Реферат: Чернобыль спустя несколько лет

Чернобыльская Атомная Электростанция расположена на севере Украины, в месте впадения реки Припять в Днепр. Строительство начато в 1976 году. Всего было построено 4 блока по 1000 МВт каждый. Авария на четвертом блоке ЧАЭС 26 апреля 1986 года произошла не во время нормального функционирования реактора. Это случилось во время эксперимента по изучению резервов безопасности реактора в различных ситуациях. Эксперимент намечалось проводить при пониженной мощности реактора. Эксперимент совпал с плановым гашением реактора. Обычно реакторы не только вырабатывают электроэнергию, но и потребляют ее для работы насосов системы охлаждения. Эта энергия берется из обычной электросети. Если же нормальное электроснабжение нарушается, то возможно переключение части вырабатываемой атомным реактором электроэнергии на нужды системы охлаждения реактора. Однако если действующий реактор не вырабатывает электроэнергию, такое происходит в процессе гашения реактора, то необходим внешний автономный источник питания - генератор. На запуск генератора требуется некоторое время, поэтому он не может обеспечить реактор необходимой электроэнергией сразу. Во время эксперимента на четвертом блоке ЧАЭС намеревались показать, что мощности электрического тока, вырабатываемого вращающимися по инерции турбинами после гашения реактора, достаточно для питания насосов охлаждения до включения дизельных генераторов. Ожидалось, что насосы обеспечат циркуляцию охладителя, достаточную для обеспечения безопасности реактора.

Много различных отчетов, объясняющих причины аварии, было опубликовано с тех пор. Но в этих отчетах много неувязок. Многие исследователи толковали некоторые данные каждый по-своему. С течением времени появилось еще больше различных толкований. Кроме того, некоторые авторы были лично заинтересованы в этом деле. Однако в большинстве отчетов сходна последовательность событий, которые привели к аварии.

25.04.1986.
01:06 Началось запланированное гашение реактора. Постепенное снижение тепловой мощности реактора. (При нормальной работе тепловая мощность реактора составляет 3200МВт).
03:47 Снижение мощности реактора прервано на 1600 МВт.
14:00 Аварийная система охлаждения была отключена. Это входило в программу эксперимента. Это было сделано, чтобы препятствовать прерыванию эксперимента. Это действие непосредственно не привело к аварии, но если бы аварийная система охлаждения не была отключена, возможно, последствия не были бы такими тяжелыми.
14:00 Намечалось дальнейшее снижение мощности. Однако диспетчер электросети Киева попросил оператора реактора продолжить выработку электроэнергии, чтобы удовлетворить потребности города в электроэнергии. Поэтому мощность реактора была оставлена на 1600 МВт. Эксперимент был задержан, а сначала его намеревались провести в течение одной смены.
23:10 Было рекомендовано продолжить снижение мощности.
24:00 Конец смены.

26.04.1986.
00:05 Мощность реактора была уменьшена до 720 МВт. Продолжалось снижение мощности. Теперь доказано, что безопасное управление реактором в той ситуации было возможно на 700 МВт, т.к. иначе "пустотный" коэффициент реактора становится положительным.
00:28 Мощность реактора снижена до 500 МВт. Управление было переключено на авторегулирующуюся систему. Но тут либо оператор не дал сигнал удержания реактора на заданной мощности, либо система не отреагировала на этот сигнал, но внезапно мощность реактора упала до 30 МВт.
00:32(примерно) В ответ оператор стал поднимать управляющие стержни, пытаясь восстановить мощность реактора. В соответствии с Требованиями по технике безопасности оператор должен был согласовать свои действия с главным инженером, если эффективное число поднимаемых стержней больше 26. Как показывают сегодняшние расчеты, в тот момент требовалось поднять меньшее число управляющих стержней.
01:00 Мощность реактора возросла до 200 МВт.
01:03 Был подключен дополнительный насос к левому циклу охлаждающей системы, чтобы увеличить циркуляцию воды через реактор. Это входило в планы эксперимента.
01:07 Был подключен дополнительный насос к правому циклу охлаждающей системы (тоже по плану эксперимента). Подключение дополнительных насосов вызвало ускорение охлаждения реактора. Это также привело к уменьшению уровня воды в пароразделителе.
01:15 Автоматическая система управления пароразделителем была отключена оператором, чтобы продолжить действия с реактором.
01:18 Оператор увеличил ток воды, пытаясь решить проблемы в системе охлаждения.
01:19 Еще несколько управляющих стержней выдвинуто, чтобы увеличить мощность реактора и поднять температуру и давление в пароразделителе. Правила эксплуатации требовали, чтобы как минимум 15 управляющих стержней все время оставались в активной зоне реактора. Предполагается, что в тот момент в активной зоне уже оставалось всего 8 управляющих стержней. Однако в активной зоне оставались автоматически управляемые стержни, это позволяло увеличить эффективное число управляющих стержней в активной зоне реактора.
01:21:40 Оператор уменьшил ток воды через реактор до нормального, чтобы восстановить уровень воды в пароразделителе, при этом уменьшилось охлаждение активной зоны реактора.
01:22:10 В активной зоне начал образовываться пар (закипела охлаждающая реактор вода).
01:22:45 Данные, полученные оператором, сигнализировали об опасности, но создавали впечатление, что реактор все еще оставался в устойчивом состоянии.
01:23:04 . Закрыли клапаны турбин. Турбины все еще вращались по инерции. Это, собственно, и было началом эксперимента.
01:23:10 Автоматически управляемые стержни были удалены из активной зоны. Стержни поднимались, примерно, 10 сек. Это была нормальная реакция, чтобы скомпенсировать уменьшение реактивности, последовавшее за закрытием клапанов турбины. Обычно уменьшение реактивности вызывается увеличением давления в охлаждающей системе. Это должно было привести к уменьшению пара в активной зоне. Однако ожидаемого уменьшения пара не последовало, т.к. ток воды через активную зону был мал.
01:23:21 Парообразование достигло такой точки, когда из-за собственного положительного "пустотного" коэффициента дальнейшее парообразование приводит к быстрому увеличению тепловой мощности реактора.
01:23:35 Началось неконтролируемое образование пара в активной зоне.
01:23:40 Оператор нажал кнопку "Авария" (AZ-5). Управляющие стержни начали входить сверху активной зоны. При этом центр реактивности переместился вниз активной зоны.
01:23:44 Мощность реактора резко увеличилась и примерно в 100 раз превысила проектную.
01:23:45 ТВЭЛы начали разрушаться. В топливных каналах создалось высокое давление.
01:23:49 Топливные каналы стали разрушаться.
01:24 Последовало два взрыва. Первый - из-за гремучей смеси, образовавшейся в результате разложения водяного пара. Второй был вызван расширением паров топлива. Взрывы выбросили сваи крыши четвертого блока. В реактор проник воздух. Воздух реагировал с графитовыми стержнями, образуя оксид углерода II (угарный газ). Этот газ вспыхнул, начался пожар. Кровля машинного зала сделана из материалов, которые легко воспламеняются. (Из тех самых, которые использовались на ткацкой фабрике в Бухаре, которая полностью сгорела в начале 70-х годов. И хотя некоторые работники после случая в Бухаре были отданы под суд, эти же материалы использовались при строительстве АЭС.)

8 из 140 тонн ядерного топлива, содержащих плутоний и другие чрезвычайно радиоактивные материалы (продукты деления), а также осколки графитового замедлителя, тоже радиоактивные, были выброшены взрывом в атмосферу. Кроме того, пары радиоактивных изотопов йода и цезия были выброшены не только во время взрыва, но и распространялись во время пожара. В результате аварии была полностью разрушена активная зона реактора, повреждено реакторное отделение, деаэраторная этажерка, машинный зал и ряд других сооружений. Были уничтожены барьеры и системы безопасности, защищающие окружающую среду от радионуклидов, содержащихся в облученном топливе, и произошел выброс активности из реактора. Этот выброс на уровне миллионов кюри в сутки, продолжался в течение 10 дней с 26.04.86. по 06.05.86, после чего упал в тысячи раз и в дальнейшем постепенно уменьшался. По характеру протекания процессов разрушения 4-го блока и по масштабам последствий указанная авария имела категорию запроектной и относилась к 7-ому уровню (тяжелые аварии) по международной шкале ядерных событий INES.

Уже через час радиационная обстановка в городе была ясна. Никаких мер на случай аварийной ситуации там предусмотрено не было: люди не знали, что делать. По всем инструкциям и приказам, которые существуют уже 25 лет, решение о выводе населения из опасной зоны должны были принимать местные руководители. К моменту приезда Правительственной комиссии можно было вывести из зоны всех людей даже пешком. Но никто не взял на себя ответственность (шведы сначала вывезли людей из зоны своей станции, а только потом начали выяснять, что выброс произошел не у них).

На работах в опасных зонах (в том числе в 800 метрах от реактора) находились солдаты без индивидуальных средств защиты, в частности, при разгрузке свинца. Потом выяснилось, что такой одежды у них нет. В подобном положении оказались и вертолетчики. И офицерский состав, в том числе и маршалы, и генералы напрасно бравировали, появляясь вблизи реактора в обычной форме. В данном случае необходима была разумность, а не ложное понятие смелости. Водители при эвакуации Припяти и при работах по обвалованию реки также работали без индивидуальных средств защиты. Не может служить оправданием, что доза облучения составляла годовую норму - в основном это были молодые люди, а следовательно, это скажется на потомстве. Точно также принятие для армейских подразделений боевых норм - это крайняя мера в случае военных действий и при проходе через зону поражения от ядерного оружия. Такой приказ был вызван как раз отсутствием в данный момент средств индивидуальной защиты, которые на первом этапе аварии были только у спецподразделений. Вся система гражданской обороны оказалась полностью парализованной. Не оказалось даже работающих дозиметров. Остается только восхищаться работой и мужеством пожарного подразделения. Они предотвратили развитие аварии на первом этапе. Но даже подразделения, находящиеся в Припяти, не имели соответствующего обмундирования для работы в зоне повышенной радиации. Как всегда достижение цели обошлось ценой многих и многих жизней.

15 мая 1986 г. было принято Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР, в котором основные работы по ликвидации последствий аварии поручались Минсредмашу. Главной задачей было сооружение объекта "Укрытие" ("Саркофаг") четвертого энергоблока ЧАЭС. Буквально в считанные дни, практически на пустом месте, появилась мощная организация УС-605, включающая в себя шесть строительных районов, возводивших различные элементы "Укрытия", монтажный и бетонный заводы, управления механизации, автотранспорта, энергоснабжения, производственно-технической комплектации, санитарно-бытового обслуживания, рабочего снабжения (включая столовые), а также обслуживания баз проживания персонала. В составе УС-605 был организован отдел дозиметрического контроля (ОДК). Подразделения УС-605 дислоцировались непосредственно на территории ЧАЭС, в г.Чернобыле, в г.Иванполе и на станции Тетерев Киевской области. Базы проживания и вспомогательные службы размещались на расстоянии 50 - 100 км от места проведения работ. С учетом сложной радиационной обстановки и необходимости соблюдения требований, норм и правил радиационной безопасности был установлен вахтовый метод работы персонала с продолжительностью вахты 2 месяца. Численность одной вахты достигала 10000 человек. Персонал на территории ЧАЭС работал круглосуточно в 4 смены. Весь персонал УС-605 комплектовался из специалистов предприятий и организаций Минсредмаша, а также военнослужащих (солдат, сержантов, офицеров), призванных из запаса для прохождения военных сборов и направленных в Чернобыль (так называемых "партизан"). Задача захоронения разрушенного энергоблока, стоявшая перед УС-605, была сложна и уникальна, поскольку не имела аналогов в мировой инженерной практике. Сложность создания подобного сооружения, кроме значительных разрушений, существенно усугублялась тяжелой радиационной обстановкой в зоне разрушенного блока, что делало его труднодоступным и крайне ограничивало использование обычных инженерных решений. При сооружении "Укрытия" реализация проектных решений в столь сложной радиационной обстановке стала возможной благодаря комплексу специально разработанных организационно- технических мероприятий, в том числе использование специальной техники с дистанционным управлением. Однако сказывалось отсутствие опыта. Один дорогостоящий робот так и остался на стене "Саркофага", не выполнив своего задания: электроника вышла из строя из-за радиации.

В ноябре 1986 года "Укрытие" было сооружено, а УС-605 - расформировано. Сооружение "Укрытия" было осуществлено за рекордно короткий срок. Однако, выигрыш во времени и стоимости строительства повлек за собой и ряд существенных трудностей. Это - отсутствие сколько-нибудь полной информации о прочности старых конструкций, на которые опирались новые, необходимость применять дистанционные методы бетонирования, невозможность в ряде случаев использовать сварку и т.д. Все трудности возникают из-за огромных радиационных полей вблизи разрушенного блока. Под слоем бетона остались сотни тонн ядерного топлива. Сейчас никому неизвестно, что происходит с ним. Есть предположения, что там может возникнуть цепная реакция, тогда возможен тепловой взрыв. На исследования происходящих процессов как всегда нет денег. Кроме того, до сих пор часть сведений утаивается.

Министерство здравоохранения Украины подвело итоги: свыше 125 тысяч умерших к 1994 году, только в прошлом году с влиянием аварии на ЧАЭС связаны 532 смерти ликвидаторов; тысячи кв.км. загрязненных земель. Через двенадцать лет после аварии проявляется воздействие эффектов облучения, которое наложилось на общее ухудшение демографической ситуации и состояние здоровья населения Украины. Уже сегодня свыше 60% лиц, которые были в то время детьми и подростками и проживали на загрязненной территории, составляют группу риска заболеть раком щитовидной железы. Действие комплексных факторов, характерных для Чернобыльской катастрофы, привело к росту заболеваемости детей, особенно болезнями крови, нервной системы, органов пищеварения и дыхательных путей. Пристального внимания требуют сейчас лица, принимавшие непосредственное участие в ликвидации аварии. Сегодня их насчитывается свыше 432 тысяч человек. За годы наблюдения общая их заболеваемость возросла до 1400%. Утешаться остается лишь тем, что результаты воздействия аварии на население страны могли бы быть намного хуже, если бы не активная работа ученых и специалистов. За последние три года разработано около ста методических, нормативных и инструктивных документов. Но на их реализацию не хватает средств. Впрочем, нашлось место и оптимизму. "Второй Чернобыль исключен", - утверждают российские специалисты, которые разрабатывали реактор РБМК и провели работы по повышению его безопасности. На всех атомных станциях с реакторами "чернобыльского" типа в России и за ее пределами устранены конструктивные недостатки, ужесточены требования к персоналу, а сейчас осуществляются мероприятия по повышению так называемой культуры безопасности. Что существенно, поскольку "официальная экспертиза выяснила, что основной причиной аварии на четвертом блоке Чернобыльской АЭС было грубое нарушение персоналом регламента эксплуатации". Что касается Чернобыля конкретно, то станцию закроют. Через пару лет, когда Украине удастся получить обещанные ей Западом 4 млн. долларов.

¹⁾ Реактор типа РБМК-1000 в состоянии с положительным "пустотным" коэффициентом на низкой мощности очень неустойчив, в таком состоянии возможно внезапное резкое увеличение тепловой мощности реактора. Проще говоря, вода, охлаждающая реактор, начинает закипать. А пар отбирает тепло у реактора намного хуже, чем вода. Кроме того, вода поглощает нейтроны, вызывающие деление ядер урана - выделение теплоты, а пар нет. В результате вода закипает еще сильнее, еще меньше теплоты отводится от реактора и т.д.

²⁾ ТВЭЛ = тепловыделяющий элемент. Содержит ядерное топливо реактора.