Авария на ЧАЭС
Наш старый друг и коллега, ныне — работник «Росатома», прислал вот такой текст. Учитывая дату, таки полагаем его очень уместным.
Четвертый энергоблок станции.
Спор ядерщиков с электриками вокруг Чернобыля не будет закрыт никогда. Есть, тем не менее, вещи несомненные. Глубинной причиной катастрофы было чисто политическое решение передать ЧАЭС из Средмаша в ведение Киевэнерго. Где сидели может и отличные электрики, но ядерные чайники, для которых реактор был всего-навсего кипятильником, из которого поворотом ручки можно подать на турбину больше пара или меньше. Сам по себе эксперимент по выбегу турбины делать было можно и даже нужно. Беда в том, что делали это кривые руки не понимавших ничего в — не побоюсь этого слова НИЧЕГО — в тонкостях ядерной физики.
Какая была практика работы персонала ЧАЭС — судить не буду, но боюсь, что слова об отношении к реактору как к кипятильнику более чем справедливы. Я просто попробую объяснить, как легко взорвать реактор перейдя бездумно на малую мощность, скажем, на четверть. Я буду без математики, так что четверть или половинка будет неважно.
Без азов ядерной физики все же не обойтись. В легких ядрах протонов и нейтронов поровну, в тяжелом уране нейтронов в полтора раза больше, чем протонов. В средних ядрах превышение нейтронов над протонами есть, но слабее. При делении ядра урана 2–3 мгновенных нейтрона скидывается, получаются два осколка с отношением масс преимущественно около 1:1.4, т.е., любимые массы около 95 и 135. В обоих осколках нейтронов больше, чем положено, а протонов меньше положенного. Осколок нестабилен: бета-распадом нейтрон превращается в протон, электрон и нейтрино. Ядро улучшается, но как правило надо его лечить несколькими бета-распадами, пока не дойдем до сравнительно стабильного ядра. Иногда на одно деление до дюжины бета-распадов. В-общем, редкая птица долетает до середины Днепра: из самых первичных осколков не выживает практически никто.
В ходе этих бета-распадов иногда из ядра вылетают нейтроны. Немного, но и немало: всего около 0.5% нейтронов, летающих внутри реактора, это запаздывающие нейтроны из этих бета-распадов осколков. Запаздывающие, так как от момента рождения осколка до его бета-распада проходит время от миллисекунд до долей секунды и до минут для разных осколков. И именно в этом успех ядерной энергетики: сделай реактор критичным по МГНОВЕННЫМ нейтронам, так его взорвет как бомбу за микросекунды — никакая механика никакие стержни за такие времена подвинуть для регулировки нейтронных потоков не может. А вот за доли секунды этими полпроцентами поуправлять можно. К тому же эти полсекунды растягиваются обратно пропорционально превышению над критичностью и получается масштаб времени вполне комфортабельный для механики.
Осколки остаются внутри топливных таблеток. Любое ядро хоть немного да поглощает нейтроны. О боре или кадмии (нужных изотопах) слышали все. После деления в цепочке бета-распадов появляются нуклиды с патологически огромным поглощением нейтронов. Самый знаменитый пример — это Ксенон-135 с сечением поглощения тепловых нейтронов в 3000 барн. В природе его не бывает, он нестабилен и за 9 часов распадется в Цезий-135. Происхождение Ксенона-135 хорошо известно. Как сказано выше, деление асимметрично, любимые массы тяжелого осколка около 135, и Теллур-135 образуется в 6.5% делений. Но за 20 секунд он бета-распадом даст йод-135, который через 7 часов распадается в Ксенон-135. Наработка Ксенона как будто введение поглощающих стержней — для сохранения мощности надо увеличить число нейтронов из деления. Элементарно, Ватсон: у нас масштабы времени в полсутки-сутки, после включения реактора потихоньку подрегулируем все контрольными стержнями. Потом наступит баланс между наработкой ксенона, его распадами и выгоранием за счет поглощения нейтронов. По мере выгорания Урана-235 и наработки плутония в топливе нейтронный режим в реакторе меняется, но медленно, так что в ноябре перед очередным ППР и перезагрузкой топлива контрольные стержни совсем не там, что в январе.
А вот теперь 25 апреля 198.... скинем мощность реактора, т.е., и поток нейтронов внутри реактора, вчетверо. Наработка теллура мгновенно упадет вчетверо, она строго отслеживает число делений. Свежего Йода-135 будет тоже вчетверо меньше. Но его осталось дофига от периода работы на полной мощности. Производство Ксенона-135 из него продолжается с той же скоростью, как и при работе реактора на полной мощности, а вот выгорание Ксенона за счет поглощения нейтронов упало вчетверо. Баланс нарушился, ксенон стал накапливаться, и реактор начнет терять мощность. А диспетчер «Киевэнерго» металлическим голосом требует по телефону мощность держать. Что делаем? Начинаем выводить контрольные стержни. Что в наших масштабах времени: 9 часов периода полураспада у Ксенона-135, ему надо вначале накопиться за счет распадов избыточного Йода, который после всех распадов придет в равновесие с четвертью Теллура, а за какое-то время и Ксенон-135 распадется и придет в равновесие с четвертью Йода. Это «какое-то время» пара суток: как тот воробушек, раз уж попал в дерьмо, то сиди и не чирикай.
А диспетчер «Киевэнерго» и программа эксперимента требуют продолжения банкета...
Я не буду моделировать, собственно, 26 апреля 1986. А просто нарисую условный сценарий на уровне домохозяек и пешеходов. Что у нас в запасе? Те 0.5% манипуляций с запаздывающими нейтронами. А если дисбаланс по ксенону-потрошителю нейтронов больше этих 0.5%? Что, если в борьбе с накапливающимся Ксеноном я выдернул ВСЕ контрольные стержни, а реактор все одно потерял мощность совсем? Сижу я в этой позе и чешу репу... а Ксенон-то, который сейчас имитирует контрольный стержень (и много стержней сразу!) продолжает распадаться, распадаться, распадаться и в какой-то момент этот имитатор контрольного стержня сам «выдернулся» из реактора — отравленный Ксеноном реактор очнулся. Пошла цепная реакция в ситуации с полностью убранными контрольными стержнями. Да, у РБМК были и свои заморочки: при играх с полностью выдвинутыми всеми или почти всеми контрольными стержнями можно попасть в нестабильный режим при вводе стержней. И запрет на число контрольных стeржней не был случайным и не надо было его нарушать.
Занавес, тушите свет.
Единственным грамотным дейcтвием операторов было не чирикать, а заглушить реактор немедленно, вдвинув все-все контрольные стержни. Пару суток реактор постоял бы, а потом спокойно перезагрузился бы. Ну может 3–4 суток... Это и было прописано в Инструкциях, составленных ядерщиками. Чего ядерщики не предусмотрели? Это положение Инструкции должно было быть подкреплено автоматикой, запрещающей любые действия кроме полной заглушки реактора. Но такого топора, отрубающего по плечи шаловливые... нет, это несправедливо, просто бестолковые... ручки смены в зале БЩУ ЧАЭС-4 не висело. Не висело и этот факт непреложен, так что сваливать все на ядерщиков легко.
Насколько мне известно, после 1986 игры с мощностью реакторов на наших АЭС запрещены. Менять ее можно, но строго по правильному алгоритму — законы ядерной физики непреложны и требуют неукоснительного уважения. Это только в Верховной Раде где-то в прошлом году какой-то умник требовал уменьшить в разы период полураспада радиоактивных отходов... Украина богата ядерными талантами.
(Копипаста с телеги https://t.me/pozivnoy_kazman, переходить не обязательно)
Мирный Атом
На фото запечатлен момент эвакуации населения г. Припять из-за Чернобыльской аварии, 1986 год.
Мир молодёжи
Сможете найти на картинке цифру среди букв?
Справились? Тогда попробуйте пройти нашу новую игру на внимательность. Приз — награда в профиль на Пикабу: https://pikabu.ru/link/-oD8sjtmAi
Чернобыльская тетрадь
"Чернобыльская тетрадь" Григорий Медведев
Взрыв на Чернобыльской АЭС произошел 26 апреля 1986 года. Книга написана через год после аварии, а впервые издана в 1989 году, ибо партия запретила даже говорить об этом до завершения официального расследования. А в прочем, ничего необычного...
Книга довольно своеобразна. Понятно что от документальной книги, книги расследования не стоит ждать какой-то литературности или художественности, я собственно и не ждал. К сухости повествования, в целом был готов. Но вот манера автора перескакиватьс места на место, забегать вперёд, кого-то цитировать и прерывать цитирование на полуслове, возвращаться назад - немного раздражала.
К слову, сам автор специалист в области атомной энергетики и провел сбор информации и расследование с позиции разбирающегося в этой научной фигни человека. Работал и на ЧАЭС в 197х, и на строительстве других АЭС, после облучения остался в атомной энергетике, но работал больше во всякого рода инспекциях. До ядерной катастрофы написал несколько рассказов про опасность "мирного атома" и необходимость просвещения масс, которые однако не были опубликованы, ибо не совпадали с политикой партии и вообще наш мирный атом самый безопасный атом в мире...
Его рассуждения на тему что думал тот или иной человек во время, до и после катастрофы довольно интересны, но не существенны. Довольно легко обвинять кого-то или рассуждать как надо было поступить, чтобы минимизировать последствия, но опять же, легко быть умным задним числом сидя в кресле за много км от эпицентра, а как бы он сам повел себя в экстремальной обстановке неизвестно, но опять же не в этом суть.
Что меня повергло в шок и вызвало состояние перманентного ах... недоумения, так это то что несколько дней после взрыва реактора умалчивались истинные масштабы тотального пи*ца, многие думали что реактор цел, банально потому что "мы делали все по инструкции, он не мог взорваться, все хорошо" и потому что ответственные лица боялись признать свою некомпетентность и вину, довольно длительное время куча народа облучалась совершая никому ненужные, а зачастую и усугубляющие, действия, просто потому что надо было что-то делать, но никто не знал что, потому что специалистов не было... Так же весело было читать о том что на управляющих должностях сидели абсолютно непонимающие в этом люди, ибо отрасль была престижной, перспективной и денежной и туда пропихивали родственников, друзей, знакомых, кого угодно кроме тех кого надо... На протяжении длительного время скрывалась информация о любых ЧП на АЭС, а их было не мало, причем настолько скрывалось, что даже сами атомщики зачастую о них не знали. Плюс звучащее изо всех углов - "атомная энергетика абсолютно безопасна и проста" - привело к тому что атомщиков сравнивали с кочегарами, а на самих станциях не соблюдалась техника безопасности и радиационный режим..."А реактор тем временем горел. Горел графит, изрыгая в небо миллионы кюри радиоактивности. Но это горел не просто реактор, прорвало давний скрытый нарыв нашей общественной жизни, нарыв самоуспокоенности и самообольщения, мздоимства и протекционизма, круговой поруки и местничества, смердил радиацией труп уходящей эпохи, эпохи лжи и гнойного расплавления истинных духовных ценностей..."
9.5 йода-131 из 10 урана-235
Цикл "Чернобыль"
Авария на Чернобыльской атомной электростанции, произошедшая в 1 час 23 минуты 47 секунд 26 апреля 1986 года, стала одной из крупнейших техногенных катастроф в истории человечества. Порядка 115 тысяч человек было выселено из зоны отчуждения. Более 600 тысяч человек приняли участие в ликвидации аварии. Загрязнено более 200 тысяч квадратных километров, из оборота были выведены 5 миллионов гектаров земель. Значительному загрязнению подверглись территории Украины, Белоруссии (по некоторым данным, загрязнению подверглось 20% площади этой страны), России. Кроме того, чернобыльская радиация была обнаружена в северной и западной Европе, а также у берегов Северной Америки. Масштабы аварии повергают в шок.
Записано множество воспоминаний, издано огромное количество книг, многие из них описывают чуть ли не поминутно последний день четвёртого энергоблока ЧАЭС. И тем не менее, далеко не все готовы изучать или систематизировать огромный объём информации о том, что же происходило в те жуткие весенние дни, а также на протяжении следующих нескольких лет.
Сегодня исполняется 35 лет с момента аварии. Поэтому мы считаем нужным и важным предложить читателям прочесть эпохальный цикл Александра Старостина про Чернобыль, который расставляет все точки над i.
Первая часть цикла про аварию на ЧАЭС. Краткая история советской атомной энергетики и устройство злосчастного реактора.
Бывшая пилотная, а теперь вторая часть цикла про аварию на ЧАЭС. Рассказывает о местности, где произошла авария.
Чернобыль ч.2. Чернобыльский край
Третья часть цикла. Во-первых, она задаёт несколько важных терминов, во-вторых, поясняет программу эксперимента, в-третьих, два слова об аварии на ЛАЭС 1975 года, которую можно считать одним из предвестников 86-го года.
Чернобыль. ч.3. Терминологическая справка
О ходе аварии и первичных мероприятиях по её ликвидации глазами очевидцев и непосредственных участников.
О ходе эвакуации Припяти и близлежащих населённых пунктов, а также о ситуации в Киеве в первые дни после катастрофы.
Работа ликвидаторов на и над АЭС в первые дни и недели ликвидации аварии.
Чернобыль ч.6.1. Горячий расплав против холодной логики
Чернобыль ч.6.2. Горячий расплав против холодной логики
В этой части - о продолжении работ в 1986 году, о дезактивации ЧАЭС и Зоны, а также строительстве Саркофага.
Чернобыль ч.7.1. Война с радиацией
Чернобыль ч.7.2. Война с радиацией
Научные работы внутри четвёртого энергоблока с 1986 по 1991 годы.
Научные работы на ЧАЭС с 1991 по 2010 год, исключая работы над Укрытием-2 и ХОЯТ-2. Кроме того, в статье представлен обзор исследований в Зоне вне ЧАЭС, касающихся флоры и фауны региона.
Чернобыль ч.9.1. Работа в условиях кардинальных изменений
Чернобыль ч.9.2. Работа в условиях кардинальных изменений
В этой статье затрагивается тяжёлая тема мучений сотрудников ЧАЭС и эвакуированных в первые недели и месяцы после аварии.
Чернобыль ч.10. Судьбы обречённых
Здесь посмотрим на быт ликвидаторов, медленную смерть ЧАЭС, а также на то, как загадило Украину, Белоруссию и РФ.
Чернобыль ч.11.1. Серые будни Чернобыльской зоны
Чернобыль ч.11.2. Серые будни Чернобыльской зоны
Тут изучим выводы самой первой комиссии, расследовавшей причины аварии на ЧАЭС и посмотрим, как судили тех, кого назначили виновными.
Чернобыль ч.12. О том, как юристы, учёные и власти отвечали на два вечных вопроса
В этой части пересматриваем результаты расследования 86 года и изучаем INSAG-7 и документы, которые легли в его основу.
Чернобыль ч.13. Тернистый путь к истине
Ну а тут - о судьбе некоторых ключевых персонажей, а также список использованной литературы.
Как и всегда, вы можете поддержать эту огромную работу рублём, за что мы будем вам благодарны.
Яндекс-Юmoney (410016237363870) или Сбер: 4274 3200 5285 2137.
При переводе делайте пометку "С Пикабу от ...", чтобы мы понимали, на что перевод. Спасибо!
Подробный список пришедших нам донатов вот тут.
А ещё вы можете подписаться, чтобы не пропустить другие интересные посты.
Атомная энергетика - это аварии и ложь
Скрытность и закрытость - до сих пор характерные черты и Росатома, и нашего государства. И нет никаких гарантий, что ситуация, подобная чернобыльской, не повториться. Собственно, она и повторяется постоянно, в разных декорациях.
Ко дню памяти о Чернобыльской трагедии Российский Социально-Экологический Союз публикует истории об экологических проблемах и действиях активистов, связанных с атомной энергетикой.
На фото - ликвидаторы аварии на Чернобыльской АЭС, На фото люди в масках и респираторах – вам это ничего не напоминает? Нам всем теперь это что-то напоминает.
И тогда опасность тоже была невидимой и неуловимой всеми органами чувств.
Ликвидаторы аварии на ЧАЭС
В 1986 году было похожее: неопределенность, паника, отсутствие информации, которой можно доверять… Помножим все это на медленность тогдашних информационных потоков - интернета нет, телефоны (домашние!) есть далеко не у всех и пр. Главный источник информации – это телевизор, газеты, и слухи.
Чувство собственной незащищенности. Очень хочется довериться кому-то мудрому, и думать, что они там заседают в штабах, и, наверное, все знают, и примут правильные решения. А мы тут, под ногами им мешаемся, волнуемся, и мало нас почему-то успокаивает приказ «не паникуйте».
И вроде бы что-то происходит, и государство рапортует, что мы мол готовы, и везде публикуется множество инструкций – и мнений экспертов, которые иногда этим инструкциям противоречат. А точная информация по картине эпидемии закрыта. Как ведется статистика, кому и какой ставят диагноз? Тест на коронавирус по своему желанию, чтобы хоть как-то успокоить психику, сдать почти невозможно. Те, кто попал в медицинский оборот – пишут разное о состоянии медучреждений и как там все организовано, редко хвалебное, и возникает ощущение, что в стране происходит какой-то бардак. А потом чиновники выступают и упрекают врачей же – неужели сложно самим сшить себе средства защиты?
Не будем писать об этом долго – наверное, каждый уже эксперт по выживанию в период пандемии и мнение свое имеет.
Но знаете, все это уже было. В 1986 году. И обидно, что ничего не меняется.
Людей не проинформировали об аварии вовремя. Припять эвакуировали на третий день – по тому что авария выпала на выходной, первое лицо государства отдыхает, а без него не решились на такой ответственный шаг. А в первый день аварии дети на велосипедах гоняли посмотреть, как горит реактор… Демонстрацию в Киеве на 1 мая не отменили, хотя на Киев как раз шло радиоактивное облако. То есть огромного количества жертв можно было избежать.
Вид на город Припять
Цитаты из воспоминаний эвакуированных:
26 апреля в Киеве не было никакой информации, потом информация стала появляться, но только у большого начальства, партийной номенклатуры. Те, кто слушал "голоса", тоже узнали о катастрофе, но не могли поверить из-за полного официального молчания.
5 мая начинается паника. Билеты не взять ни на какое направление. Партработникам запрещают вывозить детей. "Или вывозите детей – или партбилет на стол". Надо подавать пример простым смертным…
Свою дозу облучения узнать было невозможно (как сейчас трудно узнать свой иммунный статус). И даже не потому, что «бардак». Это были инструкции, знаете?
Слайд из презентации А.В.Яблокова к 20-й годовщине Чернобыльской аварии
И поэтому мы не знаем, сколько точно было ликвидаторов - потому что не всех записали. Академик Яблоков посчитал, что в Украине, России и Беларуси в 1986-1989 гг. было около 830 000 ликвидаторов. Но точной цифры нет и не может быть. И часть людей, которые участвовали в ликвидации аварии, не могли никак это потом доказать, не могли получить льгот, а пострадавшие - получить компенсаций. Кстати, тоже самое получилось и после Кыштымской аварии.
Но неужели печальный опыт аварии на Чернобыльской атомной электростанции не оставил никаких опасений перед использованием атома? Неужели и спустя много лет власть не осознала мучительных последствий молчания и информационной закрытости?
Мы хотим вам напомнить еще две недавние истории, связанные с авариями с выбросами радиации. В одном случае атом военный в другом - мирный, но картина и там и там получается похожей.
Неопознанный выброс рутения, 2017 год.
То, что в закрытости Росатома ничего не изменилось, показал рутениевый скандал 2017 года.
Тогда МАГАТЭ обнаружило в атмосфере ряда европейских стран повышенную концентрацию техногенного радионуклида рутения-106. События осени 17-го года назвали рутениевым скандалом. Почему?
Карта, показывающая расположение источника рутения-106. Французский Институт радиационной защиты (IRSN)
Немецкое ведомство по радиационной защите сделало вывод, что с высокой вероятностью источник выброса находится на Южном Урале рядом с предприятием «Маяк». Эту позицию разделяет и экспертка Надежда Кутепова. Однако «Росатом» отрицал и отрицает, что выброс рутения может быть как-то связан с аварией на предприятии «Маяк», даже не смотря на то, что Росгидромет опубликовал данные, что наибольшие концентрации рутения-106 в конце сентября 2017 г. были обнаружены на Южном Урале, как раз, вблизи «Маяка».
Рутений-106 в нормальных условиях отсутствует в окружающей среде. Даже небольшие его концентрации в атмосфере свидетельствуют об аварийном выбросе. Сами по себе концентрации рутения не представляли большой опасности для здоровья людей. Но на этом примере мы видим, что до сих пор, даже при небольшой аварии, российские атомщики склонны скрывать и отрицать ее, а не принимать меры для защиты населения.
Авария в Нёноксе, 2019
8 августа 2019 года на морском полигоне в селе Нёнокса Архангельской области произошел взрыв во время испытания жидкостной реактивной двигательной установки.
В Северодвинске, 30 км от места взрыва, было зафиксировано повышение радиационного фона до 2 мкЗв/ч, о чем сообщила администрация города, но позже удалила сообщение и Минобороны как ни в чем не бывало заявляло, что фон в норме.
Но новости разлетелись быстро, жители Архангельской области в панике скупили весь йод в аптеках и не знали что же им делать. Два дня государственные структуры молчали, а 10 августа Росатом выпустил пресс-релиз с рассказом о том, что в Архангельской области на испытательном полигоне трое сотрудников госкорпорации получили травмы, пятеро погибли.
Активисты Экологического Движения “42” рассылали письма во множество инстанций с требованиями разъяснить случившееся и признать наличие радиационного загрязнения после взрыва. Только спустя 4 месяца им удалось получить все ответы, проанализировав которые стало ясно лишь одно: госструктуры не видят своей вины в случившемся и считают замалчивание инцидента нормой.
В результате взрыва радиоактивное облако из Северодвинска переместилось дальше на север и мурманские сети мониторинга радиационной обстановки зафиксировали как минимум три точки роста уровня радиации. При это отмечается, что уровень радиации оставался в пределах естественного радиационного фона.
Погибло 8 человек и 6 были ранены. Врачи, обслуживающие военнослужащих, не были уведомлены о риске радиационного облучения. По данным «Новой газеты», троих пациентов доставили в Архангельскую областную больницу 8 августа. Ввиду отсутствия информации, людей сначала обследовали в приемном покое. Позднее пришлось проводить дезактивацию всего приемного покоя, так как вместе с этими пострадавшими в больницу попал цезий-137, его доза составляла 22 тыс. микрочастиц на 1 кв. см, но выявлено это было только через час после приезда пострадавших.
«За это время они успели обследоваться, побывать на компьютерной томографии, были перевезены в операционный блок, были задействованы три операционных, впоследствии, когда прибыли дозиметристы и было выявлено, что они носители бета-излучения, их перевели обратно в приемный покой. Там уже силами врачей, санитарок и медсестер проводилась дезактивация мыльными растворами. Для защиты у них были только обычные повязки»,
— рассказывает собеседник «Новой газеты». По его словам, в мероприятии участвовало 57 человек, притом что обычная смена — 15–20 человек, то есть большинство людей либо добровольно, либо по требованию руководства остались работать сверхурочно.
Село Ненокса, Архангельская обл.
На фоне взрыва в Неноксе в очередной раз усилилось недоверие к государственным структурам со стороны общественности. У жителей Архангельской области появилось много вопросов к Правительству, самый главный: “Мы в безопасности?”
Наша online-кампания не просто призывает вновь вспомнить обо всех российских проблемах, связанных с использованием атомной энергетики. Мы демонстрируем вам очевидную параллель между событиями 1986 года и сегодняшним днём. К сожалению, из-за необдуманных действий атомных корпораций радиационная катастрофа может повториться - локально, как в Красноярске, Озерске или Кургане, или глобально.
Граффити в Припяти
Мы не должны забывать о Чернобыльской катастрофе и о других авариях. Мы также напоминаем, что Чернобыль продолжается, пока не закрыт последний реактор. АЭС даже в “безопасном” режиме порождают создавать огромное число проблем для природы и людей. Об этих проблемах, пострадавших людях, храбрых и непримиримых активистах мы рассказывали всю предшествующую неделю. В конце каждой истории мы рассказали, как можно помочь активистам, им нужна ваша поддержка!
В условиях пандемии и самоизоляции можно активно выражать своё отношение к ядерной несправедливости через публичные высказывания, проявление солидарности и поддержки. Мы призываем вас сделать это в форме флэшмоба.
Смените аватар (фото профиля) на картинку нашей кампании и напишите “Почему я против атомной энергетики”. Также можно сфотографироваться с плакатом или записать видео об этом. Разместите информацию в социальных сетях, используя хэштеги #Чернобыль34 #БудущееБезАЭС #МирБезАЭС
Что почитать:
- Фильмы, информационные материалы и арт о Чернобыле
- Алексей Яблоков. Миф о незначительности последствий Чернобыльской катастрофы
- Пособие для учителей средних школ «Чернобыльские уроки»
- Светлана Алексиевич. Чернобыльская молитва (хроника будущего)
Если вы профи в своем деле — покажите!
Такую задачу поставил Little.Bit пикабушникам. И на его призыв откликнулись PILOTMISHA, MorGott и Lei Radna. Поэтому теперь вы знаете, как сделать игру, скрафтить косплей, написать историю и посадить самолет. А если еще не знаете, то смотрите и учитесь.
Чернобыль ч.1. РБМК-1000
Авария на Чернобыльской атомной электростанции, произошедшая в 1 час 23 минуты 47 секунд 26 апреля 1986 года, стала одной из крупнейших техногенных катастроф в истории человечества. Порядка 115 тысяч человек было выселено из зоны отчуждения. Более 600 тысяч человек приняли участие в ликвидации аварии. Загрязнено более 200 тысяч квадратных километров, из оборота были выведены 5 миллионов гектаров земель. Значительному загрязнению подверглись территории Украины, Белоруссии (по некоторым данным, загрязнению подверглось 20% площади этой страны), России. Кроме того, чернобыльская радиация была обнаружена в северной и западной Европе, а также у берегов Северной Америки. Масштабы аварии повергают в шок.
Записано множество воспоминаний, издано огромное количество книг, многие из них описывают чуть ли не поминутно последний день четвёртого энергоблока ЧАЭС. И тем не менее далеко не все готовы изучать или систематизировать огромный объём информации о том, что же происходило в те жуткие весенние дни, а также на протяжении следующих нескольких лет. Прошло уже много лет с момента аварии, а потому мне кажется, что стоит собрать всю имеющуюся информацию в едином цикле, дабы позволить читателю ознакомиться с хронологией тех уже почти забытых событий, а также с их контекстом.
Кратко о цепной атомной реакции
И ядерное оружие, и атомная энергетика базируются на цепной ядерной реакции деления. Бывает ещё ядерная реакция синтеза, но о ней в другой раз.
Итак, в силу своих свойств ряд тяжёлых элементов стремится к радиоактивному распаду, то есть изменению состава или внутреннего строения атомного ядра. Для выработки энергии необходимо, чтобы при распаде производилось больше энергии, чем раньше. При распаде ядро испускает некоторое количество нейтронов, которые при этом получают кинетическую энергию и летят в разные стороны. При этом нейтроны могут выделяться как сразу после начала деления (мгновенные нейтроны), так и с задержкой от нескольких миллисекунд до нескольких секунд (запаздывающие нейтроны). Как только они сталкиваются с другим ядром, происходит инициация реакции деления, и ядро испускает нейтроны.
Примерно так это и работает, да
Важно, чтобы эффективный коэффициент размножения нейтронов (проще говоря, количество нейтронов, вызывающих новую реакцию деления, отделяющихся за один акт деления ядра) был больше или равен единице, иначе наша реакция затухнет. Несмотря на малую долю в общем количестве выделяемых нейтронов (менее 1%), запаздывающие нейтроны позволяют существенно продлить время жизни нейтронов одного поколения, позволяя управлять цепной реакцией. Состояние, при котором коэффициент равен единице, называется критическим. Соответственно, если значение коэффициента <1, то состояние подкритичное, а если значение коэффициента >1, то состояние надкритичное. В надкритичном состоянии мощность реакции возрастает экспоненциально, то есть скорость роста мощности тем выше, чем выше мощность. Для ядерного оружия это хорошо, а вот для ядерного реактора – не очень, его рост мощности нужно регулировать, не давая достигнуть слишком высоких значений мощности. Ясное дело, что работы по постановке ядерной реакции под контроль были почти столь же приоритетны, как и работы по достижению максимально быстрого роста мощности и достижению максимума мощности.
Краткая история мирного атома в СССР
Первая в мире атомная электростанция была пущена в 1954 году в городе Обнинске Калужской области. Она успешно и безаварийно проработала вплоть до 29 апреля 2002 года, то есть 48 лет (на 30 лет больше запланированного). Реактор вобрал в себя все имевшиеся на тот момент наработки в области создания и использования реакторов двойного назначения. Например, на заводе Маяк реактор не только производил оружейный плутоний, но также электроэнергию и тепло для близлежащих городов. АМ-1 (Атом Мирный – именно такой индекс получил реактор на станции) представлял собой уран-графитовый реактор с водой в качестве охладителя и теплоносителя. Электрическая мощность реактора составляла 5 МВт
Частично открытый АМ-1 и реакторный зал. Фото Варламова из 2009 года
Изначально предполагалось построить несколько различных типов экспериментальных реакторов, которые должны были в будущем развиться в реакторы для различных нужд, в том числе для подводных лодок, кораблей и судов. Конкретно АМ-1 для этих целей не подошёл - слишком уж громоздкий из-за схемы расположения тепловыделяющих элементов в графитовой кладке.
Спустя 10 лет в работу были пущены реакторы типа АМБ (Атом Мирный Большой) в составе Белоярской АЭС. Это уже были реакторы электрической мощностью 100 МВт. В целом реакторы показали себя не очень надёжными, на всём протяжении их эксплуатации неоднократно происходили различные аварии, причём нередко – достаточно серьёзные. Например, в течение первых десяти лет эксплуатации не один раз происходило разрушение тепловыделяющих сборок на первом энергоблоке. Тем не менее, первый и второй блок доработали до полной выработки ресурса, после чего были выведены из эксплуатации. На данный момент ведётся разборка этих реакторов. Сейчас на Белоярской АЭС эксплуатируются два реактора на быстрых нейтронах.
БАЭС
Одновременно с запуском в эксплуатацию БАЭС началось проектирование нового мощного реактора канального типа. Работы велись в Научно-исследовательском и Конструкторском Институте ЭнергоТехники (НИКИЭТ) под руководством академика Николая Антоновича Доллежаля. Научной частью заведовал Институт Атомной Энергии (ИАЭ) им. Курчатова (директор – академик Анатолий Петрович Александров). Вообще, работа в области атомной энергетики в частности и атомной промышленности велась и управлялась ведущими советскими учёными. Тот же Александров в 1975 году стал президентом Академии наук СССР.
Доллежаль
Александров
Анатомия гиганта
Что же представлял из себя новый реактор, получивший поначалу обозначение Э-7? Театр начинается с вешалки, а реактор – с тепловыделяющего элемента (ТВЭЛ). ТВЭЛ – это трубка из циркониевого сплава, толщина которой 0.9 мм, а диаметр – 13.6 мм. Оставшиеся 11.5 мм занимают спрессованные таблетки диоксида урана UO2. Изначально степень обогащения урана-235 составляла 2%, однако по мере модернизации реакторов её увеличивали. 18 таких ТВЭЛов объединены в тепловыделяющую сборку (ТВС). Внутри неё помимо самих ТВЭЛов находится несущий стержень из оксида ниобия NbO2, крепёжные детали из циркониевого сплава, а также каналы для теплоносителя, то есть воды. Высота одной сборки – 3.5 метра. Последовательное соединение двух ТВС называется тепловыделяющей кассетой (ТВК), её высота – 7 метров. Высота ТВК соответствует высоте всей активной зоны.
ТВС РБМК-1000: 1 — подвеска; 2 — переходник; 3 — хвостовик; 4 — твэл; 5 — несущий стержень; 6 — втулка; 7 — наконечник; 8 — гайка
Сама активная зона представляет из себя графитовую кладку, состоящую из графитовых колонн. Каждая колонна собрана из прямоугольных блоков, длина и ширина которых составляет по 250 мм, а высота может составлять 200, 300, 500 или 600 мм. Всего колонн 2488, в каждой просверлен канал диаметром 114 мм. В этом канале может размещаться одна из 1693 топливных кассет либо один из 179 стержней Системы управления и защиты реактора (СУЗ). Остальные колонны являются боковыми отражателями нейтронов, защищающими окружающую среду от этих самых нейтронов. Размеры кладки: эквивалентный диаметр – 13.8 метра, из которых на активную зону приходится 11.8 метра, а толщина отражателя – 1 метр; высота кладки – 8 метров, из которых 7 – активная зона, а ещё по полметра сверху и снизу – отражатель. Благодаря такой схеме реактор и получил наименование РБМК – Реактор Большой Мощности Канальный.
1 - плитный настил (тяжелый бетон, 4 т/м3);
2 - засыпка серпентинита (1,7 т/м3);
3 - обычный бетон (2,2 т/м3);
4 - песок (1,3 т/м3);
5 - бак водяной защиты;
6 - стальные защитные блоки;
7 - графитовая кладка.
Всё это добро уютно расположилось в шахте размерами 21.6х21.6х25.5 метров. В самом низу шахты находится бетонное основание. На нём покоится крестообразная металлоконструкция (схема С), соединяющая бетонное основание с нижней плитой реактора (схемой ОР). Толщина этой плиты – 2 метра, диаметр – 14.5 метров. Она состоит из цилиндрической обечайки, заполненной серпентинитом и проходками для топливных каналов и каналов управления, а также двух листов, в которые вварены герметично эти каналы.
Сверху расположена аналогичная по конструкции плита (схема Е), только её размеры иные – толщина 3 метра, диаметр – 17.5 метров. Она установлена на кольцевом баке с водой (схема Л), исполняющем роль боковой биологической защиты. Внешний диаметр бака – 19 метров, а внутренний на высоте 11 метров – 16.6 метров. Бак от бетона боковых стен отделяет засыпка песка. Между внутренней стенкой и активной зоной находится герметичный кожух реактора, имеющий также обозначение «схема КЖ» (металлопрокат, толщина – 16 мм), соединяющий верхнюю и нижнюю плиты. Между кожухом и внутренней стенкой бака присутствует полость, заполненная азотом под давлением более высоким, чем давление азотно-гелиевой смеси внутри кожуха. Таким образом, исключается утечка газа из полости реактора. Азотно-гелиевая смесь предотвращает выгорание гелия.
На полу реакторного зала лежит плитный настил, который вместе с дополнительной биологической защитой (схема Г) обеспечивает высокий общий уровень биологической защиты. По этому настилу можно ходить во время работы реактора, он же обеспечивает перегрузку (то есть замену топлива) реактора. Такая конструкция реактора позволяет перегружать тепловыделяющие кассеты без остановки реактора с помощью разгрузочно-загрузочной машины.
Плитный настил, кажется на ЛАЭС. Мерные люди на фоне
Итак, как же работает реактор РБМК? С помощью главных циркуляционных насосов (ГЦН) вода через трубопроводы подаётся непосредственно в ТВК. В них за счёт повышенного давления (7 МПа или 70 атмосфер) температура кипения воды повышается до 284 градусов по Цельсию. Проходя через них, она нагревается и частично испаряется. Сверху (вода подаётся в активную зону снизу) находятся трубопроводы, подводящие образовавшуюся пароводяную смесь к барабан-сепараторам. Их задача – отделить пар, содержание которого в смеси в среднем 14.5% от воды. Пар идёт на турбины, а вода снова подаётся в реактор. Таким образом, реактор РБМК является одноконтурным по теплоносителю.
Однако на деле не всё так однозначно, так как на самом деле структура единственного контура РБМК напоминает восьмёрку. Дело в том, что в верхней части этой восьмёрки (нижняя часть — это контур многократной принудительной циркуляции (КМПЦ), его я только что и описал) есть ещё ряд систем. Этот ряд включает в себя турбину, генератор, конденсатор, насос и барабан-сепаратор. Пришедшая из реактора в барабан-сепаратор пароводяная смесь разделяется на воду и пар. Пар температурой 284 градуса под давлением в 7 МПа приходит на турбину и вращает её, преобразуя тепловую энергию в кинетическую. Эту энергию турбина передаёт на генератор, вырабатывающий электроэнергию. Из турбины сильно охладившийся пар (до 30 градусов при давлении в 0.004 МПа или 0.04 атмосферы) попадает в конденсатор. Там пар передаёт свою тепловую энергию воде, забираемой из пруда-охладителя станции. На выходе из конденсатора мы получаем воду, с параметрами близким к параметрам пара, которая является "холодным" теплоносителем для второго теплового контура. Эта вода, пройдя через несколько вспомогательных устройств, становится питательной водой и с помощью питательного насоса подается в барабан-сепаратор. Там она смешивается с водой из пароводяной смеси, пришедшей из активной зоны, после чего уходит в реактор. Так замыкается восьмёрка.
Разрез блока с РБМК. Надеюсь, читабельная.
А это схема работы РБМК
Общая тепловая мощность реактора РБМК-1000 – 3200 МВт, из которых только 1000 МВт – электрическая мощность, остальное тратится на обогрев атмосферы и пруда-охладителя. На случай, если нужно уменьшить мощность, заглушить реактор или же что-то пойдёт не так, предусмотрен целый ряд систем защиты, ведущую роль в котором играют Стержни Управления и Защиты (СУЗ), запомните их, они нам вспомнятся ещё не раз. В первых реакторах стержней было 179, позже их стало 211. По своему назначению они делятся на стержни аварийной защиты (24 штуки), стержни автоматического регулирования (12), стержни локального автоматического регулирования (12), стержни ручного регулирования (131) и 32 укороченных стержня-поглотителя (УСП), предназначенные для локального регулирования мощности (появились после аварии на ЛАЭС в 1975 году). При необходимости, стержни вводятся в активную зону или выводятся из неё, тем самым уменьшая или увеличивая мощность соответственно. Введение всех стержней глушит реактор. Все стержни за исключением УСП, вводятся в реактор сверху.
Что из себя по конструкции представлял стержень-поглотитель реактора РБМК? При полностью выведенном из реактора стержне в активной зоне оставался графитовый вытеснитель длиной 4.5 м, а также по 1.25 м воды сверху и снизу. При подаче сигнала на введение в активную зону вытеснитель вытесняет воду снизу и выходит из зоны, а его место занимает соединённый с ним «телескопом» стержень-поглотитель из бора. Его задача – поглотить нейтроны, инициирующие цепную ядерную реакцию.
Отличий в конструкции РБМК от конструкции другого широко распространённого в России реактора типа ВВЭР много, но ключевых два. Во-первых, из-за циклопических размеров РБМК невозможно «запаковать» в герметичный корпус, который бы защитил окружающую среду в случае взрыва реактора. Во-вторых, в реакторе типа ВВЭР два герметичных контура теплоносителя, которые изолированы друг от друга. Первый – вода под высоким давлением, идущая непосредственно в активную зону. Там она нагревается и идёт в теплообменник, передавая свою тепловую энергию воде второго контура, которая в виде пара уже вращает турбину.
В принципе, реактор ВВЭР безопаснее, чем РБМК, однако РБМК давал весьма заметные экономические выгоды. Во-первых, в нём можно использовать менее обогащённое топливо (на ранних этапах считалось, что канальный реактор спокойно может работать на топливе со степенью обогащения 2%, в то время как корпусный требовал степени обогащения 4-5%). Более того, РБМК может работать на отработанном топливе реактора ВВЭР. При этом выгорание топлива в РБМК более равномерное, то есть реактор расходует его более экономно. Во-вторых, как уже говорилось, в РБМК можно менять топливные кассеты без остановки реактора, в то время как для перегрузки топлива реактор типа ВВЭР подвергается разгерметизации корпуса, что сопряжено с большим объёмом работы. В-третьих, при всех своих огромных размерах РБМК проще в строительстве, так как не требует трудоёмкого создания герметичного корпуса, что облегчает как производство, так и установку реактора на месте.
РБМК распространяется
Строительство первой атомной станции, оснащённой реактором РБМК-1000 (то есть Реактор Большой Мощности Канальный электрической мощностью 1000 МВт) началось в 1967 году в 4 км от посёлка Сосновый бор, что в 70 км от исторического центра Санкт-Петербурга. В 1974 году в эксплуатацию ввели первый энергоблок, спустя два года – второй. Здесь нужно отметить, что реально реактор подключают к сети раньше, чем официально вводят в эксплуатацию.
ЛАЭС сейчас
И первая очередь ЛАЭС «порадовала» своих создателей ещё до этой даты – зимой 1974 года, с разницей в месяц, произошло два серьёзных инцидента – взрыв водорода в газгольдере, где выдерживались газообразные радиоактивные отходы, а также разрыв промежуточного контура с утечкой высокоактивной воды. В результате погибли три человека. Однако это были лишь первые звоночки, а первый гром грянул 30 ноября 1975 года. Подробнее об этой аварии мы поговорим позже, а пока скажем лишь, что результатом аварии стало разрушение одного топливного канала, а общее загрязнение составило примерно 1.5 млн Кюри, что, мягко говоря, немало.
После этого реакторы РБМК были дооснащены дополнительными поглощающими стержнями (добавилось 32 укороченных стрежня), целым рядом систем, направленных на повышение безопасности реактора (например, системой аварийного охлаждения реактора (САОР), системой локальной автоматической защиты (ЛАЗ) и системой локального автоматического регулирования мощности реактора (ЛАР)), повысили степень обогащения урана до 2.4%, а также были внесены множественные уточнения в инструкции персонала и проекты будущих энергоблоков.
От аварии, аналогичной по масштабам чернобыльской, ЛАЭС спасли умелые действия персонала. Сама станция находилась в ведении министерства среднего машиностроения, которое в СССР занималось атомным оружием, атомной промышленностью и атомной энергетикой. Однако все последующие станции строились для нужд министерства энергетики и электрификации. Там всё было куда хуже и с персоналом, и с заводами. Вспоминает Анатолий Дятлов:
Ленинградская АЭС, подведомственная Министерству среднего машиностроения, проектировалась его организациями, под его заводы, оснащенные современным оборудованием. Курская и Чернобыльская станции принадлежали Министерству энергетики и электрификации. В правительственном Постановлении было указано, что нестандартное оборудование для четырех блоков первых очередей этих станций будет изготовлено теми же заводами, что и для Ленинградской. Но для Минсредмаша правительственное Постановление не указ даже и в то время, когда еще немного слушались правительства. Говорят, у вас есть свои заводы, вот и делайте, чертежи дадим. Был я на некоторых заводах вспомогательного оборудования Минэнерго — оснащение на уровне плохоньких мастерских. Поручать им изготовление оборудования для реакторного цеха все равно, что плотника заставлять делать работу столяра. Так и мучились с изготовлением на каждый блок. Что-то удавалось сделать, чего-то так и не было. Характерно, вот уж поистине застой, Минэнерго за несколько лет так ни одного своего завода и не модернизировало, чтобы был способен изготавливать не столь уж сложное оборудование.
Между тем, продолжалось строительство энергоблоков с реакторами РБМК-1000 первого поколения. К ним также относились 1 и 2 блоки Курской (начало строительства – 1972 и 1973 года, ввод в эксплуатацию – 1977 и 1979 года соответственно) и Чернобыльской АЭС (начало строительства – 1970 и 1973, ввод в эксплуатацию – 1978 и 1979 года соответственно). А дальше началось проектирование и строительство энергоблоков с реакторами РБМК второго поколения.
В чём отличия от поколений 1 и 1+? Во-первых, увеличенный барабан-сепаратор. Во-вторых, трёхканальная САОР, которая теперь снабжала аварийный реактор водой не только из гидробаллонов, но и через питательные насосы. В-третьих, теперь для локализации радиоактивных веществ, выброс которых нельзя было допустить в атмосферу в случае аварии, были предусмотрены двухэтажные бассейны-локализаторы, которые должны были эти радиоактивные вещества аккумулировать. Ну и наконец, теперь реакторные отделения строились дубль-блоком, иными словами, они составляли одно здание, хотя блоки и были разделены. Ранее каждый реактор строился в своём здании.
Панорама Курской АЭС, вид со стороны машзала. Видны и два первых блока (ближние, с кучей труб), и третий с четвёртым, размещённые в дубль-блоке (дальние, с большой трубой как на ЧАЭС)
К реакторам нового типа с повышенным уровнем безопасности относились энергоблоки 3 и 4 Курской АЭС (начало строительства – 1978 и 1981 года, ввод в эксплуатацию – 1984 и 1986 соответственно), 3 и 4 Чернобыльской АЭС (начало строительства – 1972 и 1971 года, ввод в эксплуатацию – 1982 и 1984 соответственно), 1 и 2 Смоленской АЭС (начало строительства – 1975 и 1976 года, ввод в эксплуатацию – 1983 и 1985 соответственно). Кроме того, сюда же относят и 3 и 4 энергоблоки Ленинградской АЭС (начало строительства – 1973 и 1975 года, ввод в эксплуатацию – 1980 и 1981 соответственно), но они были промежуточными, отличаясь устройством ряда систем как от более ранних, так и более поздних энергоблоков.
Игналинская АЭС
Отдельно следует упомянуть об Игналинской АЭС. Её оснастили модифицированной версией реактора – РБМК-1500. Как можно догадаться из индекса, электрическая мощность данного реактора составляла 1500 МВт. Достигалось увеличение путём интенсификации теплообмена в ТВК при сохранении размеров реактора. Однако реальная мощность составляла 1300 МВт, так как на номинале и повышенной мощности происходило неравномерное выгорание топлива и растрескивание оболочек ТВЭлов. До аварии на ЧАЭС в 1986 году успели сдать в эксплуатацию один блок (начало строительства – 1975, ввод в эксплуатацию – 1984 год). Ещё один блок должны были пустить в 1986 году, однако из-за аварии на ЧАЭС пуск и ввод в эксплуатацию перенесли на год (начало строительства – 1978, ввод в эксплуатацию – 1987 год). Также после аварии заработал третий блок Смоленской АЭС с реактором РБМК-1000 (начало строительства – 1984, ввод в эксплуатацию – 1990 год). Все остальные достраивавшиеся блоки (КАЭС-5 (строительство остановлено в 2012 на степени готовности 85%), ЧАЭС-5 и 6 (строительство остановлено в 1986 году), САЭС-4 (строительство остановлено в 1993 году), ИАЭС-3 (строительство остановлено в 1988 году)) были законсервированы.
В дальнейшем планировалось ещё увеличить мощность реактора за счёт увеличения диаметра топливных каналов и других ухищрений с топливными кассетами (РБМК-2000 и РБМК-3600), использования перегретого пара (проекты РБМКП-2400 и РБМКП-4800). Кроме того, существовал более поздний проект МКЭР, который предполагалось оснащать двойной защитной оболочкой, четырёхконтурной системой принудительной циркуляции воды против двухконтурной у РБМК, а также рядом новшеств, направленных на снижение расхода топлива и повышение КПД. Тем не менее, ни один из этих проектов дальнейшего развития не получил.
Подводя итог. Реактор большой мощности канальный электрической мощностью 1000 МВт (или РБМК-1000) представляет из себя циклопическое сооружение, которое массово распространилось по АЭС Советского союза и на протяжении многих лет являлось флагманом отечественной атомной индустрии. При этом большинство энергоблоков с этим реактором до сих эксплуатируются, хоть и с условием постоянной модернизации для повышения безопасности. О недостатках машины (в том числе и критических) мы поговорим в одной из следующих частей цикла (причём ближе к концу). А в следующей части — о ЧАЭС, Припяти и Чернобыльском крае.
Источник: https://vk.com/wall-162479647_42266
Автор: Александр Старостин. Альбом автора: https://vk.com/album-162479647_257670646
Личный хештег автора в ВК - #Старостин@catx2, а это Оглавление Cat_Cat (31.12.2019)