Авария на ЧАЭС: причины и последствия

13

Министерство образования и науки Украины

Кременчугский государственный политехнический университет

РЕФЕРАТ

на тему:

« АВАРИЯ НА ЧАЭС: ПРИЧИНЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ »

Кременчуг 2007г

Содержание

1. Вступление

2. Как это было?

3. Чернобыльская авария. Причины возникновения

4. Воздействие атомных станций на окружающую среду

5. Воздействие радиоактивных выбросов на организм человека

6. Уничтожение опасных отходов

7. Вывод

1. Вступление

Опыт прошлого свидетельствует, что проходит не менее 80 лет, прежде чем одни основные источники энергии заменяются другими - дерево заменил уголь, уголь - нефть, нефть - газ, химические виды топлива заменила атомная энергетика. История овладения атомной энергией - от первых опытных экспериментов - насчитывает около 60 лет, когда в 1939г. была открыта реакция деления урана.

В 30-е годы прошлого столетия известный ученый И.В. Курчатов обосновывал необходимость развития научно-практических работ в области атомной техники в интересах народного хозяйства страны.

В 1946 г. в России был сооружен и запущен первый на Европейско-Азиатском континенте ядерный реактор. Создается уранодобывающая промышленность. Организовано производство ядерного горючего - урана-235 и плутония-239, налажен выпуск радиоактивных изотопов.

В 1954 г. начала работать первая в мире атомная станция в г.Обнинске, а через 3 года на океанские просторы вышло первое в мире атомное судно - ледокол “Ленин”.

Начиная с 1970 г. во многих странах мира осуществляются масштабные программы развития ядерной энергетики. В настоящее время сотни ядерных реакторов работают по всему миру.

27 сентября 1977 года был включен первый энергоблок Чернобыльской АЭС.

Второй энергоблок был сооружен и пущен в рекордно короткие сроки всего за один год.

В 1981 году начал работать 3 энергоблок Чернобыльской АЭС.

С пуском нового 4 энергоблока мощность станции достигает 4 миллионов киловатт.

2. Как это было?

Ночью с 25 на 26 апреля на 4 блоках АЭС работало 176 человек - дежурный персонал и ремонтные службы. На двух стоящих блоках 5 и 6 находилось 268 строителей и монтажников. Несколько десятков человек рыбачили на берегах пруда охладителя.

Все они стали очевидцами того, как в 1 час 24 мин. Раздались 2 взрыва Над четвертым энергоблоком на фоне черного неба стали видны раскаленные куски, икры, всполохи пламени.

Вздрогнули и прогнулись толстые железобетонные стены, в потоке пара рванули ввысь лопнули трубопроводы, на крыше во многих местах начался пожар.

Над реактором возникло оранжевое свечение.

Подобной аварии в истории не случалось, даже в специальной литературе она не описана, - физики были глубоко убеждены, что она вообще не возможна. Руководство АЭС растерялось, попыталось скрыть истинное положение дел, тем самым поставив тысячи людей на край гибели.

На примере Чернобыля мы воочию убеждаемся, что может сделать атом, пусть даже мертвый, но вышедший хоть на время из-под контроля человека.

В истории медицины работа врачей и сестер медсанчасти 126 города Припяти станет одной из ярких страниц. Они совершили великий подвиг: были в числе первых на месте аварии и последними кто покинул эвакуированный город.

С 26 апреля по 8 мая медики спасали людей позже большинство из них было госпитализировано - самих надо было лечить.

Позднее выяснилось, что вблизлежащем городе Припяти не было предусмотрено никаких мер на случай аварии, не были предприняты своевременные действия по эвакуации населения, люди работавшие в опасной близости от реактора, не имели защитных костюмов. Так, беспечность властей поставивших под угрозу жизнь людей, многие из которых не знали о грозящей им опасности. Это подтверждается одним из пунктов записки ЦК КПСС, где освещены факты, возможно, послужившие причиной аварии на ЧАЭС:

В системе Минэнерго требования и отношения к атомным станциям в несколько раз ниже чем в Министерстве среднего машиностроения. В частности:

а) сокращено число обслуживающего персонала

б) регулярно берутся обязательства сократить время планового ремонта 6, 7 дней, в том числе и во время постановки реакторного блока

в) по мнению специалистов, качество поставляемого оборудования снизилось вдвое

г) задания на плановый ремонт удовлетворяются в течении 6 месяцев (в Минсредмаше - максимум неделя

д) охрана реакторных блоков недостаточна

3.Чернобыльская авария. Причины возникновения

В марте 1986 года на Чернобыльской АЭС работала большая комиссия Министерства энергетики и электрификации СССР. Она занималась 5 энергоблоком, который должен был вступить в строй в том же году, но уже стало ясно, что все сроки его ввода срываются.

Впрочем, директор АЭС В.П.Брюханов был настроен оптимистично, и его можно было понять. В предыдущем году станция выработала рекордное количество электроэнергии. Директор был избран делегатом партийного съезда. Направлено представление в Москву на награждение станции орденом Ленина, а самого Брюханова должны представить к званию Героя Социалистического Труда.

5 мая планировалось начать монтаж конструкции в шахту реактора 5 энергоблока, и комиссия из Москвы обещала приехать вновь.

Но так случилось, что члены комиссии были разбужены в 3 часа ночи 26 апреля. Звонила дежурная по Министерству. Специальным кодом - данные о любых происшествиях на атомных объектах по-прежнему оставались секретными - она сообщила, что на 4 энергоблоке Чернобыльской АЭС случилась авария, а вернее - так поняли почти все - пожар. Подробная информация требовала, чтобы сотрудники министерства немедленно прибыли на Китайский проезд, где оно располагалось.

Около четырех утра в Минэнерго СССР собрались специалисты атомщики из аварийной группы. Большинство из них хорошо знали конструкцию реактора , а также всевозможные аварийные ситуации, которые возникли на тех или иных АЭС или предусматривались проектом. А потому каждый из них постарался переговорить с директором ЧАЭС Брюхановым, который звонил в Министерство.

Брюханов сообщил, что произошло два взрыва. Почему? Пока ничего не ясно обрушалась кровля реакторного и частично машинного залов. Возникли очаги пожара в некоторых помещениях, а также на кровле турбинного зала.

Директор АЭС доложил об обстановки на 4 блоке: реактор заглушен и контролируется. В целях полной безопасности остановлен и 3 энергоблок, который находился рядом.

Тут же Брюханов подтвердил, что отклонений в радиоционной обстановке нет.Но события развивались стремительно. К пяти часам утра в Минэнерго уже собралась аварийная группа в полном составе, приехал Министр Анатолий Майорец, которому сказали, что вероятнее всего, взрыв произошел из-за возгорания водорода, такое случалось и ранше.

Однако от Боюханова пришло новое сообщение: пожар идет во многих местах есть жертвы - один человек получил сильные ожоги и не выживет, другой пропал - очевидно погиб.

Если есть человеческие жертвы то характер аварии резко меняется таков был принцип советской системы, о таких случаях надлежит сообщать на самый вверх, но все таки министр решил подождать до утра. Впрочем, он сразу же подписывает приказ о создании комиссии по расследованию причин аварии. Принято решение о том, что комиссия вылетает в Чернобыль.

В 6 утра директор ЧАЭС сообщил, что во дворе станции обнаружены графитовые блоки и что в медпункт начали поступать люди с признаками радиоционного поражения.

В Москве к этой информации отнеслись с недоверием. Решили: это не радиация, а отравление газами, которые образуются при горении кровли. Однако от директора ЧАЭС Брюханова поступили возражения: уровень радиации в отдельных местах превышает нормы. Но конкретные цифры не были названы.

Причиной случившейся трагедии явилось непредсказуемое сочетание нарушений регламента и режима эксплуатации энергоблока, допущенных обслуживавшим его персоналом.

После аварии специалисты тщательно проанализировали всю предыдущую работу коллектива Чернобыльской АЭС. К сожалению, картина оказалась не столь радужной, как её представляли.

Здесь и прежде допускались грубые нарушения требований ядерной безопасности.

Так, с 17 января 1986 года до дня аварии на том же 4-м блоке 6 раз без достаточных на то оснований выводились из работы системы защиты реактора. Выяснилось, что с 1980 по 1986 годы 27 случаев отказа в работе оборудования вообще не расследовались и остались без соответствующих оценок.

Выброс радионуклидов (вид неустойчивых атомов, которые при самопроизвольном превращении в другой нуклид испускают ионизирующее излучение - это и есть радиоактивность) за пределы аварийного блока ЧАЭС представлял собой растянутый во времени процесс, состоявший из нескольких стадий.

Следующей проблемой стали уже долгоживущие изотопы стронция и цезия, особенно цезий-137. Их наличие на той или иной территории сегодня вызывает необходимость проведения дополнительных дезактивационных работ, а также определяет решение вопросов реэвакуации населения, его проживания в определённых районах, сельскохозяйственных работ режима питания людей и других проблем.

В зоне жёсткого контроля продолжалась дезактивация наиболее загрязнённых участков, и осуществлялись мероприятия по защите населения от внешнего и внутреннего радиоактивного облучения.

Были приняты меры, обеспечивающие регламентацию облучения жителей зоны на длительную перспективу в соответствии с нормами радиационной безопасности, действующими в районах размещения атомных станций. Население зоны информируется о конкретной радиационной обстановке в районах его проживания.

С учётом анализа причин аварии пересмотрена нормативно-техническая документация по АЭС, внесены определённые изменения в общие положения обеспечения безопасности атомных станций и правила ядерной безопасности, уточнены действующие и разрабатываются новые стандарты и технические условия на оборудование, изделия, материалы, приборы и средства автоматизации, поставляемые на атомные станции. Разработаны и осуществляются меры по повышению технического уровня, надёжности и качества изготавливаемого оборудования для АЭС, совершенствованию его конструкций и технологии производства.

Проведена переподготовка и аттестация эксплуатационного персонала всех действующих атомных станций. Тематика обучения разработана с учётом анализа причин аварии на Чернобыльской АЭС и необходимости повышения уровня знаний оперативным персоналом требований по ядерной, радиационной и пожарной безопасности. Внесены изменения и дополнения в технологические регламенты и инструкции по эксплуатации АЭС.

4.Воздействие атомных станций на окружающую среду

Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды. Наиболее существенные факторы - локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве, повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации, сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты, изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС, изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов. Возникновение мощных источников тепла в виде градирен, водоемов - охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты оказывают травмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного - не менее чем в 5-10 раз "чище" в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий АС - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее. Отметим важность не только радиационных факторов возможных вредных воздействий АС на экосистемы, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздействие на обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристик прилежащих к АС районов, т.е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды.

Исходными событиями, которые развиваясь во времени, в конечном счете могут привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы и сбросы радиоактивности и токсических веществ из систем АС. Эти выбросы делят на газовые и аэрозольные, выбрасываемые в атмосферу через трубу, и жидкие сбросы, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или мелкодисперсных смесей, попадающие в водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.

Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем эксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. Включаясь в многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмы животных и человека. На рисунке показаны воздушные, поверхностные и подземные пути миграции вредных веществ в окружающей среде.

5.Воздействие радиоактивных выбросов на организм человека

Рассмотрим механизм воздействия радиации на организм человека: пути воздействия различных радиоактивных веществ на организм, их распространение в организме, депонирование, воздействие на различные органы и системы организма и последствия этого воздействия. Существует термин "входные ворота радиации", обозначающий пути попадания радиоактивных веществ и излучений изотопов в организм. Различные радиоактивные вещества по - разному проникают в организм человека. Это зависит от химических свойств радиоактивного элемента.

Виды радиоактивного излучения

Пути проникновения радиации в организм человека

Ограничение опасных воздействий АС на экосистемы

АС и другие промышленные предприятия региона оказывают разнообразные воздействия на совокупность природных экосистем, составляющих экосферный регион АС. Под влиянием этих постоянно действующих или аварийных воздействий АС, других техногенных нагрузок происходит эволюция экосистем во времени, накапливаются и закрепляются изменения состояний динамического равновесия. Людям совершенно небезразлично в какую сторону направлены эти изменения в экосистемах, насколько они обратимы, каковы запасы устойчивости до значимых возмущений. Нормирование антропогенных нагрузок на экосистемы и предназначено для того, чтобы предотвращать все неблагоприятные изменения в них, а в лучшем варианте направлять эти изменения в благоприятную сторону. Чтобы разумно регулировать отношения АС с окружающей средой нужно конечно знать реакции биоценозов на возмущающие воздействия АС. Подход к нормированию антропогенных воздействий может быть основан на эколого-токсикогенной концепции, т.е. необходимости предотвратить "отравление" экосистем вредными веществами и деградацию из-за чрезмерных нагрузок. Другими словами нельзя не только травить экосистемы, но и лишать их возможности свободно развиваться, нагружая шумом, пылью, отбросами, ограничивая их ареалы и пищевые ресурсы.

Чтобы избежать травмирования экосистем должны быть определены и нормативно зафиксированы некоторые предельные поступления вредных веществ в организмы особей, другие пределы воздействий, которые могли бы вызвать неприемлемые последствия на уровне популяций. Другими словами должны быть известны экологические емкости экосистем, величины которых не должны превышаться при техногенных воздействиях. Экологические емкости экосистем для различных вредных веществ следует определять по интенсивности поступления этих веществ, при которых хотя бы в одном из компонентов биоценоза возникнет критическая ситуация, т.е. когда накопление этих веществ приблизится к опасному пределу, будет достигаться критическая концентрация. В значениях предельных концентраций токсикогенов, в том числе радионуклидов, конечно, должны учитывать и перекрестные эффекты. Однако этого, по-видимому, недостаточно. Для эффективной защиты окружающей среды необходимо законодательно ввести принцип ограничения вредных техногенных воздействий, в частности выбросов и сбросов опасных веществ. По аналогии с принципами радиационной защиты человека, упомянутыми выше, можно сказать, что принципы защиты окружающей среды состоят в том, что должны быть исключены необоснованные техногенные воздействия, накопление вредных веществ в биоценозах, техногенные нагрузки на элементы экосистем не должны превышать опасные пределы, поступление вредных веществ в элементы экосистем, техногенные нагрузки должны быть настолько низкими, насколько это возможно с учетом экономических и социальных факторов. АС оказывают на окружающую среду - тепловое, радиационное, химическое и механическое воздействие. Для обеспечения безопасности биосферы нужны необходимые и достаточные защитные средства. Под необходимой защитой окружающей среды будем понимать систему мер, направленных на компенсацию возможного превышения допустимых значений температур сред, механических и дозовых нагрузок, концентраций токсикогенных веществ в экосфере. Достаточность защиты достигается в том случае, когда температуры в средах, дозовые и механические нагрузки сред, концентрации вредных веществ в средах не превосходят предельных, критических значений.

Итак, санитарные нормативы предельно - допустимых концентраций (ПДК), допустимые температуры, дозовые и механические нагрузки должны быть критерием необходимости проведения мероприятий по защите окружающей среды. Система детализированных нормативов по пределам внешнего облучения, пределам содержания радиоизотопов и токсичных веществ в компонентах экосистем, механическим нагрузкам могла бы нормативно закрепить границу предельных, критических воздействий на элементы экосистем для них защиты от деградации. Другими словами должны быть известны экологические емкости для всех экосистем в рассматриваемом регионе по всем типам воздействий.

Разнообразные техногенные воздействия на окружающую среду характеризуются их частотой повторения и интенсивностью. Например, выбросы вредных веществ имеют некоторую постоянную составляющую, соответствующую нормальной эксплуатации, и случайную составляющую, зависящую от вероятностей аварий, т.е. от уровня безопасности рассматриваемого объекта. Ясно, что чем тяжелее, опаснее авария, тем вероятность ее возникновения ниже. Нам известно сейчас по горькому опыту Чернобыля, что сосновые леса имеют радиочувствительность, похожую на то, что характерно для человека, а смешанные леса и кустарники - в 5 раз меньшую. Меры предупреждения опасных воздействий, их предотвращения при эксплуатации, создания возможностей для их компенсации и управления вредными воздействиями должны приниматься на стадии проектирования объектов. Это предполагает разработку и создание систем экологического мониторинга регионов, разработку методов расчетного прогнозирования экологического ущерба, признанных методов оценивания экологических емкостей экосистем, методов сравнения разнотипных ущербов. Эти меры должны создать базу для активного управления состоянием окружающей среды.

6.Уничтожение опасных отходов

Особое внимание следует уделять такому мероприятиям, как накопление, хранение, перевозка и захоронение токсичных и радиоактивных отходов. Радиоактивные отходы, являются не только продуктом деятельности АС но и отходами применения радионуклидов в медицине, промышленности, сельском хозяйстве и науке. Сбор, хранение, удаление и захоронение отходов, содержащих радиоактивные вещества, регламентируются следующими документами:

СПОРО-85 Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами. Москва: Министерство здравоохранения СССР, 1986;

Правила и нормы по радиационной безопасности в атомной энергетике. Том 1. Москва: Министерство здравоохранения СССР (290 страниц), 1989;

ОСП 72/87 Основные санитарные правила.

Для обезвреживания и захоронения радиоактивных отходов была разработана система "Радон", состоящая из шестнадцати полигонов захоронения радиоактивных отходов. Руководствуясь Постановлением Правительства Российской Федерации №1149-г от 5.11.91г.,Министерство атомной промышленности Российской Федерации в сотрудничестве с несколькими заинтересованными министерствами и учреждениями разработало проект государственной программы по обращению с радиоактивными отходами с целью создания региональных автоматизированных систем учета радиоактивных отходов, модернизации действующих средств хранения отходов и проектирования новых полигонов захоронения радиоактивных отходов.

Выбор земельных участков для хранения, захоронения или уничтожения отходов осуществляется органами местного самоуправления по согласованию с территориальными органами Минприроды и Госсанэпиднадзора.

Вид тары для хранения отходов зависит от их класса опасности: от герметичных стальных баллонов для хранения особо опасных отходов до бумажных мешков для хранения менее опасных отходов. Для каждого типа накопителей промышленных отходов (т.е. хвосто- и шламохранилища, накопители производственных сточных вод, пруды-отстойники, накопители-испарители) определены требования по защите от загрязнения почвы, подземных и поверхностных вод, по снижению концентрации вредных веществ в воздухе и содержанию опасных веществ в накопителях в пределах или ниже ПДК. Строительство новых накопителей промышленных отходов допускается только в том случае, когда представлены доказательства того, что не представляется возможным перейти на использование малоотходных или безотходных технологий или использовать отходы для каких-либо других целей.

Захоронение радиоактивных отходов происходит на специальных полигонах. Такие полигоны должны находиться в большом удалении от населенных пунктов и крупных водоемов. Очень важным фактором защиты от распространения радиации является тара, в которой содержатся опасные отходы. Ее разгерметизация или повышенная проницаемость может способствовать отрицательное воздействие опасных отходов на экосистемы.

7.Вывод

В конечном итоге можно сделать следующие выводы:

Факторы “За” атомные станции:

· Атомная энергетика является на сегодняшний день лучшим видом получения энергии. Экономичность, большая мощность, экологичность при правильном использовании.

· Атомные станции по сравнению с традиционными тепловыми электростанциями обладают преимуществом в расходах на топливо, что особо ярко проявляется в тех регионах, где имеются трудности в обеспечении топливно-энергетическими ресурсами, а также устойчивой тенденцией роста затрат на добычу органического топлива.

· Атомным станциям не свойственны также загрязнения природной среды золой, дымовыми газами с CO₂, NO_х, SO_х, сбросными водами, содержащими нефтепродукты.

Факторы “Против” атомных станций:

· Ужасные последствия аварий на АЭС.

· Локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве.

· Повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации.

· Сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты.

· Изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС.

· Изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

8. Использованная литература:

1. “Чернобыль: события и уроки” Под редакцией Е. И. Игнатенко, М., 1989

2. “Зарево над Припятью” -В. С. Губарев, М., 1987

3. И.М. Короткин “Аварии и катастрофы ”, Ленинград, 1977, 296 с.

4. “100 великих катастроф”, Н.А. Ионина, М.Н. Кубеев - М.: Виче, 2001. - 496 с.

5. Самуэль-Гласстон, Филипп Долан, “ Характеристики ядерного оружия”, 1987.

6. “Гражданская оборона”/ Под редакцией генерала армии А.Т. Алунина - М: Воениздат. 1982.