Опасности на радиационно-опасных объектах

Первая очередь ЧАЭС в составе  двух энергоблоков с реакторами РБМК-1000 была построена в период 1970-1977 годов, а к концу 1983 года на этой же площадке было завершено строительство энергоблоков второй очереди и начато строительство двух энергоблоков третьей очереди. Для обеспечения охлаждения конденсаторов турбин и теплообменников первых четырех энергоблоков в долине реки Припяти был сооружен наливной пруд-охладитель площадью 22 кв. км.

Энергетическая мощность одного реактора РБМК-1000 – 1000 МВт. Источником энергии в ядерном реакторе служит цепная реакция деления ядер урана-235. Активная зона реактора – место, где протекает реакция. В ней находится ядерное топливо (уран) и графит, являющийся замедлителем нейтронов. Общая масса урана в реакторе – 190 т. Выделяющееся тепло отводится теплоносителем, непрерывно циркулирующим через активную зону. В РБМК теплоносителем является вода. Для обеспечения цепной реакции деления в цилиндрической активной зоне размещается графитовый замедлитель. Общая масса графита – 1700 т. Активная зона реактора имеет высоту 7 м и диаметр 11,8 м. Сам реактор размещен в бетонной шахте с размерами 21,6*21,6*25,5 м.

При работе реактора возникает мощное ионизирующее излучение, в большом  количестве образуются радиоактивные вещества. Подавляющая часть продуктов деления бета- и гамма-активны. Их периоды полураспада находятся в очень широких пределах: от долей секунды до тысяч лет.

Для обеспечения безопасной эксплуатации, включая аварийную остановку, реактор оборудован системой управления и защиты. Помимо системы аварийной защиты в состав энергоблока входит еще ряд систем безопасности, в частности, система аварийного охлаждения реактора.

Авария на четвертом блоке ЧАЭС 26 апреля 1986 года произошла не во время нормального функционирования реактора. Это случилось во время эксперимента по изучению резервов безопасности реактора в различных ситуациях. Эксперимент намечалось проводить при пониженной мощности реактора. Эксперимент совпал с плановым гашением реактора.

Обычно реакторы не только вырабатывают электроэнергию, но и потребляют ее для работы насосов системы охлаждения. Эта энергия берется из обычной электросети. Если же нормальное электроснабжение нарушается, то возможно переключение части вырабатываемой атомным реактором электроэнергии на нужды системы охлаждения реактора. Однако если действующий реактор не вырабатывает электроэнергию, такое происходит в процессе гашения реактора, то необходим внешний автономный источник питания – генератор. На запуск генератора требуется некоторое время, поэтому он не может обеспечить реактор необходимой электроэнергией сразу.

Во время эксперимента на четвертом  блоке ЧАЭС намеревались показать, что мощности электрического тока, вырабатываемого вращающимися по инерции  турбинами после гашения реактора, достаточно для питания насосов охлаждения до включения дизельных генераторов. Ожидалось, что насосы обеспечат циркуляцию охладителя, достаточную для обеспечения безопасности реактора.

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

8 из 140 тонн ядерного топлива,  содержащих плутоний и другие, чрезвычайно радиоактивные материалы (продукты деления), а также осколки графитового замедлителя, тоже радиоактивные, были выброшены взрывом в атмосферу. Кроме того, пары радиоактивных изотопов йода и цезия были выброшены не только во время взрыва, но и распространились во время пожара. В результате аварии была полностью разрушена активная зона реактора, повреждено реакторное отделение, деаэраторная этажерка, машинный зал и ряд других сооружений. Были уничтожены барьеры и системы безопасности, защищающие окружающую среду от радионуклидов, содержащихся в облученном топливе, и произошел выброс активности из реактора. Этот выброс на уровне миллионов кюри в сутки, продолжался в течение 10 дней с 26.04.1986г. по 06.05.1986г., после чего упал в тысячи раз и в дальнейшем постепенно уменьшался. По характеру протекания процессов разрушения 4-го блока и по масштабам последствий указанная авария имела категорию запроектной и относилась к 7-ому уровню (тяжелые аварии) по международной шкале ядерных событий INES.

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

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

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

В ноябре 1986г. «Укрытие» было сооружено, а УС-605 – расформировано. Сооружение «Укрытия» было осуществлено за рекордно короткий срок. При его строительстве использовалась современная техника, было уложено около 300 тыс. куб. м бетона, выполнен монтаж свыше 6 тыс. с металлических конструкций. Высота созданного на ЧАЭС «Укрытия» - более 60 м. Однако выигрыш во времени и стоимости строительства повлек за собой и ряд существенных трудностей. Это – отсутствие сколько-нибудь полной информации о прочности старых конструкций, на которые опирались новые, необходимость применять дистанционные методы бетонирования, невозможность в ряде случаев использовать сварку и т.д. Все трудности возникают из-за огромных радиационных полей вблизи разрушенного блока. Под слоем бетона остались сотни тонн ядерного топлива. Сейчас никому неизвестно, что происходит с ним. Есть предположения, что там может возникнуть цепная реакция, тогда возможен тепловой взрыв. На исследования происходящих процессов как всегда нет денег. Кроме того, до сих пор часть сведений утаивается.

Уже сегодня свыше 60% лиц, которые  были в то время детьми и подростками  и проживали на загрязненной территории, составляют группу риска заболеть раком  щитовидной железы. Действие комплексных  факторов, характерных для Чернобыльской  катастрофы, привело к росту заболеваемости детей, особенно болезнями крови, нервной системы, органов пищеварения и дыхательных путей. Пристального внимания требуют сейчас лица, принимавшие непосредственное участие в ликвидации аварии. Сегодня их насчитывается свыше 432 тыс. человек. За годы наблюдения общая их заболеваемость возросла до 1400%. Утешаться остается лишь тем, что результаты воздействия аварии на население страны могли бы быть намного хуже, если бы не активная работа ученых и специалистов. За последние годы разработано около ста методических, нормативных и инструктивных документов. Но на их реализацию не хватает средств. Впрочем, нашлось место и оптимизму.  «Второй Чернобыль исключен», - утверждают российские специалисты, которые разрабатывали реактор РБМК и провели работы по повышению его безопасности. На всех атомных станциях с реакторами «чернобыльского» типа в России и за ее пределами устранены конструктивные недостатки, ужесточены требования к персоналу, а  сейчас осуществляются мероприятия по повышению так называемой культуры безопасности. Что существенно, поскольку «официальная экспертиза выяснила, что основной причиной аварии на четвертом блоке Чернобыльской АЭС было грубое нарушение персоналом регламента эксплуатации». Что касается Чернобыля конкретно, то станцию закроют. Через несколько лет, когда Украине удастся получить обещанные ей Западом 4 млн. долларов.

4. Совершенствование ядерной энергетики – основной путь

повышения радиационной безопасности

Несмотря на аварию на Чернобыльской  АЭС и резкое ослабление доверия к безопасности атомных станций, учеными сделан вывод: альтернативы атомной энергетике на данный момент не существует. Это предопределяет необходимость повышения безопасности существующих и строящихся АЭС.

Число действующих и строящихся атомных станций в мире показано в таблице.

Состояние мировой ядерной энергетики

Российская ядерная энергетика включает 9 мощных атомных электростанций, крупные заводы по производству ядерного топлива, материалов, оборудования, механизмов и приборов.

Атомные электростанции России

В настоящее время АЭС России вырабатывают более 130 млрд. кВт*ч электроэнергии в год, что составляет 14% ее общего производства. По заключению специалистов, в дальнейшем доля энергии, вырабатываемой на атомных станциях, будет расти. Это связано с тем, что запасы органических энергоресурсов неуклонно истощаются. Непрерывно растут затраты на их добычу, переработку и транспортировку. Растут масштабы вредного воздействия на природу и человека при добыче и сжигании органического топлива (в выбросах угольных электростанций содержится в 2-5 раз больше радиоактивных веществ, чем в выбросах АЭС).