Внеклассное мероприятие для учащихся 7 - 11 классов Чернобыль: авария с катастрофическими последствиями

Чернобыль: авария с катастрофическими последствиями

Чернобыльская АЭС (ЧАЭС) - первая атомная станция Украины. Первый энергоблок ЧАЭС мощностью 1 млн квт. вступил в строй 27 сентября 1977 года. 22 декабря 1978 года вступил в строй второй энергоблок, в декабре 1981 года - третий, в декабре 1983 года - четвертый. Из 75,3 млрд кВт/ч, производимых всеми украинскими энергетиками, на ЧАЭС приходилось 4,7 млрд кВт/ч в год.

В ночь на 26 апреля 1986 года в 1 час 23 минуты на четвертом блоке Чернобыльской АЭС произошла крупнейшая ядерная авария в мире, с частичным разрушением активной зоны реактора и выходом осколков деления за пределы зоны. По свидетельству специалистов авария произошла из-за попытки проделать эксперимент по снятию дополнительной энергии во время работы основного атомного реактора. По мнению ученых, эксперимент был необходим для того, чтобы научиться отключать реактор, в частности, в военное время.

В атмосферу было выброшено 190 тонн радиоактивных веществ. 8 из 140 тонн радиоактивного топлива реактора оказались в воздухе. Другие опасные вещества продолжали покидать реактор в результате пожара, длившегося почти две недели. Люди в Чернобыле подверглись облучению в 90 раз большему, чем при падении бомбы на Хиросиму.

История

Первое упоминание Чернобыля относится к событиям 1193 года. После Люблинской унии город перешёл под контроль Польши.

В средине XV века, когда эти земли контролировало Великое Княжество Литовское, по соседству с Чернобылем был построен замок, отделенный от поселения глубоким рвом, сохранившимся до наших дней. В начале XVI века замок был реконструирован, превращен в хорошо укрепленную и труднодоступную крепость, а город Чернобыль стал уездным центром[1].

В 1793 году вошёл в состав Российской империи. До XX столетия был заселен украинскими и польскими крестьянами, а также относительно большим количеством евреев.

Чернобыль имел богатую религиозную историю. Евреи были расселены в Чернобыле Филоном Кмитой в рамках польской колонизации. После присоединения в 1596 к Польскому Королевству традиционное украинское православное крестьянство принуждалось переходить в католичество. Православие было восстановлено только после завоевания Московским Княжеством.

Во второй половине XVIII века Чернобыль становится одним из главных центров Хасидизма. Чернобыльская Хасидская династия была образована раввином Менахемом Нахумом Тверским. Еврейское население сильно страдало от погромов в октябре 1905 и марте-апреле 1919, когда множество евреев было ограблено и убито черносотенцами. В 1920 династия Тверского покидает Чернобыль, который перестаёт быть центром Хасидизма.

С 1880 Чернобыль переживает много перемен. В 1898 население Чернобыля составляло 10.800 человек, из которых 7.200 - евреи.

Во время Первой мировой войны был оккупирован, затем являлся местом сражений в Гражданской войне. Во время Советско-польской войны был сначала занят Польской армией, а затем отбит кавалерией Красной армии. В 1921 включен в состав Украинской ССР.

Польская община Чернобыля была депортирована в Казахстан в 1936. Еврейская община была уничтожена во время немецкой оккупации 1941-1944.

В 1970-х годах в 10 км от Чернобыля была сооружена первая на Украине атомная электростанция.

В 1985 была введена в строй Загоризонтная РЛС Дуга - объект Чернобыль-2.

26 апреля 1986 года на четвёртом энергоблоке Чернобыльской АЭС произошла авария, ставшая крупнейшей катастрофой в истории атомной энергетики. Все жители города после этого были эвакуированы, однако некоторые впоследствии вернулись в свои дома и сейчас живут на заражённой территории.

После распада СССР в 1991 - в составе независимой Украины.

В 2006 году Американской некоммерческой научно-исследовательской организацией Институт Блэксмита был опубликован список самых загрязнённых мест на планете, в котором Чернобыль был в первой десятке.

Город Чернобыль является Административным центром по управлению отчужденными в 1986 году радиационно-опасными территориями. Чрезвычайное решение об отчуждении земель было вызвано значительным радиоактивным загрязнением территорий, прилегающих к АЭС. Было введено три контролируемых зоны:

- особая зона (непосредственно промплощадка ЧАЭС),

- 10-километровая,

- 30-километровая (Чернобыль находится в 15 км от ЧАЭС).

В них был организован строгий дозиметрический контроль транспорта, развернуты пункты дезактивации. На границах зон организована пересадка работающих людей из одних транспортных средств в другие для уменьшения переноса радиоактивных веществ.[2]

В городе базируются основные предприятия, занятые на работах по поддержанию зоны в экологически-безопасном состоянии. В том числе предприятия, контролирующие радиационное состояние 30-км зоны отчуждения - контролируется содержание радионуклидов в воде реки Припять и ее притоках, а также в воздухе.

В городе базируется личный состав МВД Украины осуществляющий охрану территории 30-км зоны и контроль за нелегальными проникновениями посторонних лиц на ее территорию.

Экология

Двадцать с лишним лет спустя после чернобыльской аварии постоянное воздействие малых доз радиации продолжает негативно влиять на природу в 30-километровой особой зоне вокруг атомной электростанции - стало меньше птиц и насекомых (чем выше уровень радиации, тем меньше насекомых)[3]

По мнению же других учёных, дикая природа в особой зоне, наоборот, процветает, поскольку воздействие радиации перекрывается отсутствием ущерба от человеческой деятельности. Что касается радиации, то её уровень в зоне был опасным для жизни лишь в первые год-два, а за десять лет он снизился в 100-1000 раз.

Чернобыль: хроника роковой аварии

Наверное, все знают, что произошло 26 апреля 1986 года в 1 час 24 минуты на Чернобыльской АЭС, но важно знать, как и почему это произошло.

Тридцатилетний опыт автора на атомном флоте, пятилетний труд по чернобыльской проблеме и работа в Госатомнадзоре в должности главного государственного инспектора России по радиационной безопасности показали, что аварии зачастую вызваны не проблемами с оборудованием, а человеческим фактором, в частности недостаточной профессиональной подготовкой.

Безопасная и стабильная работа любого потенциально опасного объекта зависит не только от качества его проекта, тщательности изготовления оборудования и обеспечивающих коммуникаций, от оснащенности системами безопасности, но и от отбора, подготовки, переподготовки персонала.

Попытаюсь объяснить сказанное на примере Чернобыльской катастрофы.

Напоминаю, что в указанное время имел место взрыв ядерного реактора Чернобыльской АЭС, вследствие которого в атмосферу и на окружающую территорию было выброшено около 120 тонн ядерного горючего. К этому моменту реактор проработал 2,5 года и накопил в составе горючего огромное количество радиоактивных элементов - осколков деления урана и продуктов их распада. Они то и обусловили вывод из хозяйственного оборота зоны вокруг реактора радиусом 30 километров и на десятки лет ограничили деятельность человека на территориях больших площадей Киевской, Гомельской, Могилевской, Брянской областей Украины, Белоруссии и России. Загрязненными выше допустимых уровней оказались части территорий Калужской, Тульской, Орловской, Липецкой областей России, радиоактивное загрязнение обнаруживалось на территории Грузии, в республиках Прибалтики. Было оно отмечено и за пределами СССР - в Швеции, Норвегии, Швейцарии, Югославии…

По оценке специалистов, Чернобыльская авария по количеству выброшенных радиоактивных веществ эквивалентна двадцати бомбам, сброшенным американцами на Хиросиму. Опасное загрязнение территории потребовало принудительно выселить население городов Припяти, Чернобыля, Янова, Брагина и ряда других населенных пунктов - всего почти полмиллиона человек.

Случайность или неизбежный результат?

Рассмотрим устройство реакторного блока ЧАЭС. Он содержит так называемую активную зону, которая заполнена графитными блоками, составленными из отдельных частей, по триста пятьдесят килограммов каждая. Общая загрузка реактора топливом - тысяча семьсот тонн. С помощью циркуляционных насосов подается вода для охлаждения активной зоны. В нижней зоне она нагревается, в центральной зоне - перегревается и переходит в пар. Пар, перегретый до температуры 230 250 оС, попадает в барабан сепаратор, где отделяется от возможных капелек воды, губительно действующих на турбину, и подается в турбину. Вращается турбина, вращается генератор, турбогенератор, который вырабатывает электрический ток.

Отработанный пар в конденсаторе превращается в конденсат, охлаждается и главным циркуляционным насосом снова подается вниз реактора.

Что же произошло? Руководство ЧАЭС под давлением сверху приняло решение об эксперименте. Такие эксперименты предполагалось провести на многих советских АЭС, но на других делать это отказались.

Турбина и генератор - это многотонные вращающиеся конструкции, и если прекратить подачу пара на турбину, то она еще около часа вращается. А раз вращается - то вырабатывает электроэнергию. А давайте посмотрим, решили устроители эксперимента, насколько хватит этого вращения, чтобы приводить в действие главный циркуляционный насос.

Казалось бы, ничего страшного, но при этом необходима подстраховка. Прежде всего, это система аварийного охлаждения реактора: если что то случится, она может включиться самостоятельно и подать холодную воду на охлаждение активной зоны. Ведь важно не допустить расплавления активной зоны, если пройдет расплавление - все радиоактивные элементы, там образовавшиеся, будут выброшены в воздух.

Это первая подстраховка. Вторая - электроснабжение насосов из внешних относительно станции источников, а в крайних случаях - с помощью дизель-генераторов.

Данные подстраховки позволяли включить систему охлаждения реактора, если что то пойдет не так. Но программа эксперимента была составлена иначе. При этом, вопреки правилам, ее не согласовали с проектировщиками станции и Атомнадзором. Ее выслали в проектные и надзорные организации, но не согласовали. Почему? Сработал человеческий фактор. Ну, казалось бы, вы специалисты - посмотрите и скажите: «Нельзя этого делать!» Но те, зная, что наверху заинтересованы в подобном эксперименте, не решились дать какое либо заключение. А раз прямого запрета не последовало - главный инженер ЧАЭС утвердил программу.

Момент для эксперимента выбрали удачно. На 25 апреля 1986 года был назначен останов атомного реактора в связи с необходимостью вывода его на время из оборота для планово предупредительных работ. Но 25 апреля этого не произошло, поскольку «Киевэнерго» настояло на перенесении даты. В полночь с 25 на 26 апреля заступила новая смена для обслуживания реактора. И в этот момент начался эксперимент. Им руководил заместитель главного инженера по эксплуатации.

Что же получилось? Программа предусматривала просто сброс аварийной защиты, то есть всех стержней, а их 211. Но это неинтересно! Нужен чистый эксперимент. Давайте, говорит руководитель по программе, опустим мощность не до ноля, а до тысячи мегаватт. Здесь нужно пояснить: тысяча мегаватт - это реактор в электрической мощности, а в тепловой - это три тысячи двести мегаватт. Так вот, с трех тысяч двухсот давайте опустим до тысячи мегаватт… Зачем? А если с первого момента не получится эксперимент, мы стержни тогда опять поднимем, потом - опять опустим. Поиграем… А если сработает аварийная защита и включится система аварийного охлаждения? Давайте мы ее отключим!

Система аварийного охлаждения реактора была отключена. Мало того, до смешного (сквозь слезы): пульт управления, находящийся в отдельном помещении, где не было запора, перекрыли цепью с амбарным замком, чтобы никто не вошел и не включил систему. Ладно, сделали, добиваются чистоты эксперимента.

- Что еще может помешать чистоте эксперимента?

- Внешнее энергоснабжение. Да, может. Отключить!

- Что еще?

- Дизель-генераторы аварийные мешают. Отключить!

Согласно программе, чтобы все таки обеспечить необходимый расход воды, подключают все восемь главных циркуляционных насосов.

Таким образом, были отключены несколько защит одна за другой… Как можно было на таком агрегате вообще вводить возможность отключения защиты вручную?

Пошел эксперимент. По программе нужно было опустить мощность до тысячи мегаватт. Автоматически это сделать не удастся, поскольку может включиться аварийная защита. Поэтому отключена система локального автоматического регулирования мощности реактора. Нет еще одной защиты…

Перешли на ручное управление. Два начальника смены (один, который сдал смену, и второй, который принял) отказались поднимать мощность реактора вручную: «По регламенту нельзя, это может привести…» Громкие выражения начальника эксперимента и приказ поднимать старшему инженеру… Парню 26 лет, три года как из института. А там 211 стержней по 14 метров в диаметре, а мощность не однородна, где то подскочит, где то опустится.

И вот этот парень начал вручную опускать стержни. Не удержал… Тем более, что реактор этого типа при мощности около тысячи мегаватт неустойчив в управлении. Он в автоматическом управлении очень устойчив, а вручную - провалился.

Через несколько дней на смертном одре старший инженер сказал, что реактор провалился до тридцати мегаватт… Но у экспертов есть предположение, что вообще до ноля.

Следует некоторое замешательство. Эксперимент провален. На этом бы и остановиться. Снимайте характеристики, ведь сейчас реактор остановлен. Но нет, эксперимент решили продолжить. Последовала команда поднимать мощность.

Не так давно упала аварийная защита атомной электростанции в Сосновом Бору. По какой то причине произошел сброс аварийных стержней, и она остановилась. Было принято решение осуществить ввод мощности через двое суток. А на ЧАЭС команда о подъеме мощности последовала через несколько минут.

В этот момент реактор попадает в так называемую «йодную яму». При этом идет энергичное отравление реактора, там, в результате взаимодействия нейтронного потока и стержней, поглощающих нейтроны, идет образование в большом количестве йода и других элементов, которые, в свою очередь, являются энергичными захватчиками нейтронов. Они поглощают нейтрон, превращаются в другой элемент, в шлак, и выбывают. Но и нейтрон пропал.

И вот что получается: идет команда поднимать мощность, и количество нейтронов должно расти. Но приборы их не видят, потому что мешают йод и другие элементы. Идет команда «Выше!», команда на дополнительный подъем стержней. При этом по технологическому регламенту 28 стержней должны в любом случае остаться в реакторе на предмет неожиданных изменений мощности. Однако подняли 205 стержней, то есть в реакторе вместо 28 осталось только 6 стержней. Количество нейтронов превысило критическую массу, и пошел разогрев реактора до парообразования, до срыва всех нижних трубопроводов. А это означает, что вода уже перестает поступать в охлаждающую часть. Пошли взрывы. Дело в том, что при таких температурных и радиационных нагрузках идет интенсивный радиолиз воды: на водород и кислород. Это гремучая смесь, которая может взорваться в любую минуту: она и начала взрываться, срывать трубопроводы.

Все это заняло 1 минуту 40 секунд.

Наконец, не выдержали нервы у начальника смены. Он нажал кнопку аварийной защиты, чтобы опустить стержни вниз, но они не пошли. Уже начались подвижки в блоках. Уже покорежились направляющие и трубопроводы, и стержни застряли на уровне 2 2,5 метра, как потом показали записи событий.

Дальше - взрывы. Это не были ядерные взрывы. Реактор по своей критической массе, которая может привести к цепной реакции, распределен, он не допустит ядерного взрыва. Это взрывалась гремучая смесь, которая рванула уже в самом реакторе. Там не осталось воды, только пар, и вот результат.

Первым взрывом вынесло шатер над реактором. Все это упало на крышу машинного зала в районе четвертого энергоблока. И при этом было выброшено, по оценкам, где то порядка пятидесяти тонн ядерного горючего. А вторым и происшедшим сразу за ним третьим взрывом было выброшено еще семьдесят тонн горючего.

Кто виноват?

Недостатки, имевшиеся в реакторе, очевидны: это неустойчивая управляемость в нижних мощностях. Но разве это исследовательский реактор, разве технологический регламент предусматривает работу на таких мощностях? Нет, он предусматривает выход на номинальную мощность - 0,8 от предельной - и работу на энергосеть страны. Только так.

Недостатки управляющих стержней тоже имели место, но если реактор работает на номинальной мощности, то их движение вверх-вниз не приводит к сколько нибудь заметным последствиям. Хотя их конструкция сегодня все же усовершенствована.

Уроки были извлечены: появились новые требования к безопасности, были проведены обследования практически всех реакторов Советского Союза. Многие из них вывели из эксплуатации или насовсем, или для доведения до новых стандартов.

Но прошло всего четыре года, и что мы видим? В июле 1990 го автор работал в составе комиссии на том же блоке той же ЧАЭС. Обсуждается… новый эксперимент, который предполагалось там провести и который непостижимым образом прошел необходимые согласования! Невероятно, но факт.

Кто то пришел к выводу, что если реактор до сих пор излучает нейтроны, то возможно накопление калифорния, а это угроза мощного ядерного взрыва. Было решено пробурить оставшиеся после взрыва обломки вертикальными каналами и спустить туда нейтронные датчики, чтобы определить, имеются ли нейтронные потоки.

Сказано - сделано. Но как только начали бурить, поднялись радиоактивные аэрозоли, и мощнейшая система мониторинга радиации, установленная здесь после аварии, сработала. За ней - система оповещения гражданской обороны. Вновь паника, слухи о новом инциденте на Чернобыльской АЭС.

Только после этого, наконец, было принято решение оставить разрушенный реактор в покое.

В заключение вернемся к роковому эксперименту. Судя по динамике развития всего процесса, там шаг за шагом люди готовили себе (впрочем, не только и не столько себе) очень и очень большую проблему. Бросается в глаза то, как планомерно, шаг за шагом отключались все защиты. Они отключили все возможные «пути отхода» и перекрыли себе возможность вернуть ситуацию в первоначальное состояние. После Чернобыля на самом высоком уровне было принято решение: на всех опасных объектах исключить возможность вручную или дистанционно отключать все эти защиты. Подобно тому, как с самого начала было сделано на атомном флоте, где отключение защит изначально невозможно. Это было сделано. Но ведь человек, если задастся целью, всегда рано или поздно сумеет… Известно немало ситуаций, когда специалисты только диву давались: как сумели обойти самые надежные защиты?

Руководитель того эксперимента прибыл на Чернобыльскую станцию по протекции главного инженера. Сам он занимался физическими измерениями на флотских реакторах на Дальнем Востоке. То есть, в общем то, он был неплох как физик-ядерщик, но в управлении реактором никогда не участвовал и не умел.

Итак, главная проблема - человеческий фактор. А главный инструмент безопасности - профессиональная подготовка сотрудников, наличие у них того, что можно назвать ответственным чувством опасности.