Чернобыль, анализ.
Авария на Чернобыльской АЭС явилась крупнейшей в истории атомной энергетики. Объективное понимание ее экологических, социальных, медицинских и психологических последствий - предмет многолетнего изучения специалистов многих стран.
В ней сфокусировались самые негативные черты современного и политического, и экономического, и социального, и экологического состояния страны. Авария выявила все то негативное, что может нести современная техника и технология при неумелом руководстве и использовании достижений научно-технического прогресса. В результате аварии на ЧАЭС во внешнюю среду поступила 50 000 000 Ки., различных радионуклидов. В связи со сложной метеорологической обстановкой после аварии существенно загрязненными оказались обширные территории Украины (41,75 тыс. кв. км), Белоруссии (46,6 тыс. кв. км), Европейской части России (57,1 тыс. кв. км). Траектории загрязненных воздушных масс пересекли территории Латвии, Эстонии, Литвы, Польши и стран Скандинавии, на юге-Молдавии, Румынии, Болгарии, Греции, Турции. Загрязнению подверглись территории Австрии, Германии, Италии, Великобритании и ряда других стран Западной Европы.
Согласно официальным оценкам трех стран (Республики Беларусь, России, Украины), от чернобыльской катастрофы так или иначе пострадали по меньшей мере более 9 000 000 человек.
Монумент ликвидаторам аварии на Чернобыльской АЭС
В РСФСР радиоактивному загрязнению подверглись 16 областей и одна республика с населением около 3 000 000 человек, проживающих более чем в 12 000 населенных пунктах. Мировое общественное мнение справедливо оценило катастрофу на Чернобыльской АЭС как результат многолетней практики антигуманного к человеку и природе. В чернобыльском бедствии отразилась вся порочность прошлой тоталитарной системы: укоренившееся невнимание к людям, повсеместная халатность, пренебрежение нормативами труда и его безопасности. В сфере использования ядерной энергии царила атмосфера секретности. Тревожные сигналы об авариях на Ленинградской АЭС в 1975 году, на 2-м блоке Чернобыльской АЭС в 1982 году., замалчивались.
Нельзя не сказать и о том что государство систематически экономило на безопасности атомной энергетики. Система дозиметрического контроля находилась в запущенном состоянии. Защитные средства были далеки от совершенства и изготовлялись минимальными партиями. Часто возникали чрезвычайные ситуации при полном отсутствии информированности населения о существующей и возможной опасности для здоровья и жизни.
В период с 1986 по 1990 г., к работам в зоне ЧАЭС (сооружение объекта “УКРЫТИЕ”, пуск 1,2,и 3 энергоблоков, дезактивация промплощадки ЧАЭС, захоронение радиоактивных материалов и оборудования объектов) было привлечено свыше 800 000 тысяч граждан СССР, в том числе 300 000 человек из России. Масштабы катастрофы могли стать неизмеримо большими, если бы не мужество и самоотверженные действия ликвидаторов.
Хронология событий при возникновении аварии на Чернобыльской АЭС
25.04.1986
01:06 Началось запланированное гашение реактора. Постепенное снижение тепловой мощности реактора. (При нормальной работе тепловая мощность реактора составляет 3200 МВт).
03:47 Снижение мощности реактора прервано на 1600 МВт.
14:00 Аварийная система охлаждения была отключена. Это входило в программу эксперимента. Это было сделано, чтобы препятствовать прерыванию эксперимента. Это действие непосредственно не привело к аварии, но если бы аварийная система охлаждения не была отключена, возможно, последствия не были бы такими тяжелыми.
14:00 Намечалось дальнейшее снижение мощности. Однако диспетчер электросети Киева попросил оператора реактора продолжить выработку электроэнергии, чтобы удовлетворить потребности города в электроэнергии. Поэтому мощность реактора была оставлена на 1600 МВт. Эксперимент был задержан, а сначала его намеревались провести в течение одной смены.
23:10 Было рекомендовано продолжить снижение мощности.
24:00 Конец смены.
26.04.1986
00:05 Мощность реактора была уменьшена до 720 МВт. Продолжалось снижение мощности. Теперь доказано, что безопасное управление реактором в той ситуации было возможно на 700 МВт, т.к. иначе “пустотный” коэффициент реактора становится положительным.
00:28 Мощность реактора снижена до 500 МВт. Управление было переключено на авторегулирующуюся систему. Но тут либо оператор не дал сигнал удержания реактора на заданной мощности, либо система не отреагировала на этот сигнал, но внезапно мощность реактора упала до 30 МВт.
00:32(примерно) В ответ оператор стал поднимать управляющие стержни, пытаясь восстановить мощность реактора. В соответствии с Требованиями по технике безопасности оператор должен был согласовать свои действия с главным инженером, если эффективное число поднимаемых стержней больше 26. Как показывают сегодняшние расчеты, в тот момент требовалось поднять меньшее число управляющих стержней.
01:00 Мощность реактора возросла до 200 МВт.
01:03 Был подключен дополнительный насос к левому циклу охлаждающей системы, чтобы увеличить циркуляцию воды через реактор. Это входило в планы эксперимента.
01:07 Был подключен дополнительный насос к правому циклу охлаждающей системы (тоже по плану эксперимента). Подключение дополнительных насосов вызвало ускорение охлаждения реактора. Это также привело к уменьшению уровня воды в пароразделителе.
01:15 Автоматическая система управления пароразделителем была отключена оператором. чтобы продолжить действия с реактором.
01:18 Чтобы продолжить действия с реактором оператор увеличил ток воды, пытаясь решить проблемы в системе охлаждения.
01:19 Еще несколько управляющих стержней выдвинуто, чтобы увеличить мощность реактора и поднять температуру и давление в пароразделителе. Правила эксплуатации требовали, чтобы как минимум 15 управляющих стержней все время оставались в активной зоне реактора. Предполагается, что в тот момент в активной зоне уже оставалось всего 8 управляющих стержней. Однако в активной зоне оставались автоматически управляемые стержни, это позволяло увеличить эффективное число управляющих стержней в активной зоне реактора.
01:21:40 Оператор уменьшил ток воды через реактор до нормального, чтобы восстановить уровень воды в пароразделителе, при этом уменьшилось охлаждение активной зоны реактора.
01:22:10 В активной зоне начал образовываться пар (закипела охлаждающая реактор вода).
01:22:45 Данные, полученные оператором, сигнализировали об опасности, но создавали впечатление, что реактор все еще оставался в устойчивом состоянии.
01:23:04 Закрыли клапаны турбин. Турбины все еще вращались по инерции. Это, собственно, и было началом эксперимента.
01:23:10 Автоматически управляемые стержни были удалены из активной зоны. Стержни поднимались примерно 10 сек. Это была нормальная реакция, чтобы скомпенсировать уменьшение реактивности, последовавшее за закрытием клапанов турбины. Обычно уменьшение реактивности вызывается увеличением давления в охлаждающей системе. Это должно было привести к уменьшению пара в активной зоне. Однако ожидаемого уменьшения пара не последовало, т.к. ток воды через активную зону был мал.
01:23:21 Парообразование достигло такой точки, когда из-за собственного положительного «пустотного» коэффициента дальнейшее парообразование приводит к быстрому увеличению тепловой мощности реактора.
01:23:35 Началось неконтролируемое образование пара в активной зоне.
01:23:40 Оператор нажал кнопку «Авария» (AZ-5). Управляющие стержни начали входить сверху активной зоны. При этом центр реактивности переместился вниз активной зоны.
01:23:44 Мощность реактора резко увеличилась и примерно в 100 раз превысила проектную.
01:23:45 ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы) начали разрушаться. В топливных каналах создалось высокое давление.
01:23:49 Топливные каналы стали разрушаться.
01:24 Последовало два взрыва. Первый - из-за гремучей смеси, образовавшейся в результате разложения водяного пара. Второй был вызван расширением паров топлива. Взрывы выбросили сваи крыши четвертого блока. В реактор проник воздух. Воздух реагировал с графитовыми стержнями, образуя оксид углерода II (угарный газ). Этот газ вспыхнул, начался пожар. Кровля машинного зала сделана из материалов, которые легко воспламеняются. (Из тех самых, которые использовались на ткацкой фабрике в Бухаре, которая полностью сгорела в начале 70-х годов. И хотя некоторые работники после случая в Бухаре были отданы под суд, эти же материалы использовались при строительстве АЭС.)
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 распространялись 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 26.04.86. по 06.05.86., 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-му уровню (тяжелые аварии) по международной шкале ядерных событий INES.
Какие радионуклиды были выброшены в окружающую среду?
Из разрушенного реактора в течение первых 10 дней после аварии было выброшено более 40 различных видов радионуклидов. Для анализа последствий аварии имеют значение в первую очередь йод (J-131), цезий (Cs-137) и стронций (в основном Sr-90). На сегодняшний день считается, что в атмосферу попало около 50% содержавшегося в реакторе йода и 30% цезия.
Оценки активности выброса отдельных ралионуклидов с поправкой на распад
Выделявшиеся при горении графитовой оболочки горячие газы подняли радиоактивные вещества на высоту более 1500 метров. Различные погодные условия в первые дни после аварии привели к тому, что радиоактивность широко распространилась вплоть до территорий Скандинавии, Польши, Прибалтики, а также южной Германии, северной Франции и Англии.
В Беларуси, России и на Украине местами прошли ливневые дожди, что привело к очень неравномерному распределению радионуклидов. Так, например, в Гомельской области Беларуси, на северо-востоке от Чернобыля, часть территорий была загрязнена в той же степени, что и зона в непосредственной близости от реактора. Украинский город Народичи был разделен выпадением радиоактивных осадков на две половины: чистую западную и сильно загрязненную восточную. “Пятна” сильного радиационного загрязнения часто соседствуют со слабозагрязненными территориями. Поэтому особо важную роль играют карты местного радиоактивного загрязнения. Они могут быть полезны при хозяйственном использовании территорий.
С точки зрения радиационного загрязнения йод, с периодом полураспада 8 дней, был наиболее опасным радиоактивным элементом в первые недели после аварии. В Беларуси в течение первой недели после аварии измерения почти повсеместно указывали на повышенное содержание радиоактивного йода. Человеческий организм не делает различия между радиоактивным и естественным стабильным йодом и накапливает радиоактивный йод в основном в щитовидной железе.
Радиоактивный цезий с периодом полураспада 30 лет является на сегодняшний день наиболее распространенным изотопом. От 125 000 до 146 000 кв.км считаются сегодня загрязненными радиоактивным цезием. Кроме того, опасность долговременного радиоактивного загрязнения несут в себе стронций (Sr-90) с периодом полураспада 29 лет и плутоний (Pu-241), включая его продукты распада. Некоторые из них распадутся на половину только через 24 000 лет.
Последствия Чернобыльской аварии для окружающей среды нельзя сводить только к пространственному распределению зон радиоактивного загрязнения. Радиоактивные цезий, стронций и плутоний все больше распространяются по цепочке: Почва - Растение - Животное/Человек. Другими путями территориального распространения радионуклидов являются эрозия почвы под воздействием ветра, лесные пожары, а также сельскохозяйственное использование земель и миграция радионуклидов в речных водах.
Плоность загрязнения мсеиности Cs-137 в результате аварии по состоянию на 1986 год
Какие существуют альтернативные версии причин и хронологии развития событий?
Технические неполадки
Технические неполадки (возможно, и повлиявшие на последующие события) ЧАЭС возникли ещё при строительстве. На отдельных участках строительства были допущены отступления от проекта и нарушения технологии ведения работ.
«Колонны каркаса машинного зала смонтированы с отклонениями от разбивочных осей до 100 мм, между колоннами в отдельных местах отсутствуют горизонтальные связи. Стеновые панели уложены с отклонением от осей до 150 мм». КГБ СССР 346-А от 21.02.79.
В качестве подтверждения версии о технических неполадках можно привести слова бывшего зам. министра Г. А. Шашарина: «Основными причинами катастрофы на ЧАЭС явились конструктивные недостатки стержней СУЗ <…>. Доказательством этого может служить тот факт, что после аварии на всех реакторах РБМК очень быстро произвели значительные реконструкционные работы».
Специалистами, анализировавшими предаварийную хронологию управления ядерной установкой, были выделены основные, грубейшие нарушения регламента, послужившие причиной аварии:
- снижение оперативного запаса реактивности, то есть уменьшение количества стержней поглотителей в активной зоне реактора ниже допустимой величины.
- неожиданный провал мощности реактора, а затем работа аппарата при меньшем, чем было предусмотрено программой испытаний, уровне тепловой мощности.
- подключение к реактору всех восьми главных циркуляционных насосов с превышением расходов по отдельным ГЦН, установленных регламентом. (Ошибка была заложена в самой программе испытаний).
- блокировка защиты реактора по сигналу отключения пара от двух турбогенераторов.
- блокировка защиты аппарата по уровню воды и давлению пара в барабане-сепараторе.
- отключение системы защиты, предусмотренной на случай возникновения максимальной проектной аварии, - системы аварийного охлаждения реактора (САОР).
Эксперимент
Формальной причиной аварии явился эксперимент по определению характеристик генератора во время выбега ротора турбины. Разработчиком и фактическим руководителем электроэксперимента стал представитель Донтехэнерго Г. П. Метленко - электрик, не имеющий никакого отношения к реакторным делам. Программа была утверждена главным инженером ЧАЭС Н. Фоминым, впоследствии признавшим свою некомпетентность в области ядерной физики. Ни министерство атомной энергетики, ни Атомнадзор - органы, с ведома которых выполняются новые процедуры на реакторе, - не были даже проинформированы о задуманном.
Эксперимент был назначен на 25 апреля. Для начала нужно было вывести блок № 4 из действий плавно, «ступеньками» снимая его мощность. Но в 14 часов вышестоящая организация «Киевэнерго» попросила задержать эту операцию, поскольку на текущие дела во второй половине дня нужна была дополнительная энергия. Эксперимент был перенесен на ночную смену…
Следуя указаниям, персонал смены отключил (по предписанию разработанной программы) все защитные системы реактора - «для чистоты эксперимента». Однако после этих действий реактор перестал быть продуманным до тонкостей механизмом. Резко возросло выделение пара. Вычислительная машина «Скала» («черный ящик» АЭС) подала сигнал: срочно прекратить эксперимент. Подача пара от реактора на турбогенератор была прекращена. Главные циркуляционные насосы прекратили работу, прервав естественное охлаждение ректора, но парообразование, температура и давление в реакторе нарастали, в результате чего агрегат, снабженный многочисленными системами защиты, неотвратимо выходил из-под контроля. В 1 час 23 минуты начальник смены наконец понял, что происходит. Он приказал ввести максимальную аварийную защиту - опустить графитовые стержни-поглотители в глубь громадной «банки» реактора. Но было уже поздно. Из шести метров своего хода стержни успели пройти только половину пути и заклинились в перегретых деформированных каналах. Давление их разорвало, кипящая вода попала на графитовые блоки. Началась непредусмотренная реакция выделения водорода. Через четыре секунды после этого парогазовая смесь взрывным выбросом сдвинула трехтысячетонную плиту реактора, обнажив его раскаленное нутро. А далее пошел отсчет времени беды, героизма пожарных, вертолетчиков и других ликвидаторов…
Землетрясение
Помимо официальной версии халатности персонала и технических неисправностей ЧАЭС существует еще не опровергнутая версия геофизической активности Земли, вокруг которой до сих пор идут споры. Возможно, «локальное землетрясение» было лишь следствием проводимого эксперимента, или оно возникло как отголосок взрыва реактора?
«Начало и детали развития Чернобыльской катастрофы отслежены по методике сопоставления градиентов Азимутной Радиолокации на базе региональной сети метеостанций. Из фактических материалов следует, что универсальный геодинамический процесс начался 12 апреля в центре Припятской впадины (это примерно 200 км северо-западнее ЧАЭС). До 16 апреля следовала раскачка. В этом периоде циклон углублялся; центр его смещался в сторону Чернобыля на юго-восток. К 19 апреля циклон получил максимальное развитие, после чего произошло резкое изменение процесса, и циклон начал заполняться. В результате, к 24 апреля с центром примерно над Чернобылем возник антициклон, который начал смещаться на восток. В этот момент сотрудники Харьковского НИИ зарегистрировали в ионосфере над этим районом прогиб протонного слоя, что свидетельствует о большой интенсивности процесса. Наконец, на кривой последовавшего падения атмосферного давления, регистрировавшегося метеостанцией г. Чернигова (это примерно 60 км к востоку от Чернобыля), в ночь на 26 апреля получил отображение резкий выброс в сторону плюса, что может интерпретироваться как землетрясение (сейсмо-гравитационный удар). Можно утверждать, что и в Чернобыле атмосферный взрыв сопровождал происходившие там мощные процессы движения земной коры», - так писал в «Литературной газете» от 24 апреля 1996 года (статья «Когда земля вскрикнула») Игорь ЯНИЦКИЙ, руководитель Центра инструментальных наблюдений за окружающей средой и геофизических процессов.
Однако не все согласились с его точкой зрения. Сейсмический толчок в районе Чернобыльской АЭС за 20 секунд до взрыва на станции действительно был. Об этом стало известно после ознакомления с сейсмограммами трех близлежащих станций Украинской комплексной сейсмологической экспедиции. Аналогичные результаты подтверждались записями сейсмографов в АН УССР и областных центрах. Но толчок был настолько слаб (менее чем в 3 балла по шкале Рихтера), что сейсмологи, строители здания и изготовители реактора тогда и сейчас не склонны упоминать о нем. Подобные толчки чаще или реже испытывают все участки земной коры - естественно, что и под АЭС всего мира. Люди чаще всего толчки подобной силы не ощущают. Для оборудования и строительных конструкций 3-балльные землетрясения совершенно безвредны. Более того, для стальных конструкций здания, фундаментов АЭС и стальных каркасов реакторов, даже 7-балльные толчки абсолютно безвредны, хотя они превосходят по силе 3-балльные в 16 раз (повышение силы сейсмического толчка вдвое соответствует в шкале Рихтера одному баллу).
Диверсия
Есть мнение, что, несмотря на заключения многочисленных комиссий и экспертов, реальной причиной катастрофы стала диверсия. Но это слово разными людьми интерпретируется по-разному. Был ли подослан иностранный агент или имело место преступное предательство и глупость государства, которая обернулась катастрофой?
Диверсия - разрушение, выведение из строя объектов военного, государственного, народнохозяйственного значения агентами иностранного государства, преступными элементами. К такой неожиданной, на первый взгляд, аварии не были готовы ни Минатомэнерго, ни Академия наук со своими научно-исследовательскими и проектными институтами, ни само государство - с развитой системой гражданской обороны. Катастрофа на ЧАЭС - не случайность, а закономерность. Атомные реакторы имеют высокую степень надежности. Эта надежность подтверждалась экспериментальными методами. Одновременно НЕ МОГЛИ выйти из строя основные и запасные насосы водяного охлаждения работающего реактора. СЛИШКОМ СВОЕВРЕМЕННО был сфотографирован взорванный 4-й блок ЧАЭС с космического спутника США, оказавшегося на расчетной орбите над ЧАЭС. Логический анализ фактов и событий «холодной войны» бывшего СССР с вероятным противником с 50-х годов и по настоящее время показывает, что это была НЕ АВАРИЯ, а крупномасштабная ДИВЕРСИЯ века, подорвавшая экономическую основу СССР и с «внешней помощью» - всю социалистическую систему в целом. Противники в своих целях умело использовали халатность и бездарность высшего политического руководства страны во главе с Горбачевым и отсутствие надлежащего контроля работы режимных объектов со стороны государственных органов.
Бывший зам. министра энергетики Шашарин Г. А., не подписавший первичный акт Правительственной комиссии и впоследствии из-за этого снятый с работы и исключенный из партии (ныне председатель Интератомэнерго), одним из первых на всех уровнях неутомимо доказывал с документами в руках, что первопричиной были неудовлетворительно обоснованные наукой физические процессы в реакторе при переходных режимах, отвратительная конструкция органов аварийной защиты, несущей, образно говоря, вместо спасительной брони роковой запал, наличие опасных всплесков парового и мощностного коэффициентов реактивности (мощности), отсутствие в проекте четких обоснований какие режимы являются аварийными и почему. И как следствие - несовершенный технологический регламент, способствовавший операторам проявить недостатки в проектировании установки в определенных условиях.
Николай Рыжков, спустя два месяца после аварии, сказал, что авария на ЧАЭС не была случайной, что атомная энергетика с неизбежностью шла к такому тяжелому событию. Чернобыльская авария - это апофеоз, вершина того неправильного ведения хозяйства, которое осуществлялось в нашей стране в течение многих десятков лет.
Дополнительные материалы:
Российский национальный доклад "25 лет Чернобыльской аварии"
Скачать Российский национальный доклад “25 лет Чернобыльской аварии” с сайта
Материалы для публикации предоставлены ГУ МЧС по Пермскому краю