3. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

 

3.3. Аварии с выбросом радиоактивных веществ

3.3.3. Уроки аварий на АЭС

 

3.3.3.2. Катастрофа на Чернобыльской АЭС

 

Авария в Чернобыле стала классическим примером техногенной катастрофы. Причиной того, что случилось, были непредвиденные ошибки персонала электростанции, которые нарушили регламент и режим эксплуатации энергоблока и повлекли за собой ситуацию, в которой проявились недостатки в конструкции АЭС (устранены). Конструкторы не смогли предусмотреть сочетание такого большого количества нарушений правил эксплуатации со стороны тех лиц, которые непосредственно отвечали за безопасность эксплуатации станции.

Некомпетентность, безответственность людей и низкая надежность техники стали причиной этой трагедии.

Ядерным топливом на АЭС уран - 238 (двуокись урана), обогащенный ураном - 235 - 20 кг урана-235 на 1 т урана - 238. Ядерное топливо вводится в реактор в виде трубок из циркониевого сплава, в которых размещаются таблетки урана цилиндрической формы.

Название этой конструкции - твэл - теплоутворювальний элемент. Твэлы располагаются в активной зоне в виде сборников по 18 трубок. Всего 1800 сборников, размещенных в графитовой кладке с вертикальными технологическими каналами. В граффити циркулирует теплоноситель, который забирает образованное при ядерной реакции тепло. Вода нагревается до кипения, пар поступает в турбины, которые вырабатывают электроэнергию.

Весь круговорот воды осуществляют 8 циркуляционных насосов - 6 работающих и 2 резервных. Реактор расположен внутри бетонной шахты. Графитовая кладка размещена в цилиндрическом корпусе. Размер активной зоны - 7 м в высоту и диаметром 12 м. Весь аппарат опирается на бетонное основание, под которой расположен бассейн системы локализации аварии.

Цепная реакция в реакторе идет с коэффициентом эффективности 1,0 - 1,064. Чем выше этот коэффициент, тем выше температура пара и мощность реактора. Если коэффициент будет выше 1,064, режим станет неуправляемым. Регулирование скорости протекания цепной реакции осуществляется с помощью специальных стержней - поглотителей нейтронов с бористої стали. Они вводятся (выводятся) в активную зону и регулируют количество нейтронов, которые действуют в реакторе. Всего в реакторе 211 стержней - поглотителей. Они обеспечивают пуск, ручное, автоматическое регулирование мощности, плановые и аварийные остановки реактора. По своему функциональному назначению стержни делятся натри основные группы:

- автоматического регулирования,

- ручного регулирования,

- аварийной защиты.

При сигнале защиты в активную зону вводятся все стержни. Предусмотрена система аварийного охлаждения реактора.

Рассмотрим хронологию аварии. Авария произошла на 4-м блоке Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года примерно в 1 час 23 минуты.

25 апреля планировалась остановка реактора на планово-предупредительный ремонт с проведением перед остановкой некоторых экспериментов.

Картину аварии лучше проследить по часам. 13 часов 00 минут - согласно графику остановки персонал приступил к снижению мощности реактора.

14 часов 00 минут - в соответствии с программой эксперимента отключается система аварийного охлаждения реактора. Поскольку без этой системы реактор не должен эксплуатироваться, его нужно остановить, но диспетчер «Киевэнерго» не дал разрешения на глушение реактора, и он продолжал работать, что является самым грубым нарушением. При работе с пониженной мощностью в реакторе увеличивается количество ксенона - 135, который имеет свойство поглощать нейтроны - «нейтронный яд». «Нейтронный яд», длительное время влияя на ядерные процессы, практически делает их управляемыми. Реактор должен быть остановлен, пока «нейтронный яд» не распадется (период полураспада около 9 часов). Кроме того, перенос времени остановки реактора изменило условия эксперимента и его начала проводить не та смена, что готовилась.

В 23 часа 10 минут получено разрешение на остановку реактора, началось снижение мощности. Но оператор не справился с управлением и мощность быстро упала почти до нуля. Реактор должен был обязательно глушиться, но персонал начал новое повышение мощности, чего ни в коем случае делать нельзя. Нужно было обязательно остановить реактор. Об этом было известно каждому. Но операторы около двух часов пробовали повысить мощность, чтобы выполнить запланированный эксперимент. Мощность повышалась путем выведения стержней регулирования из активной зоны.

0 В 1 часов 00 минут 26 апреля удалось поднять мощность реактора и стабилизировать ее на уровне 200 М Вг (вместо 1000-700 согласно программе экспериментов). Однако эксперимент продолжался.

1-й час 30 минут - оператор вывел стержни автоматического регулирования (поглотителя нейтронов) из активной зоны с помощью ручного регулирования. Это категорически запрещено. Вследствие этого реактор оказался в неуправляемом состоянии и его мощность быстро начала увеличиваться (почти в 100 раз выше нормы). Температура пара превысила предельные границы. Ее давление начал превышать предел устойчивости конструкции реактора.

1-й час 20 секунд - начат эксперимент с турбогенератором. Был выключен еще одна защита. Реактор оказался в таком состоянии, что даже небольшое увеличение мощности вызывает чрезмерный рост объемного паровмісту.

1-й час 23 минуты 40 секунд - руководитель смены, поняв опасность, дал команду опустить стержни регулирования мощности. Стержни пошли вниз, но быстро остановились. Оператор сделал попытку опустить их действием своего веса, но было уже поздно.

В реакторе произошел тепловой взрыв, разрушив помещение и вызвав пожар и длительные выбросы ГГ в атмосферу.

Нарушениями были:

- реактор был переведен в важкокерований и поэтому запрещен инструкциями режим;

- сигнализация тревоги была отключена персоналом;

- реактор не был остановлен в критический момент, что привело к резкому увеличению скорости цепной реакции.

Причины аварии:

- грубые ошибки персонала, проводившего эксперимент, особенно по технике безопасности;

- недостаточный надзор государственных органов за эксплуатацией реактора, так и за экспериментом на нем;

- недостаточная квалификация персонала;

- недостатки конструкции реактора;

- недостаточно автоматизирована и оборудована система безопасности. Если бы сама конструкция реактора по своей природе обеспечивала торможение, а не увеличение, как в этом случае, мощности, и если бы обслуживающий персонал по уровню обучения и подготовки мог прогнозировать последствия своих действий, то взрыв не состоялся бы. Чернобыльская катастрофа на АЭС стала нашим национальным бедствием.