Чернобыль: причины и последствия

Вначале — сухие слова из Отчета Научного комитета ООН по воздействию атомной радиации (2000 год): «Авария на ЧАЭС произошла во время технических испытаний в режиме малой мощности, проводившихся на реакторе четвертого блока станции. Системы безопасности реактора были отключены, в результате чего его нештатный, неустойчивый режим работы привел к резкому, неконтролируемому подъему мощности, что вызвало серию паровых взрывов, которые разрушили сам реактор и повредили его здание. Выброшенные взрывом обломки активной зоны реактора вызвали более 30 очагов возгорания на крыше, покрытой легко воспламеняющимся гудроном».

Все это произошло в ночь с 25 на 26 апреля 1986 года. В результате мощного теплового взрыва на ЧАЭС была выброшена наружу часть ядерного топлива и графита четвертого энергоблока (суммарный выброс нуклидов не превысил 3.5% их общего количества, накопленного в реакторе РБМК-1000). Горящие обломки упали на крышу машинного зала и другие объекты, образовалось множество очагов пожара. Огромная, многотонная крышка ядерного реактора взрывом была поднята и отброшена.

В основном рабочем элементе энергоблока ЧАЭС — реакторе РБМК-1000 — в качестве замедлителя нейтронов до тепловых скоростей (в этом случае вероятность процесса деления ядра при захвате нейтрона максимальна) использовался графит, в качестве теплоносителя — вода. Ядерным топливом в реакторе РБМК-1000 был уран. В работающем реакторе нейтроны осуществляли процесс деления урана с выделением тепла и образованием продуктов деления. Вот список того, что образуется в активной зоне реактора в результате ядерных процессов: короткоживущие и долгоживущие радионуклиды, твердые и газообразные, инертные и химически активные вещества, способные испускать альфа-, бета- и гамма-излучение.

Принципиально важно то, что у реакторов такого типа отсутствовал специальный высокопрочный корпус, который обязателен для реакторов типа ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор), которые производятся сейчас в нашей стране и за рубежом. Объяснялось это просто: реакторы типа чернобыльского позволяли наращивать мощность до высоких значений в 1000 и даже 1500 МВт, экономя на затратах на строительство реакторных корпусов. Для экономики того времени было важно и то, что загрузка свежим ядерным топливом была возможна без остановки реактора, «на ходу».

Что же происходило 25 июля 1986 года на четвертом блоке ЧАЭС? Имели место проектные испытания одной из важных систем безопасности, в которой предусматривалось использование электроэнергии, вырабатываемой при вращении уже останавливающихся турбогенераторов. Моделировались условия произошедших одновременно двух аварий сложного типа — когда разрывается трубопровод охлаждения реакторной зоны и происходит полная потеря электроснабжения АЭС. Представьте себе — у вас в доме возникает пожар, огонь подбирается к газовому баллону, а Горводоканал отключил воду! Что способно остановить катастрофическое развитие ситуации — это и предполагалось исследовать в ходе испытаний. Выработать электроэнергию для аварийных насосов системы охлаждения активной зоны казалось возможным за счет инерции вращения уже останавливающихся турбогенераторов. Именно в этом была опасность моделируемой ситуации — как считалось в ходе «учений», при отсутствии охлаждения могли возникнуть перегрев и плавление активной зоны. Попросту говоря, предполагалось изучить, хватит ли вырабатываемой таким образом электроэнергии для запуска насосов системы охлаждения активной зоны реактора. Вообще говоря, такое исследование представляло собой комплексное исследование рабочих параметров всего энергоблока. Желание проверить режимы работы энергоустановки в экстремальной, но реально возможной ситуации, не вызывает возражений в принципе, но вопрос в том, насколько принятые меры безопасности соответствовали принятому уровню сложности испытаний.

Вывод, который был сделан Научным комитетом ООН после долгого и тщательного изучения причин аварии таков: «Авария явилась результатом как конструктивных недостатков реактора (высокого положительного коэффициента реактивности при определенных условиях), так и недопустимых ошибочных действий операторов, произвольно отключивших аварийные системы защиты». Иначе говоря, нейтроннофизические и теплогидравлические характеристики активной зоны реакторной установки, а также спроектированная для этого типа реакторов система управления и защиты не удовлетворяли принципам создания динамически устойчивых безопасных систем. Неудовлетворительные с точки зрения безопасности характеристики активной зоны РБМК были усугублены ошибками, допущенными при конструировании системы управления реактором: поглощающих нейтроны графитовых стержней, располагающихся в специальных каналах и тоже охлаждаемых водой.

Но это лишь краткое резюме детального анализа причин произошедшей трагедии. А реальным фактом аварии, произошедшей, как говорится в отчетах, «в результате нарушения персоналом инструкций по управлению установкой, наложившихся на недостатки конструкции органов регулирования и ядерно-физических характеристик реактора РБМК-1000», стал неконтролируемый разгон реактора, окончившийся тепловым взрывом и разрушением активной зоны реактора.

Недавно, в публичной печати, своим мнением о произошедшем 26 апреля 1986 года поделились руководители следственной бригады Генпрокуратуры СССР Юрий Потемкин и Петр Иванов, работавшие непосредственно в зоне аварии. Приведем некоторые выдержки из их статьи:

«Безопасность ядерных энергетических установок, являющихся при нарушении правил их эксплуатации потенциально взрывоопасными, обеспечивается качественным проектированием и строительством, наличием соответствующего оборудования контроля за его состоянием и технологическими процессами в ходе эксплуатации, правильной организацией работ, уровнем квалификации и дисциплиной персонала, строгим контролем за соблюдением технологических регламентов, постоянным контролем за работой на этих установках. Авария на Чернобыльской АЭС явилась результатом грубых нарушений ряда перечисленных принципов. Руководители станции не обеспечили надлежащее выполнение требований правил безопасной эксплуатации атомных энергетических установок, не добились повышения персональной ответственности каждого работника за строгое соблюдение технологической дисциплины, не уделяли должного внимания вопросам профессиональной подготовки оперативного персонала. Подготовка кадров проводилась с нарушениями требований Руководящих указаний по организации работы с персоналом на энергетических предприятиях и в организациях, утвержденных министром энергетики и электрификации СССР. Как следствие сменный персонал имел слабые, не подкрепленные опытом знания. Впервые назначаемые на должности начальников смен цехов и энергоблоков не проходили необходимого обучения, дублирования на соответствующих рабочих местах. Вся эта работа была отдана на откуп начальникам цехов. Более того, член центральной комиссии по проверке знаний персонала сам не был аттестован комиссией вышестоящей организации. Должностные инструкции разрабатывались теми сотрудниками, чьи обязанности они регламентировали, не пересматривались либо это было чисто формальным актом. Результат - многочисленные остановки блоков и аварии по вине персонала из-за низкой технологической дисциплины и нарушений регламентов».

Уже через пять минут на место аварии прибыло 14 пожарных, а через два часа там работали 250 человек. На первом этапе борьбы с огнем и выбросами нуклидов в образовавшийся кратер сбрасывали с вертолетов специальные составы, поглощающие нейтроны, и материалы для гашения огня. Было сброшено около 5000 тонн свинца, соединений бора, доломита, песка и глины и пр. Сначала вертолеты для более точного сброса груза зависали над реактором, но полученные пилотами дозы были слишком высокими, так что материалы стали сбрасывать во время пролета над реактором. Неточность попадания привела к новым разрушениям и распространению радиоактивного загрязнения. На 7-10 день сброс материалов был уменьшен, а затем вовсе прекращен. Расплавившиеся материалы активной зоны стекали на дно шахты реактора, образуя слой металлизированного топлива. Соприкосновение его с водой вызвало образование пара, что способствовало резкому увеличению интенсивности радиоактивных выбросов. Примерно через 9 дней эта лава затвердела, перестала взаимодействовать с окружающими материалами, так что выделение тепла резко уменьшилось, и интенсивность выброса нуклидов снизилась в сотни раз.

В атмосферу было выброшено огромное количество продуктов ядерного деления урана — примерно 50 млн. Ки (или 1.85 10¹⁸ Бк). Радиоактивное загрязнение местности сформировалось в результате выпадений из двух источников: из радиоактивного облака первичного выброса и из струи летучих радиоактивных продуктов, интенсивное истечение которых из разрушенного реактора продолжалось около десяти дней.

Радиоактивные облака после взрыва и выброса быстро перемещались над землей. При прохождении в местах выпадения осадков происходило «вымывание» радиоактивных веществ и выпадение их на землю. В этом случае интенсивность выпадения нуклидов была в десятки раз выше, чем при прохождении сухого облака. Выпавшие радиоактивные осадки становились источником бета- и гамма-излучения, приводя к внешнему и внутреннему облучению населения (при потреблении загрязненной води и пищи).

Вот выдержка из рабочего отчета тех лет Председателю Совета министров СССР: «Изучен изотопный состав загрязненной атмосферы и местности: основными компонентами загрязнения являются изотопы йода-131, теллура-132, стронция-89, нептуния-239, рутения-103, строниция-90. В первые недели особую опасность представляет изотоп йода-131 (содержание 10-50%), легко попадающий в организм человека с пищей (особенно с молоком), затем изотопы стронция-89 (период полураспада 2 месяца), стронция-90 (28 лет) и цезия-137 (30 лет)». В ближней зоне на поверхности земли было обнаружено большое количество высокоактивных «горячих» частиц, очень опасных при попадании в легкие. Особо опасен в этом случае изотоп плутония-239, период полураспада которого 24 тысячи лет.

Летучие элементы – йод, цезий — поднимались из разрушенного реактора на большую высоту, вплоть до стратосферы, и разносились на огромные расстояния. Уже через 36 часов радиоактивные облака оказались на расстоянии в 1200 км, в Швеции, 2-5 мая такие облака регистрировались в Японии, Китае, Индии, Канаде, США. Есть сведения, что выпадение радиоактивных осадков продолжалось в течение почти 3-х недель. Интенсивность загрязнения в некоторых районах европейских стран была не ниже чем в России, Украине, Белоруссии. Наибольшее количество радиоактивных продуктов распространилось с ветрами на территории Румынии, Польши, Болгарии, Югославии, скандинавских стран. Максимальное радиоактивное загрязнение этих территорий оказалось, к счастью, небольшим и кратковременным. Уровни радиации не превышали норм радиационной безопасности для населения, разработанных МАГАТЭ.

Дата добавления: 2015-07-13