Экология /
испытания, если первая попытка не удастся.
В ситуации, возникшей в результате нерегламентированных действий персонала, реактор попал (по расходу теплоносителя) в такое состояние, когда даже небольшое изменение мощности приводит к увеличению объёмного паросодержания, во много раз большему, чем при номинальной мощности. Рост объёмного паросодержания вызвал появление положительной реактивности. Ко-лебания мощности в конечном итоге могли привести к дальнейшему её росту.
1 час 23 минуты 40 секунд—начальник смены 4-го энергоблока, поняв опасность ситуации, дал команду старшему инженеру управления реактором нажать кнопку самой эффективной ава-рийной защиты (АЗ-5). Стержни пошли вниз, однако через несколько секунд раздались удары, и оператор увидел, что поглотители остановились. Тогда он обесточил муфты сервоприводов, чтобы стержни упали в активную зону под воздействием собственной тяжести. Но большинство стерж-ней-поглотителей так и осталось в верхней половине активной зоны.
Ввод стержней, как показали позже специальные исследования, начавшийся после нажатия кнопки АЗ, при создавшемся распределении потока нейтронов по высоте реактора оказался неэф-фективным и также мог привести к появлению положительной реактивности.
Произошёл взрыв. Но не ядерный, а тепловой. В результате уже названных причин в ре-акторе началось интенсивное парообразование. Затем произошёл кризис теплоотдачи, разогрев топлива, его разрушение, бурное вскипание теплоносителя, в который попали частицы разрушен-ного топлива, резко повысилось давление в технологических каналах. Это привело к тепловому взрыву, развалившему реактор.
Снижение мощности реактора, как уже было сказано, началось в 1 час 00 минут 25 апреля. Затем этот процесс остановили по требованию диспетчера энергосистемы. И продолжение работы по снижению мощности вновь началось в 23 часа 10 минут.
Рассмотрим, какие опасные процессы происходили в активной зоне за эти 22 часа. Прежде всего, необходимо отметить, что в ходе цепной реакции образуется целый спектр химических элементов. При делении ядер урана появляется йод, имеющий период полураспада около семи часов. Затем он переходит в ксенон-135, обладающий свойством активно поглощать нейтроны.
Ксенон, который иногда называют “нейтронным ядром”, имеет период полураспада около девяти часов и постоянно присутствует в активной зоне реактора. Но при нормальной работе ап-парата он частично выгорает под воздействием тех же нейтронов, поэтому практически количество ксенона сохраняется на одном уровне.
А при снижении мощности реактора и соответственно ослаблении нейтронного поля ко-личество ксенона (за счёт того, что его выгорает меньше) увеличивается. Происходит так назы-ваемое “отравление реактора”. При этом цепная реакция замедляется, реактор попадает в глубоко подкритичное состояние, известное под названием “йодной ямы”. И пока она не пройдена, то есть “нейтронный яд” не распадётся, ядерная установка должна быть остановлена. Попадание аппарата в “йодную яму” происходит при провале мощности реактора, что и случилось на 4-м энергоблоке ЧАЭС 25 апреля 1986 года.
Ксенон понизил мощность аппарата, и для поддержания его “дыхания” потребовалось вы-вести из активной зоны большое количество стержней СУЗ, которые также поглощают нейтроны. Таким образом, стремление персонала, несмотря ни на что, провести эксперимент вступило в противоречие с требованиями регламента.
* * *
СРАЗУ ПОСЛЕ АВАРИИ
Взрывы в 4-м реакторе ЧАЭС сдвинули со своего места металлоконструкции верха реактора, разрушили все трубы высокого давления, выбросили некоторые регулирующие стержни и горящие блоки графита, разрушили разгрузочную сторону реактора, подпиточный отсек и часть здания. Осколки активной зоны и испарительных каналов упали на крышу реакторного и турбинного зданий. Была пробита и частично разрушена крыша машинного зала второй очереди станции.
Несмотря на взрывы, все три оставшихся блока продолжали действовать. Не был повреждён даже 3-й реактор, который технически тесно связан с аварийной ядерной установкой.
Вместе с тем возникла ситуация, при которой следовало остановить все реакторы. 3-й блок остановили в 5 часов 26 апреля. 1-й и 2-й блоки заглушили соответственно в 1 час 13 минут и 2 часа 13 минут 27 апреля 1986 года. Все аппараты затем были подготовлены к длительной стоянке в холодном состоянии, а оборудование станции после аварии перевели в положение холодного ре-зерва.
* * *
ПОСЛЕДСТВИЯ
Выброс радионуклидов (вид неустойчивых атомов, которые при самопроизвольном пре-вращении в другой нуклид испускают ионизирующее излучение—это и есть радиоактивность) за пределы аварийного блока ЧАЭС представлял собой растянутый во времени процесс, состоявший из нескольких стадий.
27 апреля 1986 года высота загрязнённой радионуклидами воздушной струи, выходящей из повреждённого энергоблока, превышала 1200м, уровни радиации в ней на удалении 5-10 км от места аварии составляли 1000 мР/ч.
Специалисты рассчитали суммарный выброс продуктов деления (без радиоактивных бла-городных газов). Он составил 50 МКи, что примерно соответствует 3,5 % общего количества ра-дионуклидов в реакторе на момент аварии.
К 6 мая 1986 года выброс радиоактивности в основном завершился.
Первоначально распространение радиоактивного загрязнения воздушных потоков проис-ходило в западном и северном направлениях, в последующие два-три дня—в северном, а с 29 ап-реля 1986 года в течение нескольких дней—в южном направлении (в сторону Киева).
Загрязнённые воздушные массы распространились затем на значительные расстояния по территории БССР, УССР, РСФСР, а также за пределами Советского Союза.
Через 15 дней после аварии уровень гамма-фона в 5 мР/ч был зафиксирован на расстоянии 50-60 км к западу и 35-40 км к северу от ЧАЭС. В Киеве уровни радиации в мае 1986 года достигали нескольких десятых миллирентгена в час.
Радиоактивному загрязнению в значительной мере подверглись Гомельская и Могилёвская области БССР, Районы Киевской и Житомирской областей УССР, примыкающие к 30-километровой зоне вокруг ЧАЭС, часть Брянской области РСФСР. Эти территории составляют ныне так называемую зону жёсткого контроля. Всего же в той или иной степени оказались за-грязнёнными радионуклидами 11 областей СССР, в которых проживает 17 миллионов человек.
Учёные выделили в выбросах из аварийного реактора 23 основных радионуклида. Большая часть из них распалась в течение нескольких месяцев после аварии и опасности уже не представляет. В первые минуты после взрыва и образования радиоактивного облака наибольшую угрозу для здоровья людей представляли изотопы так называемых благородных газов. Атмосферные условия, сложившиеся в районе ЧАЭС в момент аварии, способствовали тому, что радиоактивное облако прошло мимо г. Припяти и постепенно рассеялось в атмосфере, теряя свою активность. В даль-нейшем серьёзную тревогу врачей вызывали выпавшие на землю короткоживущие радиоактивные компоненты, в первую очередь йод-131. Несмотря на то, что период его полураспада, а, следова-тельно, и нейтрализации угрожающих свойств менее восьми суток, он обладает большой актив-ностью и опасен тем, что передаётся по пищевым цепям, быстро усваивается человеком и накап-ливается в организме. В связи с этим вводились ограничения на употребление некоторых пищевых продуктов (например, молока), проводилась йодная профилактика. Кроме того, всем находившимся в наиболее опасной зоне предъявлялось требование об обязательном использовании респираторов.
После распада большей части радиоактивного йода внимание радиохимиков и медиков привлек, прежде всего, плутоний. Он не столь радиоактивен, однако долгоживущ. Его накопление даже в малых дозах—опасно для лёгких.
В результате исследований выяснилось, что протяжённость зон с повышенной концентра-цией плутония была незначительной, а химические формы и размеры частиц, в которых он оказался, легко задерживался респираторами.
Следующей проблемой стали уже долгоживущие изотопы стронция и цезия, особенно цезий-137. Их наличие на той или иной территории сегодня вызывает необходимость проведения дополнительных дезактивационных работ, а также определяет решение вопросов реэвакуации на-селения, его проживания в определённых районах, сельскохозяйственных работ режима питания людей и других проблем.
* * *
ПРЕДПРИНЯТЫЕ МЕРЫ
Меры безопасности, принятые в г. Припяти, оказавшемся в 30-километровой зоне, осно-вывались на “Критериях для принятия решения по защите населения в случае аварии атомного реактора”, разработанных и опубликованных учёными ещё в 1963 году. Их два.
Первый критерий для принятия мер безопасности (критерий “А”) определяется уровнем внешнего облучения до 25 бэр и общим облучением щитовидной железы в 30-250 бэр. В случае, если прогнозируемая доза облучения не достигает этих уровней или близка к ним, никаких особых мероприятий, кроме йодной профилактики и соблюдения рекомендаций общегигиенического ха-рактера, не требуется.
При уровне внешнего облучения от 25 до 75 бэр (критерий “Б”) проводятся мероприятия, связанные с профилактикой, укрытием населения в зависимости от местных условий. Крайним решением может быть эвакуация. Но её проведение становится обязательным, лишь когда про-гнозируется доза внешнего гамма-облучения больше 75 бэр.
Ситуация в Припяти была такова, что уровни радиации достигли критерия “А”, но не достигли критерия “Б”. Прогноз свыше 50 бэр вообще отсутствовал. Следовательно