Чернобыльская тетрадь. Документальное расследование

Авария имела большой общественно-политический резонанс. Она вызвала сильную тревогу не только в Пенсильвании, но и во многих других штатах. Губернатор штата Калифорния поставил вопрос о том, чтобы АЭС Ранчо Секо мощностью 913 МВт (эл.), находящаяся близ города Сакраменто, была остановлена до тех пор, пока не будут окончательно выяснены все причины аварии на АЭС Тримайл Айленд и приняты меры по предотвращению возможности подобных происшествий.

Официальная позиция Министерства энергетики США заключалась в том, чтобы успокоить общественное мнение. Через два дня после аварии министр энергетики Шлесинджер заявил, что за все время эксплуатации промышленных ядерных реакторов это случилось впервые и к событиям на АЭС Тримайл Айленд нужно отнестись объективно, без излишних эмоций и скороспелых выводов. Он подчеркнул, что осуществление программы развития ядерной энергетики будет продолжено в целях скорейшего достижения Соединенными Штатами энергетической независимости.

По словам Шлесинджера, радиоактивное заражение местности вокруг АЭС «крайне ограниченно» по величине и масштабам, и у населения нет никаких оснований для беспокойства. А между тем, только за 31 марта и 1 апреля из 200 тысяч человек, проживающих в радиусе 35 километров от станции, около 80 тысяч покинули свои дома. Люди отказывались верить представителям компании «Метрополитен Эдисон», пытавшимся убедить их, что ничего страшного не произошло. По распоряжению губернатора штата, был составлен план срочной эвакуации всего населения округа. В районе местонахождения АЭС было закрыто семь школ. Губернатор приказал эвакуировать всех беременных женщин и детей дошкольного возраста, проживающих в радиусе 8 километров от станции, и рекомендовал не выходить на улицу населению, проживающему в радиусе 16 километров. Эти действия были предприняты по указанию представителя НРК Дж. Хендри после того, как была обнаружена утечка радиоактивных газов в атмосферу. Наиболее критическая ситуация сложилась 30–31 марта и 1 апреля, когда в корпусе реактора образовался огромный пузырь водорода, что грозило взрывом оболочки реактора. В таком случае вся окружающая местность подверглась бы сильнейшему радиоактивному заражению.

В Гаррисберге было срочно создано отделение Американского общества по страхованию от ядерной катастрофы, которое уже к 3 апреля выплатило 200 тысяч долларов страхового возмещения.

1 апреля электростанцию посетил президент Картер. Он обратился к населению с просьбой «спокойно и точно» соблюдать все правила эвакуации, если в этом возникнет необходимость.

Выступая 5 апреля с речью, посвященной проблемам энергетики, президент подробно остановился на таких альтернативных методах, как использование солнечной энергии, переработка битуминозных сланцев, газификация угля и т. п., но совершенно не упомянул об ядерной энергии, будь то расщепление атомного ядра или управляемый термоядерный синтез.

Многие сенаторы заявляют, что авария может повлечь за собой «мучительную переоценку» отношения к ядерной энергетике, однако, по их словам, страна вынуждена будет и далее производить электроэнергию на АЭС, так как иного выхода для США не существует. Двойственная позиция сенаторов в этом вопросе наглядно свидетельствует о том затруднительном положении, в котором очутилось правительство США после аварии.

ОПИСАНИЕ АВАРИИ

«Первые признаки аварии были обнаружены в 4 часа утра, когда по неизвестным причинам прекратилась подача питательной воды основными насосами в парогенератор. Все три аварийных насоса, предусмотренных специально для бесперебойной подачи питательной воды, уже две недели находились в ремонте, что было грубейшим нарушением правил эксплуатации АЭС.

В результате парогенератор остался без питательной воды и не мог отводить от первого контура тепло, вырабатываемое реактором. Автоматически отключилась турбина из-за нарушения параметров пара. В первом контуре реакторного блока резко возросли температура и давление воды. Через предохранительный клапан компенсатора объема смесь перегретой воды с паром начала сбрасываться в специальный резервуар (барбатер). Однако после того, как давление воды в первом контуре снизилось до нормального уровня (160 ат), клапан не сел на место, вследствие чего давление в барбатере также повысилось сверх допустимого. Аварийная мембрана на барбатере разрушилась, и около 370 кубометров горячей радиоактивной воды вылилось на пол бетонной защитной оболочки реактора (в центральный зал).

Автоматически включились дренажные насосы, которые начали перекачивать скопившуюся воду в цистерны, находящиеся во вспомогательном здании АЭС. Персонал должен был немедленно отключить дренажные насосы, чтобы вся радиоактивная вода осталась внутри защитной оболочки, однако этого сделано не было.

Во вспомогательном здании АЭС имелось три цистерны, но вся радиоактивная вода поступила только в одну из них. Цистерна переполнилась, и вода залила пол слоем в несколько дюймов. Вода начала испаряться, и радиоактивные газы вместе с паром проникли в атмосферу через вентиляционную трубу вспомогательного здания, что явилось одной из главных причин последующего радиоактивного заражения местности.

В момент открытия предохранительного клапана сработала система аварийной защиты реактора со сбросом стержней-поглотителей, в результате чего цепная реакция прекратилась и реактор был практически остановлен. Процесс деления ядер урана в топливных стержнях прекратился, однако продолжался ядерный распад осколков с выделением тепла в количестве около 10 процентов от номинальной электрической мощности, или примерно 250 МВт тепловых.

Поскольку предохранительный клапан оставался открытым, давление охлаждающей воды в корпусе реактора быстро падало, а вода интенсивно испарялась. Уровень воды в корпусе реактора снижался, а температура быстро возрастала. По-видимому, это привело к образованию пароводяной смеси, в результате чего произошел срыв главных циркуляционных насосов и они остановились.

Как только давление упало до 11,2 ат, автоматически сработала система аварийного расхолаживания активной зоны, и топливные сборки начали охлаждаться. Это произошло через две минуты после начала аварии. (Здесь ситуация похожа на чернобыльскую за 20 секунд до взрыва. Но в Чернобыле система аварийного охлаждения активной зоны была отключена персоналом заблаговременно. – Г. М.)

По невыясненным до сих пор причинам оператор выключил два насоса, приводивших в действие систему аварийного расхолаживания, через 4,5 минуты после начала аварии. Очевидно, он полагал, что вся верхняя часть активной зоны находится под водой. Вероятно, оператор неправильно отсчитал по манометру давление воды внутри первого контура и решил, что в аварийном расхолаживании активной зоны нет необходимости. Между тем вода по-прежнему испарялась из реактора. Предохранительный клапан, по-видимому, заклинило, а операторам не удалось закрыть его с помощью дистанционного управления. Поскольку клапан расположен в верхней части компенсатора объема, находящегося под защитной оболочкой, его вручную практически невозможно ни закрыть, ни открыть.

Клапан оставался открытым так долго, что уровень воды в реакторе упал, и одна треть активной зоны оказалась без охлаждения.

По мнению специалистов, незадолго до включения системы аварийного расхолаживания либо вскоре после ее включения по меньшей мере двадцать тысяч топливных стержней из общего количества тридцать шесть тысяч (177 топливных сборок по 208 стержней в каждой) оказались без охлаждения. Защитные циркониевые оболочки топливных стержней начали трескаться и крошиться. Из поврежденных тепловыделяющих элементов начали выходить высокоактивные продукты деления. Вода первого контура стала еще более радиоактивной.

Когда обнажились верхние части топливных стержней, температура внутри корпуса реактора превысила 400 градусов и указатели на пульте управления зашкалили. ЭВМ, следившая за температурой в активной зоне, начала выдавать сплошные вопросительные знаки и выдавала их в течение последующих одиннадцати часов…

Через 11 минут после начала аварии оператор снова включил систему аварийного расхолаживания активной зоны, которую прежде по ошибке выключил.

В последующие 50 минут падение давления в реакторе приостановилось, однако температура продолжала расти. Насосы, нагнетавшие воду для аварийного расхолаживания активной зоны, начали сильно вибрировать, и оператор выключил все четыре насоса – два из них через 1 час 15 минут, другие два через 1 час 40 минут после начала аварии. Видимо, он опасался, что насосы будут повреждены.

В 17 часов 30 минут был, наконец, снова пущен главный насос подачи питательной воды, который отключился в самом начале аварии. Возобновилась циркуляция воды в активной зоне. Вода снова покрыла верхние части топливных стержней, которые находились без охлаждения и разрушались в течение почти одиннадцати часов.

В ночь с 28 на 29 марта в верхней части корпуса реактора начал образовываться газовый пузырь. Активная зона разогрелась до такой степени, что из-за химических свойств циркониевой оболочки стержней произошло расщепление молекул воды на водород и кислород. Пузырь объемом около 30 метров кубических, состоявший главным образом из водорода и радиоактивных газов – криптона, аргона, ксенона и других, сильно препятствовал циркуляции охлаждающей воды, поскольку давление в реакторе значительно возросло. Но главная опасность заключалась в том, что смесь водорода и кислорода могла в любой момент взорваться. (То, что произошло в Чернобыле. – Г. М.) Сила взрыва была бы эквивалентна взрыву трех тонн тринитротолуола, что привело бы к неминуемому разрушению корпуса реактора. В другом случае смесь водорода и кислорода могла проникнуть из реактора наружу и скопилась бы под куполом защитной оболочки. Если бы она взорвалась там, все радиоактивные продукты деления попали бы в атмосферу (что произошло в Чернобыле. – Г. М.). Уровень радиации внутри защитной оболочки достиг к тому времени 30000 бэр/час, что в 600 раз превышало смертельную дозу. Кроме того, если бы пузырь продолжал увеличиваться, он постепенно вытеснил бы из корпуса реактора всю охлаждающую воду, и тогда температура поднялась бы настолько, что расплавился бы уран (что произошло в Чернобыле. – Г. М.).

В ночь на 30 марта объем пузыря уменьшился на 20 процентов, а 2 апреля составлял всего лишь 1,4 метра кубических. Чтобы окончательно ликвидировать пузырь и устранить опасность взрыва, техники применили метод так называемой дегазации воды. Охлаждающая вода, циркулировавшая в первом контуре, впрыскивалась в компенсатор объема (к тому времени предохранительный клапан неизвестно почему оказался закрытым). При этом из воды выделялся растворенный в ней водород. Затем охлаждающая вода снова поступала в реактор и там поглощала очередную порцию водорода из газового пузыря. По мере того как кислород растворялся в воде, объем пузыря становился все меньше. За пределами защитной оболочки находилось специально доставленное на АЭС устройство – так называемый рекомбинатор для превращения водорода и кислорода в воду.

С восстановлением подачи питательной воды в парогенератор и возобновлением циркуляции теплоносителя (охлаждающей воды) в первом контуре начался нормальный отвод тепла от активной зоны.

Как отмечалось ранее, под защитной оболочкой создалась очень высокая радиоактивность с долгоживущими изотопами, и дальнейшая эксплуатация блока экономически была бы неоправданна. По предварительным данным, ликвидация последствий аварии обойдется в сорок миллионов долларов (в Чернобыле – восемь миллиардов рублей. – Г. М.). Реактор остановлен на длительный срок. Для выяснения причин аварии создана комиссия.

Представители общественности обвиняют компанию „Метрополитен Эдисон“ в том, что она торопилась ввести энергоблок № 2 в эксплуатацию 30 декабря, за 25 часов до наступления нового года, чтобы выиграть на этом 40 миллионов долларов за счет налоговых обложений, хотя незадолго до этого, в конце 1978 года, уже отмечались неполадки в работе механических устройств и блок приходилось несколько раз останавливать на этапе испытаний. Однако федеральные инспекторы все же разрешили его промышленную эксплуатацию. В январе 1979 года только что пущенный блок был остановлен на две недели, так как обнаружились утечки в трубопроводах и насосах.

Даже после того, как произошла авария, продолжались грубые нарушения правил безопасности со стороны компании „Метрополитен Эдисон“. Так, в пятницу 30 марта, на третий день аварии, в реку Сакуахана были сброшены 52000 метров кубических радиоактивной воды. Компания сделала это, не заручившись предварительно разрешением Комиссии по регулированию в ядерной энергетике, якобы для того, чтобы освободить емкости для более радиоактивной воды, откачиваемой дренажными насосами из оболочки реактора…»

Теперь, ознакомившись с подробностями катастрофы в Пенсильвании и предваряя Чернобыль, следует окинуть беглым взором минувшее 35-летие с начала пятидесятых годов. Проследить, так ли случайны были Пенсильвания и Чернобыль, случались ли за минувшие тридцать пять лет аварии на АЭС в США и СССР, которые могли бы послужить уроком и предостеречь людей от облегченного подхода к сложнейшей проблеме современности – развитию атомной энергетики?

Действительно, так ли благополучно работали атомные электростанции в обеих странах за минувшие годы? Оказывается, не совсем. Заглянем в историю развития атомной энергетики и увидим, что аварии на ядерных реакторах начались фактически сразу же после их появления.

В СОЕДИНЕННЫХ ШТАТАХ АМЕРИКИ

1951 год. Детройт. Авария исследовательского реактора. Перегрев расщепляемого материала в результате превышения допустимой температуры. Загрязнение воздуха радиоактивными газами.

24 июня 1959 года. Расплав части топливных элементов в результате выхода из строя системы охлаждения на экспериментальном энергетическом реакторе в Санта-Сюзана, штат Калифорния.

3 января 1961 года. Взрыв пара на экспериментальном реакторе около Айдахо-Фолс, штат Айдахо. Погибло трое.

5 октября 1966 года. Частичное расплавление активной зоны в результате выхода из строя системы охлаждения на реакторе «Энрико Ферми» неподалеку от Детройта.

19 ноября 1971 года. Почти 200 тысяч литров загрязненной радиоактивными веществами воды из переполненного хранилища отходов реактора в Монтжелло, штат Миннесота, вытекло в реку Миссисипи.

28 марта 1979 года. Расплавление активной зоны из-за потери охлаждения реактора на АЭС Тримайл Айленд. Выброс радиоактивных газов в атмосферу и жидких радиоактивных отходов в реку Сакуахана. Эвакуация населения из зоны бедствия.

7 августа 1979 года. Около 1000 человек получили дозу облучения в шесть раз выше нормы в результате выброса высокообогащенного урана с завода по производству ядерного топлива возле города Эрвинга, штат Теннеси.

25 января 1982 года. В результате разрыва трубы парогенератора на реакторе Джина, близ Рочестера, произошел выброс радиоактивного пара в атмосферу.

30 января 1982 года. Чрезвычайное положение введено на атомной электростанции близ города Онтарио, штат Нью-Йорк. В результате аварии в системе охлаждения реактора произошла утечка радиоактивных веществ в атмосферу.

28 февраля 1985 года. На АЭС Самер-Плант преждевременно достигнута критичность, то есть имел место неуправляемый разгон.

19 мая 1985 года. На АЭС Индиан-Пойнт-2 близ Нью-Йорка, принадлежащей компании «Консолидэйтед Эдисон», произошла утечка радиоактивной воды. Авария возникла из-за неисправности в клапане и привела к утечке нескольких сотен галлонов, в том числе за пределы АЭС.

1986 год. Уэбберс Фолс. Взрыв резервуара с радиоактивным газом на заводе обогащения урана. Один человек погиб. Восемь ранено…

В СОВЕТСКОМ СОЮЗЕ

29 сентября 1957 года. Авария на реакторе близ Челябинска. Произошел самопроизвольный ядерный разгон отходов топлива с сильным выбросом радиоактивности. Радиацией заражена обширная территория. Загрязненную зону огородили колючей проволокой, окольцевали дренажным каналом. Население эвакуировали, грунт срыли, скот уничтожили и все обваловали в курганы.

7 мая 1966 года. Разгон на мгновенных нейтронах на АЭС с кипящим ядерным реактором в городе Мелекессе. Облучились дозиметрист и начальник смены АЭС. Реактор погасили, сбросив в него два мешка с борной кислотой.

1964–1979 годы. На протяжении 15 лет неоднократное разрушение (пережог) топливных сборок активной зоны на первом блоке Белоярской АЭС. Ремонты активной зоны сопровождались переоблучением эксплуатационного персонала.

7 января 1974 года. Взрыв железобетонного газгольдера выдержки радиоактивных газов на первом блоке Ленинградской АЭС. Жертв не было.

6 февраля 1974 года. Разрыв промежуточного контура на первом блоке Ленинградской АЭС в результате вскипания воды с последующими гидроударами. Погибли трое. Высокоактивные воды с пульпой фильтропорошка сброшены во внешнюю среду.

Октябрь 1975 года. На первом блоке Ленинградской АЭС частичное разрушение активной зоны («локальный козел»). Реактор был остановлен и через сутки продут аварийным расходом азота в атмосферу через вентиляционную трубу. Во внешнюю среду выброшено около полутора миллионов кюри высокоактивных радионуклидов.