Катастрофа на Чернобыльской АЭС

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание: 

1. Введение--------------------------------------------------------------------------------- 3
2. Характеристики атомного реактора четвертого энергоблока ЧАЭС-------- 4
3. Причины аварии на Чернобыльской АЭС---------------------------------------- 6
4. Последствия катастрофа на Чернобыльской АЭС------------------------------ 9
5. Информирование и эвакуация населения---------------------------------------- 11
6. Ликвидация последствий аварии на ЧАЭС-------------------------------------- 12
7. Долговременные последствия взрыва на ЧАЭС-------------------------------  14
8. Радиоактивное загрязнение после аварии на ЧАЭС--------------------------- 15
9. Влияние последствий аварии на проживающих

в зоне отчуждения людей-----------------------------------------------------------  16

10. Судьба ЧАЭС после аварии--------------------------------------------------------- 17
11. Заключение----------------------------------------------------------------------------- 18
12. Список использованной литературы---------------------------------------------- 19

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Чернобыльская АЭС 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.

     Чернобыльская авария – 26 апреля 1986 года на четвертом  энергоблоке ЧАЭС прогремел взрыв, последствием которого стало полное разрушение атомного реактора станции. В окружающую среду было выброшено  огромное количество крайне опасных  радиоактивных веществ. Чернобыльская  атомная электростанция в то время  считалась самой мощной станцией в Советском Союзе. В течении  первых трех месяцев с момента  катастрофы от смертельной дозы радиации скончались 31 человек. В течении  последующих 15 лет от последствий  облучения погибли более 80 человек. 134 человека перенесли лучевую болезнь. В ликвидации последствий аварии принимали участие более 600 тысяч  человек, большинство которых состояло из военнослужащих.

     Главным поражающим фактором стало радиоактивное  загрязнение. В атмосферу было выброшено  огромное количество радиоактивных  веществ, среди которых изотопы  урана, плутония, иода-131, цезия-134, цезия-137, стронция-90 и радиоактивной пыли. Весь это коктейль напоминал «грязную бомбу». Радиоактивный шлейф протянулся над европейской частью СССР, Восточной  Европой и странами Скандинавии. Основное количество зараженных осадков  выпало на территории Белорусской ССР.

     Авария  была признана как самая крупная  в истории атомной энергетики. Она стала событием международного значения, что не могло не повлиять на ход расследования ее причин. Комиссия проанализировала множество  вариантов развития событий в  день аварии, но до сих пор эксперты не могут прийти к единому мнению. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Характеристики  атомного реактора четвертого энергоблока ЧАЭС 

     К моменту катастрофы на Чернобыльской  атомной электростанции были установлены  четыре атомных реактора типа РБМК-1000 (реактор большой мощности канального типа) с электрической мощностью 1000 МВт (тепловая мощность 3200 МВт) каждый.

     Главными  конструкционными особенностями реакторов  РБМК-1000, установленных в момент аварии на Чернобыльской атомной  электростанции являются:

-вертикальные каналы с топливом и теплоносителем, допускающие локальную перегрузку топлива при работающем реакторе;

-топливо в виде пучков цилиндрических твэлов из диоксида урана в циркониевых трубах-оболочках;

-графитовый замедлитель между каналами;

-легководный кипящий теплоноситель в контуре многократной принудительной циркуляции с прямой подачей пара в турбину.

     Ядерный реактор РБМК-1000 обладает мощностью 3200 МВт и оборудован двумя одинаковыми  контурами охлаждения. К каждому  контуру подводится по 840 параллельных вертикальных каналов с ТВС. Контур охлаждения включает в себя 4 циркуляционных насоса, три из которых постоянно  находятся в работе и подающих по 7000 т/ч воды с напором ~ 1,5 МПа, и  один насос - резервный.

     Система управления и аварийной защиты РБМК-1000 основана на изменении положения 211-ти графитовых стержней-поглотителей в  специально предназначенных для  них пасах, которые постоянно  охлаждаются водой автономного  контура. Такая система позволяет  обеспечить контроль номинального уровня мощности в автоматическом режиме; быстрое снижение мощности стержнями-поглатителями  автоматических регуляторов и ручных регуляторов по сигналам отказа основного  оборудования; аварийное прерывание цепной реакции стержнями-поглатителями  аварийной защиты по сигналам недопустимых отклонений параметров блока или  выхода из строя приборов и оборудования; компенсацию изменений реактивности при разогреве и выходе на мощность; регулирование энерговыделения  по активной зоне.

     Реакторы  типа РБМК оборудованы огромным количеством  независимых друг от друга регуляторов, которые в случае срабатывании аварийной  защиты вводятся в активную зону реактора со скоростью 0,4 м/с. Низкая скорость перемещения  регуляторов компенсируется их количеством. 

Система управления и защиты содержит подсистемы локального автоматического регулирования (ЛАР) и локальной аварийной защиты (ЛАЗ). Обе системы работают по импульсам  внутриреакторных ионизационных камер. Система локального аварийного регулирования  в автоматическом режиме стабилизирует  основные гармоники радиально-азимутального  распределения энерговыделения, а  система локальной аварийной  защиты обеспечивает аварийную защиту атомного реактора от превышения допустимой мощности ТВС в отдельных его  зонах. Для управления высотными  полями предусмотрены укороченные  стержни-поглотители, которые вводятся в зону активную снизу. Таких стержней установлено 24 шт.

     Помимо  системы управления и защиты в  реакторах типа РБМК-1000 предусмотрены  и другие системы управления, среди  которых системы:

физического контроля поля энерговыделения по радиусу (свыше 100 каналов) и по высоте (12 каналов) при помощи датчиков прямой зарядки;

пускового контроля (реактиметры, пусковые выемные  камеры);

контроля  расхода воды по каждому каналу шариковыми расходомерами;

контроля  герметичности оболочек твэлов по короткоживущей активности летучих продуктов деления  в пароводяных коммуникациях  на выходе из каждого канала; активность детектируется последовательно  в каждом канале в соответствующих  оптимальных энергетических диапазонах («окнах») фотоумножителей, перемещаемым специальной тележкой от одной коммуникации в другой;контроля целостности труб каналов по влажности и температуре  газа, омывающего каналы.

     Все сигналы от датчиков обрабатываются с помощью ЭВM. Информация выдается операторам в виде сигналов отклонений, показаний (по вызову) и данных регистраторов.

     Энергоблоки PБMK-1000 работают преимущественно в  базовом режиме (при постоянной мощности). Из-за высокой мощности блока полная остановка атомного реактора происходит лишь при выходе показателей уровней  мощности, давления или воды в сепараторе за допустимые пределы, общем обесточивании, отключении сразу двух турбогенераторов или двух ГЦН, падении расхода  питательной воды более чем в 2 раза, разрыве на полное сечение  напорного коллектора ГЦН диаметром 900 мм. 
 
 
 
 

Версии  причинах аварии на Чернобыльской атомной  электростанции. 

      Версий  о причинах аварии выдвигалось множество. Специалисты рассматривали различные  версии о причинах резкого скачка мощности реактора. Причины рассматривались  следующие: срыв циркуляционных насосов (нарушение их работы в результате кавитации), причинами которого стало  превышение нормативного расхода воды, порыв трубопроводов большого сечения  и прочие. Расследовались также всевозможные сценарии того, как могли развиваться  процессы внутри реактора, которые  привели к его разрешению после  скачка мощности, и что могло случиться  с атомным топливом после этого. Некоторые версии были развеяны испытаниями, которые проводились в последующие  годы, другие версии и по сей день остаются вполне реальными. Тем не менее  специалистам удалось придти к единому  мнению по вопросу о главных причинах катастрофы, но некоторые обстоятельства до сих пор остаются не выясненными. Значимость этих обстоятельств обуславливается  оценками выброшенного в окружающую среду огромного количеств радиоактивных  веществ, а следовательно, и необходимыми масштабами работ по ликвидации. Выяснение  первопричин катастрофы осложняется  и некоторыми моральными принципами: как указала INSAG, авария могла произойти  вследствие низкой культуры безопасности всех организаций СССР, так или  иначе относимых к энергетике. Отсюда следует, что выяснять причины  и следствия аварии приходится экспертам, чьи прямо или косвенно несут  часть ответственности за произошедшую аварию.

     Самой вероятной версией, по мнению экспертов  является следующая: “причиной аварийного разгона является нажатие кнопки АЗ-5 и начало введения стержней управления и защиты в активную зону‘‘. При таких стечениях обстоятельств одной реактивности, вводимой за счёт концевого эффекта, могло хватить на аварийный разгон и взрыв атомного реактора. Расчёты экспертов не подтверждали подобное развитие событий в злополучный день. Комиссия ГПАН выразила свое недоверие этой версии. Проведенные расчёты ВНИИАЭС допускают вероятность подобного развития событий. По данным свидетельских показаний, такая версия вполне имеет право на жизнь.

     Очень интересной является дискуссия о  причине аварийного разгона реактора. Главным конструктором Чернобыльской  атомной электростанции высказываются  несколько возможных версий:

Кавитация ГЦН, вызвавшая отключение ГЦН и  интенсификацию процесса парообразования  с введением положительной реактивности;

Кавитация на ЗРК, вызвавшая поступление дополнительного  пара в активную зону с введением  положительной реактивности;

Отключение  ГЦН собственными защитами, вызвавшее  интенсификацию процесса парообразования  с введением положительной реактивности;

Срабатывание  аварийной защиты, вызвавшее введение положительной реактивности;

     Версия  о кавитации теплоносителя на ЗРК базируется на расчетах, доказывающих, что при определенной температуре теплоносителя на входе в реактор, приближающейся к температуре кипения, возможно подкипание теплоносителя в бороздках ЗРК, и образующийся пар, увлекаемый расходом теплоносителя, мог попадать в активную зону, значительно искажая поля энерговыделения в самый опасный период аварии.

Кавитация или выход из строя главного циркуляционного  насоса привело бы к мгновенному  спаду расхода теплоносителя  через атомный реактор, что, с  учётом подходящего фронта более  горячей, могло явиться причиной активного парообразования в  активной зоне, послужившее «запалом»  аварийного разгона.

     Так же существуют предположения, что взрыв  является причиной спланированной диверсионной акции, скрытой правительством. Сторонники этой версии говорят о том, что  взорвавшийся энергоблок был сфотографирован  военным спутником, принадлежащим  Соединенным Штатам, подозрительно  находившемся над ЧАЭС точно во время  аварии. «Теорию заговора» очень  сложно подтвердить или опровергнуть как и любые факты, которые  в неё не укладываются. Вследствие катастрофы был выведен из строя секретный объект Чернобыль-2 или Загоризонтная РЛС Дуга-1 (объект был выведен из строя из-за приближенности к АЭС и высокого уровня радиации после аварии).

     Рассматривалась также версия, которая называет причинами  аварии землятресение, произошедшее в  окрестностях станции. В качестве доказательств  ссылаются на сейсмический толчок, который был записан сейсмографами  незадолго до аварии. Сторонники этой версии заявляют, что толчок произошел  до аварии, а значительная вибрация, которая зафиксирована непосредственно  перед аварией могла быть вызвана  не процессами внутри атомного реактора, а землетрясением. Однако остается странным тот факт, что соседний, третий энергоблок, на котором никаких  испытаний не проводилось не пострадал  и никаких сейсмических толчков  его операторами до момента взрыва зафиксировано не было.

     По  версии К. П. Чечерова взрыв имел ядерную  природу. Причём энергия взрыва образовалась не в шахте реактора, а в зоне реакторного зала, куда активная зона вместе с крышкой реактора была поднята  реактивной силой, которую создавал пар, вырывающийся из разорванных каналов. Затем произошел ядерный взрыв  и последующее падение крышки реактора на шахту реактора. Последовавший  в результате этого удар был растолкован  свидетелями как второй взрыв. Данная версия объясняет отсутствие топлива  внутри саркофага. Основываясь на данных комиссий, в шахте реактора, подреакторных  и других помещениях было найдено  около 10% топлива, которое покинуло зону реактора в момент аварии. Также  были обнаружены куски циркониевых  трубок длиной в несколько сантиметров  с характерными повреждениями —  будто бы они были разорваны изнутри.

     По  версии Б. И. Горбачёва, авария произошла  от того, что операторы станции  при повышении мощности при извлекли слишком много стержней-поглатителей и отключили аварийную защиту, которая не позволяла быстро наращивать мощность реактора. При этом они  не заметили, что мощность начала стремительно расти, что и привело к разгону  реактора на быстрых нейтронах.

     Самая фантастическая версия допускает возникновение  шаровой молнии, которая образовалась в результате электротехнических экспериментов. Она могла проникнуть в активную зону реактора и нарушила режим его  работы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Последствия катастрофы на ЧАЭС 

     В момент аварии на четвёртом энергоблоке  Чернобыльской атомной электростанции погиб только один человек. Позже, утром, от полученных травм, несовместимых с жизнью, скончался еще один человек. Страшнейшие последствия наступили позже - у 134 работников станции , которые в момент катастрофы находились на станции, развилась острая лучевая болезнь. Из них 28 человек не смогли прожить и месяца.

     В 1:24 ночи по местному времени на пульт  дежурного СПЧ-2 поступил сигнал о  пожаре на четвертом энергоблоке  станции. Туда оперативно был направлен  дежурный караул пожарной части, командовал которым лейтенант внутренней службы. С пожаром на крыше энергоблока  средствами спасательных команд удалось  справиться до 6 часов утра. В ликвидации возгорания участвовало 69 человек личного  состава пожарной части и 14 единиц техники.

     До 4-х часов утра о высоком уровне радиации ничего известно не было, так  как из двух приборов контроля радиационного  фона один оказался неисправным, второй находился в недоступном месте  под завалами. В первые часы катастрофы оставались неизвестными реальные уровни радиации в залах энергоблока  и вокруг станции. Ничего не было известно и о состоянии атомного реактора.

     Пожарная  команда предотвратила возможность  огню перекинуться на третий блок. Позже  выяснилось, что грубо были нарушены правила при строительстве энергоблоков - вместо огнестойкого покрытия крыша  энергоблоков была покрыта горючим  битумом. Около 2 часов ночи поступили  первые данные о поражённые пожарных. Симптомами являлись слабость, рвота, «ядерный загар» - все они указывали  на лучевую болезнь. Первая медицинская  помощь пострадавшим оказывалась в  медицинской части станции, после  чего пострадавших доставляли в городскую  больницу города Припять. 27 апреля группу из 28 пострадавших направили самолетом  в 6-ю радиологическую больницу города Москвы. Больше всего повезло водителям  пожарных машин – они практически  не пострадали.

     В связи с тем, что руководители тушением пожара в первые часы после  аварии не осознавали, насколько серьезно пострадал атомный реактор, ошибочно было принято решение о подаче воды в активную зону реактора, дабы обеспечить ее охлаждение. Для этого  пришлось посылать людей в зону очень  высокого радиационного фона, но все  эти усилия оказались совершенно напрасными из-за полного разрушения все частей реактора.

     Однако  действия персонала по тушению локальных  очагов возгорания, которые могли  стать причиной второго взрыва позже  были признаны необходимыми. К сожалению, ликвидаторы получили огромные дозы облучения, многие из них позже сконались.

     Выброс  радиоактивных веществ стал причиной гибели деревьев рядом со станцией на площади около 10 км². 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Информирование  и эвакуация населения 

     Официально  о катастрофе впервые было сообщено по телевидению 28 апреля. Информационное сообщение было крайне скупым, сообщалось лишь о нескольких погибших. О масштабах  катастрофы никакой информации предоставлено  не было. Лишь позже они были официально озвучены.

     После проведения замеров радиационного  фона было принято решение об эвакуации  населения близлежащего города Припять. В первую очередь эвакуировались житель 10-ти километровой зоны вокруг станции. Позже было принято решение об эвакуации людей из 30-ти километровой зоны. Населению категорически запрещалось брать с собой какие либо вещи, кроме документов. Их уверяли, что они в скором времени смогут вернуться в свои дома. Скот и домашних питомцев эвакуировать также запрещалось. Впоследствии были сформированы специальные отряды по отстрелу одичавших животных.

     По  данным радиационной разведки были проложены  оптимальные маршруты эвакуации. Тем  не менее, никаких сведение о существующей радиационной опасности местным  жителям сообщено не было. Также  не было никаких рекомендаций по снижению воздействия радиации на организм.

     Однако  мировые СМИ открыто заявляли об угрозе жизни людей и непоправимом ущербе окружающей среде. Позже режим  информационной блокады был растолкован  как средство по борьбе с возможной  паникой среди населения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ликвидация  последствий аварии на ЧАЭС 

     Для ликвидации последствий катастрофы была сформирована специальная правительственная  комиссия, председателем которой  был выбран заместитель председателя Совета министров СССР Борис Евдокимович  Щербина. От организации, занимавшейся разработкой реактора типа РБМК вошел  академик В. А. Легасов, который отказывался  покидать место катастрофы после  нормативных двух недель. Он занимался  разработкой средства, которое должно было предотвратить дальнейшее нагревание частей реактора и уменьшить количество попадаемых радиоактивных веществ  в атмосферу. Он также определил, что показания датчиков нейтронов  не достоверны, и что атомная реакция  в реакторе, не смотря на показания  датчиков, на самом деле остановилась. Проведенный анализ соотношения  изотопов йода подтвердил прекращение  ядерной реакции внутри реактора. С места аварии он отбыл лишь спустя 4 месяца, после завершения работ  по деактивации реактора.

     Для координирования работ были сформированы региональные республиканские комиссии в Белорусской, Украинской ССР и  в РСФСР, различные ведомственные  комиссии и штабы. В 30-километровую зону вокруг ЧАЭС начали прибывать  эксперты, командированные для проведения работ на аварийном энергоблоке  блоке и на прилегающих к нему территориях, а также воинские части, как регулярные, так и составленные из срочно призванных резервистов. Позже  всех их стали называть «ликвидаторами». Ликвидаторам приходилось работать в зараженной зоне посменно: те, кто  набрал максимально допустимую дозу радиации, уезжали, а на их место  приезжали другие. Основная часть  работ была выполнена в 1986—1987 годах, в них приняли участие примерно 240 000 человек. Общее количество ликвидаторов (включая последующие годы) составило  около 600 000.

     В первое время после катастрофы главные  силы были брошены на уменьшение радиоактивных  выбросов из взорвавшегося реактора и предотвращение ещё более серьёзных  последствий. Существовала вероятность, что из-за остаточного тепловыделения в ядерном топливе, которое осталось в реакторе после взрыва, может  произойти расплавление активной зоны ядерного реактора. Расплавленное вещество могло просочиться в залитый  водой зал под реактором и  вызвать ещё один взрыв с огромным выбросом радиоактивного пара. Позже  вода из этих помещений была откачана. Были приняты ряд мер по предотвращению проникновения расплава в грунт  под реактором.

     Затем начались работы по деактивации прилегающей  территории и захоронению разрушенного реактора. Вокруг четвертого энергоблока  возвели бетонный «саркофаг», который  получил название «Укрытие». Однако работа первых трех энергоблоков станции  была возобновлена, в связи с чем  все радиоактивные обломки, найденный  на территории станции были законсервированы в саркофаг и залиты бетоном, а  энергоблоки прошли процедуру дезактивации.

     Строительство саркофага было завершено в ноябре 1986 года. При возведении саркофага  были и человеческие жертвы: 2 октября 1986 года возле 4-го энергоблока, зацепившись  за подъемный кран, разбился вертолёт Ми-8, все члены экипажа в количестве 4-х человек погибли. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Долговременные  последствия взрыва на ЧАЭС 

     Последствиями аварии стало выведение из эксплуатации более 5 млн га сельскохозяйственных угодий, а также огромные территории лесов и водоемов. Уничтожены и  захоронены сотни мелких населённых пунктов.

     До  катастрофы в атомном реакторе четвёртого энергоблока станции находилось 180—190 тонн ядерного топлива (диоксида урана), до 30% которого оказалось за пределами реактора во время аварии. Некоторые члены комиссии опровергают  эти данные, ссылаясь на имеющиеся  фотографии и свидетельские показания, будто бы в атомном реакторе совсем не осталось топлива. Тем не менее  нужно учитывать, что объём 180 тонн диоксида урана заполняет лишь незначительную часть камеры реактора. Основным же наполнителем реактора являлся графит, который и горел несколько  дней после аварии. Часть содержимого  реактора расплавилась и просочилась  сквозь трещины внизу корпуса  реактора за его пределы.

     Кроме ядерного топлива в активной зоне реактора в момент аварии находились продукты деления и трансурановые  элементы — всевозможные радиоактивные  изотопы, накопившиеся за время функционирования реактора. Как раз они и представляют наибольшую угрозу для биосферы. Большинство  их так и покоятся в недрах реактора, но наиболее летучие вещества были выброшены в атмосферу.

     Заражению подверглось около 200 000 км², примерно 70 % — на территории Белоруссии, России и Украины. Радиоактивные вещества переносились в виде аэрозолей, которые  со временем оседали на поверхность  земли. Благородные газы рассеялись в атмосфере и не вносили вклада в загрязнение прилегающих к  станции регионов. Загрязнение имело  неравномерную зону покрытия, которая  зависела от направления ветра в  первые дни после аварии. Максимальный урон получили области, в которых  прошёл радиоактивный дождь. Значительная часть стронция и плутония выпала в пределах 100 км от станции, так как  они содержались в тяжелых  частицах. Иод и цезий распространились на более широкую территорию. 
 
 
 
 
 
 
 

Радиоактивное загрязнение после  аварии на ЧАЭС 

  В городской черте опасные вещества в основном оседали на ровных поверхностях: на лужайках, дорогах, крышах. Под влиянием ветра и дождя, а также в  результате жизнедеятельности людей, уровень заражения значительно  снизился и в настоящее время  в большинстве мест вернулся к  естественным нормам. В сельхоз районах  в первые месяцы опасные вещества оседали на листьях деревьев и  полянах, вследствие чего заражению подверглись травоядные животные и скот. Потом радионуклиды под воздействием дождя и в связи с опаданием листьев попали в почву, и сейчас они поступают в сельскохозяйственные растения, главным образом, через корневую систему. Показатели заражения в районах земледелия значительно, но тем не менее в некоторых областях содержание цезия в молоке до сих пор превышает допустимые нормы.

     Колоссальному загрязнению подверглись леса. Вследствие того, что лесная экосистема замкнутая, радиоактивные продукты циркулируют  внутри этой системы и не выводятся  из нее. Уровни заражения лесных продуктов, таких как грибы, ягоды и дичь, до сих пор остаются недопустимыми. Уровень загрязнения рек и  большинства озёр в настоящее  время низкий. Однако в некоторых  «замкнутых» озёрах, из которых нет  стока, концентрация цезия в воде и рыбе ещё в течение десятилетий  может представлять опасность.