Авария на АЭС Три-Майл-Айленд: первая ядерная

Объект: Энергоблок № 2 АЭС Three Mile Island (Три-Майл-Айленд, «Трехмильный остров») на одноименном острове на реке Саскуэханна, в 16 км южнее города Гаррисберг, штат Пенсильвания, США.

Причины

Можно выделить две причины катастрофы на АЭС Three Mile Island:

• «Спусковым механизмом» аварии стал вышедший из строя питательный насос второго контура охлаждения реактора.


• Аварийное развитие событий было обусловлено просто невероятным сочетанием целого ряда технических неполадок (заклинивание клапана, неправильные показания приборов, отказ нескольких насосов), грубых нарушений правил ремонта и эксплуатации, и пресловутого «человеческого фактора».

Поэтому и получилось то, что получилось — первая серьезная авария на АЭС, которая до трагических событий на Чернобыльской АЭС оставалась крупнейшей в мире.

Хроника событий

Авария на втором энергоблоке АЭС началась примерно в четыре утра 28 марта, и борьба за реактор велась до самого вечера, а полностью устранить опасность удалось лишь ко 2 апреля. Хроника событий этой аварии обширна, однако имеет смысл остановиться только на ее ключевых моментах.

Примерно 4.00. Остановка питательного насоса второго контура, в результате чего циркуляция воды прекратилась, а реактор начал перегреваться. Именно здесь случилось главное событие, послужившее началом аварии: из-за грубой ошибки, допущенной во время ремонта, не запустились аварийные насосы второго контура. Как выяснилось позже, проводившие ремонт техники не открыли задвижки на напоре, но операторы не могли видеть этого, так как индикаторы состояния насосов на пульте управления были просто-напросто закрыты ремонтными табличками!

Первые 12 секунд после аварии. Повышение температуры и давления в реакторе запустило систему аварийной защиты, которая заглушила атомный котел. Чуть ранее сработал предохранительный клапан, который начал выпускать из реактора пар и воду (она скапливалась в специальной емкости — барботере). Однако при достижении нормального давления клапан по какой-то причине не закрылся, что заметили только через 2,5 часа — за это время барботер переполнился, из-за критического уровня давления лопнули расположенные на нем предохранительные мембраны, и помещения гермооболочки начали заполняться перегретым паром и горячей радиоактивной водой.

4.02. Сработала система аварийного охлаждения реактора — в активную зону начала подаваться вода, которая из-за не закрывшегося клапана через барботер также поступала в гермооболочку.

4.05. Первая грубая ошибка операторов. Несмотря на то, что реактор был практически пуст, приборы показывали, что в нем слишком много воды, а поэтому операторы постепенно отключили все аварийные насосы, закачивающие воду в первый контур.

4.08. Операторы, наконец, обнаружили, что аварийные насосы второго контура не работают, но их запуск не особо исправил ситуацию.

Вплоть до 6.18 люди, опираясь на неверные показания приборов (и, в то же время, почему-то не замечая другие важные показатели, говорившие о характере аварии), пытались определить проблему и выполняли разнообразные действия, но лишь усугубили ситуацию. В результате активная зона реактора, лишенная охлаждения, начала в прямом смысле слова плавиться, хотя цепная ядерные реакции уже были остановлены. Перегрев был обусловлен распадом высокоактивных продуктов деления урана (именно из-за этого ядерный реактор не может быть остановлен сразу, в одно мгновение).

Лишь в 6.18 утра прибывший инженер определил истинную причину аварии, и слив воды из активной зоны реактора был прекращен. Однако насосы аварийного охлаждения, остановленные двумя часами ранее, по разным причинам удалось запустить лишь в 7.20, что и предотвратило катастрофу — специальная борированная вода, закачанная в активную зону, остановила ее нагрев и дальнейшее разрушение.

Казалось бы, авария предотвращена, и теперь можно спокойно заниматься полной остановкой реактора. Однако уже днем 28 марта выяснилось, что в корпусе реактора образовался огромный водородный пузырь, который мог в любую секунду вспыхнуть и взорваться — такой взрыв на АЭС привел бы к страшной катастрофе. Но откуда взялся этот водород? Он образовался из-за реакции раскаленного циркония с раскаленным же водяным паром, который буквально распадался на атомы кислорода и водорода. Кислород окислял цирконий, а свободный водород скапливался под крышкой реактора — так и образовался взрывоопасный пузырь.

Вечером, в 19.50 удалось восстановить работу одного из насосов первого контура, который, правда, проработал всего 15 секунд, но это позволило вскоре запустить остальные насосы и восстановить более или менее нормальную работу первого контура системы охлаждения реактора.

Вплоть до 2 апреля операторы работали над удалением из-под крышки реактора водорода — эта операция увенчалась успехом, и опасность неуправляемого развития аварии была полностью устранена.

Интересно, что в 6.30 утра операторы хотели провести разведку внутри гермооболочки, так сказать, посмотреть на аварию «изнутри», однако начальство станции не дало разрешения на вылазку. Как выяснилось позже, это спасло людей от неминуемой гибели — к тому времени радиационный фон в помещениях гермооболочки превышал норму в сотни раз!

А уже 1 апреля на станцию Три-Майл-Айленд с визитом прибыл сам президент США Джимми Картер, который успокоил людей и рассказал, что никакой опасности нет. И если верить официальным данным, то опасности действительно не было, но волнение людей, возникшее из-за аварии, понять можно.

АЭС Три-Майл-Айленд

Поcледствия аварии

Удивительно, но авария на АЭС Три-Майл-Айленд не имела серьезных последствий для здоровья людей и экологии, однако она оказала самое серьезное влияние на умы людей и американскую ядерную энергетику. Но, несмотря на это, все работы по устранению последствий аварии были завершены лишь к 1993 году!

Разрушения активной зоны. Температура в реакторе во время аварии достигала 2200 градусов, в результате расплавилось около половины всех компонентов активной зоны. В абсолютных цифрах это составляет почти 62 тонны.

Радиоактивное загрязнение. Из атомного реактора вытекло большое количество радиоактивной воды, в результате чего уровень радиоактивности в помещениях гермооболочки более чем в 600 раз превысил норму. Некоторое количество радиоактивных газов и пара попало в атмосферу, и в результате каждый житель 16-километровой зоны вокруг АЭС получил облучение не больше, чем во время сеанса флюорографии. Самого опасного — выбросов в атмосферу и воду высокоактивных нуклидов — удалось избежать, поэтому местность осталась «чистой».

Крах атомной энергетики США. После аварии на АЭС Три-Майл-Айленд в США было принято решение больше не строить атомных электростанций, что привело к застою в американской атомной энергетике.

Психология людей и «китайский синдром». По просто удивительному стечению обстоятельств за две недели до аварии на большие экраны вышел фильм «Китайский синдром», повествующий о катастрофе на АЭС. Жаргонный термин «китайский синдром», придуманный в 1960-х годах физиками-ядерщиками, означает аварию, при которой топливо в реакторе плавится и прожигает защитную оболочку. А ведь во втором энергоблоке АЭС Три-Майл-Айленд произошло именно расплавление активной зоны реактора! Так что нет ничего странного в том, что после реальной аварии поднялась паника, и никакие уверения высокопоставленных чиновников, включая самого президента США, не могли окончательно успокоить людей.

Современное положение

В настоящее время АЭС Three Mile Island продолжает работу — функционирует энергоблок № 1, который во время аварии находился в ремонте, и был запущен в 1985году. Второй энергоблок закрыт, внутренняя часть реактора полностью вынута и утилизирована, а за площадкой ведется наблюдение. Станция будет работать до 2034 года.

Интересно, что в 2010 году турбогенератор аварийного второго энергоблока был продан, снят и по частям перевезен на атомную станцию Shearon Harris (штат Северная Каролина, США), где занял место в новом энергоблоке. Удивительно? Нисколько. Ведь это оборудование проработало всего полгода, а во время аварии не пострадало и не получило радиоактивного заражения — не пропадать же многомиллионному добру)

Что сделано, чтобы подобное не повторилось

Одним из результатов расследования причин аварии стало понимание, что операторы станции были элементарно не готовы к инциденту. Эту проблему решили пересмотром концепции подготовки операторов АЭС: если раньше упор делался на то, чтобы люди анализировали ситуацию и самостоятельно искали решение, то теперь операторы учились работать преимущественно по заранее подготовленным «сценариям» аварий.

Аналогичные происшествия

Через семь лет в СССР произошла авария, которая в прямом и переносном смысле затмила инцидент на АЭС Три-Майл-Айленд — это печально известная катастрофа на Чернобыльской АЭС, произошедшая 26 апреля 1986 года. Интересно, что ход обеих аварий был схожим, однако в четвертом энергоблоке ЧАЭС произошло то, чего не случилось у американцев — прогремел взрыв, имевший самые серьезные последствия.

Авария на АЭС Три-Майл-Айленд также меркнет и на фоне аварии на АЭС «Фукусима», которая произошла в Японии во время цунами и землетрясения 11 марта 2011 года. И японская, и советская аварии все еще доставляют немало беспокойств, и остается надеяться, что мир больше не увидит новых ядерных катастроф.

«УТВЕРЖДАЮ»

Заведующий кафедрой

Эксплуатации и ФЗ ЯЭУ

В.А. Кирияченко

«__»____________20__ г.

Лекция № 27

Тема: Тяжелые аварии на АЭС

План лекции

1. Вводная часть 5 мин.

2. Основная часть:

2.1. Авария на АЭС Три-Майл-Айленд. 30 мин.

2.2. Авария на Чернобыльской АЭС. 40 мин.

3. Заключительная часть. 5 мин.

Задание на самостоятельное изучение материала – 4 часа.

Ошибки в действиях оперативного персонала при аварии на АЭС «Три-Майл-Айленд» и ЧАЭС. Литература .

В результате изучения материала лекции студенты должны:

Причины возникновения аварий;

Хронология развития аварий;

б) уметь определять возможные последствия тяжелых аварий;

в) быть ознакомленными с физическими основами процессов, протекающих на АЭС «Три-Майл-Айленд» и ЧАЭС во время аварий.

Литература

1. Иванов В.А. «Эксплуатация АЭС» Энергоатомиздат, 1994.

2. Острейковский В.А. «Эксплуатация АС» Энергоатомиздат, 1999.

1. Авария на АЭС Три -Майл -Айленд

Авария на АЭС Три-Майл-Айленд – одна из крупнейших аварий в истории ядерной энергетики, произошедшая 28 марта 1979 года на атомной станции Три-Майл-Айленд, расположенной на реке Саскуэханна, неподалёку от Гаррисберга (Пенсильвания, США).

До Чернобыльской аварии, случившейся через семь лет, авария на АЭС «Три-Майл-Айленд» считалась крупнейшей в истории мировой ядерной энергетики и до сих пор считается самой тяжёлой ядерной аварией в США, в ходе неё была серьёзно повреждена активная зона реактора, часть ядерного топлива расплавилась.

На АЭС «Три-Майл-Айленд» использовались водо-водяные реакторы с двухконтурной системой охлаждения, эксплуатировались два энергоблока, мощностью 802 и 906 МВт, авария произошла на блоке номер два (TMI-2) 28 марта 1979 года примерно в 4:00.

Для простоты в дальнейшем отсчёт ровно от 4:00:00.

4:00:00. Первопричиной аварии явился отказ питательных насосов во втором контуре системы охлаждения реактора, в результате которого прекратилась подача воды в оба парогенератора. Автоматически отключился турбогенератор и включилась аварийная система подачи питательной воды в парогенераторы, однако, несмотря на нормальное функционирование всех трёх аварийных насосов, вода в парогенераторы не поступала. Оказалось, что задвижки на напоре насосов были закрыты. Это состояние сохранилось с планового ремонта, закончившегося на блоке за несколько дней до аварии.

4:00:00-4:00:12. Так как отвод тепла от первого контура прекратился, в нём стало расти давление, которое через несколько секунд превысило допустимое значение. Открылся импульсный предохранительный клапан на системе компенсации давления, сбрасывающий пар в специальную ёмкость, барботёр. Давление стало повышаться гораздо медленнее. Высокое давление в первом контуре, примерно 17 МПа, послужило причиной остановки реактора действием аварийной защиты через 9 секунд после исходного события. Теплоноситель в контуре перестал нагреваться, средняя температура упала, и объём воды стал уменьшаться. Рост давления резко перешёл в его падение. В этот момент проявилась ещё одна техническая неисправность – предохранительный клапан должен был закрыться по нижней уставке срабатывания, но этого не произошло и сброс теплоносителя первого контура продолжался. Индикатор на пульте оператора при этом показывал, что клапан закрыт, хотя, на самом деле, лампочка сигнализировала лишь о том, что с клапана было снято питание. Других средств контроля не было предусмотрено. Утечка теплоносителя продолжалась почти 2,5 часа, пока не был закрыт отсечной клапан.

4:01 . Время полного осушения при потере питательной воды для парогенераторов того типа, которые были установлены на данной станции, составляет 30-60 секунд, что определяется их малым водосодержанием. Поэтому на несколько минут теплоотвод из первого контура практически полностью прекратился.

4:02 . Через две минуты после исходного события автоматически, как и предусмотрено при падении давления ниже допустимого, в данном случае 12 МПа, в системе первого контура включилась система аварийного охлаждения активной зоны реактора, насосы системы высокого давления.

4:05. Панель блочного щита управления с ремонтными маркировочными табличками, скрывшими от персонала цветовую индикацию о закрытом положении задвижек на напоре насосов аварийной питательной воды.

В этот момент операторы АЭС допустили первую серьёзную ошибку, которая, вероятно, и определила характер аварии и её масштаб. Они отключили один, а затем и второй аварийный насос из трёх работающих, а на оставшемся вручную уменьшили расход более чем в 2 раза, такого количества воды было недостаточно для компенсации течи. Причиной такого решения послужили показания уровнемера компенсатора объёма, из которых следовало, что вода подаётся в первый контур быстрее, чем выходит через неисправное предохранительное устройство. Управляющий реактором персонал был обучен предотвращать заполнение водой компенсатора давления (не «вставать на жёсткий контур»), так как при этом затрудняется регулирование давления в контуре, что опасно с точки зрения его целостности, поэтому они отключили «лишние» по их мнению насосы высокого давления. Как оказалось впоследствии, уровнемер давал неправильные показания. На самом деле в это время происходило дальнейшее падение давления в первом контуре из-за некомпенсированной течи. Когда давление упало до точки насыщения, в активной зоне начали образовываться пузырьки пара, которые начали вытеснять из неё воду в компенсатор давления, тем самым ещё больше увеличивая ложные показания уровнемера. Всё ещё обеспокоенные необходимостью не допустить переполнения компенсатора, операторы начали сливать воду из него ещё и через дренажную линию первого контура.

4:08 . В этот момент было обнаружено, что задвижки на напоре аварийных насосов питательной воды закрыты, индикацию об их состоянии скрывала маркировочная ремонтная табличка, поднять которую операторы наконец догадались. Персонал понял, что аварийная питательная вода не поступает в парогенераторы, задвижки открыли и началось её поступление. То обстоятельство, что подача питательной воды в парогенераторы была прервана на 8 минут, само по себе не могло привести к серьёзным последствиям, но прибавило замешательства в действия персонала и отвлекло их внимание от опасных последствий заедания в открытом положении импульсного клапана в системе компенсации давления.

4:14 . Отвлёкшиеся от основной проблемы операторы не придали значения нескольким признакам того, что предохранительный клапан не закрылся – датчик температуры на его сбросной линии показывал превышение на 100 градусов, однако его показания были списаны на остаточный разогрев от сброса пара в начале события и на завышение датчиком показаний, что считалось обычным делом.

Также в это время было замечено срабатывание предохранительных мембран на барботёре из-за превышения в нём давления, в результате чего пар с высокими параметрами стал поступать в помещения гермооболочки.

4:38 . Обходчики помещений реакторного отделения доложили, что включились насосы, откачивающие переполняющийся бак-приямок гермообъёма. Операторы на щите управления выключили их, всё ещё не понимая, что в помещениях гермообъёма большое количество воды.

4:50-5:00 . Ещё один косвенный признак течи первого контура был проигнорирован – температура в помещениях гермооболочки выросла на 50 градусов, а избыточное давление превысило 0,003 кгс/см².

Также в это время было замечена ещё одна странность – концентрация жидкого поглотителя, борной кислоты, в контуре сильно снизилась и, несмотря на полностью погружённые регулирующие стержни, начали расти показания приборов контроля нейтронного потока. Снижение концентрации борной кислоты также было последствием сильной течи. Операторы приступили к экстренному вводу бора, чтобы не допустить повторной критичности реактора, что было частично правильным решением, но не решающим главную проблему, которая до сих пор не была определена.

5:13 . К этому времени циркуляция в первом контуре была настолько нарушена, что начали сильно вибрировать два из четырёх главных циркуляционных насоса, вследствие смешения в контуре воды и пара. Операторы выключили насосы, чтобы предотвратить их разрушение или повреждение трубопроводов первого контура.

5:45 . По той же причине были выключены 2 оставшихся циркуляционных насоса первого контура. Принудительная циркуляция теплоносителя прекратилась.

Можно отметить, что отключение циркуляционных насосов в первом контуре реакторов с водой под давлением не должно приводить к прекращению циркуляции теплоносителя, должна продолжаться естественная циркуляция. Однако под крышкой реактора на этот момент накопился парогазовый пузырь, наличие которого вкупе с геометрическим расположением активной зоны и парогенераторов в конструкции данной ядерной установки воспрепятствовало возникновению естественной циркуляции в первом контуре.

6:18 . Почти через 2,5 часа после начала событий, их причина была определена только что прибывшим инженером. Операторы закрыли отсечной клапан на линии импульсного клапана, заклинившего в открытом положении. Истечение теплоносителя из первого контура прекратилось. Однако разрушение оказавшейся к этому моменту оголённой активной зоны продолжалось, как показали впоследствии расчёты, её обнажившиеся 2/3 разогрелись до температуры свыше 2200 °C, что привело к быстрому окислению оболочек тепловыделяющих элементов (пароциркониевая реакция с выделением большого количества водорода) и в дальнейшем их обширному разрушению вследствие растворения диоксида урана цирконием и стеканию этой массы вниз. По оценкам специалистов окислилось примерно 1/3 общего количества циркония.

6:30 . Операторы запросили у руководства разрешение на разведку работниками реакторного цеха в гермообъёме. К счастью, разрешение не было получено, вошедшие туда люди могли погибнуть.

7:10 . В этот момент была зафиксирована высокая радиоактивность в первом контуре, что указывало на серьёзное повреждение оболочек ТВЭЛов.

К управляющему энергоблоком персоналу пришло первое понимание масштаба аварии.

7:20-8:00 . Наконец вновь были запущены насосы аварийного охлаждения высокого давления, проработали 40 минут и отключились, закончился аварийный запас борированной воды. Однако она успела накрыть активную зону, предотвращая её дальнейшее разрушение, но это была лишь временная мера.

8:30-11:30 . Операторы, поняв, что естественной циркуляции в контуре и теплоотвода от топлива по-прежнему нет, пытаются поднять давление, чтобы сконденсировать пар в контуре и запустить циркуляционные насосы, однако они не знают, что в нём скопилось большое количество неконденсирующихся газов, в первую очередь водорода.

11:40 . Персоналом за неимением плана действий и мыслей в правильном направлении было принято решение осторожно и медленно сбрасывать давление в первом контуре для инициирования срабатывания гидроаккумуляторов, ещё одной, пассивной, системы безопасности. Весь последующий день они пытались это сделать, но фактически эти действия не имели успеха и лишь незначительное количество воды из гидроёмкостей попало в активную зону. Зато теперь из-за сброшенного давления невозможно было запустить циркуляционные насосы.

Также в течение дня имели место локальные загорания водорода в гермооболочке.

16:00 . Наконец руководством станции было принято правильное решение – поднимать давление в первом контуре и пытаться запустить циркуляционные насосы. Были вновь включены аварийные насосы высокого давления.

19:50 . Операторы запустили один циркуляционный насос первого контура, который проработал всего 15 секунд, но успел забросить в активную зону несколько десятков кубометров воды, которая сконденсировала пар и позволила затем запустить циркуляционные насосы. В дальнейшем персонал не допускал ошибок, опасное количество водорода, накопившегося под крышкой реактора, было постепенно удалено. В состояние холодный останов реактор был переведён лишь через месяц.

Хотя ядерное топливо частично расплавилось, оно не прожгло корпус реактора, так что радиоактивные вещества, в основном, остались внутри. По разным оценкам, радиоактивность благородных газов, выброшенных в атмосферу, составила от 2,5 до 13 миллионов кюри (480·10 15 Бк), однако выброс опасных нуклидов, таких как йод-131, был незначительным. Территория станции также была загрязнена радиоактивной водой, вытекшей из первого контура. Было решено, что в эвакуации населения, проживавшего рядом со станцией, нет необходимости, однако губернатор Пенсильвании посоветовал покинуть пятимильную (8 км) зону беременным женщинам и детям дошкольного возраста. Средняя эквивалентная доза радиации для людей живущих в 10-мильной (16 км) зоне составила 8 миллибар (80 мкЗв) и не превысила 100 миллибар (1 мЗв) для любого из жителей. Для сравнения, восемь миллибэр примерно соответствуют дозе, получаемой при флюорографии, а 100 миллибэр равны одной трети от средней дозы, получаемой жителем США за год за счёт фонового излучения.

Было проведено тщательное расследование обстоятельств аварии. Было признано, что операторы допустили ряд ошибок, которые серьёзно ухудшили ситуацию. Эти ошибки были вызваны тем, что они были перегружены информацией, часть которой не относилась к ситуации, а часть была просто неверной. После аварии были внесены изменения в систему подготовки операторов. Если до этого главное внимание уделялось умению оператора анализировать возникшую ситуацию и определять, чем вызвана проблема, то после аварии подготовка была сконцентрирована на выполнении оператором заранее определённых технологических процедур. Были также улучшены пульты управления и другое оборудование станции. На всех атомных станциях США были составлены планы действий на случай аварии, предусматривающие быстрое оповещение жителей в 10-мильной зоне.

Работы по устранению последствий аварии были начаты в августе 1979 года и официально завершены в декабре 1993 г. Они обошлись в 975 миллионов долларов США. Была проведена дезактивация территории станции, топливо было выгружено из реактора. Однако часть радиоактивной воды впиталась в бетон защитной оболочки, и эту радиоактивность практически невозможно удалить.

Эксплуатация другого реактора станции (TMI-1) была возобновлена в 1985 году.

Слайд 2

Авария, произошедшая 28 марта 1979 года на АЭС Три-Майл-Айленд считается самой крупной ядерной аварией в США. До Чернобыльской аварии, произошедшей 26 апреля 1986 года, авария на Три-Майл-Айленд считалась самой тяжелой ядерной аварией в мире

Слайд 3

Причины

Было проведено тщательное расследование обстоятельств аварии. Было признано, что операторы допустили ряд ошибок, которые серьёзно ухудшили ситуацию. Эти ошибки были вызваны тем, что они были перегружены информацией, часть которой не относилась к ситуации, а часть была просто неверной. После аварии были внесены изменения в систему подготовки операторов. Были также улучшены пульты управления и другое оборудование станции. На всех атомных станциях США были составлены планы действий на случай аварии, предусматривающие быстрое оповещение жителей в 10-мильной зоне.

Слайд 4

Последствия

Хотя ядерное топливо частично расплавилось, оно не прожгло корпус реактора, так что радиоактивные вещества, в основном, остались внутри. Территория станции также была загрязнена радиоактивной водой, вытекшей из первого контура. Было решено, что в эвакуации населения, проживавшего рядом со станцией, нет необходимости, однако губернатор Пенсильвании посоветовал покинуть пятимильную (8 км) зону беременным женщинам и детям дошкольного возраста. Работы по устранению последствий аварии были начаты в августе 1979 года и официально завершены в декабре 1993 г. Они обошлись в 975 миллионов долларов США.

Слайд 5

Фильм «Китайский синдром»

Авария на АЭС «Три-МайлАйленд» произошла через несколько дней после выхода в прокат кинофильма «Китайский синдром», сюжет которого построен вокруг расследования проблем с надёжностью атомной электростанции, проводимого тележурналисткой и сотрудником станции. В одном из эпизодов показан инцидент, очень похожий на то, что в действительности произошло на «Три-МайлАйленд»: оператор, введённый в заблуждение неисправным датчиком, отключает аварийную подачу воды в активную зону и это едва не приводит к её расплавлению По ещё одному совпадению, один из персонажей фильма говорит, что такая авария может привести к эвакуации людей с территории «размером с Пенсильванию».

26 апреля 1986 года в СССР произошла крупнейшая в истории атомной энергетики авария на Чернобыльской АЭС. Об этой аварии было известно во всём мире, и даже само слово "Чернобыль" превратилось в нарицательное, обозначающее масштабную катастрофу. Гораздо менее известна авария на атомной электростанции Три-Майл-Айленд (Three Mile Island), случившаяся за семь лет до чернобыльской и лишь благодаря счастливому случаю не переросшая в апокалиптическую катастрофу. Но даже несмотря на то, что катастрофа была предотвращена и никто не пострадал, это сделало её самой масштабной катастрофой в американской атомной энергетике и нанесло тяжелейший удар по самой мощной и развитой в мире атомной отрасли, а также спровоцировало общенациональную панику. Лайф выяснил, как американцам удалось предотвратить свой Чернобыль.

Строительство

1960-е и 70-е годы стали золотым веком мировой атомной энергетики. Ведущие страны мира строили новые АЭС пачками, одну за другой. Атомная энергетика считалась самым перспективным и выгодным источником получения энергии. В наибольшей степени атомный бум затронул три страны: США, СССР и Францию, где было построено наибольшее число АЭС. Абсолютным лидером как по числу атомных станций, так и по их суммарной мощности были США.

АЭС Три-Майл-Айленд, которой суждено было стать местом самой серьёзной аварии в американской атомной отрасли, была заложена в 1968 году, а спустя шесть лет первый её энергоблок был пущен в эксплуатацию. Всего за несколько месяцев до аварии был достроен и запущен второй энергоблок, который и стал причиной драматических событий.

Атомная станция была построена всего в 16 километрах от города Гаррисберг, являвшегося столицей штата Пенсильвания, и в случае возникновения проблем потребовалась бы срочная эвакуация большого количества людей.

Авария

Если катастрофа на Чернобыльской АЭС произошла буквально за несколько секунд, в Америке события развивались, как в лучших голливудских триллерах, и держали всех в напряжении на протяжении нескольких дней.

Ночью 28 марта 1979 года реактор работал в штатном режиме и ничто не предвещало серьёзной опасности. Точнее, некоторые проблемы были, но эти проблемы были понятными и предсказуемыми. Речь идёт о небольшой протечке теплоносителя ядерного реактора через клапан компенсатора давления, из-за чего приходилось сливать барботажный бак раз в восемь часов. Стоит отметить, что хотя протечка и была небольшой, она превышала допустимые инструкциями показатели и фактически АЭС работала с серьёзным нарушением.

Тем не менее это было некритично и персонал знал, что делать. Однако в то же время забился трубопровод выгрузки, который пытались прочистить смесью воды и сжатого воздуха. Предположительно, в ходе этой процедуры вода попала на один из обратных клапанов, оказавшийся неисправным. Через него она попала в систему управления пневмоприводами арматуры, что привело к их одномоментному срабатыванию и закрытию арматуры на входе и выходе фильтров конденсатоочистки.

Это, в свою очередь, привело к отключению турбогенератора и насосов. Моментально начали расти температура и давление в реакторе.

После этого сработала автоматическая система безопасности, и всё стало бы приходить в норму, но вмешался человеческий фактор, превративший небольшой инцидент в крупнейшую в американской истории аварию на атомном объекте.

Персоналу необходимо было расхолодить реактор. Однако они даже не догадывались, что их действия только усугубляют ситуацию, а не исправляют её. Недавно на станции был ремонт и индикаторы задвижек аварийных питательных насосов на пульте управления были закрыты бумажками. Персонал несколько минут даже не догадывался, что задвижки закрыты. Кроме того, не закрылся клапан компенсатора давления, из-за чего происходила утечка теплоносителя.

Персонал АЭС не сумел сориентироваться и, не замечая течи, делал всё по штатной инструкции. Они отключили один из аварийных насосов и ограничили подачу воды, что привело к падению давления, закипанию воды и заполнению среды контура паром, тогда как персонал полагал, что он заполняется водой.

Сброс воды через неисправный клапан привёл к переполнению барботажного бака и разрыву его предохранительной мембраны, из-за чего кипяток и пар стали поступать в гермооболочку.

Персонал продолжал ломать голову над тем, что делать. Позднее оказалось, что сотрудники АЭС вообще были слабо подготовлены к нештатным ситуациям и ЧП. Кроме того, противоречивые симптомы и показания датчиков приводили их в замешательство. Но тут их смена закончилась и на работу заступили другие операторы.

Им наконец удалось определить неисправность клапана компенсатора давления и устранить течь. Однако после этого началось быстрое окисление и разрушение тепловыделяющих элементов реактора. Новая смена операторов не знала о проблемах с теплоносителем и попыталась запустить насосы для охлаждения, чего сделать не удалось из-за нехватки воды (впрочем, одна попытка оказалась успешной). Началось разрушение активной зоны реактора.

Ситуацию спасла автоматическая система охлаждения реактора, включившаяся в этот момент. Персонал, действовавший фактически вслепую и толком не понимавший, что им досталось в наследство от предыдущей смены (хотя и не потерявший контроля над ситуацией), принял решение не вмешиваться в её работу.

Разрушение реактора было приостановлено (всего было повреждено около 45% активной зоны реактора), однако его охлаждение по-прежнему было проблемой. Персонал уже понял, что насосы не сработали из-за заполнения областей паром. А без насосов приходилось охлаждать реактор борированной водой, а её запас был существенно ограничен. Попытка поднять давление в первом контуре для конденсации пара не удалась. Тогда попытались, наоборот, снизить давление до минимально возможного, но из-за того, что началось повторное осушение активной зоны, от этой попытки также отказались.

Только к вечеру удалось запустить насосы, после чего критическая фаза миновала. Однако было отмечено скопление водорода в теплоносителе, что вызвало настоящую панику в СМИ и всей Пенсильвании. От водорода удалось избавиться к 1 апреля, и этот момент считается официальным окончанием кризисной фазы, после которой какая-либо опасность миновала.

В случае если бы катастрофу не удалось предотвратить, экстренной эвакуации подлежали бы более 660 тысяч жителей окрестных районов. Для сравнения: после аварии на Чернобыльской АЭС было эвакуировано около 115 тысяч.

По международной шкале ядерных событий (INES) - общепринятой системе оценки аварий в атомной отрасли - аварии на АЭС Три-Майл-Айленд был присвоен 5-й уровень. Более серьёзные аварии случались только на химкомбинате "Маяк" в 1957 году (6-й уровень), а также в Чернобыле (1986 год) и в Фукусиме (2011 год).

Китайский синдром

Хотя катастрофических последствий удалось избежать, авария на АЭС вызвала беспрецедентную панику в американском обществе. В отличие от чернобыльской аварии, о которой советские СМИ сообщили только через несколько суток, американская освещалась едва ли не в прямом эфире. После того как СМИ узнали о том, что в теплоносителе скапливается водород, они принялись публиковать статьи под апокалиптическими заголовками, в духе того, что сейчас этот водород взорвётся вместе с реактором и тогда точно наступит апокалипсис, хотя такое развитие событий было маловероятно.

Дополнительно невротизировал общество художественный фильм "Китайский синдром", вышедший в широкий прокат буквально за пару недель до аварии. Этот фильм, весьма далёкий от реальности, как раз был посвящён катастрофе на атомной станции, причём в нём утверждалось, что расплавившийся реактор прожжёт земную кору буквально до Китая, то есть практически насквозь. Это было очевидной нелепостью, тем не менее на первой же пресс-конференции после аварии специалистов буквально засыпали вопросами о том, насколько близка случившаяся катастрофа к событиям фильма?

На волне всеобщей паники фильм "Китайский синдром" получил четыре номинации на "Оскар", а сам термин "китайский синдром" стал нарицательным и обозначает паническое преувеличение возможностей ядерной энергетики и суеверное отношение к ним.

Однако в первые дни было не до смеха. Даже после того, как удалось охладить реактор, над вентиляционной трубой станции были взяты замеры, в которых были превышены показатели радиации. Возник вопрос об эвакуации прилегающей населённой зоны. Губернатор штата Пенсильвания обратился к жителям штата, заявив о добровольной эвакуации беременных женщин и детей. Однако через несколько часов он вновь выступил с обращением, в котором подчеркнул, что нет никакой необходимости в экстренной ситуации. Тем не менее полумиллионное население гаррисбергской агломерации в буквальном смысле слова сидело на чемоданах в ожидании эвакуации. А противоречивые заявления властей и СМИ привели к тому, что примерно треть населения близлежащих районов (около 200 тысяч человек) села в автомобили и поехала куда глаза глядят, лишь бы подальше от опасного места.

Чтобы успокоить население, 1 апреля на станцию прибыл лично президент США Джимми Картер. Это было сигналом того, что критическая фаза миновала, иначе первое лицо государства не стало бы подвергать себя опасности. Тем не менее уехавшие местные жители стали возвращаться в дома лишь через несколько дней.

Последствия

В результате аварии на АЭС не пострадал ни один человек, выброс радиоактивных частиц также был незначителен, катастрофические последствия удалось предотвратить. Тем не менее это ЧП напугало американское общество. Резко активизировалось движение за запрет атомной энергетики и ядерного оружия. По всей страны проходили митинги с требованиями закрытия атомной отрасли, в которых принимали участие сотни тысяч человек. Антиатомный митинг в Нью-Йорке собрал рекордное число участников - около 200 тысяч человек.

Хотя протестное движение вскоре затихло, над атомной отраслью был установлен очень жёсткий государственный контроль, переработаны меры безопасности. Гораздо более тщательно проводилось обучение персонала, старых сотрудников отправляли на переобучение, особое внимание уделялось реагированию на нештатные ситуации. Каждая атомная электростанция обязана была разработать детальные планы эвакуации населения из близлежащих районов на случай возможных аварий. А в том случае если данная эвакуация по каким-либо причинам была невозможной, АЭС просто лишалась лицензии и прекращала свою деятельность.

АЭС Три-Майл-Айленд вынуждена была заплатить 25 миллионов долларов в качестве компенсации по коллективному иску граждан и ещё 82 миллиона в качестве компенсаций за потери бизнеса и расходы на эвакуацию.

На ликвидацию последствий аварии на АЭС было потрачено около миллиарда долларов. Второй энергоблок, на котором произошла авария, до сих пор не функционирует и уже не будет запущен.

Это ЧП до сих пор остаётся крупнейшим в американской истории. Авария нанесла сокрушительный удар американской атомной отрасли, вызвав тяжелейшую депрессию. Если ранее Америка была абсолютным мировым лидером атомной энергетики и строила АЭС десятками, то за последующие 30 с лишним лет не было заложено ни одной новой станции, а все проекты, находившиеся в стадии строительства, были заморожены на несколько лет и достроены существенно позже.

Несмотря на то, что ядерная энергия реально обеспечивает человеку безуглеродистую энергию по разумным ценам, она же являет и свою опасную сторону в виде радиации и прочих бедствий. Международное агентство по атомной энергии оценивает аварии на ядерных объектах по специальной 7-ми бальной шкале. Самые серьезные события классифицируются высшей категорией - седьмой, в то время как 1-й уровень расценивается как незначительный. Отталкиваясь от этой системы оценки атомных катастроф, предлагаем список пяти самых опасных аварий на ядерных объектах мира.

Какую категорию присвоит рок аварии на "Фукусиме-1" покажет время. Фото: japantimes.co.jp

1 место. Чернобыль. СССР (ныне Украина). Рейтинг: 7 (крупная авария)

Авария на ядерном объекте в Чернобыле всеми экспертами признана как самый худшая катастрофа в истории атомной энергетики. Это - единственная авария на ядерном объекте, которая была классифицирована Международным агентством по атомной энергии в качестве самого худшего, что может быть. Крупнейшая техногенная катастрофа разразилась 26 апреля 1986 года, на 4-м блоке Чернобыльской атомной электростанции, находящейся в маленьком городе Припять. Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. На момент аварии Чернобыльская АЭС была самой мощной в СССР. 31 человек погиб в течение первых трех месяцев после аварии; отдалённые последствия облучения, выявленные за последующие 15 лет, стали причиной гибели от 60 до 80 человек. 134 человека перенесли лучевую болезнь той или иной степени тяжести, более 115 тыс. человек из 30-километровой зоны были эвакуированы. В ликвидации последствий аварии участвовали более 600 тыс. человек. Радиоактивное облако от аварии прошло над европейской частью СССР, Восточной Европой и Скандинавией. Станция навсегда прекратила свою работу лишь 15 декабря 2000 года.

«Кыштымская авария» - очень серьезная радиационная техногенная авария на химкомбинате «Маяк», расположенном в закрытом городе «Челябинск-40» (с 1990-х годов - Озёрск). Авария получила свое название Кыштымской по той причине, что Озёрск был засекречен и отсутствовал на картах до 1990 года, а Кыштым - ближайший к нему город. 29 сентября 1957 года из-за выхода из строя системы охлаждения произошёл взрыв ёмкости объёмом 300 кубических метров, где содержалось около 80 м³ высокорадиоактивных ядерных отходов. Взрывом, оцениваемым в десятки тонн в тротиловом эквиваленте, ёмкость была разрушена, бетонное перекрытие толщиной 1 метр весом 160 тонн отброшено в сторону, в атмосферу было выброшено около 20 млн кюри радиации. Часть радиоактивных веществ были подняты взрывом на высоту 1-2 км и образовали облако, состоящее из жидких и твёрдых аэрозолей. В течение 10-11 часов радиоактивные вещества выпали на протяжении 300-350 км в северо-восточном направлении от места взрыва (по направлению ветра). Более 23 тыс. квадратных километров оказались в загрязненной радионуклидами зоне. На этой территории находилось 217 населенных пунктов с более 280 тысячами жителей, ближе всех к эпицентру катастрофы было несколько заводов комбината «Маяк», военный городок и колония заключенных. Для ликвидации последствий аварии привлекались сотни тысяч военнослужащих и гражданского населения, получивших значительные дозы облучения. Территория, которая подверглась радиоактивному загрязнению в результате взрыва на химкомбинате, получила название “Восточно-Уральский радиоактивный след”. Общая длина составляла примерно 300 км, при ширине 5-10 км.

Из воспоминаний с сайта oykumena.org: «Мама стала болеть (были частые обмороки, малокровие)… Я родилась в 1959 году, были те же проблемы со здоровьем… Мы уехали из Кыштыма, когда мне было 10 лет. Я немного необычный человек. В течение жизни случались странные вещи… Предвидела катастрофу эстонского лайнера. И даже говорила о столкновении самолетов с приятельницей стюардессой… Она погибла».

3 место. Уиндскейлский пожар (Windscale Fire), Великобритания. Рейтинг: 5 (авария с риском для окружающей среды)

10 октября 1957 года операторы уиндскейлской станции заметили, что температура реактора неуклонно растет, в то время как должно происходить наоборот. Первым делом все подумали о неисправность оборудования реактора, осматривать которое отправились двое рабочих станции. Когда они добрались до самого реактора, то к своему ужасу увидели, что он был охвачен огнем. Поначалу, рабочие не использовали воды, потому что операторы станции высказывали опасения, что огонь настолько горяч, что вода будет будет распадаться мгновенно, а как известно водород в воде способен вызвать взрыв. Все испробованные средства не помогали, и тогда сотрудники станции открыли шланги. Слава Богу, вода смогла остановить огонь безо всякого взрыва. По некоторым оценкам, в Великобритании из-за Уиндскейла рак развился у 200 человек, половина из них умерли. Точное число жертв неизвестно, поскольку британские власти пытались скрыть эту катастрофу. Премьер-министр Гарольд Макмиллан опасался, что этот инцидент мог подорвать общественную поддержку ядерным проектам. Проблема подсчета жертв этой катастрофы усугубляется еще тем, что излучение от Уиндскейла распространилось на сотни км по всей северной Европе.

4 место. ТриМайл Айленд (Three Mile Island), США. Рейтинг: 5 (авария с риском для окружающей среды)

До Чернобыльской аварии, случившейся через семь лет, авария на АЭС «Три-Майл Айленд» считалась крупнейшей в истории мировой ядерной энергетики и до сих пор считается самой тяжёлой ядерной аварией в США. 28 марта 1979 года рано утром произошла крупная авария реакторного блока № 2 мощностью 880 МВт (электрических) на АЭС "Тримайл-Айленд", расположенной в двадцати километрах от города Гаррисберга (штат Пенсильвания) и принадлежавшей компании "Метрополитен Эдисон". Блок No 2 на АЭС "Тримайл-Айленд", как оказалось, не был оснащен дополнительной системой обеспечения безопасности, хотя подобные системы на некоторых блоках этой АЭС имеются. Несмотря на то, что ядерное топливо частично расплавилось, оно не прожгло корпус реактора и радиоактивные вещества, в основном, остались внутри. По разным оценкам, радиоактивность благородных газов, выброшенных в атмосферу составила от 2,5 до 13 миллионов кюри, однако выброс опасных нуклидов, таких как йод-131, был незначительным. Территория станции также была загрязнена радиоактивной водой, вытекшей из первого контура. Было решено, что в эвакуации населения, проживавшего рядом со станцией нет необходимости, однако власти посоветовали покинуть 8-километровую зону беременным женщинам и детям дошкольного возраста. Официально работы по устранению последствий аварии были завершены в декабре1993 года. Была проведена дезактивация территории станции, топливо было выгружено из реактора. Однако, часть радиоактивной воды впиталась в бетон защитной оболочки и эту радиоактивность практически невозможно удалить. Эксплуатация другого реактора станции (TMI-1) была возобновлена в 1985 году.

5 место. Токаимура (Tokaimura), Япония. Рейтинг: 4 (авария без значительного риска для окружающей среды)

30 сентября 1999 года произошла самая страшная атомная трагедия для Страны восходящего Солнца. Самая пагубная авария на ядерном объекте Японии имела место более десятилетия тому назад, правда это было за пределами Токио. Для ядерного реактора, который не использовался более трех лет была подготовлена партия высокообогащенного урана. Операторов станции не обучили тому, как надо обращаться со столь высокобогащенным ураном. Не понимая, что они делают в смысле возможных последствий, «специалисты» поместили гораздо больше урана в резервуар, чем нужно. Более того, резервуар реактора был разработан не для этого типа урана. ...Но критическую реакцию уже не остановить и двое из трех операторов, работавших тогда с ураном умирают от радиации. После катастрофы около сотни рабочих и тех, кто жил поблизости были госпитализированы с диагнозом «облучение», эвакуации подлежали 161 человек, живших в нескольких сотнях метров от атомной станции.