Что случилось с 4 энергоблоком ЧАЭС

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Версий о том, что же всё-таки произошло 26 апреля 1986 года на 4 энергоблоке Чернобыльской АЭС выдвинуто несколько. С течением лет накапливались данные учёных, выходили из тени архивные материалы, публиковались мемуары свидетелей и участников событий. Так или иначе полная непротиворечивая версия катастрофы сложилась уже только в XXI веке. Сейчас общепринятое мнение таково: к трагедии привело уникальное сочетание сразу нескольких факторов, каждый из которых вряд ли привёл бы к аварии. Но, сложившись вместе в одно и то же время, они и привели к такому тяжёлому результату.

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

Как запускали энергоблоки ЧАЭС

Начало строительства станции пришлось на весну 1970 года. В эти дни был заложен новый город энергетиков – Припять, и были вбиты первые колышки на месте будущего котлована АЭС, а летом 1972 года был уложен первый бетон в фундамент главного корпуса первой очереди.

Всего было запланировано строительство шести энергоблоков, которые должны были вступать в строй постепенно, один за другим. Первый энергоблок был принят в эксплуатацию в декабре 1977 года, а весной следующего года выведен на проектную электрическую мощность 1000 мегаватт.

Второй энергоблок ЧАЭС заработал на проектной мощности весной 1979 года. Третий – в 1982, а четвёртый – в 1984.

Что предшествовало трагедии

Симптоматично, что почти сразу после начала эксплуатации станцию стали преследовать нештатные ситуации и аварии. Так например, в сентябре 1981 года на строящемся третьем энергоблоке произошёл пожар, который был сочтён незначительным инцидентом. Он не оказал существенного влияния ни на ход строительства, ни на работу остальных блоков.

Но ровно через год произошла уже по-настоящему серьёзная авария, которая даже сопровождалась выбросом радиации в атмосферу.

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

Это случилось 9 сентября 1982 года. Был закончен плановый ремонт реактора первого энергоблока, и он вводился в эксплуатацию. Такие операции проводились уже не раз, и как говорится, ничего не предвещало. Однако, по достижении тепловой мощности 700 мегаватт случилось разрушение тепловыделяющей сборки, так называемый ТВЭЛ. Это, проще говоря, пакет стержней, заполненных делящимся материалом на основе урана. (см.фотографию выше.)

Разрушение ТВЭЛа привело к повреждению технологического канала №62-44. В реакторе таких каналов много, в каждый из них как раз и помещается одна тепловыделяющая сборка. На этой схеме повреждённый канал указан стрелкой:

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

А вот так это выглядит в настоящем реакторном зале действующей АЭС:

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

В результате взрыва ТВЭЛа повреждения получила также графитовая кладка активной зоны реактора. А поскольку каналы во время работы заполнены кипящей водой под давлением, то смесь этой воды, пара и радиоактивных материалов из разрушенной сборки попала в объём реактора, а оттуда в технологические трубопроводы и далее в атмосферу.

Реактор был остановлен только через 20 минут. Такая задержка привела к существенному загрязнению территории вокруг станции, пришлось проводить дезактивационные мероприятия. Ремонт занял 3 месяца, в результате повреждённый канал был навсегда выведен из эксплуатации.

На этом инцидент был завершён. Но до сих пор нет однозначного мнения о его причинах. Имеются две равновероятные версии: грубое нарушение персоналом инструкций по расходу воды (включая даже попадание в канал постороннего предмета) и технологический дефект канальной трубы, допущенный на заводе.

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

Хроника аварии на 4 энергоблоке ЧАЭС

Но это была лишь прелюдия к настоящей катастрофе. Дата 26 апреля 1986 года теперь известна всему миру как крупнейшая радиационная авария в истории. Мощный взрыв и полное разрушение реактора, выброс в атмосферу огромного количества чудовищно радиоактивных веществ, заражение территорий нескольких стран вплоть до центра Европы, гибель десятков людей, эвакуация целых городов – одним словом, слово «Чернобыль» стало синонимом страшной техногенной радиационной катастрофы с очень тяжёлыми последствиями.

Но несмотря на всё это следует понимать, что Чернобыльская авария не была настоящим ядерным взрывом. Если бы это случилось, то город Припять стал бы похож на Хиросиму после атомной бомбардировки, а на месте АЭС осталась бы только воронка. Взрыв был обычный, но мощный настолько, что реактор оказался полностью открыт, а всё его содержимое было выброшено наружу.

Так что же произошло той весенней ночью на станции? Ход событий был восстановлен с точностью буквально до секунд. Это было необходимо для того, чтобы понять причины происшедшего.

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

На предыдущий день, 25 апреля, была запланирована обычная остановка реактора для проведения регламентных работ. Обычно это время используют для различных ремонтов, осмотра и так далее. Но помимо прочего, на время останова планировался эксперимент с «выбегом ротора турбины». Что это такое?

Поскольку реактор остановлен, то пар на лопатки турбины не подаётся. Но тяжёлый ротор продолжает вращаться ещё некоторое время. Была идея не отключать турбину от генератора, а проверить, как долго генератор сможет вырабатывать электричество при таком инерционном вращении. Это испытание должно было проводиться как раз 25 апреля на мощности реактора от 20% до 30% от номинальной. (Ведь реактор выключается не моментально, для этого требуется известное время).

Ночью в этот день (в 3 часа 47 минут ночи) мощность реактора была планово снижена до 50%. К середине дня она составила уже приблизительно те самые 30%, после чего была планово отключена система аварийного охлаждения. И тут начались неожиданности.

Дальнейшее снижение мощности в 14:00 было запрещено диспетчером Киевских электросетей. Почему? Возможно, в этот момент была включена какая-то очень энергоёмкая нагрузка. Запрет был снят диспетчером только в 23:10. Поэтому четвёртый энергоблок почти 12 часов работал на пониженной мощности.

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

Тут нужно упомянуть о таком эффекте, как «ксеноновое отравление». Это накопление в активной зоне большого количества изотопов радиоактивного ксенона с периодом полураспада около 9 часов. Этот изотоп очень активно поглощает нейтроны, а значит, препятствует ядерной реакции. Причём отравление характерно именно для работы на пониженной мощности, при номинальном режиме его не происходит.

Такой длительный период работы на мощности около 30% от номинальной не был предусмотрен регламентами. Отравление оказалось сильнее, чем обычно. После того, как запрет был снят, тепловую мощность начали снижать дальше. Но в 0:28 мощность неожиданно резко упала до очень низких величин – порядка 30 тепловых мегаватт. (Очевидно, именно из-за чрезмерного ксенонового отравления). Персонал дежурной смены принял решение поднять мощность до чисел, которые предусмотрены графиком выключения реактора, а для этого замедляющие стержни были извлечены из активной зоны больше, чем обычно требуется.

Когда мощность стабилизировалась на значении 200 мегаватт, специалисты начали готовиться к запланированному эксперименту по «выбегу турбины». Включили восемь насосов, подающих воду в активную зону. Четыре из них предполагалось использовать как нагрузку генератора при «выбеге».

Эксперимент начался ночью 26 апреля в 1:23:04. Турбина, подключённая к нагрузке из четырёх насосов, начала замедляться. Соответственно, эти насосы стали уменьшать частоту вращения и подача воды в реактор стала сокращаться. Из-за этого, а также под воздействием ещё нескольких эффектов, реактор начал разгоняться – наращивать мощность.

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

1:23:39 на пульте управления была нажата кнопка аварийного останова. Прошёл так называемый сигнал АЗ-5. По этому сигналу замедляющие стержни начали опускаться вглубь активной зоны. Обратите внимание, что с начала эксперимента до сигнала аварийного останова прошло всего 35 секунд.

И тут в дело вступил неожиданный фактор, о котором прежде никто не подозревал. Конструкция замедляющих стержней оказалась такова, что при их погружении в реактор в некоторый момент происходит не останов его, а наоборот разгон! Это продолжается всего несколько секунд, и раньше, при штатном выведении энергоблока из эксплуатации, этот дефект конструкции никак не проявлялся. Но сейчас, на фоне всей этой истории с большим ксеноновым отравлением, он сработал.

Через 1 или 2 секунды после начала движения стержней вниз, аппаратура зафиксировала ещё один сигнал АЗ-5. А после него – фрагменты телеметрии, которые свидетельствовали об очень быстром неконтролируемом наборе мощности. Ещё через несколько секунд регистрирующие приборы вышли из строя. Последовали два мощных удара (по показаниям большинства выживших свидетелей). Ко времени 1:23:50 реактор был полностью разрушен.

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

Иными словами, от начала эксперимента, когда всё ещё было в штатном режиме, до катастрофы (срыва крышки реактора и выброса содержимого активной зоны в воздух), прошло меньше минуты. Но процессы, которые привели реактор в предаварийное состояние, продолжались несколько часов, а точнее почти сутки.

Недостатки реактора

Результаты работы сразу нескольких комиссий, как от СССР, так и международных, некоторое время широко обсуждались. В итоге даже до сегодняшнего времени остались некоторые неясности во всей этой истории.

По горячим следам, в 1986 году Государственная комиссия по расследованию причин аварии возложила основную ответственность на персонал АЭС. И дежурная смена операторов, и руководство станции были обвинены в грубом нарушении правил эксплуатации реактора. Например, в выводах фигурирует, что они стремились «провести эксперимент по выбегу ротора турбины любой ценой» и отключение систем защиты на определённом этапе снижения мощности, когда она ещё не дошла до нуля. Кроме того, руководителям вменялось в вину замалчивание масштабов трагедии в первые дни. На этом, казалось, расследование было завершено.

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

Однако в 1991 году к нему вернулись. Новое следствие существенно изменило окончательные выводы, и вина персонала в них уже не признавалась столь критичной. Основное место отныне заняли технические детали, а именно особенности конструкции самого реактора, и в первую очередь замедляющих стержней. Примерно к таким же выводам пришла в 1993 году комиссия международного Консультационного комитета по вопросам ядерной безопасности INSAG. То есть с течением времени уровень объективности во взглядах на катастрофу начал расти.

На сегодня общепринятым осталось следующее мнение. К трагедии привело стечение слабопрогнозируемых и маловероятных обстоятельств, каждое из которых не оказало бы никакого влияния на работу станции. Но сложившись вместе, наложившись друг на друга, они сформировали кумулятивный эффект. А главным фактором, триггером, непосредственно запустившим развитие катастрофических процессов, оказалась конструктивная ошибка в стержнях управления и защиты (СУЗ).

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

Как уже говорилось выше, эта ошибка приводила к положительной обратной связи между мощностью и реактивностью – то есть при опускании стержней мощность реактора временно (на 1-2 секунды) возрастала, тогда как должна была уменьшаться. Это было впоследствии названо «концевой эффект». Конструкция стержней была усовершенствована сразу же, как только этот эффект был понят по результатам работы комиссии.

Первые часы после взрыва

Взрыв привёл к срыву многотонной крышки реактора. Фактически, вся его шахта оказалась полностью открытой наружу, потому что перекрытия крыши и все конструкции, находившиеся выше, тоже были разрушены. На снимках с вертолётов хорошо видна жуткая зияющая дыра на том месте, где располагалась активная зона.

Первое и самое очевидное последствие катастрофы – на здании станции возник сильный пожар. Он грозил перекинуться на соседние энергоблоки. Сигнал о пожаре поступил на пульт дежурного пожарной охраны в 1:23 ночи. То есть практически сразу в момент взрыва. В тушении пожара приняли участие расчёты самой станции, караул пожарной части города Припять, подразделения из Киева и ближайших областей Украины.

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

В первые часы мало кто понимал масштабы трагедии и уровней радиации. Но уже после 2 часов ночи в медсанчасти стали поступать пожарные с явными признаками поражения радиацией, с симптомами лучевой болезни. Руководитель тушения майор Леонид Телятников пробыл на станции почти до утра и получил очень высокую дозу облучения. Выжил он только благодаря срочной операции на костном мозге в Англии.

Функционирование уцелевших энергоблоков после катастрофы

Сразу после катастрофы работа Чернобыльской атомной станции была приостановлена, реакторы заглушены. На территории проводились работы по дезактивации, которые потребовали подлинного героизма сотен ликвидаторов. Был сооружён первый «саркофаг» над зданием 4 энергоблока. И в октябре 1986 года вновь заработали блоки станции номер 1 и 2, а в декабре 1987 года и третий.

Иллюстрация на тему 4 энергоблок Чернобыльской атомной электростанции: что случилось

Однако, станция, получившая такую дурную славу, не прожила долго. 15 декабря 2000 года все энергоблоки были остановлены и АЭС навсегда прекратила работу.

После этого ещё почти два десятилетия продолжалось строительство нового «саркофага» – объект «Укрытие». Он был закончен и введён в эксплуатацию в 2018 году. Имеется программа, которая предусматривает консервацию и постепенный демонтаж всех сооружений станции. Она рассчитана на долгие годы вперёд – демонтаж сердца АЭС, реакторных установок, предполагается осуществить не раньше 2065 года.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *