Последствия и их устранения на Чернобыльской Атомной Электростанции
Последствия и их устранения на Чернобыльской Атомной Электростанции
Введение
Я выбрал данную тему потому, что мне стало интересно, сильно ли страшны её последствия для человечества или нет. Мне интересный такие науки, как физика и история. Именно с ними и связано событие на АЭС. Моя тема актуальна потому, что в каждом должен присутствовать дух патриотизма, ведь эта авария произошла в ближайшем соседе России - Украине. Изучение данной темы поможет не допустить таких ошибок, какие произошли 26 апреля 1986 года. Главной целью моей работы является: изучить строительство, историю и работу АЭС и попытаться выявить ошибки, которые могли способствовать аварии. Перед выполнением работы я поставил перед собой такие задачи:
. Найти информацию по теме исследования
. Изучить Чернобыльскую АЭС
. Выявить последствия аварии
. Узнать о способах устранения аварии
Объектом исследования является сама Чернобыльская АЭС, а предметом последствия и их устранения.
1. Строительство
Чернобыль - это небольшой городок-герой на реке Припять в Киевской области. Сам по себе - ничем не примечательный сельский городок, однако его название стало нарицательным - когда мы говорим «Чернобыль», мы подразумеваем аварию на Чернобыльской атомной станции.
Чернобыльская АЭС расположена в восточной части белорусско-украинского Полесья на севере Украины в 11 км от границы с Белоруссией, на берегу реки Припять, впадающей в Днепр. К западу от трехкилометровой санитарно-защитной зоны АЭС располагается покинутый город Припять, в 18 км к юго-востоку от станции находится бывший районный центр - покинутый город Чернобыль, в 110 км к югу - город Киев.
Украина, как составляющая бывшего Советского Союза, имела большой научный потенциал и сделала значительный вклад в развитие атомной энергетики.
Согласно с Постановлением Совета Министров СССР от 29.09.1966 года был утвержден план строительства в СССР (на протяжении 1966-1977 гг.) электростанции с общей мощностью 11,9 млн. кВт. Также планировалось строительство атомных электростанций с новыми, на то время, типами реакторами РБКМ-1000 общей мощностью 8 мл. кВт.
Одну из АЭС было решено построить в центральной части Украины. Необходимо отметить, что научным руководителем проекта РБКМ-1000 был назначен Институт атомной энергии им. Курчатова, а главным конструктором - Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники Министерства среднего машиностроения (Минсредмаш) СССР.
Уже 2 февраля 1967 г. под грифом «Секретно» появился документ «Обращение Совета Министров Украинской ССР к ЦК Компартии Украины о согласовании проекта строительства Центрально-Украинской электростанции возле села Копачи Чернобыльского района Киевской области».
В приложениях к этому документу было изложено обоснование выбора именно этого места для строительства: «Площадка возле села Копачи размещается на правом берегу реки Припять, в 12 км от города Чернобыль, в основном, на малопродуктивных землях и соответствует требованиям водоснабжения, транспорта, санитарной зоны».
Известно, что определению площадки в чернобыльском районе предшествовал анализ условий 16-ти участков в Киевской, Винницкой и Житомирской областях. Площадка возле села Копачи была определена наиболее оптимальной.
Строительство Чернобыльской АЭС было начато у 1970 году трестом Южатомэнергострой Минэнерго СССР, который уже в мае этого же года начал работы по подготовке котлована под 1-й энергоблок. Одновременно с строительством электростанции было начато строительство нового города энергетиков Припять - спутник станции.
Сем лет ушло на то, что бы построить и пустить первый блок Чернобыльской АЭС. Это были годы напряженной работы строителей, поскольку были существенные проблемы со снабжением материалами и оборудованием. Первый блок был введен в действие в сентябре 1977 года, второй - январе 1979 г., третий и четвертый - соответственно в январе 1981 и 1983 гг.
Необходимо отметить, что задолго до пуска последних энергоблоков существовала идея сооружения пятого и шестого блоков Чернобыльской АЭС (Третья очередь ЧАЭС). В 1981 году были начаты строительно-монтажные работы, и на январь 1986 года планировался пуск пятого энергоблока.
чернобыльский катастрофа авария атомный
9 сентября 1982 года на ЧАЭС произошел инцидент, сопровождавшийся поступлением радиоактивных веществ в окружающую среду.
Авария была вызвана разрывом топливного канала реактора, что привело к разовому выбросу радиоактивности.
По официальным данным, авария на ЧАЭС 1982 года не оказала воздействия на окружающую среду. Повышенные уровни радиоактивного загрязнения окружающей среды были кратковременными.
В приземном слове атмосферы санитарно-защитной зоны ЧАЭС отмечалось повышенное содержание радионуклида: Цезий-137.
Цезий-137 - бета-излучатель с периодом полураспада 30.174 года. 137Сs открыт в 1860 г. немецкими учеными Кирхгофом и Бунзеном. Название получил от латинского слова caesius - голубой, по характерной яркой линии в синей области спектра. В настоящее время известно несколько изотопов цезия. Наибольшее практическое значение имеет 137Сs, один из наиболее долгоживущих продуктов деления урана.
3. Авария 26 апреля 1986 года, причины
26 апреля 1986 года в 1:23:47 в ходе проведения проектного испытания турбогенератора №8 на энергоблоке №4 произошёл взрыв, который полностью разрушил реактор. Здание энергоблока, кровля машинного зала частично обрушились. В различных помещениях и на крыше возникло более 30 очагов пожара. Основные очаги пожара на крыше машинного зала к 2 часам 10 минутам и на крыше реакторного отделения к 2 часам 30 минутам были подавлены. К 5 часам 26 апреля пожар был ликвидирован.
После разотравления топлива разрушенного реактора приблизительно в 20 часов 26 апреля в разных частях центрального зала 4 блока возник пожар большой интенсивности. К тушению данного пожара вследствие тяжелой радиационной обстановки и значительной мощности горения штатными средствами не приступали. Для ликвидации возгорания и обеспечения подкритичности дезорганизованного топлива использовалась вертолётная техника.
В первые часы развития аварии остановлен соседний 3-й энергоблок, произведены отключения оборудования 4-го энергоблока, разведка состояния аварийного реактора.
В результате аварии произошёл выброс в окружающую среду, по различным оценкам, до 14·1018 Бк, что составляет примерно 380 миллионов кюри радиоактивных веществ, в том числе изотопов урана, плутония, иода-131, цезия-134, цезия-137, стронция-90.
Определение причин аварии на четвертом блоке ЧАЭС является одним из наиболее дискуссионных вопросов и на сегодня. Существует два лагеря профессионалов, которые имеют противоположные взгляды на причины разрушения энергетической установки в апреле 1986 года. Первые - это проектировщики, которые утверждают, что основной причиной аварии является непрофессиональная работа эксплуатирующего персонала блока. Вторые - это непосредственно эксплуатационный персонал, который не менее аргументировано, доказывает о наличии существенных недоработок в конструкции реакторов РБМК и перекладывают ответственность за случившееся на проектировщиков. За более чем двадцатилетний период, который прошел с момента аварии, дискуссии о первопричинах аварии не умолкают. С каждым годом, который отделяет нас от событий апреля 1986 года, появляются все новые и новые версии и гипотезы.
Несмотря на наличие непрекращающейся дискуссии между проектантами и эксплутационным персоналом по вопросам истинных причин аварии, существует официально принятый перечень причин взрыва реактора на ЧАЭС. Перечень причин был определен путем детального и всестороннего анализа событий приведших к аварии ядерной установки. Необходимо отметить, что для установления причин аварии была создана Государственная комиссия Госатомнадзора бывшего СССР, которая была создана 27 февраля 1990 года.
Ошибки проектантов
Комиссия признала, что для конструкции реактора является наличие положительного парового коэффициента реактивности и положительного коэффициента реактивности мощности. Благодаря этому, как следствие ошибки проектировщиков реактора, при расчетах физических та конструктивных параметров активной зоны, реактор представлял собой динамически нестабильную систему.
Комиссией было проанализировано 13 версий причин аварии. Наиболее вероятной является версия, которая связана с наличием эффекта реактивности системы управления и защиты реактора.
Такими выглядят технические причины. Вместе с этим, экспертами отмечаются более глубокие причины катастрофы - это низкий уровень культуры ядерной безопасности в бывшем СССР. Что за этим кроется?
Отсутствие развитой системы ядерного законодательства, невыполнение принципа полной ответственности за безопасность ядерной установки эксплуатирующей организацией. Недостаточное внимание к человеческому фактору и его возможному влиянию на безопасность АЭС. Недостаточное внимание к опыту других государств и отставание методологии анализа безопасности ядерных энергетических установок СССР. Как следствие, к эксплуатации были допущены энергоблоки с существенным дефицитом безопасности (положительный выбег реактивности при вводе в активную зону стержней системы защиты и управления и т.д.), которые вместе с неадекватными действиями персонала стали непосредственными причинами аварии.
Ошибки персонала
Как показал анализ, авария на четвертом блоке ЧАЭС относится к классу аварий, связанных с вводом избыточной реактивности. Конструкция реакторной установки предусматривала защиту от подобного типа аварий с учетом физических особенностей реактора, включая положительный паровой коэффициент реактивности.
Кроме технических средств защиты предусматривались также строгие правила и порядок ведения технологического процесса на АЭС, определяемые регламентом эксплуатации энергоблока. К числу наиболее важных правил относятся требования о недопустимости снижения оперативного запаса реактивности ниже 30 стержней.
В процессе подготовки к проведению испытаний и в процессе проведения испытаний с нагрузкой собственных нужд блока персонал отключил ряд технических средств защиты и нарушил важнейшие положения регламента эксплуатации в части безопасного ведения технического процесса. В результате этих нарушений реактор был приведен в такое неустойчивое состояние, в котором существенно усилилось влияние положительного коэффициента ре - активности, что и явилось в конечном счете причиной неуправляемого роста мощности реактора.
Тщательное расследование причин аварии, произведенное специалистами, показало, что корни аварии лежат глубоко в сфере проблем взаимодействия человека и машины, что основным «движущим» фактором аварии были действия операторов, грубо нарушивших эксплуатационные инструкции и правила управления энергоблоком. Подобно другим «рукотворным» катастрофам. Авария произошла из-за того, что оперативный персонал, желая выполнить план экспериментальных работ любой ценой, грубо нарушил регламент эксплуатации, инструкции и правила управления энергоблоком. Сказались, конечно, и некоторые особенности физики активной зоны, конструктивные недостатки системы управления и защиты реактора, которые привели к тому, что защита реактора не смогла предотвратить разгон на мгновенных нейтронах.
В более подробных информациях о происшедшей аварии показано, что операторы произвели такие запрещенные действия, как блокирование некоторых сигналов аварийной защиты и отключение системы аварийного охлаждения активной зоны; работали при запасе реактивности на стержнях СУЗ ниже допускаемого регламентом значения; ввели реактор в режим работы с расходами и температурой воды по каналам выше регламентных, при мощности реактора ниже предусмотренной программой.
Эти и другие ошибки операторов привели к такому состоянию реактора, что в условиях роста мощности защитные средства реактора оказались недостаточными, что и привело к значительной сверхкритичности реактора, взрыву и разрушению активной зоны.
Таким образом, первопричиной аварии на Чернобыльской АЭС было крайне маловероятное сочетание допущенных персоналом нарушений порядка и режима эксплуатации, которые разработчики реакторной установки считали невозможными и поэтому не предусмотрели создания соответствующей такой ситуации системы защиты.
В настоящее время проведен комплекс технических мероприятий на всех реакторах РБМК, позволивший перевести эти реакторы в режим работы, исключающий проявление положительного эффекта реактивности в условиях преднамеренных отключений технических средств защиты и нарушений регламента эксплуатации.
Анализ причин аварии свидетельствует, что определенные системы безопасности должны функционировать исключительно на основании сигналов технических систем контроля параметров энергетической установки, а не на командах операторов. Примером реализации такого подхода является система, которая в последующем была установлена на реакторах РБМК - это автоматизированная система расчета оперативного запаса реактивности с подачей сигнала аварийной остановки реактора при условии уменьшения запаса реактивности ниже определенного (заданного) уровня.
Из изложенного выше следует, что поиск исчерпывающих ответов о первопричинах аварии на Чернобыльской АЭС продолжается. Продолжается и дискуссия экспертов на страницах средств массовой информации.
. Последствия и их устранения
Припять: радиоактивное загрязнение воздуха
Важным элементом оценки последствий аварии на 4-ом блоке Чернобыльской АЭС, а также жизненно необходимым элементом реализации работ по ликвидации последствий экологической катастрофы в первые годы после аварии, являлось проведение контроля загрязнения воздуха в чернобыльской зоне отчуждения. К сожалению, сегодня узнать об этих работах можно только из узкоспециальной научной литературы. Например, в 2008 году Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины опубликовал две монографии посвященной исследованиям радиоактивных аэрозолей чернобыльской зоны отчуждения:
Вторичный подъем радиоактивного аэрозоля в приземном слое атмосферы. Автор Е.К. Гаргер - 192 с.
Радиоактивные аэрозоли объекта Укрытие 1986-2006 гг. Авторы - Огородников Б.И., Пазухин Э.М., Ключников А.А. - 456 с..ru рассказывая об истории ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, обращает Ваше внимание на эти работы. Добавим, что данные работы имели в свое время огромное значение. Предполагаем, что именно эти системы мониторинга радиационного загрязнения воздуха в ближней зоне ЧАЭС служили основой для принятия ряда решений принятых руководством СССР по реализации комплекса широкомасштабных работ по минимизации подъема радиоактивной пыли.
Напомним, что самые первые измерения содержания радионуклидов в потоках воздуха над развалом четвертого энергоблока проводились с помощью летательных аппаратов (самолеты и вертолеты Гидрометеорологической службы СССР).
С засыпкой и остыванием реактора выбросы радиоактивных веществ из 4-го блока ЧАЭС почти прекратились. Вместе с тем, неблагополучная радиационная ситуация на территориях 30-км зоны отчуждения требовала проведения систематического контроля содержание радиоактивных аэрозолей в приземном слое воздуха.
Разворачивание сети наблюдений за аэрозольной активностью воздуха чернобыльской зоны было возложено на НПО «Тайфун». Стоит отметь, что данная организация имела большой опыт оценки распространения радиоактивных веществ в атмосфере. Еще в 60-х годах НПО «Тайфун» осуществлял мониторинг с целью фиксирования фактов проведения надземных испытаний ядерных бомб. Кроме того, данной организацией был подготовлен анализ возможного загрязнения природной среды вследствие ядерных испытаний. Было показано, что при сохранении частоты испытаний 1961-1962 годов загрязнение окружающей среды достигнет опасного уровня для людей уже к концу 60-х. Эти оценки легли в основу обоснования необходимости прекращения ядерных испытаний в атмосфере.
По мнению ученых именно результаты их исследований легли в основу Московского договора о запрещении ядерных испытаний в атмосфере, космосе и под водой, который был подписан в 1963 году.
Контроль радиоактивного загрязнения воздуха НПО «Тайфун»
Обладая значительным опытом в контроле радиоактивного состояния атмосферы НПО «Тайфун» было привлечено к решению задач в Чернобыле.
Уже в июне 1986 года Гидрометеорологической службой СССР было организовано ежедневное измерение объемной активности воздуха, удельной активности выпадений, а также оценивался нуклидный состав радиоактивных выпадений.