Чернобыльская аэс катастрофа – Авария на Чернобыльской АЭС — Википедия

Содержание

26.04.1986. Катастрофа.Трансляция в режиме реального времени

25 апреля 1986 года. На Чернобыльской АЭС намечена остановка реактора для проведения планово-предупредительного ремонта — это обычная для АЭС практика. Однако очень часто во время таких остановок проводятся разнообразные эксперименты, которые невозможно провести при работающем реакторе.

На час ночи 26 апреля был запланирован как раз один из таких экспериментов — испытание режима "выбега ротора турбогенератора", который принципиально мог стать одной из систем защиты реактора во время чрезвычайных ситуаций. К эксперименту готовились заранее. Ничто не предвещало неожиданностей.

Город энергетиков Припять ложится спать. Люди обсуждали планы на майские праздники, говорили о грядущем матче финала Кубка обладателей кубков между "Динамо" (Киев) и "Атлетико" (Мадрид). На электростанцию заступала ночная смена.

“Страна” в течение 26 апреля будет вести онлайн репортаж событий с аварии на Чернобыльской АЭС тридцатилетней давности, приведшей к техногенной и технологической катастрофе тысячелетия. Так, как будто это случится сегодня ночью.

26 апреля 1986 года

01:23. На 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС начинается эксперимент. Но все сразу пошло не так.

Турбогенератор останавливался быстрее, чем предполагалось, обороты насосов падали, вода медленнее проходила через реактор, и быстрее закипала. Лавинообразный рост пара в 70 раз увеличил давление внутри реактора.

"Глуши реактор!", — резко закричал начальник смены блока Александр Акимов оператору Леониду Топтунову.

"Но сделать что-либо было не в его силах. Всё, что он мог, сделал — удерживал кнопку аварийной защиты. Никаких других средств в его распоряжении не было", — позже писал в своих воспоминаниях Анатолий Дятлов, заместитель главного инженера станции по эксплуатации.

Многотонная плита, которая укрывала реактор сверху, просто слетела, как крышка с кастрюли. В результате, реактор был полностью обезвожен, в нем начались неконтролируемые ядерные реакции, и прогремел взрыв. 140 тонн радиоактивных веществ отравляют воздух и людей. Со всех концов города видно странное сияние над энергоблоком. Но его мало кто видит – город мирно спит.

01:27. В помещениях энергоблока начинается пожар. Под обломками гибнут два сотрудника АЭС — оператор насосов ГЦН (Главный циркуляционный насос) Валерий Ходемчук (тело не найдено, завалено под обломками двух 130-тонных барабан-сепараторов), и сотрудник пуско-наладочного предприятия Владимир Шашенок (умер от перелома позвоночника и многочисленных ожогов в 6:00 в Припятской МСЧ, утром 26-го апреля). 

01:30. На станции сработал сигнал тревоги. К ЧАЭС едет первый пожарный расчет. Уже через несколько минут он начинает тушить энергоблок, без надлежащей защиты от радиации. Уровень радиации настолько высок, что через некоторое время пожарные резко становятся жертвами «радиационного отравления»: "ядерный загар", рвота, кожа с рук снимается вместе с рукавицами.

 Четвертый энергоблок после катастрофы. Энергетический ядерный реактор, разработанный под руководством президента Академии наук СССР и директора института имени Курчатова Анатолия Александрова. В 70-е — 80-е годы являлся самым мощным реактором советской атомной энергетики.

01:32. Директор ЧАЭС Виктор Брюханов просыпается от звонка коллеги, которые видят из города зарево над станцией. Брюханов подскакивает к окну и некоторое время стоит безмолвно, наблюдая за ужасной картиной катастрофы. Затем бросается звонить на станцию, но там никто трубку долгое время не берет. В конце концов дозванивается дежурному и созывает экстренное совещание. Сам же выезжает на станцию.

01:40. На ЧАЭС прибывает карета "Скорой помощи". Что произошло, толком не объясняют. Дежурный 28-летний врач припятской больницы Валентин Белоконь увидел, что принимать пораженных негде: дверь здравпункта административно-бытового корпуса №2, обслуживавшего 3-й и 4-й энергоблоки, была закрыта. Не нашлось даже "лепестков", защищающих органы дыхания. Пришлось оказывать помощь пострадавшим прямо в салоне машины "Скорой помощи". Благо, в машине нашлась упаковка для оказания первой помощи на случай именно радиационной аварии. В ней находились препараты для внутривенных вливаний одноразового пользования. Они тут же пошли в дело.

01:51. К месту аварии направлены 69 пожарных и все машины скорой помощи города Припяти. Едут пожарные и из окрестных городов Часть крыши снесена, по стенам АЭС стекает смесь из расплавленного металла, песка, бетона и частичек топлива. Они растекаются и по подреакторным помещениям.

02:01. Несмотря на аварию на четвертом блоке, остальные реакторы АЭС производят энергию в штатном режиме. На крыше продолжают работать пожарные, некоторые с тяжелыми признаками облучения. Некоторые теряют сознание – более стойкие товарищи выносят их на себе. Очаги пожара на крыше машинного зала и реакторного отделения станции постепенно погашаются. Распространение огня на соседние энергоблоки предотвратили. Ценой невероятного самопожертвования пожарных.

02.10. Михаила Горбачёва будят и ставят в известность об аварии в Чернобыле. Позже он говорил, что ему не сказали сразу о масштабах катастрофы. Поэтому он ограничился лишь поручением правительству СССР собрать совещание на утро. И дальше ложится спать.

02:15. Рассказывает Сергей Парашин, секретарь парткома Чернобыльской АЭС: "Примерно в 2.10-2.15 ночи мы были на станции. Когда подъезжали, пожара уже не было. Но само изменение конфигурации блока привело меня в соответствующее состояние. Зашли в кабинет директора АЭС Брюханова. Брюханов был в подавленном состоянии. Я спросил его: "Что произошло?" - "Не знаю". Он вообще был немногословным и в обычное время, а в ту ночь... Я думаю, он был в состоянии шока, заторможен. Я боюсь, что директору так никто и не доложил о том, что реактор взорван. Формулировку "реактор взорван" не дал ни один заместитель главного инженера. И не дал ее главный инженер Фомин. Брюханов сам ездил в район четвертого блока - и тоже не понял этого. Вот парадокс. Люди не верили в возможность взрыва реактора, они вырабатывали свои собственные версии и подчинялись им".

02:21. В медсанчать уже начали поступать первые пострадавшие. Однако врачам не удавалось сразу установить уровень реальных доз, полученных людьми, из-за отсутствия информации об уровнях радиоактивного излучения в помещениях 4-го блока Чернобыльской АЭС, а также на прилегающих территориях. Кроме того, пострадавшие облучены комплексно, а многие получили обширные термические ожоги. Шоковые состояния, тошнота, рвота, слабость, «ядерный загар» и отеки говорят сами за себя. 

03:30. В месте катастрофы измеряют радиационный фон. До этого сделать это было невозможно, так как в момент аварии штатные приборы контроля вышли из строя, а компактные индивидуальные дозиметры просто-напросто зашкаливали. Только сейчас к сотрудникам атомной станции приходит понимание того, что же на самом деле произошло – радиация зашкаливает.

05:00. Пожар на крыше четвертого энергоблока потушен. Однако продолжает плавится топливо. Воздух наполняется радиоактивными частицами. Постепенно приходит понимание масштаба катастрофы.

 06:00. Дежурный ЧАЭС Владимир Шашенок скончался от огромной радиационной дозы и сильных ожогов. А Александр Лелеченко, заместитель начальника электроцеха, после капельницы почувствовал себя настолько хорошо, что попросился "подышать уличным воздухом" – а сам тихонько покинул медсанчасть и снова появился на аварийном блоке, чтобы оказать посильную помощь на ЧАЭС. Второй раз его увезли сразу в Киев, где он и умер в страшных муках. В общей сложности Лелеченко получил дозу в 2500 рентген, поэтому ни пересадка костного мозга, ни интенсивная терапия не спасли его.

06:22. Воздух в медсанчасти стал настолько радиоактивным, что врачи сами получили дозы облучения. После Хиросимы и Нагасаки врачи в медсанчасти ЧАЭС первыми попали в такую сложную ситуацию. 

 07:10. Врачам диспетчерской "Скорой помощи", располагающейся по соседству с приемным покоем в здании больницы Припяти, одновременно приходится принимать десятки больных. Но помещение рассчитано на прием до 10 человек – у врачей ограниченный запас чистого белья и всего одна душевая установка. При обычном ритме жизни города этого вполне хватает, но сейчас доктора в панике – не меньшей, чем их пациенты.

07:15. Бригада в составе Ускова А., Орлова В., Нехаева А., начальника смены 4-го блока ЧАЭС Акимова А.Ф., старшего инженера управления реактора Топтунова Л.Ф. приступила к работе. Вручную открыв регуляторы и услышав шум воды, они вернулись обратно на блочный щит. По возвращении на БЩУ-4 Акимову А.Ф. и Топтунову Л.Ф. становится плохо. Их срочно отправляют в больницу.

07:50. "У вас здесь что, графитовые блоки валялись перед аварией?". "Да нет, у нас как раз субботник был к 1 Мая". Это диалог начальника смены 4-го блока Чернобыльской АЭС Виктора Смагина с заместителем начальника реакторного цеха №1 по эксплуатации Вячеславым Орловым.

08:00. Рассказывает Николай Карпан, заместитель начальника ядерно-физической лаборатории: "Мы приехали на станцию в восемь часов утра. Так я попал в бункер... Первое, с чем я столкнулся в бункере и что мне показалось очень странным, - нам ничего о случившемся, о подробностях аварии, никто ничего не рассказал. Да, произошел какой-то взрыв. А о людях и их действиях, совершенных в ту ночь, мы не имели ни малейшего представления. Хотя работы по локализации аварии шли с самого момента взрыва. Потом, позднее, в то же утро я сам попытался восстановить картину. Стал расспрашивать людей. Но тогда, в бункере, нам ничего не было сказано о том, что творится в центральном зале, в машзале, кто из людей там был, сколько человек эвакуировано в медсанчасть, какие там, хотя бы предположительно, дозы... Все присутствующие в бункере разделились на две части. Люди, пребывавшие в ступоре, - явно в шоке были директор, главный инженер. И те, кто пытался как-то повлиять на обстановку, активно на нее воздействовать. Изменить ее в лучшую сторону".

Фото:rbk.ru

08:10. Официальных сообщений от власти до сих пор не поступает. Дети идут в школу. Но жители Припяти узнают новости об аварии от своих соседей и знакомых, многие уже сидят на чемоданах и ждут официальных новостей – например, об объявлении эвакуации. Но пока что работает сарафанное радио.

09:00. Слухи об аварии доходят до Киева – от знакомых и родственников в Припяти. Они быстро распространяются по столице УССР. Паники еще нет (никто не понимает реальные масштабы трагедии). Но тревожно. Рассказывают о том, что партийное начальство и руководство КГБ свои семьи из Киева уже эвакуируют. Официальное заявление об аварии будет лишь 28 апреля.

09:10. Рассказывает Александр Эсаулов, заместитель председателя горисполкома города Припяти: "Сижу я в медсанчасти. Как сейчас помню: блок как на ладошке. Рядом, прямо перед нами. Три километра от нас. Из блока шел дым. Не то чтобы черный... такая струйка дыма. Как из погасшего костра, только из погасшего костра сизая, а эта такая темная. Ну а потом загорелся графит. Это уже ближе к вечеру, зарево, конечно, было что надо. Там графита столько... Не шуточка. А мы - представляешь? - целый день просидели с открытыми окнами".

09:46. Заместитель главного инженера ЧАЭС Анатолий Дятлов: "В Припятской больнице обмерял дозиметрист, сбросил все свое, помылся, переоделся и в палату. Совершенно разбитый, сразу на кровать -спать. Не тут-то было. Пришла сестра с капельницей. Взмолился: "Дай поспать, потом делай что хочешь". Бесполезны уговоры. И странное дело, после капельницы, что там вливали - не знаю, сна нет, появилась бодрость, и вышел из палаты. У других то же самое. В курилке оживленные разговоры, и все о том, и о том. Причина, причина, причина?".

10:00. К этому времени о случившемся в Припяти знают уже многие. Но немногие понимают, что произошло на самом деле. По улицам ходят патрули с дозиметрами и в марлевых повязках. Некоторые жители, не дожидаясь объявления эвакуации, собирают чемоданы  и уезжают к знакомым и родственникам – кто в Киев, а кто за пределы Украины.

Фото:В. Козлов

10:10. На улицы Припяти выехали первые поливальные машины. Ларьки и киоски начали закрывать. А школьникам с утра начали выдавать йодосодержащие таблетки. 

10:25. Даже многие жители городка атомщиков не представляли масштабов трагедии. Многие выходили на балконы и наблюдали в бинокли за непонятным свечением на станции среди бела дня. Кто был в курсе, тот с матами загонял любопытных обратно в квартиры. "Там взрыв, мы все облучены",- кричали на улицах.

10:30. В Чернобыле дует южный ветер, отгоняя радиоактивные массы на север. Подальше от Киева. В сторону Белоруссии. И далее на Скандинавию (где вскоре и будет зафиксирован повышенный уровень радиации). Уже в ближайшее время об аварии начнут вовсю говорить западные "радиоголоса". Советские СМИ продолжат хранить молчание.

10:40. На реактор полетели первые военные вертолеты. Они начали сбрасывать в реактор мешки с песком и борной кислотой. Как вспоминал позднее Николай Волкозуб, полковник ВВС Украины, летчик-снайпер, в наушниках шлемофона стоял сплошной треск, стрелку бортового дозиметра зашкаливало. Для замера температуры вертолетам приходилось зависать над жерлом реактора на максимально низкой высоте, которая порой доходила до 20 метров.

Фото:uatom.org

10:45. В столицу Украину прибыла первая оперативная межведомственная группа специалистов-ядерщиков из Москвы, Ленинграда,Челябинска и Новосибирска. 

11:00. Партийные органы вышли на связь с директором Чернобыльской АЭС Виктором Брюхановым. Он в своем докладе рассказал о взрыве второму секретарю Киевского обкома КПСС. При этом Виктор Брюханов, заверил ответственного работника, что радиационная обстановка на станции в пределах нормы и никакой угрозы не представляет.

Фото: МК/Виктор Брюханов, директор ЧАЭС

11:15. В городской школе Припяти срочно собрали учительское собрание. Городская власть объявила, что на АЭС авария и она временно изолирована. Однако никакой утечки радиации нет. При этом посоветовали не выпускать школьников на улицу. 

11:30. В город начали заходить колонны военной техники - БТРы, БМП и саперные машины разграждения. Солдаты-срочники поначалу были даже без самых примитивных респираторов-лепестков. В Припяти внезапно отключили телевидение. А в небе над городом постоянно летали вертолеты. 

11:45. В Москве в Министерстве среднего машиностроения продолжается экстренное совещание. Политбюро ЦК КПСС затребовало от ученых срочной оценки ситуации. Однако информации все еще мало, и ученые затрудняются оценить реальную обстановку. Единственное практическое решение, которое было принято - это в 16:00 вылететь в Киев, чтобы на месте разобраться в ситуации. Делегацию должен возглавить заместитель председателя Cовета Министров СССР Борис Щербина. Его срочно отозвали из командировки. До выводов Правительственной комиссии решено не делать никаких заявлений. Решение по эвакуации, о возможности которой запрашивало Москву украинское партийное руководство, также не принимается.

12:00. Поступил приказ распустить школьников по домам. Когда кто-то из преподавателей попросила детей закрыть лица самодельными марлевыми повязками, то люди в штатском, увидев учеников на улицах в таком виде, распорядились снять повязки.  

12:15. Вспоминает заместитель главного инженера ЧАЭС Анатолий Дятлов: "Пришла жена. Принесла сигареты, бритву, туалетные принадлежности. Спросила, нужна ли водка? Уже прошел слух, что очень водка полезна при большой дозе радиации. Отказался. Напрасно. Не потому, что очень уж она проклятая-родная полезна, а потому что, оказалось, на долгие четыре с половиной года отказался. Оно, конечно, потеря небольшая да если б добровольно. Все же выпили 26 апреля, не помню уж кому принесли. 26-го вечером отправили первую партию в Москву. Объявили посадку и заголосили провожавшие женщины. Я сказал: "Бабы, рано нас хороните". По всем симптомам я осознавал серьезность нашего положения, откровенно говорю, думал - жить будем. Не для всех мой оптимизм оправдался".

12:30. На экстренном заседании горкома КПСС принимается решение ничего не сообщать о подлинных масштабах трагедии, которые стали известны к этому моменту. Однако, решено начать эвакуацию жителей Припяти 27 апреля. "Пусть не берут с собой много вещей – только самое необходимое. Это всего на три дня", - инструктировали подчиненных партработники.

12:45. Нобелевский лауреат по литературе Светлана Алексиевич, в своей книге "Чернобыльская молитва", написанной на основе воспоминаний людей, переживших катастрофу, приводит такое свидетельство: "Прибегает моя подруга Таня Кибенок. С ней отец, он на машине. Мы садимся и едем в ближайшую деревню за молоком, километра три за город. Покупаем много трехлитровых банок с молоком. Шесть — чтобы хватило на всех. Но от молока всех страшно рвало… Пострадавшие все время теряли сознание, им ставили капельницы. Врачи почему-то твердили, что они отравились газами, никто не говорил о радиации. А город заполнился военной техникой, перекрыли все дороги. Везде солдаты. Перестали ходить электрички, поезда. Никто не говорил о радиации. Одни военные ходили в респираторах. Горожане несли хлеб из магазинов, открытые кулечки с конфетами. Пирожные лежали на лотках. Обычная жизнь. Только… Мыли улицы каким-то порошком…"

Фото: Life.ru

13:00. Сработало "сарафанное радио" и по Киеву начали распространяться первые слухи о страшном взрыве на атомной станции. Люди пересказывают их друг другу, но до настоящей паники еще далеко. Радио и ТВ ничего не сообщают о катастрофе.

13:15. Как вспоминает пользователь соцсетей с ником mamasha_hru, утро 26 апреля, запомнилось ей на всю жизнь: "Мама разбудила меня в школу и выяснилось, что Дина, моя старшая сестра, не уехала на соревнования. Хотя должна была еще в шесть утра. На вопрос "почему?" мама ответила, что их не пустили. Кто не пустил? Как не пустил? В общем, мама с Диной честно притопали к шести на автостанцию и там люди в форме велели им разворачиваться и быстро идти домой. Это было около шести утра. Напомню, рвануло в половине второго ночи. Спросить и посоветоваться маме было не с кем: телефона не было, отец уехал в командировку, а стучать к соседям было рановато. В результате утром мама отправила нас с Диной в школу. В школе тоже творились невиданные вещи. Перед каждой дверью лежала мокрая тряпка. Возле каждого умывальника имелся кусок мыла, чего раньше никогда в жизни не было. По школе носились технички, протирая тряпками все что можно. Ну и, конечно, слухи. Правда, в исполнении второклашек слухи о взрыве на станции выглядели совсем уж нереально, а учителя ничего не говорили. Так что я не переживала особо. А уже в начале второго урока в класс зашли две тетечки и быстро раздали всем по две маленькие таблеточки".

Фото: mk.ru/Замер уровня радиации в чернобыльской зоне

13:30. Во второй половине дня люди и в Киеве, и в Припяти начали звонить друг другу и предупреждать что на улицу лучше не выходить, а окна и форточки надо закрыть. "У нас даже не было понятия, что такое дозиметр. И что такое радиация, в чем ее угроза, в городе атомщиков осознавали не все", — вспоминает бывший житель Припяти Александр Демидов.

13:45. Команда врачей из 6-й клиники Москвы прибывает в Припять. Под руководством доктора Георгия Дмитриевича Селидовкина отобрали первую партию пострадавших ликвидаторов из 28-и человек и срочно отправили в Москву. Действовали быстро, времени на анализы не было, поэтому отбор проводили по степени ядерного загара. В три часа ночи, уже 27 апреля, самолет с пострадавшими на борту вылетел из Борисполя в Москву.

14:00. Из воспоминаний жительницы Припяти, Гелены Константиновой, которой на момент катастрофы было восемь лет: "У моей одноклассницы папа дежурил на станции как раз в ночную смену, 26 апреля. Она в классе нам рассказала, о чем он говорил с ее мамой, утром после смены. Помню, что она рассказывала, что отец говорил о сильном взрыве. А потом на уроке учительница раздала нам таблетки йода. После занятий мы с родителями поехали на речку. Издалека видели станцию, смотрели на нее в бинокль. Я спросила у мамы: "Почему там дым?» Мама ответила, что произошла авария".

Фото: Life.ru

14:15. Анатолий Колядин, сотрудник ЧАЭС, тоже стал одним из первых ликвидаторов. Об аварии о узнал утром, на автобусной остановке, когда ехал на смену. "Но о погибших никто не говорил. Нас высадили у проходной, и автобус уехал. Какой-то прапорщик нас не пускал. Стали звонить из КПП начальнику смены станции. Начинаем понимать, что на станции очень плохая радиационная обстановка: реактор развалился, шатра нет, сепараторы блестят. Из шахт четвертого реактора сочится дымок. Деваться нам некуда. Наконец, нас пропустили. Мы стали пробираться к рабочим местам. Бежим, а везде валяются куски труб и графита. Это значит, что вскрыта активная зона. С работы успел позвонить жене, предупредил: "Люда, детей из дома не выпускать. Форточки закрыть". Дети до сих пор помнят, как они плакали, просили маму выпустить их поиграть на улицу. Картина была страшная: в песочнице играют дети, а по улицам ездят бронетранспортеры, повсюду стоят солдаты в химзащите и с противогазами".

14:30. В Припяти и Чернобыле существовало две реальности. Ад - на самой станции, и лавина слухов в городах атомщиков. В каждой семье хоть кто-то, но работал на ЧАЭС. Люди успокаивали друг друга, и советовали друг другу не выходить на улицу и закрыть форточки. В народ начали просачиваться новости и с закрытого заседания горкома КПСС. Но всей серьезности происшедшего все-равно никто не осознавал. Говорили, что аварию устранят за три дня, ну максимум за неделю.

Фото: Архив ГСЧС

14:45. Однако все надежды на скорейшее урегулирование ситуации были тщетными. Но тогда об этом даже и не догадывались. А пока западный ветер нес на Белоруссию, Польшу и всю остальную Европу гигантское радиоактивное облако.

15:00. Пока в Припяти люди жили слухами и надеждами, а на самой станции ликвидаторы боролись с ядерным кошмаром, в киевские магазины начали массово завозить венгерские,болгарские и румынские красные сухие вина.

Фото:retroua.com/Крещатик, 26 апреля, 1986 года

15: 15. Тем временем в Москве, в аэропорту Внуково собрались члены правительственной комиссии. Все ждут заместителя главы Совмина Бориса Щербину, который вот-вот приедет в Москву из командировки. Все напряжены и немногословны. "Возможно, мы стали свидетелями огромной катастрофы, чего-то вроде гибели Помпеи", - размышляет вслух академик Валерий Легасов.

15:30. Первый день Чернобыльской катастрофы катился к окончанию, и несмотря на все слухи и первые признаки страшной трагедии, в Припяти было довольно спокойно. Практически город жил обычной жизнью.

16:00. Если женщины в Припяти в сотый раз повторяли друг другу советы закрыть окна, то многие из мужчин обсуждали предстоящий поединок чемпионата СССР по футболу, между киевским "Динамо" и московским "Спартаком", который должен был состояться 27 апреля в Киеве. От места катастрофы до столичного стадиона всего 130 километров. Забегая вперед скажем, что тот матч "Динамо" выиграло со счетом 2-1. А на Республиканском стадионе Киева собралось 82 000 зрителей.

Фото:ua-football.com

16:15. Несмотря на то что внутренние дворики и подсобки киевских магазинов забиты ящиками с красным вином, на прилавки бутылки не выставляют. Директора магазинов получили странную команду ждать особого распоряжения о начале продаж.

16:30. Директор атомной станции Виктор Брюханов осознает всю глубину трагедии и начинает просить председателя припятского горисполкома начать эвакуацию населения. Однако ему отвечают, что этот вопрос в компетенции правительственной комиссии из Москвы, которая уже летит в Киев. Драгоценное время стремительно истекает.

Фото: pripat.city.ru/Четвертый справа председатель горисполкома Припяти Владимир Волошко

16: 50. В аэропорт Внуково наконец-то приехал глава правительственной комиссии Борис Щербина. Члены комиссии срочно заходят в лайнер, который берет курс на Киев. Академик Валерий Легасов во время полёта объясняет высокопоставленному советскому чиновнику, как устроены ядерные реакторы на Чернобыльской АЭС.

Фото: Life.ru/Глава комиссии Борис Щербина

17:15. В воинских частях Белорусского, Киевского, Прикарпатского и Одесского военных округов, под видом учений начали производить срочные замеры радиационного фона. Данные уходили в Москву, в Комитет госбезопасности. 

17:45. Всей полнотой информации о трагедии располагало 12 управление Министерства обороны СССР, которое курировало все вопросы, связанные с ядерным оружием. В частях, которые подчинялись этому управлению, были сразу же предприняты меры безопасности, причем даже в тех, которые располагались очень далеко от ЧАЭС. Как например, на секретной базе, расположенной на севере ГДР, на расстоянии 1493 км от Киева. Вот что рассказал "Стране" сержант запаса, Юрий Палов, который проходил там службу в 1984-86 годах.

"Ближе к вечеру 26 апреля поступила команда ограничить пребывание вне казармы, и всех обязали достать комплекты химзащиты, а потом поступила команда их надеть. Офицеры начали что-то говорить про учения на выносливость. Советские каналы в части не принимали, мы и газеты получали из Союза с опозданием на двое суток. Поэтому даже и не догадывались. А потом когда пришли с дежурства наши радисты с ЗКП, то рассказали, что по западным голосам вовсю передают о том, что в Чернобыле взорвалась атомная станция. Тогда я впервые и услышал это слово!", - рассказал Юрий Палов.

18:15. В киевском аэропорту Борисполь благополучно приземлился правительственный борт из Москвы. Прямо на взлетной полосе членов комиссии встретило все руководство Украины, во главе с первым секретарем Компартии Украины Владимиром Щербицким. Все крайне встревожены. Обменявшись короткими, не вполне протокольными приветствиями, и члены комиссии, и руководство Украины расселось в автомобили и кортеж черных "Чаек" и "Волг" помчался в сторону Припяти.

  Фото:bulvar.com.ua/Владимир Щербицкий 

18:50. В городскую больницу Припяти продолжают поступать работники станции, пожарные и обычные горожане. Люди жалуются на жжение в горле и в глазах, тошноту и рвоту. Врачи требуют консультаций по телефону у коллег из московской больницы № 6. Столичные врачи советуют давать пациентам смесь йода с водой.

19:30. Кортеж с правительственной комиссией сделал первую остановку, примерно в 90 километрах от Припяти.  Все вышли из машин. Академик Валерий Легасов, глава союзной комиссии Борис Щербина, первый секретарь ЦК КПУ Владимир Щербицкий и другие члены правительственной комиссии впервые увидели на горизонте зарево над станцией. Ярко-алое свечение занимало едва не половину неба. 

20:00. Предвечернее небо над Припятью было светлым. Зарево от ядерного пожара на ЧАЭС было видно отовсюду. Как вспоминали позже горожане, именно вечером, на всех накатило необъяснимое чувство страха. Жители скрылись в своих квартирах, а по необычно пустым улицам города тихо ходили военные патрули с дозиметрами. А к административному зданию ЧАЭС подъехала военная техника.

 Фото:pastvu.com

20:20. Кортеж с членами правительственной комиссии СССР въехал в город и в полной тишине остановился на центральной площади Припяти.

20:30. Актовый зал местного горисполкома был забит под завязку руководителями всех уровней, начиная от инструктора горкома КПСС и заканчивая высшим инженерно-техническим персоналом станции. Все ждали, что правительственная комиссия из Москвы сразу же примет верные решения и подробно объяснит что и как делать. Совещание началось с короткого доклада директора АЭС Виктора Брюханова.

21:00. Агентство национальной безопасности США получило первые спутниковые снимки взрыва на ЧАЭС, и после их обработки и предварительного заключения экспертов, эти данные попали на стол президента Рональда Рейгана. Он тут же по горячей линии отправляет запрос в Москву и не получает информации. Советское руководство хранит молчание.

 Фото:mfw.ru 

21:30. После доклада директора ЧАЭС и посовещавшись с членами комиссии, ее глава Борис Щербина отдаёт срочный приказ военным срочно направить в Киев подразделения войск химической защиты и вертолётные соединения Киевского военного округа.

22:40. Первые вертолёты из воинской эскадрильи, базирующейся на севере Украины, под Черниговом, долетают до Припяти. Их экипажи совершают первые облёты самой станции и непосредственно четвёртого энергоблока,где и произошел взрыв. Академик Валерий Легасов поднялся на борт одной из машин и попросил экипаж пролететь прямо над четвертым блоком. 

Фото:С. Якунин

23:00. После приземления академик Валерий Легасов доложил Борису Щербине, что произошло самое страшное. Взорвался реактор. Он рассказал, что видел пылающие ярко-красным цветом остатки ядерного топлива и графитовых стержней. Крышка реактора была сорвана взрывом и лежала почти вертикально. Оценить возможную вероятность второго взрыва ученый не смог. 

23:15. После разговора с Легасовым и военными, глава правительственной комиссии Борис Щербина отдает срочный приказ начать с утра 27 апреля срочную эвакуацию всего населения Припяти. В автобусные парки и мехавтоколонны Киевской области ушло срочное предписание пригнать весь транспорт в Припять. Жителей города решили вывозить в села и малые города Киевской, Брянской  и Гомельской областей.

 Фото:rusakkerman.livejournal.com 

23: 50. В Москве, в радиологическом отделении клиники № 6 закончились места. Сюда привезли по меньшей мере 200 человек, самых первых тяжелых ликвидаторов. Все свободное пространство заставлено койками с доставленными из Припяти пожарными и сотрудниками ЧАЭС. Дозиметры зашкаливают. Пациентам вводят обезболивающие препараты. Врачи буквально падают с ного от усталости.

Фото:ЖЖ 

00:00. Первый день чернобыльской катастрофы завершился. Но самое страшное будет впереди. Тысячи жертв, сломанных судеб, ложь партчиновников и величие духа простых солдат, пожарных, врачей и милиционеров.

1 мая в Киеве пройдет праздничная демонстрация, а спустя несколько дней после нее, люди начнут штурмом брать поезда и автобусы, уходящие из Киева.

 Фото: Факты/1 мая 1986 года. Демонстрация на Крещатике

Правда о трагедии, несмотря на тотальное молчание властей и прессы в первые после катастрофы, дни все-таки вырвалась наружу. И, как всегда это бывает, начала порождать чудовищные слухи. По Киеву гуляли слухи о новых взрывах из-за которых город может провалиться под землю. 

Фото:AP/ 9 мая, 1986 год. Киевляне в очереди за бланками на проверку на предмет радиоактивного заражения 

Первое официальное сообщение о катастрофе, прозвучало лишь 28 апреля в 21:00 в главной телепередаче СССР  "Время". Диктор зачитал сухой текст: "На Чернобыльской атомной электростанции произошёл несчастный случай. Один из реакторов получил повреждение. Принимаются меры с целью устранения последствий инцидента. Пострадавшим оказана необходимая помощь. Создана правительственная комиссия для расследования происшедшего".

А генсек Михаил Горбачев обратился к народу по поводу ЧАЭС лишь 14 мая.

"Благодаря принятым эффективным мерам сегодня можно сказать: худшее позади. Наиболее серьезные последствия удалось предотвратить",-заявил он в телеобращении. А саму станцию Михаил Горбачев посетил только в 1989 году.

Фото:ТАСС/На ЧАЭС Михаил Горбачев приехал вместе с женой Раисой

А в это время в Европе царила настоящая паника. В Польше фермеры выливали молоко на землю, в других странах начали массово забивать домашний и дикий скот -показатели радиоактивного заражения просто зашкаливали.

Фото:AP/ 12 мая 1986 года. Работник скотобойни во Франкфурте-на-Майне, ставит штампы о годности мяса.В ФРГ после взрыва на ЧАЭС все мясо стало подвергаться радиационному контролю

Фото:AFP/Июнь 1986 год.Шведский фермер убирает зараженную радиоактивными осадками солому 

Пройдет два года и академик Валерий Легасов, который первым из ученых заглянул в жерло реактора, повесится в своей квартире. Официальная версия - подавленное состояние из-за повышенной ответственности. Перед смертью он записал на диктофон рассказ о малоизвестных фактах, касающихся катастрофы (часть послания была кем-то умышленно стёрта). По материалам этих аудиозаписей ВВС сняло фильм "Пережить катастрофу: Чернобыльская ядерная катастрофа". 

Фото:tulapressa.ru/Академик Валерий Легасов

Директора ЧАЭС Виктора Брюханова, 3 июля 1986 года решением Политбюро ЦК КПСС исключили из партии "за крупные ошибки и недостатки в работе, приведшие к аварии с тяжелыми последствиями" . А 29 июля 1987 года судебная коллегия по уголовным делам Верховного суда СССР приговорила его к 10 годам лишения свободы с отбыванием наказания в исправительно-трудовом учреждении общего типа. 

Фото:Известия/Виктор Брюханов, первый слева, на скамье подсудимых

По данным Всемирной организации здравохранения точно установленное число жертв Чернобыля, погибших от рака после сильного облучения достигает 4 000 человек. Еще 5 000 человек оказались в группе, которая получила меньшую, но достаточно вредную дозу радиации.  Эксперты ВОЗ отмечают, что нет четких доказательств повышенной смертности и заболеваемости среди 5 миллионов людей, которые до сих пор живут на загрязненных территориях Украины, Беларуси и России.

Впрочем есть и другая точка зрения, некоторые западные ученые считают, что количество погибших из-за радиации после катастрофы на Чернобыльской АЭС, может достигать миллиона человек.

Наш репортаж-реконструкция закончен. 

 

strana.ua

Авария на Чернобыльской АЭС — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Координаты: 51°23′22″ с. ш. 30°05′59″ в. д. / 51.389444° с. ш. 30.099722° в. д. / 51.389444; 30.099722 (G) [www.openstreetmap.org/?mlat=51.389444&mlon=30.099722&zoom=14 (O)] (Я)

Авария на Черно́быльской АЭС, катастрофа на Чернобыльской АЭС, чернобыльская авария, в СМИ чаще всего употребляется термин чернобыльская катастрофа — разрушение 26 апреля 1986 года четвёртого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции, расположенной на территории Украинской ССР (ныне — Украина). Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю атомной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. В течение первых трёх месяцев после аварии погиб 31 человек; отдалённые последствия облучения, выявленные за последующие 15 лет, стали причиной гибели от 60 до 80 человек[1][2]. 134 человека перенесли лучевую болезнь той или иной степени тяжести. Более 115 тыс. человек из 30-километровой зоны были эвакуированы[2]. Для ликвидации последствий были мобилизованы значительные ресурсы, более 600 тыс. человек участвовали в ликвидации последствий аварии[3].

В отличие от бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, взрыв напоминал очень мощную «грязную бомбу» — основным поражающим фактором стало радиоактивное заражение.

Облако, образовавшееся от горящего реактора, разнесло различные радиоактивные материалы, и прежде всего радионуклиды иода и цезия, по большей части территории Европы. Наибольшие выпадения отмечались на значительных территориях в Советском Союзе, расположенных вблизи реактора и относящихся теперь к территориям Республики Беларусь, Российской Федерации и Украины[4].

Чернобыльская авария стала событием большого общественно-политического значения для СССР. Всё это наложило определённый отпечаток на ход расследования её причин[5]. Подход к интерпретации фактов и обстоятельств аварии менялся с течением времени, и полностью единого мнения нет до сих пор.

Характеристики АЭС

Чернобыльская АЭС (51°23′22″ с. ш. 30°05′59″ в. д. / 51.38944° с. ш. 30.09972° в. д. / 51.38944; 30.09972 (G) [www.openstreetmap.org/?mlat=51.38944&mlon=30.09972&zoom=14 (O)] (Я)) расположена на территории Украины в 3 км от города Припять, в 18 км от города Чернобыль, в 16 км от границы Белоруссии и в 110 км от Киева.

Ко времени аварии на ЧАЭС действовали четыре энергоблока на базе реакторов РБМК-1000 (реактор большой мощности канального типа) с электрической мощностью 1000 МВт (тепловая мощность — 3200 МВт) каждый. Ещё два аналогичных энергоблока строились. ЧАЭС производила примерно десятую долю электроэнергии УССР.

ЧАЭС остановлена навсегда 15 декабря 2000 года.

Авария

В 01:24[6] в субботу 26 апреля 1986 года на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС произошёл взрыв, который полностью разрушил реактор. Здание энергоблока частично обрушилось, при этом погибли два человека — оператор ГЦН (главных циркуляционных насосов) Валерий Ходемчук (тело не найдено, завалено обломками двух 130-тонных барабан-сепараторов) и сотрудник пусконаладочного предприятия Владимир Шашенок (умер от перелома позвоночника и многочисленных ожогов в 6:00 в Припятской медсанчасти (МСЧ) № 126 26 апреля). В различных помещениях и на крыше начался пожар. Впоследствии остатки активной зоны расплавились, смесь из расплавленного металла, песка, бетона и фрагментов топлива растеклась по подреакторным помещениям[7][8]. В результате аварии произошёл выброс в окружающую среду радиоактивных веществ, в том числе изотопов урана, плутония, йода-131 (период полураспада — 8 дней), цезия-134 (период полураспада — 2 года), цезия-137 (период полураспада — 30 лет), стронция-90 (период полураспада — 28,8 лет).

Хронология

На 25 апреля 1986 года была запланирована остановка 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС для очередного планово-предупредительного ремонта. Во время таких остановок обычно проводятся различные испытания оборудования, как регламентные, так и нестандартные, проводящиеся по отдельным программам. В этот раз целью одного из них было испытание так называемого режима «выбега ротора турбогенератора», предложенного генеральным проектировщиком (институтом Гидропроект) в качестве дополнительной системы аварийного электроснабжения. Режим «выбега» позволял бы использовать кинетическую энергию ротора турбогенератора для обеспечения электропитанием питательных (ПЭН) и главных циркуляционных насосов (ГЦН) в случае обесточивания электроснабжения собственных нужд станции. Однако данный режим не был отработан или внедрён на АЭС с РБМК. Это были уже четвёртые испытания режима, проводившиеся на ЧАЭС. Первая попытка в 1982 году показала, что напряжение при выбеге падает быстрее, чем планировалось. Последующие испытания, проводившиеся после доработки оборудования турбогенератора в 1983, 1984 и 1985 годах также по разным причинам заканчивались неудачно[9].

Испытания должны были проводиться 25 апреля 1986 года на мощности 700—1000 МВт (тепловых), 22—31 % от полной мощности[10]. Примерно за сутки до аварии (к 3:47 25 апреля) мощность реактора была снижена примерно до 50 % (1600 МВт)[11]. В соответствии с программой, отключена система аварийного охлаждения реактора. Однако дальнейшее снижение мощности было запрещено диспетчером Киевэнерго. Запрет был отменён диспетчером в 23:10. Во время длительной работы реактора на мощности 1600 МВт происходило нестационарное ксеноновое отравление. В течение 25 апреля пик отравления был пройден, началось разотравление реактора. К моменту получения разрешения на дальнейшее снижение мощности оперативный запас реактивности (ОЗР) возрос практически до исходного значения и продолжал возрастать. При дальнейшем снижении мощности разотравление прекратилось, и снова начался процесс отравления.

В течение примерно двух часов мощность реактора была снижена до уровня, предусмотренного программой (около 700 МВт тепловых), а затем, по неустановленной причине, до 500 МВт. В 0:28 при переходе с системы локального автоматического регулирования (ЛАР) на автоматический регулятор общей мощности (АР) оператор (СИУР) не смог удержать мощность реактора на заданном уровне, и мощность провалилась (тепловая до 30 МВт и нейтронная до нуля)[9][11]. Персонал, находившийся на БЩУ-4, принял решение о восстановлении мощности реактора и (извлекая поглощающие стержни реактора)[9][12] через несколько минут добился её роста и в дальнейшем — стабилизации на уровне 160—200 МВт (тепловых). При этом ОЗР непрерывно снижался из-за продолжающегося отравления. Соответственно, стержни ручного регулирования (РР) продолжали извлекаться[11].

После достижения 200 МВт тепловой мощности были включены дополнительные главные циркуляционные насосы, и количество работающих насосов было доведено до восьми. Согласно программе испытаний, четыре из них, совместно с двумя дополнительно работающими насосами ПЭН, должны были служить нагрузкой для генератора «выбегающей» турбины во время эксперимента. Дополнительное увеличение расхода теплоносителя через реактор привело к уменьшению парообразования. Кроме этого, расход относительно холодной питательной воды оставался небольшим, соответствующим мощности 200 МВт, что вызвало повышение температуры теплоносителя на входе в активную зону, и она приблизилась к температуре кипения[11].

В 1:23:04 начался эксперимент. Из-за снижения оборотов насосов, подключённых к «выбегающему» генератору, и положительного парового коэффициента реактивности (см. ниже) реактор испытывал тенденцию к увеличению мощности (вводилась положительная реактивность), однако в течение почти всего времени эксперимента поведение мощности не внушало опасений.

В 1:23:38 зарегистрирован сигнал аварийной защиты АЗ-5[13] от нажатия кнопки на пульте оператора. Поглощающие стержни начали движение в активную зону, однако вследствие их неудачной конструкции и заниженного (не регламентного) оперативного запаса реактивности реактор не был заглушён. Через 1—2 с был записан фрагмент сообщения, похожий на повторный сигнал АЗ-5. В следующие несколько секунд зарегистрированы различные сигналы, свидетельствующие о быстром росте мощности, затем регистрирующие системы вышли из строя.

По различным свидетельствам произошло от одного до нескольких мощных ударов (большинство свидетелей указали на два мощных взрыва), и к 1:23:47—1:23:50 реактор был полностью разрушен[9][11][12][14][15].

Причины аварии и расследование

Существуют по крайней мере два различных подхода к объяснению причин чернобыльской аварии, которые можно назвать официальными, а также несколько альтернативных версий разной степени достоверности.

Государственная комиссия, сформированная в СССР для расследования причин катастрофы, возложила основную ответственность за неё на оперативный персонал и руководство ЧАЭС. МАГАТЭ создало свою консультативную группу, известную как Консультативный комитет по вопросам ядерной безопасности (англ. INSAG; International Nuclear Safety Advisory Group), который на основании материалов, предоставленных советской стороной, и устных высказываний специалистов (делегацию советских специалистов возглавил В. А. Легасов, первый заместитель директора ИАЭ имени И. В. Курчатова) в своём отчёте 1986 года[16] также в целом поддержал эту точку зрения. Утверждалось, что авария явилась следствием маловероятного совпадения ряда нарушений правил и регламентов эксплуатационным персоналом, а катастрофические последствия приобрела из-за того, что реактор был приведён в нерегламентное состояние[17].

Грубые нарушения правил эксплуатации АЭС, совершённые её персоналом, согласно этой точке зрения[17], заключаются в следующем:

  • проведение эксперимента «любой ценой», несмотря на изменение состояния реактора;
  • вывод из работы исправных технологических защит, которые просто остановили бы реактор ещё до того, как он попал в опасный режим;
  • замалчивание масштаба аварии в первые дни руководством ЧАЭС.

Однако в 1991 году комиссия Госатомнадзора СССР заново рассмотрела этот вопрос и пришла к заключению, что «начавшаяся из-за действий оперативного персонала Чернобыльская авария приобрела неадекватные им катастрофические масштабы вследствие неудовлетворительной конструкции реактора» ([18], с. 35). Кроме того, комиссия проанализировала действовавшие на момент аварии нормативные документы и не подтвердила некоторые из ранее выдвигавшихся в адрес персонала станции обвинений.

В 1993 году INSAG опубликовал дополнительный отчёт[11], обновивший «ту часть доклада INSAG-1, в которой основное внимание уделено причинам аварии», и уделивший большее внимание серьёзным проблемам в конструкции реактора. Он основан, главным образом, на данных Госатомнадзора СССР и на докладе «рабочей группы экспертов СССР» (эти два доклада включены в качестве приложений), а также на новых данных, полученных в результате моделирования аварии. В этом отчёте многие выводы, сделанные в 1986 году, признаны неверными и пересматриваются «некоторые детали сценария, представленного в INSAG-1», а также изменены некоторые «важные выводы». Согласно отчёту, наиболее вероятной причиной аварии являлись ошибки проекта и конструкции реактора, эти конструктивные особенности оказали основное влияние на ход аварии и её последствия ([11], с. 17—19).

Основными факторами, внёсшими вклад в возникновение аварии, INSAG-7 считает следующее ([11], с. 29—31):

  • реактор не соответствовал нормам безопасности и имел опасные конструктивные особенности;
  • низкое качество регламента эксплуатации в части обеспечения безопасности;
  • неэффективность режима регулирования и надзора за безопасностью в ядерной энергетике, общая недостаточность культуры безопасности в ядерных вопросах как на национальном, так и на местном уровне;
  • отсутствовал эффективный обмен информацией по безопасности как между операторами, так и между операторами и проектировщиками, персонал не обладал достаточным пониманием особенностей станции, влияющих на безопасность;
  • персонал допустил ряд ошибок и нарушил существующие инструкции и программу испытаний.

В целом INSAG-7 достаточно осторожно сформулировал свои выводы о причинах аварии. Так, например, при оценке различных сценариев ([11], с. 17—19) INSAG отмечает, что «в большинстве аналитических исследований тяжесть аварии связывается с недостатками конструкции стержней системы управления и защиты (СУЗ) в сочетании с физическими проектными характеристиками», и, не высказывая при этом своего мнения, говорит про «другие ловушки для эксплуатационного персонала. Любая из них могла бы в равной мере вызвать событие, инициирующее такую или почти идентичную аварию», например, такое событие, как «срыв или кавитация насосов» или «разрушение топливных каналов». Затем задаётся риторический вопрос: «Имеет ли в действительности значение то, какой именно недостаток явился реальной причиной, если любой из них мог потенциально явиться определяющим фактором?». При изложении взглядов на конструкцию реактора ([11], с. 17—19) INSAG признаёт «наиболее вероятным окончательным вызвавшим аварию событием» «ввод стержней СУЗ в критический момент испытаний» и замечает, что «в этом случае авария явилась бы результатом применения сомнительных регламентов и процедур, которые привели к проявлению и сочетанию двух серьёзных проектных дефектов конструкции стержней и положительной обратной связи по реактивности». Далее говорится: «Вряд ли фактически имеет значение то, явился ли положительный выбег реактивности при аварийном останове последним событием, вызвавшим разрушение реактора. Важно лишь то, что такой недостаток существовал и он мог явиться причиной аварии». INSAG вообще предпочитает говорить не о причинах, а о факторах, способствовавших развитию аварии. Так, например, в выводах ([11], с. 29—31) причина аварии формулируется так: «Достоверно не известно, с чего начался скачок мощности, приведший к разрушению реактора Чернобыльской АЭС. Определённая положительная реактивность, по-видимому, была внесена в результате роста паросодержания при падении расхода теплоносителя. Внесение дополнительной положительной реактивности в результате погружения полностью выведенных стержней СУЗ в ходе испытаний явилось, вероятно, решающим приведшим к аварии фактором».

Ниже рассматриваются технические аспекты аварии, обусловленные в основном имевшими место недостатками реакторов РБМК, а также нарушениями и ошибками, допущенными персоналом станции при проведении последнего для 4-го блока ЧАЭС испытания.

Недостатки реактора

Реактор РБМК-1000 обладал рядом конструктивных недостатков и по состоянию на апрель 1986 года имел десятки нарушений и отступлений от действующих правил ядерной безопасности[18]. Два из этих недостатков имели непосредственное отношение к причинам аварии. Это положительная обратная связь между мощностью и реактивностью, возникавшая при некоторых режимах эксплуатации реактора, и наличие так называемого концевого эффекта, проявлявшегося при определённых условиях эксплуатации. Эти недостатки не были должным образом отражены в проектной и эксплуатационной документации, что во многом способствовало ошибочным действиям эксплуатационного персонала и созданию условий для аварии. После аварии в срочном порядке (первичные — уже в мае 1986 года) были осуществлены мероприятия по устранению этих недостатков[18].

Положительный паровой коэффициент реактивности

В процессе работы реактора через активную зону прокачивается вода, используемая в качестве теплоносителя, но являющаяся также замедлителем и поглотителем нейтронов, что существенно влияет на реактивность. Внутри реактора она кипит, частично превращаясь в пар, который является худшим замедлителем и поглотителем, чем вода (на единицу объёма). Реактор был спроектирован таким образом, что паровой коэффициент реактивности был положительным, то есть повышение интенсивности парообразования способствовало высвобождению положительной реактивности (вызывающей возрастание мощности реактора). В тех условиях, в которых работал энергоблок во время эксперимента (малая мощность, большое выгорание, отсутствие дополнительных поглотителей в активной зоне), воздействие положительного парового коэффициента не компенсировалось другими явлениями, влияющими на реактивность, и реактор имел положительный быстрый мощностной коэффициент реактивности ([11], с. 4). Это значит, что существовала положительная обратная связь — рост мощности вызывал такие процессы в активной зоне, которые приводили к ещё большему росту мощности. Это делало реактор нестабильным и ядерноопасным. Кроме того, операторы не были проинформированы о том, что на низких мощностях может возникнуть положительная обратная связь ([18], с. 45—47).

«Концевой эффект»

«Концевой эффект» в реакторе РБМК возникал из-за неудачной конструкции стержней СУЗ и впоследствии был признан ошибкой проекта[18] и, как следствие, одной из причин аварии. Суть эффекта заключается в том, что при определённых условиях в течение первых секунд погружения стержня в активную зону вносилась положительная реактивность вместо отрицательной. Конструктивно стержень состоял из двух секций: поглотитель (карбид бора) длиной на полную высоту активной зоны и вытеснитель (графит), вытесняющий воду из части канала СУЗ при полностью извлечённом поглотителе. Проявление данного эффекта стало возможным благодаря тому, что стержень СУЗ, находящийся в крайнем верхнем положении, оставляет внизу семиметровый столб воды, в середине которого находится пятиметровый графитовый вытеснитель. Таким образом, в активной зоне реактора остаётся пятиметровый графитовый вытеснитель, и под стержнем, находящимся в крайнем верхнем положении, в канале СУЗ остаётся столб воды. Замещение при движении стержня вниз нижнего столба воды графитом с более низким сечением захвата нейтронов, чем у воды, и вызывало высвобождение положительной реактивности.

При погружении стержня в активную зону реактора вода вытесняется в её нижней части, но одновременно в верхней части происходит замещение графита (вытеснителя) карбидом бора (поглотителем), а это вносит отрицательную реактивность. Что перевесит и какого знака будет суммарная реактивность, зависит от формы нейтронного поля и его устойчивости (при перемещении стержня). А это, в свою очередь, определяется многими факторами исходного состояния реактора.

Для проявления концевого эффекта в полном объёме (внесение достаточно большой положительной реактивности) необходимо довольно редкое сочетание исходных условий[19].

Независимые исследования зарегистрированных данных по чернобыльской аварии, выполненные в различных организациях, в разное время и с использованием разных математических моделей, показали, что такие условия существовали к моменту нажатия кнопки АЗ-5 в 1:23:39. Таким образом, срабатывание аварийной защиты АЗ-5 могло быть, за счёт концевого эффекта, исходным событием аварии на ЧАЭС 26 апреля 1986 года ([18], с. 81). Существование концевого эффекта было обнаружено в 1983 году во время физических пусков 1-го энергоблока Игналинской АЭС и 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС ([18], с. 54). Об этом главным конструктором были разосланы письма на АЭС и во все заинтересованные организации. На особую опасность обнаруженного эффекта обратили внимание в организации научного руководителя, и был предложен ряд мер по его устранению и нейтрализации, включая проведение детальных исследований. Но эти предложения не были осуществлены, и нет никаких сведений о том, что какие-либо исследования были проведены, как и (кроме письма ГК) о том, что эксплуатационный персонал АЭС знал о концевом эффекте.

Ошибки операторов

Первоначально утверждалось[16], что в процессе подготовки и проведения эксперимента эксплуатационным персоналом был допущен ряд нарушений и ошибок и что именно эти действия и стали главной причиной аварии. Однако затем такая точка зрения была пересмотрена и выяснилось[11], что большинство из указанных действий нарушениями не являлись, либо не повлияли на развитие аварии ([11], с. 22—23). Так, длительная работа реактора на мощности ниже 700 МВт не была запрещена действовавшим на тот момент регламентом, как это утверждалось ранее, хотя и являлась ошибкой эксплуатации и фактором, способствовавшим аварии. Кроме того, это было отклонением от утверждённой программы испытаний. Точно так же включение в работу всех восьми главных циркуляционных насосов (ГЦН) не было запрещено эксплуатационной документацией. Нарушением регламента было лишь превышение расхода через ГЦН выше предельного значения, но кавитации (которая рассматривалась как одна из причин аварии) это не вызвало. Отключение системы аварийного охлаждения реактора (САОР) допускалось, при условии проведения необходимых согласований. Система была заблокирована в соответствии с утверждённой программой испытаний, и необходимое разрешение от главного инженера станции было получено. Это не повлияло на развитие аварии: к тому моменту, когда САОР могла бы сработать, активная зона уже была разрушена. Блокировка защиты реактора по сигналу остановки двух турбогенераторов не только допускалась, но, наоборот, предписывалась при разгрузке энергоблока перед его остановкой ([18], с. 90).

Таким образом, перечисленные действия не были нарушением регламента эксплуатации; более того, высказываются обоснованные сомнения в том, что они как-то повлияли на возникновение аварии в тех условиях, которые сложились до их выполнения ([18], с. 78). Также признано, что «операции со значениями уставок и отключением технологических защит и блокировок не явились причиной аварии, не влияли на её масштаб. Эти действия не имели никакого отношения к аварийным защитам собственно реактора (по уровню мощности, по скорости её роста), которые персоналом не выводились из работы» ([18], с. 92). При этом нарушением регламента было только непереключение уставки защиты по уровню воды в барабане сепараторе (с −1100 на −600 мм), но не изменение уставки по давлению пара (с 55 на 50 кгс/см²).

Нарушением регламента, существенно повлиявшим на возникновение и протекание аварии, была, несомненно, работа реактора с малым оперативным запасом реактивности (ОЗР). В то же время не доказано, что авария не могла бы произойти без этого нарушения ([11], с. 17—19).

Вне зависимости от того, какие именно нарушения регламента допустил эксплуатационный персонал и как они повлияли на возникновение и развитие аварии, персонал поддерживал работу реактора в опасном режиме. Работа на малом уровне мощности с повышенным расходом теплоносителя и при малом ОЗР была ошибкой ([20], с. 121) независимо от того, как эти режимы были представлены в регламенте эксплуатации и независимо от наличия или отсутствия ошибок в конструкции реактора ([11], с. 29—31).

Роль оперативного запаса реактивности

Оперативному запасу реактивности (ОЗР) при анализе развития аварии на ЧАЭС уделяется большое внимание. ОЗР — это положительная реактивность, которую имел бы реактор при полностью извлечённых стержнях СУЗ. В реакторе, работающем на постоянном уровне мощности, эта реактивность всегда скомпенсирована (до нуля) отрицательной реактивностью, вносимой стержнями СУЗ. Большая величина ОЗР означает «увеличенную» долю избыточного ядерного топлива (урана-235), расходуемого на компенсацию этой отрицательной реактивности, вместо того чтобы этот уран-235 тоже использовался для деления и производства энергии. Кроме того, увеличенное значение ОЗР несёт и определённую потенциальную опасность, поскольку означает достаточно высокое значение реактивности, которая может быть внесена в реактор из-за ошибочного извлечения стержней СУЗ.

В то же время, на реакторах РБМК низкое значение ОЗР фатальным образом влияло на безопасность реактора. Для поддержания постоянной мощности реактора (то есть нулевой реактивности) при малом ОЗР необходимо почти полностью извлечь из активной зоны управляющие стержни. Такая конфигурация (с извлечёнными стержнями) на реакторах РБМК была опасна по нескольким причинам ([18], с. 49, 94—96):

  • усиливалась пространственная неустойчивость нейтронного поля, и затруднялось обеспечение однородности энерговыделения по активной зоне;
  • увеличивался положительный паровой коэффициент реактивности;
  • существенно уменьшалась эффективность аварийной защиты, и в первые секунды после её срабатывания, из-за «концевого эффекта» стержней СУЗ, мощность могла даже увеличиваться, вместо того чтобы снижаться.

Персонал станции, по-видимому, знал только о первой из этих причин; ни об опасном увеличении парового коэффициента, ни о концевом эффекте в действовавших в то время документах ничего не говорилось. Персоналу не было известно об истинных опасностях, связанных с работой при низком запасе реактивности ([18], с. 54).

Между проявлением концевого эффекта и оперативным запасом реактивности нет жёсткой связи. Угроза ядерной опасности возникает, когда большое количество стержней СУЗ находится в крайних верхних положениях. Это возможно только если ОЗР мал, однако при одном и том же ОЗР можно расположить стержни по-разному — так что различное количество стержней окажется в опасном положении ([11], с. 18).

В регламенте отсутствовали ограничения на максимальное количество полностью извлечённых стержней. ОЗР не упоминался в числе параметров, важных для безопасности, технологический регламент не заострял внимание персонала на том, что ОЗР есть важнейший параметр, от соблюдения которого зависит эффективность действия аварийной защиты (A3). Кроме того, проектом не были предусмотрены адекватные средства для измерения ОЗР. Несмотря на огромную важность этого параметра, на пульте не было индикатора, который бы непрерывно его отображал. Обычно оператор получал последнее значение в распечатке результатов расчёта на станционной ЭВМ, два раза в час, либо давал задание на расчёт текущего значения, с доставкой через несколько минут. То есть ОЗР не может рассматриваться как оперативно управляемый параметр, тем более что погрешность его оценки зависит от формы нейтронного поля ([18], с. 85—86).

Версии причин аварии

Единой версии причин аварии, с которой было бы согласно всё экспертное сообщество специалистов в области реакторной физики и техники, не существует. Обстоятельства расследования аварии были таковы, что (и тогда, и теперь) судить о её причинах и следствиях приходится специалистам, чьи организации прямо или косвенно несут часть ответственности за неё. В этой ситуации радикальное расхождение во мнениях вполне естественно. Также вполне естественно, что в этих условиях помимо признанных «авторитетных» версий появилось множество маргинальных, основанных больше на домыслах, нежели на фактах.

Единым в авторитетных версиях является только общее представление о сценарии протекания аварии. Её основу составило неконтролируемое возрастание мощности реактора. Разрушающая фаза аварии началась с того, что от перегрева ядерного топлива разрушились тепловыделяющие элементы (твэлы) в определённой области в нижней части активной зоны реактора. Это привело к разрушению оболочек нескольких каналов, в которых находятся эти твэлы, и пар под давлением около 7 МПа получил выход в реакторное пространство, в котором нормально поддерживается атмосферное давление (0,1 МПа). Давление в реакторном пространстве (РП) резко возросло, что вызвало дальнейшие разрушения уже реактора в целом, в частности отрыв верхней защитной плиты (т. н. «схемы Е») со всеми закреплёнными в ней каналами. Герметичность корпуса (обечайки) реактора и вместе с ним контура циркуляции теплоносителя (КМПЦ) была нарушена, и произошло обезвоживание активной зоны реактора. При наличии положительного парового (пустотного) эффекта реактивности 4—5 β, это привело к разгону реактора на мгновенных нейтронах (аналог ядерного взрыва) и наблюдаемым масштабным разрушениям со всеми вытекающими последствиями.

Версии принципиально расходятся по вопросу о том, какие именно физические процессы запустили этот сценарий и что явилось исходным событием аварии:

  • произошёл ли первоначальный перегрев и разрушение твэлов из-за резкого возрастания мощности реактора вследствие появления в нём большой положительной реактивности или наоборот, появление положительной реактивности — это следствие разрушения твэлов, которое произошло по какой-либо другой причине ([9], с. 556, 562, 581—582)?
  • было ли нажатие кнопки аварийной защиты АЗ-5 непосредственно перед неконтролируемым возрастанием мощности исходным событием аварии или нажатие кнопки АЗ-5 не имеет никакого отношения к аварии ([9], с. 578)? И что тогда следует считать исходным событием: начало испытаний выбега ([18], с. 73) или незаглушение реактора при провале по мощности за 50 минут до взрыва ([9], с. 547)?

Помимо этих принципиальных различий версии могут расходиться в некоторых деталях сценария протекания аварии, её заключительной фазы (взрыв реактора).

Из основных, признаваемых экспертным сообществом, версий аварии ([11], с. 17—19) более или менее серьёзно рассмотрены только те, в которых аварийный процесс начинается с быстрого неконтролируемого роста мощности, с последующим разрушением твэлов. Наиболее вероятной считается версия ([11], с. 17), согласно которой «исходным событием аварии явилось нажатие кнопки АЗ-5 в условиях, которые сложились в реакторе РБМК-1000 при низкой его мощности и извлечении из реактора стержней РР сверх допустимого количества» ([18], с. 97). Из-за наличия концевого эффекта при паровом коэффициенте реактивности величиной +5β и в том состоянии, в котором находился реактор, аварийная защита, вместо того чтобы заглушить реактор, запускает аварийный процесс согласно вышеописанному сценарию. Расчёты, выполненные в разное время разными группами исследователей, показывают возможность такого развития событий[18][21]. Это также косвенно подтверждается тем, что в случае «разгона» реактора на мгновенных нейтронах из-за «запоздалого» нажатия СИУРом кнопки АЗ-5, сигнал на его аварийную остановку был бы сформирован автоматически: по превышению периода удвоения мощности, превышению максимального уровня мощности и т. п. Такие события обязательно должны были предшествовать взрыву реактора и реакция автоматики защиты была бы обязательной и непременно опередила бы реакцию оператора. Однако, общепризнано, что первый сигнал аварийной защиты был дан кнопкой на пульте оператора АЗ-5, которая используется для глушения реактора в любых аварийных и нормальных условиях. В частности, именно этой кнопкой был остановлен 3-й энергоблок ЧАЭС в 2000 г.

Записи системы контроля и показания свидетелей подтверждают эту версию. Однако не все с этим согласны, есть расчёты, выполненные в НИКИЭТ, которые такую возможность отрицают[9].

Главным конструктором высказываются другие версии начального неконтролируемого роста мощности, в которых причиной этого является не работа СУЗ реактора, а условия во внешнем контуре циркуляции КМПЦ, созданные действиями эксплуатационного персонала. Исходными событиями аварии в этом случае могли бы быть:

  • кавитация главного циркуляционного насоса (ГЦН), вызвавшая отключение ГЦН и интенсификацию процесса парообразования с введением положительной реактивности;
  • кавитация на запорно-регулирующих клапанах (ЗРК) каналов реактора, вызвавшая поступление дополнительного пара в активную зону с введением положительной реактивности;
  • отключение ГЦН собственными защитами, вызвавшее интенсификацию процесса парообразования с введением положительной реактивности.

Версии о кавитации основываются на расчётных исследованиях, выполненных в НИКИЭТ, но по собственному признанию авторов этих расчётов, «детальные исследования кавитационных явлений не выполнялись» ([9], с. 561). Версия отключения ГЦН, как исходного события аварии, не подтверждается зарегистрированными данными системы контроля ([18], с. 64—66). Кроме того в адрес всех трёх версий высказывается критика, состоящая в том, что речь идёт по существу не об исходном событии аварии, а о факторах, способствующих её возникновению. Нет количественного подтверждения версий расчётами, моделирующими произошедшую аварию ([18], с. 84).

Существуют также различные версии, касающиеся заключительной фазы аварии, собственно взрыва реактора. Высказывались предположения, что взрыв, разрушивший реактор, имел химическую природу, то есть это был взрыв водорода, который образовался в реакторе при высокой температуре в результате пароциркониевой реакции и ряда других процессов. Существует версия, что взрыв был исключительно паровым. По этой версии все разрушения вызвал поток пара, выбросив из шахты значительную часть графита и топлива. А пиротехнические эффекты в виде «фейерверка вылетающих раскалённых и горящих фрагментов», которые наблюдали очевидцы, — результат «возникновения пароциркониевой и других химических экзотермических реакций»[17].

По версии, предложенной К. П. Чечеровым[22], взрыв, имевший ядерную природу, произошёл не в шахте реактора, а в пространстве реакторного зала, куда активная зона вместе с крышкой реактора была выброшена паром, вырывающимся из разорванных каналов. Эта версия хорошо согласуется с характером разрушения строительных конструкций реакторного здания и отсутствием заметных разрушений в шахте реактора, она включена главным конструктором в его версию аварии ([9], с. 577). Первоначально версия была предложена для того, чтобы объяснить отсутствие топлива в шахте реактора, подреакторных и других помещениях (присутствие топлива оценивалось как не более 10 %). Однако последующие исследования и оценки дают основание считать, что внутри построенного над разрушенным блоком «саркофага» находится около 95 % топлива[23].

Альтернативные версии

Причины чернобыльской аварии невозможно п

wiki-org.ru

Чернобыльская катастрофа - это... Что такое Чернобыльская катастрофа?

Координаты: 51°23′22.39″ с. ш. 30°05′56.93″ в. д. / 51.389553° с. ш. 30.099147° в. д. (G)51.389553, 30.099147

Четвёртый блок Чернобыльской АЭС

Черно́быльская ава́рия — разрушение 26 апреля 1986 года четвёртого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции, расположенной на территории Украины (в то время — Украинской ССР). Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю ядерной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. На момент аварии Чернобыльская АЭС была самой мощной в СССР.

Радиоактивное облако от аварии прошло над европейской частью СССР, Восточной Европой и Скандинавией. Примерно 60 % радиоактивных осадков выпало на территории Белоруссии. Около 200 000 человек было эвакуировано из зон, подвергшихся загрязнению.

Чернобыльская авария стала событием большого общественно-политического значения для СССР, и это наложило определённый отпечаток на ход расследования её причин[1][2]. Подход к интерпретации фактов и обстоятельств аварии менялся с течением времени и полностью единого мнения нет до сих пор.

Характеристики АЭС

Чернобыльская АЭС (51.389444, 30.09972251°23′22″ с. ш. 30°05′59″ в. д. / 51.389444° с. ш. 30.099722° в. д. (G)) расположена на Украине вблизи города Припять, в 18 километрах от города Чернобыль, в 16 километрах от границы с Белоруссией и в 110 километрах от Киева.

Ко времени аварии на ЧАЭС использовались четыре реактора РБМК-1000 (реактор большой мощности канального типа) с электрической мощностью 1000 МВт (тепловая мощность 3200 МВт) каждый. Ещё два аналогичных реактора строились. ЧАЭС производила примерно десятую долю электроэнергии Украины.

Авария

Фотография территории вокруг Чернобыльской АЭС со станции «Мир», 27 апреля 1997

Примерно в 1:24 26 апреля 1986 года на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС произошёл взрыв, который полностью разрушил реактор. Здание энергоблока частично обрушилось, при этом погиб 1 человек — работник 4 энергоблока Валерий Ходемчук. В различных помещениях и на крыше начался пожар. Впоследствии остатки активной зоны расплавились. Смесь из расплавленного металла, песка, бетона и частичек топлива растеклась по подреакторным помещениям.[3][4] В результате аварии произошёл выброс радиоактивных веществ, в том числе изотопов урана, плутония, йода-131 (период полураспада 8 дней), цезия-134 (период полураспада 2 года), цезия-137 (период полураспада 33 года), стронция-90 (период полураспада 28 лет). Положение усугублялось тем, что в разрушенном реакторе продолжались неконтролируемые ядерные и химические (от горения запасов графита) реакции с выделением тепла, с извержением из разлома в течение многих дней продуктов горения высокорадиоактивных элементов и заражении ими больших территорий. Остановить активное извержение радиоактивных веществ из разрушенного реактора удалось лишь к концу мая 1986 года мобилизацией ресурсов всего СССР и ценой массового облучения тысяч ликвидаторов.

Хронология событий

На 25 апреля 1986 года была запланирована остановка 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС для очередного обслуживания. Во время таких остановок обычно проводятся различные испытания оборудования. В этот раз цель одного из них заключалась в проверке проектного режима, предусматривающего использование инерции турбины генератора (т. н. «выбега») для питания систем реактора в случае потери внешнего электропитания.

Испытания должны были проводиться на мощности 700 МВт (тепловых), но из-за оплошности оператора при снижении мощности она упала до величины менее 30 МВт (точное значение неизвестно). Было решено не поднимать мощность до запланированных 700 МВт, а ограничиться 200 МВт. При быстром снижении мощности и последующей работе на уровне 30 — 200 МВт стало усиливаться отравление активной зоны реактора изотопом ксенона-135 (см. «иодная яма»). Для того, чтобы поднять мощность, из активной зоны была извлечена часть регулирующих стержней (см. управление ядерным реактором).

После достижения 200 МВт были включены дополнительные насосы, которые должны были служить нагрузкой для генераторов во время эксперимента. Величина потока воды через активную зону на некоторое время превысила допустимое значение. В это время для поддержания мощности операторам пришлось ещё сильнее поднять стержни. При этом оперативный запас реактивности оказался ниже разрешённой величины, но персонал реактора об этом не знал.

В 1:23:04 начался эксперимент. В этот момент никаких сигналов о неисправностях или о нестабильном состоянии реактора не было. Из-за снижения оборотов насосов, подключённых к «выбегающему» генератору, и положительного парового коэффициента реактивности (см. ниже) реактор испытывал тенденцию к увеличению мощности (вводилась положительная реактивность), однако система управления успешно этому противодействовала. В 1:23:40 оператор нажал кнопку аварийной защиты. Точная причина этого действия оператора неизвестна. Существует мнение, что это было сделано в ответ на быстрый рост мощности, однако А. С. Дятлов (заместитель главного инженера станции по эксплуатации, находившийся в момент аварии в помещении пульта управления 4-м энергоблоком) утверждает в своей книге, что это было сделано в штатном (а не аварийном) режиме, так как все испытания на этом заканчивались. По его словам, инструктаж перед испытаниями предусматривал глушение реактора с началом выбега, но по какой-то причине это было сделано на 40 секунд позже. Системы контроля реактора также не зафиксировали роста мощности вплоть до включения аварийной защиты.

Регулирующие и аварийные стержни начали двигаться вниз, погружаясь в активную зону реактора, но через несколько секунд тепловая мощность реактора скачком выросла до неизвестной величины (мощность зашкалила по всем измерительным приборам). С интервалом в несколько секунд произошло два взрыва, в результате которых реактор был разрушен.

О точной последовательности процессов, которые привели к взрывам, не существует единого представления. Общепризнанно, что сначала произошёл неконтролируемый разгон реактора, в результате которого разрушились несколько Тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), и затем вызванное этим нарушение герметичности технологических каналов (см. РБМК), в которых эти ТВЭЛы находились. Пар из повреждённых каналов пошёл в межканальное реакторное пространство. В результате там резко возросло давление, что вызвало отрыв и подъём верхней плиты реактора, сквозь которую проходят все технологические каналы. Это чисто механически привело к массовому разрушению каналов, вскипанию одновременно во всем объёме активной зоны и выбросу пара наружу — это был первый взрыв (паровой).

Относительно дальнейшего протекания аварийного процесса и природы второго взрыва, полностью разрушившего реактор, нет объективных зарегистрированных данных и возможны только гипотезы. По одной из них, это был взрыв химической природы, то есть взрыв водорода, который образовался в реакторе при высокой температуре в результате пароциркониевой реакции и ряда других процессов. По другой гипотезе, это взрыв ядерной природы,[5][6] то есть тепловой взрыв реактора в результате его разгона на мгновенных нейтронах, вызванного полным обезвоживанием активной зоны. Большой положительный паровой коэффициент реактивности делает такую версию аварии вполне вероятной. Наконец, существует версия, что второй взрыв — тоже паровой, то есть продолжение первого; по этой версии все разрушения вызвал поток пара, выбросив из шахты значительную часть графита и топлива. А пиротехнические эффекты в виде «фейерверка вылетающих раскалённых и горящих фрагментов», которые наблюдали очевидцы — результат «возникновения пароциркониевой и других химических экзотермических реакций».[7][8]

Причины аварии

Существует по крайней мере два различных подхода к объяснению причины чернобыльской аварии, которые можно назвать официальными, а также несколько альтернативных версий разной степени достоверности.

Первоначально вину за катастрофу возлагали исключительно, или почти исключительно, на персонал. Такую позицию заняли Государственная комиссия, сформированная в СССР для расследования причин катастрофы, суд, а также КГБ СССР, проводивший собственное расследование. МАГАТЭ в своём отчёте 1986 года[9] также в целом поддержало эту точку зрения. Значительная часть публикаций в советских и российских СМИ, в том числе и недавних, основана именно на этой версии. На ней же основаны различные художественные и документальные произведения, в том числе, известная книга Григория Медведева «Чернобыльская тетрадь».

Грубые нарушения правил эксплуатации АЭС, совершённые персоналом ЧАЭС, по этой версии, заключались в следующем:

  • проведение эксперимента «любой ценой», несмотря на изменение состояния реактора;
  • вывод из работы исправных технологических защит, которые просто остановили бы реактор ещё до того как он попал бы в опасный режим;
  • замалчивание масштаба аварии в первые дни руководством ЧАЭС.

Однако в последующие годы объяснения причин аварии были пересмотрены, в том числе и МАГАТЭ. Консультативный комитет по вопросам ядерной безопасности (INSAG) в 1993 году опубликовал новый отчёт[10], уделявший большее внимание серьёзным проблемам в конструкции реактора. В этом отчёте многие выводы, сделанные в 1986 году, были признаны неверными.

В современном изложении, причины аварии следующие:

  • реактор был неправильно спроектирован и опасен;
  • персонал не был проинформирован об опасностях;
  • персонал допустил ряд ошибок и неумышленно нарушил существующие инструкции, частично из-за отсутствия информации об опасностях реактора;
  • отключение защит либо не повлияло на развитие аварии, либо не противоречило нормативным документам.

Недостатки реактора

Реактор РБМК-1000 обладал рядом конструктивных недостатков, которые, по мнению специалистов МАГАТЭ, стали главной причиной аварии. Считается также, что из-за неправильной подготовки к эксперименту по «выбегу» генератора и ошибок операторов, возникли условия, в которых эти недостатки проявились в максимальной степени. Отмечается, в частности, что программа не была должным образом согласована и в ней не отводилось достаточного внимания вопросам ядерной безопасности.

После аварии были приняты меры для устранения этих недостатков (см. РБМК).

Положительный паровой коэффициент реактивности

Во время работы реактора через активную зону прокачивается вода, используемая в качестве теплоносителя. Внутри реактора она кипит, частично превращаясь в пар. Реактор имел положительный паровой коэффициент реактивности, то есть чем больше пара, тем больше мощность, выделяющаяся за счёт ядерных реакций. На малой мощности, на которой работал энергоблок во время эксперимента, воздействие положительного парового коэффициента не компенсировалось другими явлениями, влияющими на реактивность, и реактор имел положительный мощностной коэффициент реактивности. Это значит, что существовала положительная обратная связь — рост мощности вызывал такие процессы в активной зоне, которые приводили к ещё большему росту мощности. Это делало реактор нестабильным и опасным. Кроме того, операторы не были проинформированы о том, что на низких мощностях может возникнуть положительная обратная связь.

«Концевой эффект»

Ещё более опасной была ошибка в конструкции управляющих стержней. Для управления мощностью ядерной реакции в активную зону вводятся стержни, содержащие вещество, поглощающее нейтроны. Когда стержень выведен из активной зоны, в канале остаётся вода, которая тоже поглощает нейтроны. Для того, чтобы устранить нежелательное влияние этой воды, в РБМК под стержнями были помещены вытеснители из непоглощающего материала (графита). Но при полностью поднятом стержне под вытеснителем оставался столб воды высотой 1,5 метра.

При движении стержня из верхнего положения, в верхнюю часть зоны входит поглотитель и вносит отрицательную реактивность, а в нижней части канала графитовый вытеснитель замещает воду и вносит положительную реактивность. В момент аварии нейтронное поле имело провал в середине активной зоны и два максимума — в верхней и нижней её части. При таком распределении поля, суммарная реактивность, вносимая стержнями, в течение первых трёх секунд движения была положительной. Это так называемый «концевой эффект», вследствие которого срабатывание аварийной защиты в первые секунды увеличивало мощность, вместо того чтобы немедленно остановить реактор.

Ошибки операторов

Первоначально утверждалось, что операторы допустили многочисленные нарушения. В частности, в вину персоналу ставилось то, что они отключили основные системы защиты реактора, продолжили работу после падения мощности до 30 МВт и не остановили реактор, хотя знали, что оперативный запас реактивности меньше разрешённого. Было заявлено, что эти действия были нарушением установленных инструкций и процедур и стали главной причиной аварии.

В докладе МАГАТЭ 1993 года эти выводы были пересмотрены. Было признано, что большинство действий операторов, которые ранее считались нарушениями, на самом деле соответствовали принятым в то время правилам или не оказали никакого влияния на развитие аварии. В частности:

  • Длительная работа реактора на мощности ниже 700 МВт не была запрещена, как это утверждалось ранее.
  • Одновременная работа всех восьми насосов не была запрещена ни одним документом.
  • Отключение системы аварийного охлаждения реактора (САОР) допускалось, при условии проведения необходимых согласований. Система была заблокирована в соответствии с утверждённой программой испытаний, и необходимое разрешение от Главного инженера станции было получено. Это не повлияло на развитие аварии — к тому моменту, когда САОР могла бы сработать, активная зона уже была разрушена.
  • Блокировка защиты, останавливающей реактор в случае остановки двух турбогенераторов, не только допускалась, но была обязательной при работе на низкой мощности.
  • То, что не была включена защита по низкому уровню воды в баках-сепараторах, технически, являлось нарушением регламента. Однако это нарушение не связано непосредственно с причинами аварии и, кроме того, другая защита (по более низкому уровню) была включена.

Теперь при анализе действий персонала основное внимание уделяется не конкретным нарушениям, а низкой «культуре безопасности». Следует отметить, что само это понятие специалисты по ядерной безопасности стали использовать лишь после чернобыльской аварии. Обвинение относится не только к операторам, но и к проектировщикам реактора, руководству АЭС и т. п. Эксперты указывают на следующие примеры недостаточного внимания к вопросам безопасности:

  • После отключения системы аварийного охлаждения реактора (САОР) 25 апреля от диспетчера «Киевэнерго» было получено указание отложить остановку энергоблока, и реактор несколько часов работал с отключённой САОР. У персонала не было возможности вновь привести САОР в состояние готовности (для этого нужно было вручную открыть несколько клапанов, а это заняло бы несколько часов[11]), однако с точки зрения культуры безопасности, как её понимают сейчас, реактор следовало остановить, несмотря на требование «Киевэнерго».
  • 25 апреля в течение нескольких часов оперативный запас реактивности (ОЗР), по измерениям, был меньше разрешённого (в этих измерениях, возможно, была ошибка, о которой персонал знал; реальное значение было в разрешённых пределах[12]). 26 апреля, непосредственно перед аварией, ОЗР также (на короткое время) оказался меньше разрешённого. Последнее стало одной из главных причин аварии. Эксперты МАГАТЭ отмечают, что операторы реактора не знали о важности этого параметра. До аварии считалось, что ограничения, установленные в регламенте эксплуатации, связаны с необходимостью поддержания равномерного энерговыделения во всей активной зоне. Хотя разработчикам реактора было известно (из анализа данных, полученных на Игналинской АЭС), что при малом запасе реактивности, срабатывание защиты может приводить к росту мощности, соответствующие изменения так и не были внесены в инструкции. Кроме того, не было средств для оперативного контроля этого параметра. Значения, нарушающие регламент, были получены из расчётов, сделанных уже после аварии на основании параметров, записанных регистрирующей аппаратурой.
  • После падения мощности персонал отклонился от утверждённой программы и по своему усмотрению принял решение не поднимать мощность до предписанных 700 МВт. По словам А. С. Дятлова[12] это было сделано по предложению начальника смены блока Акимова. Дятлов, как руководитель испытаний, согласился с предложением, так как в действовавшем в то время регламенте не было запрета на работу на такой мощности, а для испытаний бо́льшая мощность была не нужна. Эксперты МАГАТЭ считают, что любое отклонение от заранее составленной программы испытаний, даже в рамках регламента, недопустимо.

Несмотря на то, что в новом докладе акценты были смещены и основными причинами аварии названы недостатки реактора, эксперты МАГАТЭ считают, что недостаточная квалификация персонала, его плохая осведомлённость об особенностях реактора, влияющих на безопасность, и неосмотрительные действия также явились важными факторами, приведшими к аварии.

Роль оперативного запаса реактивности

Глубины погружения управляющих стержней (в сантиметрах) на момент времени 1 ч 22 мин 30 с[10]

Для поддержания постоянной мощности реактора (то есть нулевой реактивности) при малом оперативном запасе реактивности необходимо почти полностью извлечь из активной зоны управляющие стержни. Такая конфигурация (с извлечёнными стержнями) на реакторах РБМК была опасна по нескольким причинам:

  • затруднялось обеспечение однородности энерговыделения по активной зоне
  • увеличивался паровой коэффициент реактивности
  • создавались условия для увеличения мощности в первые секунды после срабатывания аварийной защиты из-за «концевого эффекта» стержней

Персонал станции, по-видимому, знал только о первой из них; ни об опасном увеличении парового коэффициента, ни о концевом эффекте в действовавших в то время документах ничего не говорилось.

Следует отметить, что нет прямой связи между проявлением концевого эффекта и оперативным запасом реактивности. Угроза этого эффекта возникает, когда большое количество управляющих стержней находится в крайних верхних положениях. Это возможно только когда ОЗР мал, однако, при одном и том же ОЗР можно расположить стержни по-разному — так что различное количество стержней окажется в опасном положении. В регламенте отсутствовали ограничения на максимальное число полностью извлечённых стержней.

Таким образом, персоналу не было известно об истинных опасностях, связанных с работой при низком запасе реактивности. Кроме того, проектом не были предусмотрены адекватные средства для измерения ОЗР. Несмотря на огромную важность этого параметра на пульте не было индикатора, который бы непрерывно его показывал. Обычно оператор получал последнее значение в распечатке, которую ему приносили два раза в час; была, также, возможность дать задание ЭВМ на расчёт текущего значения, этот расчёт длился несколько минут.

Перед аварией большое количество управляющих стержней оказалось в верхних положениях, а ОЗР меньше разрешённого регламентом значения. Операторы не знали текущего значения ОЗР и, соответственно, не знали, что нарушают регламент. Тем не менее, эксперты МАГАТЭ считают, что операторы действовали неосмотрительно и поставили стержни в такое положение, которое было бы опасным, даже если бы не было концевого эффекта.

Альтернативные версии

В разное время выдвигались различные версии для объяснения причин чернобыльской аварии. Специалисты предлагали разные гипотезы о том, что привело к скачку мощности. Среди причин назывались: так называемый «срыв» циркуляционных насосов (нарушение их работы в результате кавитации), вызванный превышением допустимого расхода воды, разрыв трубопроводов большого сечения и другие. Рассматривались также различные сценарии того, как конкретно развивались процессы, приведшие к разрушению реактора после скачка мощности, и что происходило с топливом после этого. Некоторые из версий были опровергнуты исследованиями, проведёнными в последующие годы, другие остаются актуальными до сих пор. Хотя среди специалистов существует консенсус по вопросу о главных причинах аварии, некоторые детали до сих пор остаются неясными.

Выдвигаются также версии, кардинально отличные от официальной, не поддерживаемые специалистами.

Например, высказываются предположения, что взрыв является результатом диверсии, по какой-то причине скрытой властями.[13] Сторонники этой версии, в частности, упоминают о том что разрушенный блок был сфотографирован американским спутником, который, по их мнению оказался слишком точно и в нужный момент на нужной орбите над ЧАЭС. Утверждается также, что благодаря этой аварии был якобы выведен из строя секретный объект Чернобыль-2 или Загоризонтная РЛС Дуга-1 (объект действительно был выведен из строя из-за приближенности к АЭС и высокого уровня радиации после аварии [14]). Как и любую другую «теорию заговора», эту версию трудно опровергнуть, так как любые факты, которые в неё не укладываются, объявляются сфальсифицированными.

Ещё одна версия, получившая широкую известность, объясняет аварию локальным землетрясением. В качестве обоснования ссылаются на сейсмический толчок, зафиксированный примерно в момент аварии. Сторонники этой версии утверждают, что толчок был зарегистрирован до, а не в момент взрыва (это утверждение оспаривается[15]), а сильная вибрация, предшествовавшая катастрофе, могла быть вызвана не процессами внутри реактора, а землетрясением. Причиной того, что соседний третий блок не пострадал они считают тот факт, что испытания проводились только на 4-м энергоблоке. Сотрудники АЭС, находившиеся на других блоках, никаких вибраций не почувствовали.

По версии, предложенной К. П. Чечеровым[5], взрыв имел ядерную природу. Причём основная энергия взрыва высвободилась не в шахте реактора, а в пространстве реакторного зала, куда активная зона вместе с крышкой реактора и загрузочно-разгрузочной машиной была поднята, по его предположению, реактивной силой, создаваемой паром, вырывающимся из разорванных каналов. За этим последовало падение крышки реактора в шахту. Последовавший в результате этого удар был интерпретирован очевидцами как второй взрыв. Эта версия была предложена для того, чтобы объяснить предполагаемое отсутствие топлива внутри «саркофага». По данным Чечерова, в шахте реактора, подреакторных и других помещениях было обнаружено не более 10 % ядерного топлива, находившегося в реакторе. На территории станции ядерного топлива так же не было обнаружено, однако было найдено множество фрагментов циркониевых трубок длиной в несколько сантиметров с характерными повреждениями — как будто они были разорваны изнутри. По данным других источников, внутри саркофага находится около 95 % топлива.[16]

Особое место среди подобных версий занимает версия, представленная сотрудником Межотраслевого научно-технического центра «Укрытие» Национальной Академии Наук Украины Б. И. Горбачёвым[17][18][19]. По этой версии, взрыв произошёл из-за того, что операторы при подъёме мощности после её провала извлекли слишком много управляющих стержней и заблокировали аварийную защиту, которая мешала им быстро поднимать мощность. При этом они якобы не заметили, что мощность начала расти, что привело в итоге к разгону реактора на мгновенных нейтронах.

По версии Б. И. Горбачёва, в отношении первичных исходных данных, используемых для анализа всеми техническими экспертами, был совершён подлог (при этом он сам выборочно использует эти данные). И он считает, что на самом деле хронология и последовательность событий аварии были другими. Так, например, по его хронологии взрыв реактора произошёл за 25—30 секунд до нажатия кнопки аварийной защиты (АЗ-5), а не через 6—10 секунд после, как считают все остальные. Нажатие кнопки АЗ-5 Б. И. Горбачёв совмещает в точности со вторым взрывом, который для этого переносится им на 10 секунд назад. По его версии, этот второй взрыв был взрывом водорода, и он зарегистрирован сейсмическими станциями как слабое землетрясение.

Версия Б. И. Горбачёва содержит очевидные специалистам внутренние нестыковки, не согласуется с физикой процессов, протекающих в ядерном реакторе и противоречит зарегистрированным фактам. На это было неоднократно указано[19][20], однако, версия получила широкое распространение в Интернете.

Согласно ещё одной версии причиной взрыва могла быть искусственная шаровая молния [21], возникшая при проведении электротехнических испытаний в 1:23:04, которая проникла в активную зону реактора и вывела его из штатного режима. Автор гипотезы утверждает, что ему удалось установить природу шаровой молнии[22], и объяснить многие её загадочные свойства, в частности, способность двигаться с большой скоростью. Он утверждает, что возникшая шаровая молния могла в доли секунды проникнуть по паропроводу в активную зону реактора.

Последствия аварии

Непосредственные последствия

Непосредственно во время взрыва на четвёртом энергоблоке погиб один человек, ещё один скончался в тот же день от полученных ожогов. У 134 сотрудников ЧАЭС и членов спасательных команд, находившихся на станции во время взрыва, развилась лучевая болезнь, 28 из них умерли.[23]

Вскоре после аварии на ЧАЭС прибыли подразделения пожарных частей по охране АЭС и начали тушение огня, в основном на крыше машинного зала.

Из двух имевшихся приборов на 1000 рентген в час один вышел из строя, а другой оказался недоступен из-за возникших завалов.

dal.academic.ru

ЧАЭС: Причины аварии

User Rating:  / 236
Details
Parent Category: ЧАЭС
Category: Причины и последствия катастрофы

Излагается анализ причин аварии на 4-м блоке Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) в 1986 году. Представлено мнение специалистов-атомщиков и позиция проектантов реакторов ЧАЭС.

 

ЧАЭС: Поиск причин аварии

Определение причин аварии на четвертом блоке ЧАЭС является одним из наиболее дискуссионных вопросов и на сегодня. Существует два лагеря профессионалов, которые имеют противоположные взгляды на причины разрушения энергетической установки в апреле 1986 года. Первые – это проектировщики, которые утверждают, что основной причиной аварии является непрофессиональная работа эксплуатирующего персонала блока. Вторые – это непосредственно эксплуатационный персонал, который не менее аргументировано, доказывает о наличии существенных недоработок в конструкции реакторов РБМК и перекладывают ответственность за случившееся на проектировщиков. За более чем двадцатилетний период, который прошел с момента аварии, дискуссии о первопричинах аварии не умолкают. С каждым годом, который отделяет нас от событий апреля 1986 года, появляются все новые и новые версии и гипотезы.


Несмотря на наличие непрекращающейся дискуссии между проектантами и эксплутационным персоналом по вопросам истинных причин аварии, существует официально принятый перечень причин взрыва реактора на ЧАЭС. Перечень причин был определен путем детального и всестороннего анализа событий приведших к аварии ядерной установки. Необходимо отметить, что для установления причин аварии была создана Государственная комиссия Госатомнадзора бывшего СССР, которая была создана 27 февраля 1990 года.

Авария на ЧАЭС: Ошибки проектантов

Комиссия признала, что для конструкции реактора является наличие положительного парового коэффициента реактивности и положительного коэффициента реактивности мощности. Благодаря этому, как следствие ошибки проектировщиков реактора, при расчетах физических та конструктивных параметров активной зоны, реактор представлял собой динамически нестабильную систему. 
Комиссией было проанализировано 13 версий причин аварии. Наиболее вероятной является версия, которая связана с наличием эффекта реактивности системы управления и защиты реактора. 
Такими выглядят технические причины. Вместе с этим, экспертами отмечаются более глубокие причины катастрофы – это низкий уровень культуры ядерной безопасности в бывшем СССР. Что за этим кроется? 
Отсутствие развитой системы ядерного законодательства, невыполнение принципа полной ответственности за безопасность ядерной установки эксплуатирующей организацией. Недостаточное внимание к человеческому фактору и его возможному влиянию на безопасность АЭС. Недостаточное внимание к опыту других государств и отставание методологии анализа безопасности ядерных энергетических установок СССР. Как следствие, к эксплуатации были допущены энергоблоки с существенным дефицитом безопасности (положительный выбег реактивности при вводе в активную зону стержней системы защиты и управления и т.д.), которые вместе с неадекватными действиями персонала стали непосредственными причинами аварии. 
Что подразумевают специалисты, когда говорят о «неадекватных» действиях персонала ЧАЭС?

Авария на ЧАЭС: Ошибки персонала

Как показал анализ, авария на четвертом блоке ЧАЭС относится к классу аварий, связанных с вводом избыточной реактивности. Конструкция реакторной установки предусматривала защиту от подобного типа аварий с учетом физических особенностей реактора, включая положительный паровой коэффициент реактивности. 
К числу технических средств защиты относятся СУЗ по превышению мощности и уменьшению периода разгона, блокировки и защиты по неисправностям при переключении оборудования и систем энергоблока, а также САОР. 
Кроме технических средств защиты предусматривались также строгие правила и порядок ведения технологического процесса на АЭС, определяемые регламентом эксплуатации энергоблока. К числу наиболее важных правил относятся требования о недопустимости снижения оперативного запаса реактивности ниже 30 стержней. 
В процессе подготовки к проведению испытаний и в процессе проведения испытаний с нагрузкой собственных нужд блока персонал отключил ряд технических средств защиты и нарушил важнейшие положения регламента эксплуатации в части безопасного ведения технического процесса. В результате этих нарушений реактор был приведен в такое неустойчивое состояние, в котором существенно усилилось влияние положительного коэффициента ре- активности, что и явилось в конечном счете причиной неуправляемого роста мощности реактора. 
Тщательное расследование причин аварии, произведенное специалистами, показало, что корни аварии лежат глубоко в сфере проблем взаимодействия человека и машины, что основным «движущим» фактором аварии были действия операторов, грубо нарушивших эксплуатационные инструкции и правила управления энергоблоком. Подобно другим «рукотворным» катастрофам. Авария произошла из-за того, что оперативный персонал, желая выполнить план экспериментальных работ любой ценой, грубо нарушил регламент эксплуатации, инструкции и правила управления энергоблоком. Сказались, конечно, и некоторые особенности физики активной зоны, конструктивные недостатки системы управления и защиты реактора, которые привели к тому, что защита реактора не смогла предотвратить разгон на мгновенных нейтронах. 
В более подробных информациях о происшедшей аварии показано, что операторы произвели такие запрещенные действия, как блокирование некоторых сигналов аварийной защиты и отключение системы аварийного охлаждения активной зоны; работали при запасе реактивности на стержнях СУЗ ниже допускаемого регламентом значения; ввели реактор в режим работы с расходами и температурой воды по каналам выше регламентных, при мощности реактора ниже предусмотренной программой. 
Эти и другие ошибки операторов привели к такому состоянию реактора, что в условиях роста мощности защитные средства реактора оказались недостаточными, что и привело к значительной сверхкритичности реактора, взрыву и разрушению активной зоны. 
Таким образом, первопричиной аварии на Чернобыльской АЭС было крайне маловероятное сочетание допущенных персоналом нарушений порядка и режима эксплуатации, которые разработчики реакторной установки считали невозможными и поэтому не предусмотрели создания соответствующей такой ситуации системы защиты.

Авария на ЧАЭС: Выводы

В настоящее время проведен комплекс технических мероприятий на всех реакторах РБМК, позволивший перевести эти реакторы в режим работы, исключающий проявление положительного эффекта реактивности в условиях преднамеренных отключений технических средств защиты и нарушений регламента эксплуатации.
Анализ причин аварии свидетельствует, что определенные системы безопасности должны функционировать исключительно на основании сигналов технических систем контроля параметров энергетической установки, а не на командах операторов. Примером реализации такого подхода является система, которая в последующем была установлена на реакторах РБМК – это автоматизированная система расчета оперативного запаса реактивности с подачей сигнала аварийной остановки реактора при условии уменьшения запаса реактивности ниже определенного (заданного) уровня. 
Из изложенного выше следует, что поиск исчерпывающих ответов о первопричинах аварии на Чернобыльской АЭС продолжается. Продолжается и дискуссия экспертов на страницах средств массовой информации.

Термины

  • РБМК – Реактор Большой Мощности Канальный
  • САОР – Система аварийного охлаждения реактора
  • СССР – Союз Советских Социалистических Республик
  • СУЗ – Система управления и защиты реактора

Источники литературы:

  • Чернобыльская катастрофа - Киев, Наукова думка, 1995.
  • Радиоактивные отходы АЭС и методы обращения с ними / Ключников А.А., Пазухин Э. М., Шигера Ю. М., Шигера В. Ю. — К.: Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, 2005. — 487 с.: ил.

chornobyl.ru

Чернобыльская авария - это... Что такое Чернобыльская авария?

Чернобыльская авария

Координаты: 51°23′22.39″ с. ш. 30°05′56.93″ в. д. / 51.389553° с. ш. 30.099147° в. д. (G)51.389553, 30.099147

Четвёртый блок Чернобыльской АЭС

Чернобыльская авария — разрушение 26 апреля 1986 года четвёртого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции, расположенной на территории Украины (в то время — Украинской ССР). Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю ядерной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. На момент аварии Чернобыльская АЭС была самой мощной в СССР. Реальное число погибших в течение первых 3-х месяцев оценивается в 31-го человека; отдалённые последствия облучения, выявленные за последующие 15 лет, стали причиной гибели от 60 до 80 человек. [1][2]

В отличие от бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, взрыв напоминал очень мощную «грязную бомбу» — основным поражающим фактором стало радиоактивное заражение. Радиоактивное облако от аварии прошло над европейской частью СССР, Восточной Европой и Скандинавией. Примерно 60 % радиоактивных осадков выпало на территории Белоруссии. Около 200 000 человек было эвакуировано из зон, подвергшихся загрязнению.

Чернобыльская авария стала событием большого общественно-политического значения для СССР, и это наложило определённый отпечаток на ход расследования её причин[3]. Подход к интерпретации фактов и обстоятельств аварии менялся с течением времени и полностью единого мнения нет до сих пор.

Характеристики АЭС

Чернобыльская АЭС (51.389444, 30.09972251°23′22″ с. ш. 30°05′59″ в. д. / 51.389444° с. ш. 30.099722° в. д. (G)) расположена на территории Украины вблизи города Припять, в 18 километрах от города Чернобыль, в 16 километрах от границы с Белоруссией и в 110 километрах от Киева.

Ко времени аварии на ЧАЭС использовались четыре реактора РБМК-1000 (реактор большой мощности канального типа) с электрической мощностью 1000 МВт (тепловая мощность 3200 МВт) каждый. Ещё два аналогичных реактора строились. ЧАЭС производила примерно десятую долю электроэнергии Украины.

Авария

Фотография территории вокруг Чернобыльской АЭС со станции «Мир», 27 апреля 1997

Примерно в 1:24 26 апреля 1986 года на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС произошёл выброс, который полностью разрушил реактор. Здание энергоблока частично обрушилось, при этом погибло 2 человека — оператор насосов ГЦН (Главный циркуляционный насос) Валерий Ходемчук (тело не найдено, завалено под обломками двух 130-тонных барабан-сепараторов), и сотрудник пуско-наладочного предприятия Владимир Шашенок (умер от перелома позвоночника и многочисленных ожогов в 6:00 в Припятской МСЧ, утром 26-го апреля). В различных помещениях и на крыше начался пожар. Впоследствии остатки активной зоны расплавились. Смесь из расплавленного металла, песка, бетона и частичек топлива растеклась по подреакторным помещениям[4][5]. В результате аварии произошёл выброс в окружающую среду радиоактивных веществ, в том числе изотопов урана, плутония, иода-131 (период полураспада 8 дней), цезия-134 (период полураспада 2 года), цезия-137 (период полураспада 33 года), стронция-90 (период полураспада 28 лет).

Хронология событий

На 25 апреля 1986 года была запланирована остановка 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС для очередного планово-предупредительного ремонта. Во время таких остановок обычно проводятся различные регламентные процедуры и испытания оборудования. В этот раз целью одного из них была проверка возможности использования кинетической энергии ротора турбогенератора для обеспечения электропитанием питательных (ПЭН) и главных циркуляционных насосов (ГЦН) в случае обесточивания собственных нужд станции. При подобных авариях происходит отключение питательных насосов, подпитывающих реактор водой (расход прекращается в течение 0,5 секунды), и главных циркуляционных насосов, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя через активную зону (за счет предусмотренных маховых масс насоса снижение расхода может длиться в течение 2 минут). Одновременно срабатывают защиты реактора, и прекращается поступление пара на турбину. Несмотря на прекращение подачи пара, ротор турбины продолжает некоторое время вращаться по инерции, что позволяет, в принципе, генератору некоторое время давать электроток, которым можно поддерживать работу насосов и таким образом избежать их немедленного отключения. Такой режим существенно повысил бы возможности системы аварийного охлаждения реактора (САОР), сделав её третий канал, подпитываемый водой от ПЭНов, работоспособным в режимах обесточивания собственных нужд блока. Однако к моменту испытаний 26 апреля режим не был штатным, не был отработан и нигде не применялся. Аналогичные эксперименты, проведённые на ЧАЭС в 1982, 1984 годах, заканчивались неудачно: существовавшие характеристики системы возбуждения не обеспечивали работу насосов требуемое время (до включения дизель-генераторов) [6]. Испытания в 1985 г. прошли успешно, но из-за технических неполадок ( отключился осцилограф )не удалось задокументировать результаты [7]. Испытания не согласовывались с главным конструктором и научным руководителем, действующие на тот момент правила не требовали подобного рода согласований [8]. Сотрудник ИАЭ Федуленко В.М., принимавший участие в изучении причин аварии, так писал о программе испытаний [1]:

Прочел программу эксперимента. Обратил внимание на фразу (не дословно): «Во время эксперимента работы проводятся в соответствии с действующим Технологическим Регламентом реактора». Попадись мне эта программа раньше, я бы её подписал, хотя в ней и не было серьезного обоснования безопасности эксперимента, анализа работы самого реактора во время эксперимента. Да и не могло быть. Эксперимент считался рядовым.

Испытания должны были проводиться на мощности 700—1000 МВт (тепловых) 25 апреля 1986 года[9]. Примерно за сутки до аварии (около 3-4 часов 25 апреля) мощность реактора была снижена примерно до 50 % (1600 МВт), однако дальнейшее снижение мощности было запрещено диспетчером Киевэнерго из-за поломки на Южно-Украинской АЭС. Продолжение снижения мощности энергоблока было разрешено диспетчером в 23 часа, таким образом, длительное время активная зона находилась в режиме отравления ксеноном. В течение примерно двух часов мощность реактора была снижена до уровня, предусмотренного программой (около 700 МВт тепловых), а затем, по неустановленной причине, до 500 МВт. Вслед за этим персонал допустил ошибку, в результате которой мощность реактора начала быстро неконтролируемо снижаться. При этом мощность, регистрируемая внутризонными датчиками энерговыделений уменьшилась до значения не более 30 МВт (в соответствии с характеристиками этих датчиков, при таких значениях погрешность показаний приборов превышала показываемое значение, поэтому определить минимальный уровень затруднительно), мощность, регистрируемая боковыми ионизационными камерами — до нуля.[6][10]. Персонал, находившийся на БЩУ-4, принял решение о восстановлении мощности реактора и (извлекая поглощающие стержни реактора)[6][11] через несколько минут добился начала её роста и в дальнейшем — стабилизации на уровне 160—200 МВт (тепловых). При быстром снижении мощности и последующей работе на уровне менее 200 МВт усиливалось отравление активной зоны реактора (см. «иодная яма»), что приводило к необходимости дополнительно извлекать регулирующие стержни из активной зоны. При этом большинство стержней СУЗ оказались на верхних концевиках.

После достижения 200 МВт тепловой мощности были включены дополнительные главные циркуляционные насосы, которые, совместно с двумя дополнительно работающими насосами ПЭН, должны были служить нагрузкой для генераторов во время эксперимента. Увеличение расхода теплоносителя через реактор привело к уменьшению парообразования. В то же время расход относительно холодной питательной воды оставался небольшим, соответствующим мощности 200 МВт, что вызвало повышение температуры теплоносителя на входе в активную зону, и она приблизилась к температуре начала вскипания воды. Это создало неблагоприятные условия, в которых особенно сильно мог проявиться положительный паровой коэффициент реактивности.

В 1:23:04 начался эксперимент. Из-за снижения оборотов насосов, подключённых к «выбегающему» генератору, и положительного парового коэффициента реактивности (см. ниже) реактор испытывал тенденцию к увеличению мощности (вводилась положительная реактивность), однако в течение почти всего времени эксперимента система управления успешно этому противодействовала, погружая регулирующие стержни в активную зону. Примерно в 1:23:39 зарегистрирована команда на остановку реактора. Известно, что была нажата кнопка аварийной защиты АЗ-5, однако время её нажатия является дискуссионным вопросом. Высказывается предположение, что нажатие было вызвано аварийной ситуацией — начавшимся разгоном[6] и произошло во время или после разрушения реактора, по другим утверждениям оно было предусмотрено заранее и выполнено в спокойной обстановке[11]. Группа INSAG, давая оценку нажатия кнопки АЗ, не делает строгих выводов ни о времени её нажатия, ни о цели нажатия. Следует отметить, что системы контроля реактора не предназначены для регистрации быстропротекающих процессов, поэтому по зарегистрированным данным сложно установить, начался ли разгон реактора до включения оператором аварийной защиты или после.

По сформированной команде аварийной защиты реактора (что бы ни было её первопричиной) поглощающие стержни начали движение в активную зону, однако вследствие их неудачной конструкции (см. концевой эффект) и заниженного (не регламентного) оперативного запаса реактивности реактор не был заглушен: мощность реактора после секундного снижения начала быстро возрастать, зашкалив по всем измерительным приборам. Аварийный разгон сопровождался звуковыми эффектами (периодические удары с нарастающей амплитудой), мощными ударами, отключением света (включилось аварийное освещение)[6][12]. По различным свидетельствам произошло от одного до нескольких мощных ударов (большинство свидетелей указали на два мощных взрыва), и к 1:23:47—1:23:50 реактор был полностью разрушен[13][6][12][11][10].

О точной последовательности процессов, которые привели к взрывам, не существует единого представления. В процессе неконтролируемого разгона реактора, сопровождавшегося ростом температур и давлений, были разрушены тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы) и часть технологических каналов (см. РБМК), в которых эти ТВЭЛы находились. Пар из повреждённых каналов начал поступать в реакторное пространство, что вызвало его частичное разрушение, отрыв и подъём («отлёт») верхней плиты (схема «Елена») реактора и дальнейшее катастрофическое развитие аварии, в том числе выброс в окружающую среду материалов активной зоны.

О первопричине неконтролируемого разгона реактора высказываются несколько различных мнений. Указывается, что таковой мог стать «концевой эффект», отключение «выбегающих» главных циркуляционных насосов или иные события. Высказывались также предположения, что взрыв, разрушивший реактор, имеет химическую природу, то есть взрыв водорода, который образовался в реакторе при высокой температуре в результате пароциркониевой реакции и ряда других процессов. По другой гипотезе, это взрыв чисто ядерной природы[14][15], то есть тепловой взрыв реактора в результате его разгона на мгновенных нейтронах, вызванного полным обезвоживанием активной зоны. Большой положительный паровой коэффициент реактивности делает такую версию аварии вполне вероятной. Наконец, существует версия, что взрыв — исключительно паровой. По этой версии все разрушения вызвал поток пара, выбросив из шахты значительную часть графита и топлива. А пиротехнические эффекты в виде «фейерверка вылетающих раскалённых и горящих фрагментов», которые наблюдали очевидцы — результат «возникновения пароциркониевой и других химических экзотермических реакций»[16][17].

Причины аварии и расследование

Государственная комиссия, сформированная в СССР для расследования причин катастрофы, возложила основную ответственность за катастрофу на оперативный персонал и руководство ЧАЭС. Для исследования причин аварии МАГАТЭ создало консультативную группу, известную как Консультативный комитет по вопросам ядерной безопасности (INSAG), которая, на основании материалов, предоставленных советской стороной, и устных высказываний специалистов (делегацию советских специалистов возглавил Легасов В. А., который не был «реакторщиком»), в своём отчёте 1986 года[18] также в целом поддержало эту точку зрения. Утверждалось, что авария явилась следствием маловероятного совпадения ряда нарушений правил и регламентов эксплуатационным персоналом, катастрофические последствия авария приобрела из-за того, что реактор был приведён в нерегламентное состояние[16][19].

В 1993 году INSAG опубликовал дополнительный отчёт[10], обновивший «ту часть доклада INSAG-1, в которой основное внимание уделено причинам аварии». Рассматривая новые источники информации, INSAG указал, что многие из них носят противоречивый характер, отметив, что «наиболее важными являются доклады двух советских комиссий, возглавляемых соответственно Н. А. Штейнбергом и А. А. Абагяном», которые включила в вышеназванный отчёт в виде приложений. Первая комиссия была составлена преимущественно из бывших работников ЧАЭС, вторая — из специалистов проектных организаций, а так же организаций осуществлявших эксплуатационную поддержку РБМК. В этом отчёте пересматриваются «некоторые детали сценария, представленного в INSAG-1»[10], а так же изменены некоторые «важные выводы»[10].

В том числе в INSAG-7 рассматривается эффект увеличения реактивности при аварийном останове реактора, информация по которому была подтверждена советской стороной в 1987 году[10][20]. Давая оценку своим взглядам, INSAG-7 отметил сочетание двух серьёзных проектных дефектов: неудачной конструкции стержней и положительной обратной связи по реактивности, отмечая при этом, что «вряд ли фактически имеет значение то, явился ли положительный выбег реактивности при аварийном останове последним событием, вызвавшим разрушение реактора. Важно лишь то, что такой недостаток существовал, и он мог явиться причиной аварии»[10]. Также в INSAG-7 было отмечено, что некоторые обвинения в адрес персонала, проводившего эксперимент, отражённые в INSAG-1, не соответствуют действительности, отмечая, однако «довольно легкомысленное отношение к блокировке защиты реактора как технологического регламента по безопасности, так и операторов»[10].

Как и в ранее выпущенном отчёте INSAG-1, пристальное внимание в докладе INSAG уделяется недостаточной (на момент аварии) «культуре безопасности» на всех уровнях, включая проектирование, эксплуатацию, эксплуатационную поддержку и надзор за безопасной эксплуатацией.

Окончательно, INSAG-7 сформировал осторожные выводы о причинах аварии, в том числе указывая на то, что:

  • «Можно сказать, что авария явилась следствием низкой культуры безопасности не только на Чернобыльской АЭС, но и во всех советских проектных, эксплуатирующих и регулирующих организациях атомной энергетики, существовавших в то время»,
  • «Как указывается в INSAG-1, человеческий фактор следует по-прежнему считать основным элементом среди причин аварии»
  • «Наибольшего осуждения заслуживает то, что неутверждённые изменения в программу испытаний были сразу же преднамеренно внесены на месте, хотя было известно, что установка находится совсем не в том состоянии, в котором она должна была находиться при проведении испытаний».

INSAG обозначил ряд проблем, внёсших вклад в возникновение аварии:

  • установка фактически не соответствовала действовавшим нормам безопасности во время проектирования и даже имела небезопасные конструктивные особенности;
  • недостаточный анализ безопасности;
  • недостаточное внимание к независимому рассмотрению безопасности;
  • регламенты по эксплуатации надлежащим образом не обоснованы в анализе безопасности;
  • недостаточный и неэффективный обмен важной информацией по безопасности, как между операторами, так и между операторами и проектировщиками;
  • недостаточное понимание персоналом аспектов их станции, связанных с безопасностью;
  • неполное соблюдение персоналом формальных требований регламентов по эксплуатации и программы испытаний;
  • недостаточно эффективный режим регулирования, оказавшийся не в состоянии противостоять требованиям производственной необходимости;
  • общая недостаточность культуры безопасности в ядерных вопросах как на национальном, так и на местном уровне.

Таким образом, основой аварии на ЧАЭС была признана «низкая культура безопасности не только на Чернобыльской АЭС, но и во всех советских проектных, эксплуатирующих и регулирующих организациях атомной энергетики, существовавших в то время». Под критику МАГАТЭ попали все организации, задействованные в то время в атомной энергетике, и входившие в Министерство энергетики СССР, Среднего машиностроения СССР и Госатомнадзора СССР, и пр.

Ниже рассматриваются технические аспекты аварии, обусловленные в основном имевшими место недостатками реакторов РБМК, а так же нарушениями и ошибками, допущенными персоналом станции при проведении последнего для 4-го блока ЧАЭС эксперимента.

Недостатки реактора

Проведённый непосредственно после аварии анализ показал, что проектные материалы не воспроизводят катастрофическое развитие событий[6]. В то же время расчётным путём было выявлено, что аварийный разгон реактора воспроизводится при введении дополнительной реактивности со скоростью ~1.5 β за каждые 3 секунды. Позже был выявлен механизм введения этой реактивности — положительный паровой эффект реактивности. В дальнейшем было указано и на возможность реализации «концевого эффекта» в режиме срабатывания аварийной защиты на фоне нерегламентного оперативного запаса реактивности.

После аварии эти недостатки были устранены (см. РБМК).

После аварии в срочном порядке (первичные уже в мае 86г) были осуществленны следующие мероприятия:

  • Указание держать ОЗР на полупогруженных стержнях.
  • Установка до 30 ДП (дополнительных поглотителей) в активную зону. Позже это число увеличили до 80-90.
  • Увеличение минимально-допустимого ОЗР до 30 ст. РР (вместо 15 ст. РР до аварии)
  • Заведение сигнала АЗ-5 на УСП.
  • В ТР появился запрет на одновременное включение 8 ГЦН.
  • Выполнен "самоподхват" кнопки АЗ-5.
  • Увеличение числа стержней УСП.
  • Увеличение быстродействия АЗ с 18 до 12 сек. за счёт модернизации СУЗ.
  • В ТР появился запрет на работу на мощности меньше 700 Мвт(т).

В 88-89 г. внедрили быстродействующую аварийную защиту (БАЗ), заглушающую реактор за 2 сек, а не 12-18 сек.


Согласно [8] аварийная защита РМБК по состоянию на апрель 86г. не справлялась с многими ( в том числе и проектными ) аварийными ситуациями.

По состоянию на апрель 86 г. реактор РБМК имел десятки нарушений и отступлений от правил безопасности, действующих на тот момент. [8] :

  • Техническое обоснование безопасности не содержало перечня отступлений от норм и правил и мер по компенсации этих отступлений, то и эксплуатационная документация, которой руководствовался в своих действиях персонал, не могла быть адекватной фактическим характеристикам реактора - нарушение 3.1.6. ПБЯ-04-74
  • Конструкция реактора, ядерно-физические и теплогидравлические характеристики активной зоны реактора предопределили наличие положительных парового и мощностного коэффициентов реактивности для режима стационарных перегрузок реактора РБМК-1000, при этом не была "обеспечена и особо доказана ядерная безопасность" при таких коэффициентах ни для работы на номинальном уровне мощности, ни для промежуточных уровней мощности от минимально-контролируемой до номинальной. Это также не было сделано для переходных и аварийных режимов. Таким образом, реактор РБМК-1000 из-за ошибочно выбранных его разработчиками физических и конструктивных параметров активной зоны представлял из себя систему динамически неустойчивую по отношению к возмущению как по мощности, так и по паросодержанию, которое, в свою очередь, зависело от многих параметров состояния реактора - нарушение 3.2.2. ПБЯ-04-74
  • Для ряда важнейших параметров, нарушение которых 26.04.86 г. (персоналом) разработчики реактора считали критическими для возникновения и развития аварии, не были предусмотрены проектом ни аварийные, ни предупредительные сигналы, что является нарушением статьи 3.1.8. ПБЯ-04-74.
  • СУЗ РБМК-1000 не отвечала требованиям статьи 3.3.1. ПБЯ-04-74 в условиях реально существовавших эффектов реактивности и конструкции стержней СУЗ.
  • Просчеты разработчиков реактора в определении эффектов реактивности, учет которых был необходим при проектировании СУЗ, предопределил невыполнение требований статьи 3.3.5. ПБЯ-04-74.
  • Требования статьи 3.3.21. ПБЯ-04-74 в проекте не выполнены ( отсуствие быстродействующей аварийной защиты )
  • При имевших место характеристиках реактора и СУЗ возрастание мощности реактора при срабатывании АЗ-5 в определенных условиях могло быть столь значительным, что при достижении аварийных уставок АЗМ и АЗС ядерная реакция уже не могла быть остановлена без значительного повреждения ТВЭЛ`ов, что при малой способности реактора к сбросу пара из реакторного пространства предопределяет его возможное разрушение. Поэтому при разрыве более одного ТК мог произойти "отрыв" верхней плиты реактора, схемы "Е" и последующий выход из строя всей системы ввода стержней СУЗ в активную зону реактора и даже вывод (выброс) стержней СУЗ из активной зоны, что ведёт к вводу положительной реактивности, а не к быстрому и надежному гашению цепной реакции - нарушение 3.3.26. ПБЯ-04-74
  • Была выбрана такая конструкция стержней СУЗ, при которой органы воздействия на реактивность не предотвращали образование локальных критических масс в активной зоне реактора, поскольку в силу своей конструкции не перекрывали по высоте всю активную зону - нарушение 3.3.28. ПБЯ-04-74
  • Алгоритм действия аварийной защиты разработчиками реактора обосновывался с точки зрения эффективности работы АЭС в энергосистеме, а не с точки зрения обеспечения ядерной безопасности, для чего, собственно, и предназначена аварийная защита - нарушение 3.3.29. ПБЯ-04-74

Наиболее компактно оценка ситуации дана в работе [21]

При анализе Чернобыльской аварии выяснилось: большой положительный эффект реактивности вытеснителей; большой положительный паровой эффект реактивности; образование чрезмерно большой неравномерности энерговыделения в активной зоне реактора в процессе аварии. Последнее обстоятельство одно из наиболее важных и обослувлено большими размерами активной активной зоны ( 7 x 12 м ), малой скоростью перемещения неоднородных ( имеющих поголотители, вытеснители и водяные столбы под ними ) стержней СУЗ - 0,4 м/сек. и большим положительным паровым эффектом реактивности ≈ 5β. Всё это и предопределило размеры Чернобыльской катастрофы. Таким образом, масштаб аварии на ЧАЭС обусловлен не действиями обслуживающего персонала, а непониманием, прежде всего со стороны научного руководства, влияния паросодержания на реактивность активной зоны РБМК, что привело к неправильному анализу надежности эксплуатации; к игнорированию неоднократных проявлений большой величины положительного парового эффекта реактивности при эксплуатации; к ложной уверенности в достаточной эффективности СУЗ, которая на самом деле не могла справиться как с происшедшей аварией, так и со многими другими, в частности, с проектными авариями; и, естественно, к составлению неверного технологического регламента эксплуатации. Подобное научно-техническое руководство объясняется, кроме всего прочего, чрезвычайно низким уровнем научно-технических разработок по обоснованию нейтронно-физических процессов, происходящих в активной зоне РБМК; игнорированием расхождения результатов, получающихся по различным методикам; отсутствием экспериметальных исследований в условиях, наиболее приближенных к натурным; отсутствием анализа специальной литературы и, в конечном итоге, передачей Главному конструктору неверныхт методик расчета нейтронно-физических процессов и своих собственных функций - обоснования процессов, протекающих в активной зоне реактора и обосновнаия безопасности АЭС с РБМК. Важным обстоятельством является и то, что Минэнерго СССР длительное время пассивно эксплуатировало АЭС с РБМК с их нейтронно-физической нестабильностью в активной зоне реактора, не придавая должного значения неоднократным выпадениям сигналов АЗМ и АЗС при срабатывании АЗ, не требовало тщательного разбора аварийных ситуаций. ... необходимо констатировать, что авария, подобная Чернобыльской, была неизбежной

Положительный паровой коэффициент реактивности

Во время работы реактора через активную зону прокачивается вода, используемая в качестве теплоносителя. Внутри реактора она кипит, частично превращаясь в пар. Нейтронно-физическое состояние реактора зависит от плотности кипящего в реакторе теплоносителя. Эта зависимость была получена в проекте с использованием программы BPM, разработанной в ИАЭ [6] и использовалась при разработке систем управления мощностью и систем аварийной остановки реактора. Особенностью этой зависимости было положительное значение парового коэффициента реактивности в области малых паросодержаний и отрицательное — в области больших. Суммарный эффект реактивности обезвоживания активной зоны (то есть реактивность, вводимая в реактор при полном обезвоживании активной зоны) при этом оказывался отрицательным. Кроме того, быстрый мощностной коэффициент реактивности также оказывался отрицательным ( это утверждение является спорным для разных режимов работы реактора по состоянию на 26.04.86 [8]), что в соответствии с нормативными документами [22] отвечало требованиям по безопасности. Однако более тщательный анализ, выполненный после аварии на ЧАЭС, показал, что методика, используемая для оценки парового коэффициента реактивности, даёт неправильный результат в области малых паросодержаний, и коэффициент реактивности по паросодержанию положителен во всём диапазоне паросодержаний [6][10]. Более того, специфические условия, созданные непосредственно перед экспериментом (малое теплосодержание в активной зоне реактора, а так же малое значение оперативного запаса реактивности, ОЗР) могли привести к дополнительному увеличению паро

dic.academic.ru

Чернобыльская катастрофа - это... Что такое Чернобыльская катастрофа?

Координаты: 51°23′22.39″ с. ш. 30°05′56.93″ в. д. / 51.389553° с. ш. 30.099147° в. д. (G)51.389553, 30.099147

Четвёртый блок Чернобыльской АЭС

Черно́быльская ава́рия — разрушение 26 апреля 1986 года четвёртого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции, расположенной на территории Украины (в то время — Украинской ССР). Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю ядерной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. На момент аварии Чернобыльская АЭС была самой мощной в СССР.

Радиоактивное облако от аварии прошло над европейской частью СССР, Восточной Европой и Скандинавией. Примерно 60 % радиоактивных осадков выпало на территории Белоруссии. Около 200 000 человек было эвакуировано из зон, подвергшихся загрязнению.

Чернобыльская авария стала событием большого общественно-политического значения для СССР, и это наложило определённый отпечаток на ход расследования её причин[1][2]. Подход к интерпретации фактов и обстоятельств аварии менялся с течением времени и полностью единого мнения нет до сих пор.

Характеристики АЭС

Чернобыльская АЭС (51.389444, 30.09972251°23′22″ с. ш. 30°05′59″ в. д. / 51.389444° с. ш. 30.099722° в. д. (G)) расположена на Украине вблизи города Припять, в 18 километрах от города Чернобыль, в 16 километрах от границы с Белоруссией и в 110 километрах от Киева.

Ко времени аварии на ЧАЭС использовались четыре реактора РБМК-1000 (реактор большой мощности канального типа) с электрической мощностью 1000 МВт (тепловая мощность 3200 МВт) каждый. Ещё два аналогичных реактора строились. ЧАЭС производила примерно десятую долю электроэнергии Украины.

Авария

Фотография территории вокруг Чернобыльской АЭС со станции «Мир», 27 апреля 1997

Примерно в 1:24 26 апреля 1986 года на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС произошёл взрыв, который полностью разрушил реактор. Здание энергоблока частично обрушилось, при этом погиб 1 человек — работник 4 энергоблока Валерий Ходемчук. В различных помещениях и на крыше начался пожар. Впоследствии остатки активной зоны расплавились. Смесь из расплавленного металла, песка, бетона и частичек топлива растеклась по подреакторным помещениям.[3][4] В результате аварии произошёл выброс радиоактивных веществ, в том числе изотопов урана, плутония, йода-131 (период полураспада 8 дней), цезия-134 (период полураспада 2 года), цезия-137 (период полураспада 33 года), стронция-90 (период полураспада 28 лет). Положение усугублялось тем, что в разрушенном реакторе продолжались неконтролируемые ядерные и химические (от горения запасов графита) реакции с выделением тепла, с извержением из разлома в течение многих дней продуктов горения высокорадиоактивных элементов и заражении ими больших территорий. Остановить активное извержение радиоактивных веществ из разрушенного реактора удалось лишь к концу мая 1986 года мобилизацией ресурсов всего СССР и ценой массового облучения тысяч ликвидаторов.

Хронология событий

На 25 апреля 1986 года была запланирована остановка 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС для очередного обслуживания. Во время таких остановок обычно проводятся различные испытания оборудования. В этот раз цель одного из них заключалась в проверке проектного режима, предусматривающего использование инерции турбины генератора (т. н. «выбега») для питания систем реактора в случае потери внешнего электропитания.

Испытания должны были проводиться на мощности 700 МВт (тепловых), но из-за оплошности оператора при снижении мощности она упала до величины менее 30 МВт (точное значение неизвестно). Было решено не поднимать мощность до запланированных 700 МВт, а ограничиться 200 МВт. При быстром снижении мощности и последующей работе на уровне 30 — 200 МВт стало усиливаться отравление активной зоны реактора изотопом ксенона-135 (см. «иодная яма»). Для того, чтобы поднять мощность, из активной зоны была извлечена часть регулирующих стержней (см. управление ядерным реактором).

После достижения 200 МВт были включены дополнительные насосы, которые должны были служить нагрузкой для генераторов во время эксперимента. Величина потока воды через активную зону на некоторое время превысила допустимое значение. В это время для поддержания мощности операторам пришлось ещё сильнее поднять стержни. При этом оперативный запас реактивности оказался ниже разрешённой величины, но персонал реактора об этом не знал.

В 1:23:04 начался эксперимент. В этот момент никаких сигналов о неисправностях или о нестабильном состоянии реактора не было. Из-за снижения оборотов насосов, подключённых к «выбегающему» генератору, и положительного парового коэффициента реактивности (см. ниже) реактор испытывал тенденцию к увеличению мощности (вводилась положительная реактивность), однако система управления успешно этому противодействовала. В 1:23:40 оператор нажал кнопку аварийной защиты. Точная причина этого действия оператора неизвестна. Существует мнение, что это было сделано в ответ на быстрый рост мощности, однако А. С. Дятлов (заместитель главного инженера станции по эксплуатации, находившийся в момент аварии в помещении пульта управления 4-м энергоблоком) утверждает в своей книге, что это было сделано в штатном (а не аварийном) режиме, так как все испытания на этом заканчивались. По его словам, инструктаж перед испытаниями предусматривал глушение реактора с началом выбега, но по какой-то причине это было сделано на 40 секунд позже. Системы контроля реактора также не зафиксировали роста мощности вплоть до включения аварийной защиты.

Регулирующие и аварийные стержни начали двигаться вниз, погружаясь в активную зону реактора, но через несколько секунд тепловая мощность реактора скачком выросла до неизвестной величины (мощность зашкалила по всем измерительным приборам). С интервалом в несколько секунд произошло два взрыва, в результате которых реактор был разрушен.

О точной последовательности процессов, которые привели к взрывам, не существует единого представления. Общепризнанно, что сначала произошёл неконтролируемый разгон реактора, в результате которого разрушились несколько Тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), и затем вызванное этим нарушение герметичности технологических каналов (см. РБМК), в которых эти ТВЭЛы находились. Пар из повреждённых каналов пошёл в межканальное реакторное пространство. В результате там резко возросло давление, что вызвало отрыв и подъём верхней плиты реактора, сквозь которую проходят все технологические каналы. Это чисто механически привело к массовому разрушению каналов, вскипанию одновременно во всем объёме активной зоны и выбросу пара наружу — это был первый взрыв (паровой).

Относительно дальнейшего протекания аварийного процесса и природы второго взрыва, полностью разрушившего реактор, нет объективных зарегистрированных данных и возможны только гипотезы. По одной из них, это был взрыв химической природы, то есть взрыв водорода, который образовался в реакторе при высокой температуре в результате пароциркониевой реакции и ряда других процессов. По другой гипотезе, это взрыв ядерной природы,[5][6] то есть тепловой взрыв реактора в результате его разгона на мгновенных нейтронах, вызванного полным обезвоживанием активной зоны. Большой положительный паровой коэффициент реактивности делает такую версию аварии вполне вероятной. Наконец, существует версия, что второй взрыв — тоже паровой, то есть продолжение первого; по этой версии все разрушения вызвал поток пара, выбросив из шахты значительную часть графита и топлива. А пиротехнические эффекты в виде «фейерверка вылетающих раскалённых и горящих фрагментов», которые наблюдали очевидцы — результат «возникновения пароциркониевой и других химических экзотермических реакций».[7][8]

Причины аварии

Существует по крайней мере два различных подхода к объяснению причины чернобыльской аварии, которые можно назвать официальными, а также несколько альтернативных версий разной степени достоверности.

Первоначально вину за катастрофу возлагали исключительно, или почти исключительно, на персонал. Такую позицию заняли Государственная комиссия, сформированная в СССР для расследования причин катастрофы, суд, а также КГБ СССР, проводивший собственное расследование. МАГАТЭ в своём отчёте 1986 года[9] также в целом поддержало эту точку зрения. Значительная часть публикаций в советских и российских СМИ, в том числе и недавних, основана именно на этой версии. На ней же основаны различные художественные и документальные произведения, в том числе, известная книга Григория Медведева «Чернобыльская тетрадь».

Грубые нарушения правил эксплуатации АЭС, совершённые персоналом ЧАЭС, по этой версии, заключались в следующем:

  • проведение эксперимента «любой ценой», несмотря на изменение состояния реактора;
  • вывод из работы исправных технологических защит, которые просто остановили бы реактор ещё до того как он попал бы в опасный режим;
  • замалчивание масштаба аварии в первые дни руководством ЧАЭС.

Однако в последующие годы объяснения причин аварии были пересмотрены, в том числе и МАГАТЭ. Консультативный комитет по вопросам ядерной безопасности (INSAG) в 1993 году опубликовал новый отчёт[10], уделявший большее внимание серьёзным проблемам в конструкции реактора. В этом отчёте многие выводы, сделанные в 1986 году, были признаны неверными.

В современном изложении, причины аварии следующие:

  • реактор был неправильно спроектирован и опасен;
  • персонал не был проинформирован об опасностях;
  • персонал допустил ряд ошибок и неумышленно нарушил существующие инструкции, частично из-за отсутствия информации об опасностях реактора;
  • отключение защит либо не повлияло на развитие аварии, либо не противоречило нормативным документам.

Недостатки реактора

Реактор РБМК-1000 обладал рядом конструктивных недостатков, которые, по мнению специалистов МАГАТЭ, стали главной причиной аварии. Считается также, что из-за неправильной подготовки к эксперименту по «выбегу» генератора и ошибок операторов, возникли условия, в которых эти недостатки проявились в максимальной степени. Отмечается, в частности, что программа не была должным образом согласована и в ней не отводилось достаточного внимания вопросам ядерной безопасности.

После аварии были приняты меры для устранения этих недостатков (см. РБМК).

Положительный паровой коэффициент реактивности

Во время работы реактора через активную зону прокачивается вода, используемая в качестве теплоносителя. Внутри реактора она кипит, частично превращаясь в пар. Реактор имел положительный паровой коэффициент реактивности, то есть чем больше пара, тем больше мощность, выделяющаяся за счёт ядерных реакций. На малой мощности, на которой работал энергоблок во время эксперимента, воздействие положительного парового коэффициента не компенсировалось другими явлениями, влияющими на реактивность, и реактор имел положительный мощностной коэффициент реактивности. Это значит, что существовала положительная обратная связь — рост мощности вызывал такие процессы в активной зоне, которые приводили к ещё большему росту мощности. Это делало реактор нестабильным и опасным. Кроме того, операторы не были проинформированы о том, что на низких мощностях может возникнуть положительная обратная связь.

«Концевой эффект»

Ещё более опасной была ошибка в конструкции управляющих стержней. Для управления мощностью ядерной реакции в активную зону вводятся стержни, содержащие вещество, поглощающее нейтроны. Когда стержень выведен из активной зоны, в канале остаётся вода, которая тоже поглощает нейтроны. Для того, чтобы устранить нежелательное влияние этой воды, в РБМК под стержнями были помещены вытеснители из непоглощающего материала (графита). Но при полностью поднятом стержне под вытеснителем оставался столб воды высотой 1,5 метра.

При движении стержня из верхнего положения, в верхнюю часть зоны входит поглотитель и вносит отрицательную реактивность, а в нижней части канала графитовый вытеснитель замещает воду и вносит положительную реактивность. В момент аварии нейтронное поле имело провал в середине активной зоны и два максимума — в верхней и нижней её части. При таком распределении поля, суммарная реактивность, вносимая стержнями, в течение первых трёх секунд движения была положительной. Это так называемый «концевой эффект», вследствие которого срабатывание аварийной защиты в первые секунды увеличивало мощность, вместо того чтобы немедленно остановить реактор.

Ошибки операторов

Первоначально утверждалось, что операторы допустили многочисленные нарушения. В частности, в вину персоналу ставилось то, что они отключили основные системы защиты реактора, продолжили работу после падения мощности до 30 МВт и не остановили реактор, хотя знали, что оперативный запас реактивности меньше разрешённого. Было заявлено, что эти действия были нарушением установленных инструкций и процедур и стали главной причиной аварии.

В докладе МАГАТЭ 1993 года эти выводы были пересмотрены. Было признано, что большинство действий операторов, которые ранее считались нарушениями, на самом деле соответствовали принятым в то время правилам или не оказали никакого влияния на развитие аварии. В частности:

  • Длительная работа реактора на мощности ниже 700 МВт не была запрещена, как это утверждалось ранее.
  • Одновременная работа всех восьми насосов не была запрещена ни одним документом.
  • Отключение системы аварийного охлаждения реактора (САОР) допускалось, при условии проведения необходимых согласований. Система была заблокирована в соответствии с утверждённой программой испытаний, и необходимое разрешение от Главного инженера станции было получено. Это не повлияло на развитие аварии — к тому моменту, когда САОР могла бы сработать, активная зона уже была разрушена.
  • Блокировка защиты, останавливающей реактор в случае остановки двух турбогенераторов, не только допускалась, но была обязательной при работе на низкой мощности.
  • То, что не была включена защита по низкому уровню воды в баках-сепараторах, технически, являлось нарушением регламента. Однако это нарушение не связано непосредственно с причинами аварии и, кроме того, другая защита (по более низкому уровню) была включена.

Теперь при анализе действий персонала основное внимание уделяется не конкретным нарушениям, а низкой «культуре безопасности». Следует отметить, что само это понятие специалисты по ядерной безопасности стали использовать лишь после чернобыльской аварии. Обвинение относится не только к операторам, но и к проектировщикам реактора, руководству АЭС и т. п. Эксперты указывают на следующие примеры недостаточного внимания к вопросам безопасности:

  • После отключения системы аварийного охлаждения реактора (САОР) 25 апреля от диспетчера «Киевэнерго» было получено указание отложить остановку энергоблока, и реактор несколько часов работал с отключённой САОР. У персонала не было возможности вновь привести САОР в состояние готовности (для этого нужно было вручную открыть несколько клапанов, а это заняло бы несколько часов[11]), однако с точки зрения культуры безопасности, как её понимают сейчас, реактор следовало остановить, несмотря на требование «Киевэнерго».
  • 25 апреля в течение нескольких часов оперативный запас реактивности (ОЗР), по измерениям, был меньше разрешённого (в этих измерениях, возможно, была ошибка, о которой персонал знал; реальное значение было в разрешённых пределах[12]). 26 апреля, непосредственно перед аварией, ОЗР также (на короткое время) оказался меньше разрешённого. Последнее стало одной из главных причин аварии. Эксперты МАГАТЭ отмечают, что операторы реактора не знали о важности этого параметра. До аварии считалось, что ограничения, установленные в регламенте эксплуатации, связаны с необходимостью поддержания равномерного энерговыделения во всей активной зоне. Хотя разработчикам реактора было известно (из анализа данных, полученных на Игналинской АЭС), что при малом запасе реактивности, срабатывание защиты может приводить к росту мощности, соответствующие изменения так и не были внесены в инструкции. Кроме того, не было средств для оперативного контроля этого параметра. Значения, нарушающие регламент, были получены из расчётов, сделанных уже после аварии на основании параметров, записанных регистрирующей аппаратурой.
  • После падения мощности персонал отклонился от утверждённой программы и по своему усмотрению принял решение не поднимать мощность до предписанных 700 МВт. По словам А. С. Дятлова[12] это было сделано по предложению начальника смены блока Акимова. Дятлов, как руководитель испытаний, согласился с предложением, так как в действовавшем в то время регламенте не было запрета на работу на такой мощности, а для испытаний бо́льшая мощность была не нужна. Эксперты МАГАТЭ считают, что любое отклонение от заранее составленной программы испытаний, даже в рамках регламента, недопустимо.

Несмотря на то, что в новом докладе акценты были смещены и основными причинами аварии названы недостатки реактора, эксперты МАГАТЭ считают, что недостаточная квалификация персонала, его плохая осведомлённость об особенностях реактора, влияющих на безопасность, и неосмотрительные действия также явились важными факторами, приведшими к аварии.

Роль оперативного запаса реактивности

Глубины погружения управляющих стержней (в сантиметрах) на момент времени 1 ч 22 мин 30 с[10]

Для поддержания постоянной мощности реактора (то есть нулевой реактивности) при малом оперативном запасе реактивности необходимо почти полностью извлечь из активной зоны управляющие стержни. Такая конфигурация (с извлечёнными стержнями) на реакторах РБМК была опасна по нескольким причинам:

  • затруднялось обеспечение однородности энерговыделения по активной зоне
  • увеличивался паровой коэффициент реактивности
  • создавались условия для увеличения мощности в первые секунды после срабатывания аварийной защиты из-за «концевого эффекта» стержней

Персонал станции, по-видимому, знал только о первой из них; ни об опасном увеличении парового коэффициента, ни о концевом эффекте в действовавших в то время документах ничего не говорилось.

Следует отметить, что нет прямой связи между проявлением концевого эффекта и оперативным запасом реактивности. Угроза этого эффекта возникает, когда большое количество управляющих стержней находится в крайних верхних положениях. Это возможно только когда ОЗР мал, однако, при одном и том же ОЗР можно расположить стержни по-разному — так что различное количество стержней окажется в опасном положении. В регламенте отсутствовали ограничения на максимальное число полностью извлечённых стержней.

Таким образом, персоналу не было известно об истинных опасностях, связанных с работой при низком запасе реактивности. Кроме того, проектом не были предусмотрены адекватные средства для измерения ОЗР. Несмотря на огромную важность этого параметра на пульте не было индикатора, который бы непрерывно его показывал. Обычно оператор получал последнее значение в распечатке, которую ему приносили два раза в час; была, также, возможность дать задание ЭВМ на расчёт текущего значения, этот расчёт длился несколько минут.

Перед аварией большое количество управляющих стержней оказалось в верхних положениях, а ОЗР меньше разрешённого регламентом значения. Операторы не знали текущего значения ОЗР и, соответственно, не знали, что нарушают регламент. Тем не менее, эксперты МАГАТЭ считают, что операторы действовали неосмотрительно и поставили стержни в такое положение, которое было бы опасным, даже если бы не было концевого эффекта.

Альтернативные версии

В разное время выдвигались различные версии для объяснения причин чернобыльской аварии. Специалисты предлагали разные гипотезы о том, что привело к скачку мощности. Среди причин назывались: так называемый «срыв» циркуляционных насосов (нарушение их работы в результате кавитации), вызванный превышением допустимого расхода воды, разрыв трубопроводов большого сечения и другие. Рассматривались также различные сценарии того, как конкретно развивались процессы, приведшие к разрушению реактора после скачка мощности, и что происходило с топливом после этого. Некоторые из версий были опровергнуты исследованиями, проведёнными в последующие годы, другие остаются актуальными до сих пор. Хотя среди специалистов существует консенсус по вопросу о главных причинах аварии, некоторые детали до сих пор остаются неясными.

Выдвигаются также версии, кардинально отличные от официальной, не поддерживаемые специалистами.

Например, высказываются предположения, что взрыв является результатом диверсии, по какой-то причине скрытой властями.[13] Сторонники этой версии, в частности, упоминают о том что разрушенный блок был сфотографирован американским спутником, который, по их мнению оказался слишком точно и в нужный момент на нужной орбите над ЧАЭС. Утверждается также, что благодаря этой аварии был якобы выведен из строя секретный объект Чернобыль-2 или Загоризонтная РЛС Дуга-1 (объект действительно был выведен из строя из-за приближенности к АЭС и высокого уровня радиации после аварии [14]). Как и любую другую «теорию заговора», эту версию трудно опровергнуть, так как любые факты, которые в неё не укладываются, объявляются сфальсифицированными.

Ещё одна версия, получившая широкую известность, объясняет аварию локальным землетрясением. В качестве обоснования ссылаются на сейсмический толчок, зафиксированный примерно в момент аварии. Сторонники этой версии утверждают, что толчок был зарегистрирован до, а не в момент взрыва (это утверждение оспаривается[15]), а сильная вибрация, предшествовавшая катастрофе, могла быть вызвана не процессами внутри реактора, а землетрясением. Причиной того, что соседний третий блок не пострадал они считают тот факт, что испытания проводились только на 4-м энергоблоке. Сотрудники АЭС, находившиеся на других блоках, никаких вибраций не почувствовали.

По версии, предложенной К. П. Чечеровым[5], взрыв имел ядерную природу. Причём основная энергия взрыва высвободилась не в шахте реактора, а в пространстве реакторного зала, куда активная зона вместе с крышкой реактора и загрузочно-разгрузочной машиной была поднята, по его предположению, реактивной силой, создаваемой паром, вырывающимся из разорванных каналов. За этим последовало падение крышки реактора в шахту. Последовавший в результате этого удар был интерпретирован очевидцами как второй взрыв. Эта версия была предложена для того, чтобы объяснить предполагаемое отсутствие топлива внутри «саркофага». По данным Чечерова, в шахте реактора, подреакторных и других помещениях было обнаружено не более 10 % ядерного топлива, находившегося в реакторе. На территории станции ядерного топлива так же не было обнаружено, однако было найдено множество фрагментов циркониевых трубок длиной в несколько сантиметров с характерными повреждениями — как будто они были разорваны изнутри. По данным других источников, внутри саркофага находится около 95 % топлива.[16]

Особое место среди подобных версий занимает версия, представленная сотрудником Межотраслевого научно-технического центра «Укрытие» Национальной Академии Наук Украины Б. И. Горбачёвым[17][18][19]. По этой версии, взрыв произошёл из-за того, что операторы при подъёме мощности после её провала извлекли слишком много управляющих стержней и заблокировали аварийную защиту, которая мешала им быстро поднимать мощность. При этом они якобы не заметили, что мощность начала расти, что привело в итоге к разгону реактора на мгновенных нейтронах.

По версии Б. И. Горбачёва, в отношении первичных исходных данных, используемых для анализа всеми техническими экспертами, был совершён подлог (при этом он сам выборочно использует эти данные). И он считает, что на самом деле хронология и последовательность событий аварии были другими. Так, например, по его хронологии взрыв реактора произошёл за 25—30 секунд до нажатия кнопки аварийной защиты (АЗ-5), а не через 6—10 секунд после, как считают все остальные. Нажатие кнопки АЗ-5 Б. И. Горбачёв совмещает в точности со вторым взрывом, который для этого переносится им на 10 секунд назад. По его версии, этот второй взрыв был взрывом водорода, и он зарегистрирован сейсмическими станциями как слабое землетрясение.

Версия Б. И. Горбачёва содержит очевидные специалистам внутренние нестыковки, не согласуется с физикой процессов, протекающих в ядерном реакторе и противоречит зарегистрированным фактам. На это было неоднократно указано[19][20], однако, версия получила широкое распространение в Интернете.

Согласно ещё одной версии причиной взрыва могла быть искусственная шаровая молния [21], возникшая при проведении электротехнических испытаний в 1:23:04, которая проникла в активную зону реактора и вывела его из штатного режима. Автор гипотезы утверждает, что ему удалось установить природу шаровой молнии[22], и объяснить многие её загадочные свойства, в частности, способность двигаться с большой скоростью. Он утверждает, что возникшая шаровая молния могла в доли секунды проникнуть по паропроводу в активную зону реактора.

Последствия аварии

Непосредственные последствия

Непосредственно во время взрыва на четвёртом энергоблоке погиб один человек, ещё один скончался в тот же день от полученных ожогов. У 134 сотрудников ЧАЭС и членов спасательных команд, находившихся на станции во время взрыва, развилась лучевая болезнь, 28 из них умерли.[23]

Вскоре после аварии на ЧАЭС прибыли подразделения пожарных частей по охране АЭС и начали тушение огня, в основном на крыше машинного зала.

Из двух имевшихся приборов на 1000 рентген в час один вышел из строя, а другой оказался недоступен из-за возникших завалов. Поэтому в п

dic.academic.ru

Авария на Чернобыльской АЭС - это... Что такое Авария на Чернобыльской АЭС?

Координаты: 51°23′22.39″ с. ш. 30°05′56.93″ в. д. / 51.389553° с. ш. 30.099147° в. д. (G) (O)51.389553, 30.099147

Четвёртый блок Чернобыльской АЭС после разрушения

Авария на Чернобыльской АЭС, Катастрофа на Чернобыльской АЭС, Черно́быльская авария — разрушение 26 апреля 1986 года четвёртого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции, расположенной на территории Украинской ССР (ныне — Украина). Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю атомной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. В течение первых трех месяцев после аварии погиб 31 человек; отдалённые последствия облучения, выявленные за последующие 15 лет, стали причиной гибели от 60 до 80 человек[1][2]. 134 человека перенесли лучевую болезнь той или иной степени тяжести, более 115 тыс. человек из 30-километровой зоны были эвакуированы[2]. Для ликвидации последствий были мобилизованы значительные ресурсы, более 600 тыс. человек участвовали в ликвидации последствий аварии[3].

В отличие от бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, взрыв напоминал очень мощную «грязную бомбу» — основным поражающим фактором стало радиоактивное заражение.

Облако, образовавшееся от горящего реактора, разнесло различные радиоактивные материалы, и прежде всего радионуклиды йода и цезия, по большей части территории Европы. Наибольшие выпадения отмечались на значительных территориях в Советском Союзе, расположенных вблизи реактора и относящихся теперь к территориям Белоруссии, Российской Федерации и Украины[4].

Чернобыльская авария стала событием большого общественно-политического значения для СССР, её ликвидация обошлась Советскому Союзу в сумму, близкую к 25 миллиардам долларов.[источник не указан 81 день] Всё это наложило определённый отпечаток на ход расследования её причин[5]. Подход к интерпретации фактов и обстоятельств аварии менялся с течением времени, и полностью единого мнения нет до сих пор.

Характеристики АЭС

Чернобыльская АЭС (51.389444, 30.09972251°23′22″ с. ш. 30°05′59″ в. д. / 51.389444° с. ш. 30.099722° в. д. (G) (O)) расположена на территории Украины в 3 км от города Припять, в 18 км от города Чернобыль, в 16 км от границы с Белоруссией и в 110 км от Киева.

Ко времени аварии на ЧАЭС действовали четыре энергоблока на базе реакторов РБМК-1000 (реактор большой мощности канального типа) с электрической мощностью 1000 МВт (тепловая мощность — 3200 МВт) каждый. Ещё два аналогичных энергоблока строились. ЧАЭС производила примерно десятую долю электроэнергии УССР.

Авария

Фотография территории вокруг Чернобыльской АЭС со станции «Мир», 27 апреля 1997 года

В 01:24[6]26 апреля 1986 года на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС произошёл взрыв, который полностью разрушил реактор. Здание энергоблока частично обрушилось, при этом погибли два человека — оператор ГЦН (главных циркуляционных насосов) Валерий Ходемчук (тело не найдено, завалено под обломками двух 130-тонных барабан-сепараторов) и сотрудник пусконаладочного предприятия Владимир Шашенок (умер от перелома позвоночника и многочисленных ожогов в 6:00 в Припятской МСЧ № 126 26 апреля). В различных помещениях и на крыше начался пожар. Впоследствии остатки активной зоны расплавились, смесь из расплавленного металла, песка, бетона и фрагментов топлива растеклась по подреакторным помещениям[7][8]. В результате аварии произошёл выброс в окружающую среду радиоактивных веществ, в том числе изотопов урана, плутония, йода-131 (период полураспада — 8 дней), цезия-134 (период полураспада — 2 года), цезия-137 (период полураспада — 30,17 лет), стронция-90 (период полураспада — 28 лет).

Хронология событий

На 25 апреля 1986 года была запланирована остановка 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС для очередного планово-предупредительного ремонта. Во время таких остановок обычно проводятся различные испытания оборудования, как регламентные, так и нестандартные, проводящиеся по отдельным программам. В этот раз целью одного из них было испытание так называемого режима «выбега ротора турбогенератора», предложенного генеральным проектировщиком (институтом Гидропроект) в качестве дополнительной системы аварийного электроснабжения. Режим «выбега» позволял бы использовать кинетическую энергию ротора турбогенератора для обеспечения электропитанием питательных (ПЭН) и главных циркуляционных насосов (ГЦН) в случае обесточивания электроснабжения собственных нужд станции. Однако данный режим не был отработан или внедрён на АЭС с РБМК. Это были уже четвёртые испытания режима, проводившиеся на ЧАЭС. Первая попытка в 1982 году показала, что напряжение при выбеге падает быстрее, чем планировалось. Последующие испытания, проводившиеся после доработки оборудования турбогенератора в 1983, 1984 и 1985 годах также, по разным причинам, заканчивались неудачно[9].

Испытания должны были проводиться 25 апреля 1986 года на мощности 700—1000 МВт (тепловых), 22—31 % от полной мощности[10]. Примерно за сутки до аварии (к 3:47 25 апреля) мощность реактора была снижена примерно до 50 % (1600 МВт)[11]. В соответствии с программой, отключена система аварийного охлаждения реактора. Однако дальнейшее снижение мощности было запрещено диспетчером Киевэнерго. Запрет был отменён диспетчером в 23:10. Во время длительной работы реактора на мощности 1600 МВт происходило нестационарное ксеноновое отравление. В течение 25 апреля пик отравления был пройден, началось разотравление реактора. К моменту получения разрешения на дальнейшее снижение мощности оперативный запас реактивности (ОЗР) возрос практически до исходного значения и продолжал возрастать. При дальнейшем снижении мощности разотравление прекратилось, и снова начался процесс отравления.

В течение примерно двух часов мощность реактора была снижена до уровня, предусмотренного программой (около 700 МВт тепловых), а затем, по неустановленной причине, до 500 МВт. В 0:28 при переходе с системы локального автоматического регулирования (ЛАР) на автоматический регулятор общей мощности (АР) оператор (СИУР) не смог удержать мощность реактора на заданном уровне, и мощность провалилась (тепловая до 30 МВт и нейтронная до нуля)[9][11]. Персонал, находившийся на БЩУ-4, принял решение о восстановлении мощности реактора и (извлекая поглощающие стержни реактора)[9][12] через несколько минут добился её роста и в дальнейшем — стабилизации на уровне 160—200 МВт (тепловых). При этом ОЗР непрерывно снижался из-за продолжающегося отравления. Соответственно стержни ручного регулирования (РР) продолжали извлекаться[11].

После достижения 200 МВт тепловой мощности были включены дополнительные главные циркуляционные насосы, и количество работающих насосов было доведено до восьми. Согласно программе испытаний, четыре из них, совместно с двумя дополнительно работающими насосами ПЭН, должны были служить нагрузкой для генератора «выбегающей» турбины во время эксперимента. Дополнительное увеличение расхода теплоносителя через реактор привело к уменьшению парообразования. Кроме этого, расход относительно холодной питательной воды оставался небольшим, соответствующим мощности 200 МВт, что вызвало повышение температуры теплоносителя на входе в активную зону, и она приблизилась к температуре кипения[11].

В 1:23:04 начался эксперимент. Из-за снижения оборотов насосов, подключённых к «выбегающему» генератору, и положительного парового коэффициента реактивности (см. ниже) реактор испытывал тенденцию к увеличению мощности (вводилась положительная реактивность), однако в течение почти всего времени эксперимента поведение мощности не внушало опасений.

В 1:23:39 зарегистрирован сигнал аварийной защиты АЗ-5 от нажатия кнопки на пульте оператора. Поглощающие стержни начали движение в активную зону, однако вследствие их неудачной конструкции и заниженного (не регламентного) оперативного запаса реактивности реактор не был заглушён. Через 1—2 с был записан фрагмент сообщения, похожий на повторный сигнал АЗ-5. В следующие несколько секунд зарегистрированы различные сигналы, свидетельствующие о быстром росте мощности, затем регистрирующие системы вышли из строя.

По различным свидетельствам, произошло от одного до нескольких мощных ударов (большинство свидетелей указали на два мощных взрыва), и к 1:23:47—1:23:50 реактор был полностью разрушен[9][11][12][13][14].

Причины аварии и расследование

Существуют по крайней мере два различных подхода к объяснению причин чернобыльской аварии, которые можно назвать официальными, а также несколько альтернативных версий разной степени достоверности.

Государственная комиссия, сформированная в СССР для расследования причин катастрофы, возложила основную ответственность за неё на оперативный персонал и руководство ЧАЭС. МАГАТЭ создало свою консультативную группу, известную как Консультативный комитет по вопросам ядерной безопасности (INSAG; International Nuclear Safety Advisory Group), который на основании материалов, предоставленных советской стороной, и устных высказываний специалистов (делегацию советских специалистов возглавил В. А. Легасов, первый заместитель директора ИАЭ имени И. В. Курчатова) в своём отчёте 1986 года[15] также в целом поддержал эту точку зрения. Утверждалось, что авария явилась следствием маловероятного совпадения ряда нарушений правил и регламентов эксплуатационным персоналом, а катастрофические последствия приобрела из-за того, что реактор был приведён в нерегламентное состояние[16].

Грубые нарушения правил эксплуатации АЭС, совершённые её персоналом, согласно этой точке зрения[16], заключаются в следующем:

  • проведение эксперимента «любой ценой», несмотря на изменение состояния реактора;
  • вывод из работы исправных технологических защит, которые просто остановили бы реактор ещё до того, как он попал в опасный режим;
  • замалчивание масштаба аварии в первые дни руководством ЧАЭС.

Однако в 1991 году комиссия Госатомнадзора СССР заново рассмотрела этот вопрос и пришла к заключению, что «начавшаяся из-за действий оперативного персонала Чернобыльская авария приобрела неадекватные им катастрофические масштабы вследствие неудовлетворительной конструкции реактора» ([17], c. 35). Кроме того, комиссия проанализировала действовавшие на момент аварии нормативные документы и не подтвердила некоторые из ранее выдвигавшихся в адрес персонала станции обвинений.

В 1993 году INSAG опубликовал дополнительный отчёт[11], обновивший «ту часть доклада INSAG-1, в которой основное внимание уделено причинам аварии», и уделивший большее внимание серьёзным проблемам в конструкции реактора. Он основан, главным образом, на данных Госатомнадзора СССР и на докладе «рабочей группы экспертов СССР» (эти два доклада включены в качестве приложений), а также на новых данных, полученных в результате моделирования аварии. В этом отчёте многие выводы, сделанные в 1986 году, признаны неверными и пересматриваются «некоторые детали сценария, представленного в INSAG-1», а также изменены некоторые «важные выводы». Согласно отчёту, наиболее вероятной причиной аварии являлись ошибки проекта и конструкции реактора, эти конструктивные особенности оказали основное влияние на ход аварии и её последствия ([11], c. 17—19).

Основными факторами, внесшими вклад в возникновение аварии, INSAG-7 считает следующее ([11], c. 29—31):

  • реактор не соответствовал нормам безопасности и имел опасные конструктивные особенности;
  • низкое качество регламента эксплуатации в части обеспечения безопасности;
  • неэффективность режима регулирования и надзора за безопасностью в ядерной энергетике, общая недостаточность культуры безопасности в ядерных вопросах как на национальном, так и на местном уровне;
  • отсутствовал эффективный обмен информацией по безопасности как между операторами, так и между операторами и проектировщиками, персонал не обладал достаточным пониманием особенностей станции, влияющих на безопасность;
  • персонал допустил ряд ошибок и нарушил существующие инструкции и программу испытаний.

В целом INSAG-7 достаточно осторожно сформулировал свои выводы о причинах аварии. Так, например, при оценке различных сценариев ([11], c. 17—19) INSAG отмечает, что «в большинстве аналитических исследований тяжесть аварии связывается с недостатками конструкции стержней СУЗ в сочетании с физическими проектными характеристиками», и, не высказывая при этом своего мнения, говорит про «другие ловушки для эксплуатационного персонала. Любая из них могла бы в равной мере вызвать событие, инициирующее такую или почти идентичную аварию», например, такое событие, как «срыв или кавитация насосов» или «разрушение топливных каналов». Затем задаётся риторический вопрос: «Имеет ли в действительности значение то, какой именно недостаток явился реальной причиной, если любой из них мог потенциально явиться определяющим фактором?». При изложении взглядов на конструкцию реактора ([11], c. 17—19) INSAG признаёт «наиболее вероятным окончательным вызвавшим аварию событием» «ввод стержней СУЗ в критический момент испытаний» и замечает, что «в этом случае авария явилась бы результатом применения сомнительных регламентов и процедур, которые привели к проявлению и сочетанию двух серьёзных проектных дефектов конструкции стержней и положительной обратной связи по реактивности». Далее говорится: «Вряд ли фактически имеет значение то, явился ли положительный выбег реактивности при аварийном останове последним событием, вызвавшим разрушение реактора. Важно лишь то, что такой недостаток существовал и он мог явиться причиной аварии». INSAG вообще предпочитает говорить не о причинах, а о факторах, способствовавших развитию аварии. Так, например, в выводах ([11], c. 29—31) причина аварии формулируется так: «Достоверно не известно, с чего начался скачок мощности, приведший к разрушению реактора Чернобыльской АЭС. Определённая положительная реактивность, по-видимому, была внесена в результате роста паросодержания при падении расхода теплоносителя. Внесение дополнительной положительной реактивности в результате погружения полностью выведенных стержней СУЗ в ходе испытаний явилось, вероятно, решающим приведшим к аварии фактором».

Ниже рассматриваются технические аспекты аварии, обусловленные в основном имевшими место недостатками реакторов РБМК, а также нарушениями и ошибками, допущенными персоналом станции при проведении последнего для 4-го блока ЧАЭС испытания.

Недостатки реактора

Реактор РБМК-1000 обладал рядом конструктивных недостатков и по состоянию на апрель 1986 года имел десятки нарушений и отступлений от действующих правил ядерной безопасности[17]. Два из этих недостатков имели непосредственное отношение к причинам аварии. Это положительная обратная связь между мощностью и реактивностью, возникавшая при некоторых режимах эксплуатации реактора, и наличие так называемого концевого эффекта, проявлявшегося при определённых условиях эксплуатации. Эти недостатки не были должным образом отражены в проектной и эксплуатационной документации, что во многом способствовало ошибочным действиям эксплуатационного персонала и созданию условий для аварии. После аварии в срочном порядке (первичные — уже в мае 1986 года) были осуществлены мероприятия по устранению этих недостатков[17].

Положительный паровой коэффициент реактивности

В процессе работы реактора через активную зону прокачивается вода, используемая в качестве теплоносителя. Внутри реактора она кипит, частично превращаясь в пар. Реактор был спроектирован таким образом, что паровой коэффициент реактивности был положительным, то есть повышение интенсивности парообразования способствовало высвобождению положительной реактивности (вызывающей возрастание мощности реактора). В тех условиях, в которых работал энергоблок во время эксперимента (малая мощность, большое выгорание, отсутствие дополнительных поглотителей в активной зоне), воздействие положительного парового коэффициента не компенсировалось другими явлениями, влияющими на реактивность, и реактор имел положительный быстрый мощностной коэффициент реактивности ([11], c. 4). Это значит, что существовала положительная обратная связь — рост мощности вызывал такие процессы в активной зоне, которые приводили к ещё большему росту мощности. Это делало реактор нестабильным и ядерноопасным. Кроме того, операторы не были проинформированы о том, что на низких мощностях может возникнуть положительная обратная связь ([17], с. 45—47).

«Концевой эффект»

«Концевой эффект» в реакторе РБМК возникал из-за неудачной конструкции стержней СУЗ и впоследствии был признан ошибкой проекта[17] и, как следствие, одной из причин аварии. Суть эффекта заключается в том, что при определённых условиях в течение первых секунд погружения стержня в активную зону вносилась положительная реактивность вместо отрицательной. Конструктивно стержень состоял из двух секций: поглотитель (карбид бора) длиной на полную высоту активной зоны и вытеснитель (графит), вытесняющий воду из части канала СУЗ при полностью извлечённом поглотителе. Проявление данного эффекта стало возможным благодаря тому, что стержень СУЗ, находящийся в крайнем верхнем положении, оставляет внизу семиметровый столб воды, в середине которого находится пятиметровый графитовый вытеснитель. Таким образом, в активной зоне реактора остается пятиметровый графитовый вытеснитель, и под стержнем, находящимся в крайнем верхнем положении, в канале СУЗ остаётся столб воды. Замещение при движении стержня вниз нижнего столба воды графитом с более низкой способностью поглощать нейтроны, чем у воды, и вызывало высвобождение положительной реактивности.

При погружении стержня в активную зону реактора вода вытесняется в её нижней части, но одновременно в верхней части происходит замещение графита (вытеснителя) карбидом бора (поглотителем), а это вносит отрицательную реактивность. Что перевесит и какого знака будет суммарная реактивность, зависит от формы нейтронного поля и его устойчивости (при перемещении стержня). А это, в свою очередь, определяется многими факторами исходного состояния реактора.

Для проявления концевого эффекта в полном объёме (внесение достаточно большой положительной реактивности) необходимо довольно редкое сочетание исходных условий[18].

Независимые исследования зарегистрированных данных по чернобыльской аварии, выполненные в различных организациях, в разное время и с использованием разных математических моделей, показали, что такие условия существовали к моменту нажатия кнопки АЗ-5 в 1:23:39. Таким образом, срабатывание аварийной защиты АЗ-5 могло быть, за счёт концевого эффекта, исходным событием аварии на ЧАЭС 26 апреля 1986 года ([17], с. 81). Существование концевого эффекта было обнаружено в 1983 году во время физических пусков 1-го энергоблока Игналинской АЭС и 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС ([17], c. 54). Об этом главным конструктором были разосланы письма на АЭС и во все заинтересованные организации. На особую опасность обнаруженного эффекта обратили внимание в организации научного руководителя, и был предложен ряд мер по его устранению и нейтрализации, включая проведение детальных исследований. Но эти предложения не были осуществлены, и нет никаких сведений о том, что какие-либо исследования были проведены, как и (кроме письма ГК) о том, что эксплуатационный персонал АЭС знал о концевом эффекте.

Ошибки операторов

В процессе подготовки и проведения эксперимента эксплуатационным персоналом был допущен ряд нарушений и ошибок. Первоначально утверждалось[15], что именно эти действия и стали главной причиной аварии. Однако затем такая точка зрения была пересмотрена и выяснилось[11], что большинство из указанных действий нарушениями не являлись, либо не повлияли на развитие аварии ([11], c. 22—23). Так, длительная работа реактора на мощности ниже 700 МВт не была запрещена действовавшим на тот момент регламентом, как это утверждалось ранее, хотя и являлась ошибкой эксплуатации и фактором, способствовавшим аварии. Кроме того, это было отклонением от утверждённой программы испытаний. Точно так же включение в работу всех восьми главных циркуляционных насосов (ГЦН) не было запрещено эксплуатационной документацией. Нарушением регламента было лишь превышение расхода через ГЦН выше предельного значения, но кавитации (которая рассматривалась как одна из причин аварии) это не вызвало. Отключение системы аварийного охлаждения реактора (САОР) допускалось, при условии проведения необходимых согласований. Система была заблокирована в соответствии с утверждённой программой испытаний, и необходимое разрешение от главного инженера станции было получено. Это не повлияло на развитие аварии: к тому моменту, когда САОР могла бы сработать, активная зона уже была разрушена. Блокировка защиты реактора по сигналу остановки двух турбогенераторов не только допускалась, но, наоборот, предписывалась при разгрузке энергоблока перед его остановкой ([17], c. 90).

Таким образом, это не было нарушением регламента эксплуатации; более того, высказываются обоснованные сомнения в том, что это действие как-то влияло на возникновение аварии в тех условиях, которые сложились до него ([17], c. 78). Также признано, что «операции со значениями уставок и отключением технологических защит и блокировок не явились причиной аварии, не влияли на её масштаб. Эти действия не имели никакого отношения к аварийным защитам собственно реактора (по уровню мощности, по скорости её роста), которые персоналом не выводились из работы» ([17], c. 92). При этом нарушением регламента было только непереключение уставки защиты по уровню воды в барабане сепараторе (с −1100 на −600 мм), но не изменение уставки по давлению пара (с 55 на 50 кгс/см²).

Нарушением регламента, существенно повлиявшим на возникновение и протекание аварии, была, несомненно, работа реактора с малым оперативным запасом реактивности (ОЗР). В то же время не доказано, что, не будь этого нарушения, авария не могла бы произойти ([11], c. 17—19).

Вне зависимости от того, какие именно нарушения регламента допустил эксплуатационный персонал и как они повлияли на возникновение и развитие аварии, персонал поддерживал работу реактора в опасном режиме. Работа на малом уровне мощности с повышенным расходом теплоносителя и при малом ОЗР была ошибкой ([19], с. 121) независимо от того, как эти режимы были представлены в регламенте эксплуатации и независимо от наличия или отсутствия ошибок в конструкции реактора ([11], с. 29—31).

Роль оперативного запаса реактивности

Глубины погружения управляющих стержней (в сантиметрах) на 1:22:30 ([19], с. 130)

Оперативному запасу реактивности (ОЗР) при анализе развития аварии на ЧАЭС уделяется большое внимание. ОЗР — это положительная реактивность, которую имел бы реактор при полностью извлечённых стержнях СУЗ. В реакторе, работающем на постоянном уровне мощности, эта реактивность всегда скомпенсирована (до нуля) отрицательной реактивностью, вносимой стержнями СУЗ. Большая величина оперативного запаса реактивности означает «увеличенную» долю избыточного ядерного топлива (урана-235), расходуемого на компенсацию этой отрицательной реактивности, вместо того чтобы этот уран-235 тоже использовался для деления и производства энергии. Кроме того, увеличенное значение ОЗР несёт и определённую потенциальную опасность, поскольку означает достаточно высокое значение реактивности, которая может быть внесена в реактор из-за ошибочного извлечения стержней СУЗ.

В то же время, на реакторах РБМК низкое значение ОЗР фатальным образом влияло на безопасность реактора. Для поддержания постоянной мощности реактора (то есть нулевой реактивности) при малом ОЗР необходимо почти полностью извлечь из активной зоны управляющие стержни. Такая конфигурация (с извлечёнными стержнями) на реакторах РБМК была опасна по нескольким причинам ([17], с. 49, 94—96):

  • усиливалась пространственная неустойчивость нейтронного поля, и затруднялось обеспечение однородности энерговыделения по активной зоне;
  • увеличивался положительный паровой коэффициент реактивности;
  • существенно уменьшалась эффективность аварийной защиты, и в первые секунды после её срабатывания, из-за «концевого эффекта» стержней СУЗ, мощность могла даже увеличиваться, вместо того чтобы снижаться.

Персонал станции, по-видимому, знал только о первой из этих причин; ни об опасном увеличении парового коэффициента, ни о концевом эффекте в действовавших в то время документах ничег

dic.academic.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о