воды. По прибытию к месту назначения, его переоборудовали, приспособив для хранения радиоактивной воды. Кроме того, компания собирается строить в районе станции временные хранилища для радиоактивной воды.

В середине апреля мощные афтершоки и 7 - бальное землетрясение, не помешали ходу аварийных работ, однако, некоторые операции пришлось отложить. Из сооружений 2 блока началась откачка воды. В бассейне выдержки 4 блока поднялась температура, и туда было решено закачать 195 тонн воды для его охлаждения. Снизился уровень загрязнения морской воды иодом-131, однако в радиусе 30 км от станции, уровень радиации морской воды еще значительно выше допустимого и, чем ближе к станции, тем он выше. TEPCO, для исключения повторной утечки воды, решила соорудить стальные плиты, полностью отгородившие от моря, водозаборы технической воды.

В середине апреля TEPCO объявила, что утвержден новый план ликвидации аварии. По этому плану компания намеревается соорудить замкнутую систему, состоящую из насосов, для откачки воды из помещений, с последующей ее фильтрацией и очисткой, и ее дальнейшим охлаждением. Впоследствии, очищенную воду можно будет использовать для охлаждения реакторов. Благодаря этому, не придется сбрасывать воду в хранилища, ее объем не будет увеличиваться. На работы по монтажу этой системы уйдет около 3 месяцев, а в течение полугода ликвидация аварии должна быть завершена.

Параллельно с этими работами, с помощью техники управляемой дистанционно, убирается территория станции. С 20 апреля над промплощадкой началось полномасштабное распыление химреагентов, для осаждения пыли. Эти реагенты связывают пыль в более крупные частицы, и, она оседает недалеко от места аварии, не уносясь ветром. В конце апреля TEPCO начала подготовку к новому этапу охлаждения реакторов.

Последствия аварии.

В результате всех этих инцидентов на АЭС «Фукусима-1» возникла утечка радиации, как по воздуху, так и по воде, поэтому властям пришлось эвакуировать население из зоны радиусом 20 км от станции. Кроме того, в зоне отчуждения людям было запрещено находиться, а людям, живущим в радиусе 30 км от станции, было настоятельно рекомендовано согласиться на эвакуацию. Немного позже, появилась информация, о том, что в некоторых районах Японии обнаружены радиоактивные элементы изотопов цезия и йода. Через две недели после аварии в питьевой воде некоторых префектур был обнаружен радиоактивный йод - 130, однако его концентрация была ниже допустимой. В тот же период в молоке и некоторых продуктах были обнаружены радиоактивные йод - 131 и цезий - 137, и хотя их концентрация не была опасна для здоровья, их употребление временно запретили.

В этот же период в пробах морской воды, взятых в пределах 30 - километровой зоны станции, было обнаружено повышенное содержание йода - 131, и незначительное присутствие цезия - 137. Однако, в дальнейшем, из-за утечки из реакторов радиоактивной воды, концентрация этих веществ в морской воде сильно повысилась и временами достигала концентрации в несколько тысяч раз, превышающей допустимую. Кроме этого, в конце марта в пробах почвы взятых на промплощадке обнаружили незначительную концентрацию плутония. В это же время, во многих регионах планеты, в том числе и в Западной Европе и США, было отмечено присутствие, нехарактерных для этих местностей, радиоактивных веществ. Многие страны временно запретили ввоз продуктов из некоторых префектур Японии.

В финансовом отношении авария на «Фукусиме-1», тоже имеет тяжелые последствия, особенно для Японии и, в частности, для владельца АЭС - компании TEPCO. Атомная отрасль тоже понесла значительный урон, например, после аварии резко снизились котировки уранодобывающих компаний и упали спотовые цены на сырье для атомных электростанций. По оценкам экспертов, постройка новых АЭС, после аварии в Японии, возрастет на 20 - 30%. Компания TEPCO, по требованию правительства Японии, обязана выплатить компенсации для 80 тысяч человек, пострадавших от последствий аварии, сумма выплат может достичь $130 млрд. Сама же компания - владелец АЭС потеряла $32 млрд своей рыночной стоимости, из-за снижения цены своих акций. И хотя АЭС и была застрахована на несколько миллионов долларов, этот случай, по договору не подпадает под категорию «страхового».

4. Состояние проблемы на сегодняшний день

Последние сведения о состоянии реактора первого энергоблока, опубликованные компанией TEPCO, показывают, что, скорее всего, значительная часть активной зоны расплавилась и, упав на дно реактора, прожгла его, затем попала в герметичную оболочку, повредив ее, поэтому возникла течь в подземные сооружения блока. Сейчас проводятся работы по поиску места течи в гермооболочке. Сегодня идет сооружение защитного укрытия для первого энергоблока, для устранения дальнейшего попадания радиации в атмосферу. Рядом с блоком закончена расчистка территории, что позволяет установить там большой подъемный кран. Весь блок, по плану, будет закрыт сооружением из стального каркаса, прикрытого полиэфирной тканью.

24 мая компания TEPCO заявила, что допускает расплавление активных зон 2 и 3 реакторов, произошедшее еще в первые дни аварии. Так, как по заявлению компании, тех усилий, которые были приложены в первые дни, по всей вероятности, не хватило, чтобы охладить реактор. Так как расход воды был очень большим и, в результате, активная зона оставалась полностью открытой. Поэтому, большая часть топливных элементов 3 блока, а чуть ранее и 2 блока расплавилась и скопилась на днище реакторов. Но компания надеется, что значительная часть топливных элементов сохранилась, так как приборы показывают, что сейчас уровень воды достаточен для предотвращения полного расплавления активной зоны. На сегодня, состояние 2 и 3 блоков стабильное, и не представляет никакой опасности.

26 мая компания заявила, что в очистных сооружениях 3 блока обнаружила утечку радиоактивной воды, поэтому была временно приостановлена откачка воды из 2 и 3 блоков. В это же время проводятся работы на линиях электроснабжения. И, хотя, компания заявляет, что вода скоро перестанет вытекать, но ей придется предпринять определенные меры для устранения проблемы, которые затрудняются из-за высокого уровня радиации, исходящей от загрязненной воды. В последний день мая, на 4 энергоблоке произошел взрыв. По предположениям, это взорвался газовый баллон в груде разбираемых завалов, который задели дистанционно управляемой техникой.

Хотя, по заявлению TEPCO, сделанному в середине апреля, компания утверждала, что сможет ликвидировать последствия аварии до конца года, сегодня ясно, что эти сроки соблюдаться не будут. Об этом говорят, как специалисты, так и представители самой компании. График не сможет быть соблюден, из-за очевидного расплавления топлива в первых трех реакторах АЭС. Поэтому, проблему расплавления топлива придется решать в первую очередь, а это отрицательно скажется на всем графике работ, который будет сильно отставать от намеченного. Никаких новых сроков окончания работ, представители компании не предоставили.

Катастрофа на Чернобыльской АЭС.

Чернобыльская авария - 26 апреля 1986 года на четвертом энергоблоке ЧАЭС прогремел взрыв, последствием которого стало полное разрушение атомного реактора станции. В окружающую среду было выброшено огромное количество крайне опасных радиоактивных веществ. Чернобыльская атомная электростанция в то время считалась самой мощной станцией в Советском Союзе. В течении первых трех месяцев с момента катастрофы от смертельной дозы радиации скончались 31 человек. В течении последующих 15 лет от последствий облучения погибли более 80 человек. 134 человека перенесли лучевую болезнь. В ликвидации последствий аварии принимали участие более 600 тысяч человек, большинство которых состояло из военнослужащих.

Главным поражающим фактором стало радиоактивное загрязнение. В атмосферу было выброшено огромное количество радиоактивных веществ, среди которых изотопы урана, плутония, иода-131, цезия-134, цезия-137, стронция-90 и радиоактивной пыли. Весь это коктейль напоминал «грязную бомбу». Радиоактивный шлейф протянулся над европейской частью СССР, Восточной Европой и странами Скандинавии. Основное количество зараженных осадков выпало на территории Белорусской ССР.

Авария была признана как самая крупная в истории атомной энергетики. Она стала событием международного значения, что не могло не повлиять на ход расследования ее причин. Комиссия проанализировала множество вариантов развития событий в день аварии, но до сих пор эксперты не могут прийти к единому мнению.

Причины аварии.

Версий о причинах аварии выдвигалось множество. Специалисты рассматривали различные версии о причинах резкого скачка мощности реактора. Причины рассматривались следующие: срыв циркуляционных насосов (нарушение их работы в результате кавитации), причинами которого стало превышение нормативного расхода воды, порыв трубопроводов большого сечения и прочие. Расследовались также всевозможные сценарии того, как могли развиваться процессы внутри реактора, которые привели к его разрешению после скачка мощности, и что могло случиться с атомным топливом после этого. Некоторые версии были развеяны испытаниями, которые проводились в последующие годы, другие версии и по сей день остаются вполне реальными. Тем не менее специалистам удалось придти к единому мнению по вопросу о главных причинах катастрофы, но некоторые обстоятельства до сих пор остаются не выясненными. Значимость этих обстоятельств обуславливается оценками выброшенного в окружающую среду огромного количеств радиоактивных веществ, а следовательно, и необходимыми масштабами работ по ликвидации. Выяснение первопричин катастрофы осложняется и некоторыми моральными принципами: как указала INSAG, авария могла произойти вследствие низкой культуры безопасности всех организаций СССР, так или иначе относимых к энергетике. Отсюда следует, что выяснять причины и следствия аварии приходится экспертам, чьи прямо или косвенно несут часть ответственности за произошедшую аварию.

Самой вероятной версией, по мнению экспертов является следущая: “причиной аварийного разгона является нажатие кнопки АЗ-5 и начало введения стержней управления и защиты в активную зону``. При таких стечениях обстоятельств одной реактивности, вводимой за счёт концевого эффекта, могло хватить на аварийный разгон и взрыв атомного реактора. Расчёты экспертов не подтверждали подобное развитие событий в злополучный день. Комиссия ГПАН выразила свое недоверие этой версии. Проведенные расчёты ВНИИАЭС допускают вероятность подобного развития событий. По данным свидетельских показаний, такая версия вполне имеет право на жизнь.

Очень интересной является дискуссия о причине аварийного разгона реактора. Главным конструктором Чернобыльской атомной электростанции высказываются несколько возможных версий:

* Кавитация ГЦН, вызвавшая отключение ГЦН и интенсификацию процесса парообразования с введением положительной реактивности;

* Кавитация на ЗРК, вызвавшая поступление дополнительного пара в активную зону с введением положительной реактивности;

* Отключение ГЦН собственными защитами, вызвавшее интенсификацию процесса парообразования с введением положительной реактивности;

* Срабатывание аварийной защиты, вызвавшее введение положительной реактивности;

Радиоактивное загрязнение после аварии на ЧАЭС.

В городской черте опасные вещества в основном оседали на ровных поверхностях: на лужайках, дорогах, крышах. Под влиянием ветра и дождя, а также в результате жизнедеятельности людей, уровень заражения значительно снизился и в настоящее время в большинстве мест вернулся к естественным нормам. В сельхоз районах в первые месяцы опасные вещества оседали на листьях деревьев и полянах, вследствии чего заражению подверглись травоядные животные и скот. Потом радионуклиды под воздействием дождя и в связи с опаданием листьев попали в почву, и сейчас они поступают в сельскохозяйственные растения, главным образом, через корневую систему. Показатели заражения в районах земледелия значительно, но тем не менее в некоторых областях содержание цезия в молоке до сих пор превышает допустимые нормы.

Колоссальному загрязнению подверглись леса. Вследствие того, что лесная экосистема замкнутая, радиоактивные продукты циркулируют внутри этой системы и не выводятся из нее. Уровни заражения лесных продуктов, таких как грибы, ягоды и дичь, до сих пор остаются недопустимыми. Уровень загрязнения рек и большинства озёр в настоящее время низкий. Однако в некоторых «замкнутых» озёрах, из которых нет стока, концентрация цезия в воде и рыбе ещё в течение десятилетий может представлять опасность.

Загрязнение не ограничилось 30-километровой зоной. Было отмечено повышенное содержание цезия-137 в лишайнике и мясе оленей в арктических областях России, Норвегии, Финляндии и Швеции.

В 1988 году на территории, которая подверглась облучению, былорганизован радиационно-экологический заповедник. Наблюдения показали, что количество мутаций у растений и животных хотя и выросло, но незначительно, и природа успешно справляется с их последствиями. С другой стороны, снятие антропогенного воздействия положительно сказалось на экосистеме заповедника и влияние этого фактора значительно превысило негативные последствия радиации. В результате природа стала восстанавливаться быстрыми темпами, выросли популяции животных, увеличилось многообразие видов растительности.

Влияние последствий аварии на проживающих в зоне отчуждения людей.

Радиоактивные осадки, выпавшие в результате катастрофы на 4-м энергоблоке ЧАЭС, стали причиной заражения огромной территории в странах, что еще долгое время будет оказывать влияние на жизнь и здоровье населения. На больших запрещено ведение сельского и лесного хозяйства. Нищенское существование людей, оставшихся в зоне отчуждения после трагедии вынуждает их употреблять в пищу зараженные ягоды, грибы, дичь и рыбу. Домашний скот питается загрязненным сеном и травой, что не сказываться на качестве молочных и мясных продуктов. Большинство тех, кто остался на загрязненных территориях, либо не осознает, какому риску они подвергаются, либо принимают эти обстоятельства как неизбежность.

Загрязнение окружающей среды в результате аварии на Чернобыльской АЭС угрожает здоровью сельского населения и значительно тормозит экономическое развитие. Обоснованные опасения вызывают так называемые "сильно зараженные зоны" с уровнями радиационного фона от 15 до 40 кюри на квадратный километр. На таких территориях сейчас постоянно проживает от 150 до 200 тысяч человек.

Недопустимые дозы радиационного облучения получило как население в целом, так и непосредственные ликвидаторы последствий катастрофы. Связанные с этим риски уже проявились и их не возможно устранить путем проведения экологических мероприятий. Главная проблема на сегодняшний день связана с облучением организма в результате употребления в пищу радиоактивных продуктов, главным образом молока, мяса и дикорастущих ягод, грибов и дичи. Успешной мерой борьбы с этой угрозой можно считать применение специальных удобрений и пищевых добавок для скота, а также изменения режима питания. В месте с тем, однако, наиболее подверженная риску категория населения способна защититься от него в наименьшей степени. Общий уровень загрязнения стремится к уменьшению за счет естественного распада радиоактивных веществ. Однако некоторые группы высокого риска продолжают оставаться в условиях высокого, и даже растущего, уровня облучения, поскольку сокращается масштаб защитных агротехнических мероприятий, а сельское хозяйство после распада СССР претерпело структурные изменения.

Дальнейшая судьба Чернобыльской атомной электростанции.

Из-за очень высокого радиоактивного фона после аварии работа атомной станции была остановлена. К октябрю 1986 года после сооружения объекта «Укрытие» и проведения работ по дезактивации зараженной территории были запущены 1-й и 2-й энергоблоки ЧАЭС, а в декабре 1987 в работу был включен и третий энергоблок станции.

25 декабря 1995 года правительством Украины, членами стран «большой восьмерки» и Комиссией Европейского союза был принят Меморандум о взаимопонимании, согласно которому началась станция должна быть полностью выведена из строя к 2000-у году. Решение об остановке энергоблока № 1 было принято 30 ноября 1996 г., энергоблока № 2 -- 15 марта 1999 г.

29 марта 2000 г. согласно постановлению Кабинета Министров Украины № 598 «О досрочном прекращении эксплуатации энергоблока № 3 и окончательном закрытии Чернобыльской АЭС», 15 декабря 2000 года в 13 часов 17 минут, поворотом ключа аварийной защиты (АЗ-5) навечно прекратил свою работу атомный реактор энергоблока № 3 Чернобыльской АЭС. Станция перестала вырабатывать энергию.

Объект укрытие, который был построен над четвёртым энергоблоком стремительно разрушается. В случае его обрушения множество радиоактивных веществ снова попадут в атмосферу и последствия могут быть в разы хуже, чем при первом взрыве. По предварительным оценкам под куполом саркофага находится до 95% топлива от того количества, которое находилось в реакторе до катастрофы.

Весной 2004 года Европейский банк реконструкции и развития объявил тендер на проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию нового саркофага для ЧАЭС. Победителем тендера в августе 2007 года была признана компания NOVARKA, совместное предприятие французских компаний Vinci Construction Grands Projets и BOUYGUES.

Заключение

авария радиоактивный ядерный электростанция

Таким образом, атомная энергетика пока не выдержала испытаний на экономичность, безопасность и расположение общественности. Ее будущее теперь зависит от того, насколько эффективно и надежно будет осуществляться контроль за строительством и эксплуатацией АЭС, а также насколько успешно будет решен ряд других проблем, таких, как проблема удаления радиоактивных отходов. Будущее атомной энергетики зависит также от жизнеспособности и экспансии ее сильных конкурентов - ТЭС, работающих на угле, новых энергосберегающих технологий и возобновляемых энергоресурсов.

«Волшебной палочки», которая избавила бы человечество от промышленных и транспортных катастроф, не существует. Кропотливый труд и грамотное отношение к технике в любой области и на любом уровне дают на это надежду.

Человечество начинало с того, что добывало энергию за счет химических реакций, в первую очередь горения. Это уголь, потом газ. В одном килограмме угля - 7 кВт/ч энергии. В газе - в два раза больше. А при переходе на ядерный уровень был сразу достигнут скачок в 10 тыс. раз, т. е. от одного килограмма урана можно получить 120 тыс. кВт/ч электроэнергии.

Нынешний этап развития атомной энергетики - лишь начало эволюции АЭС в XXI веке. Следующая фаза - переход с тепловых нейтронов на быстрые нейтроны. Создание замкнутого цикла атомной энергетики с опорой на принципиально новые технологии реакторов на быстрых нейтронах даст рост в 200 раз по энергетической ценности и позволит перейти на использование урана-238, количество которого в 140 раз превышает количество ныне используемого урана-235.

Третий этап, предстоящий человечеству, - это переход к термоядерному синтезу, пилотный проект такого реактора должен быть реализован к 2018 г. в Кадараше (Франция). Проект международного экспериментального термоядерного реактора (ITER), коллективно осуществляемый и финансируемый всеми промышленно развитыми державами, - это расчет на энергетику второй половины века, переход к практически неисчерпаемому топливу в виде водорода, количество которого фактически не ограничено и для человечества вполне доступно.

Хочется верить, что новые технические решения позволят человечеству преодолеть «синдромы», порожденные катастрофами прошлого, и найти то сочетание компонентов энергетики будущего, которое даст ясную и безопасную перспективу.

Размещено на Allbest.ru