Аварии на АЭС

Глава 1

Аварии на АЭС. Кратко.

Тримайл айленд

Авария на АЭС «Три майл айленд» (Three Mile Island (TMI), пер.: трёхмильный остров) — хронологически первая в мире масштабная авария на АЭС. При рассмотрении обстоятельств аварии меня не покидало ощущение, что в этой истории американцы проявили те отрицательные качества, которые их пропаганда упорно приписывает русским: глупость и раздолбайство, разросшиеся до потери инстинкта самосохранения. Хотя... может быть, произошедшая история - хорошо срежиссированный спектакль?

Итак, 28 марта 1979 года один из реакторов АЭС «Тримайл айленд» (B&W L-loop) остановили для профилактического ремонта гидросистемы энергоблока. Ремонт был сделан, после чего реактор начали вводить в режим штатной эксплуатации. Пошла реакция, реактор начал греться. Потом он начал перегреваться. Почему? Это выяснили уже потом. На входе и на выходе реактора (вход — подача воды, выход — выдача пара) есть задвижки, которыми реактор изолируется от гидросистемы. Когда реактор останавливали, их закрыли. При пуске - забыли открыть. На пульте управления о том, что задвижки закрыты, сигнализировали две горящие красные лампочки, но на них не обратили внимания, так как они оказались залеплены стикером (то бишь самоклеющейся бумажкой). Это, вообще, как? Что вообще можно сказать о человеке, который лепит всякую дрянь на пульт управления реактором? А также о его коллегах и начальнике которые это наблюдали и не увидели ничего неправильного?

Ладно, катастрофы ещё не случилось. Обнаружив перегрев, оператор поступил так, как надо — заглушил реактор и включил систему расхолаживания.

Интерлюдия. Система расхолаживания.

Ядерный реактор мощности порядка гигаватта – штука большая и жутко инерционная. Заглушить его просто так нельзя – он останавливает энерговыделение до полугода. Непосредственно после остановки реактор выделяет около 4% от номинальной мощности — десятки мегаватт. Поэтому к реактору прилагается система расхолаживания - несколько насосов для прокачки теплоносителя (воды) через активную зону и внешний радиатор для сброса тепла. К этому прилагается дизель-генератор, для случая, если станция отключится от энергосети.

***

Попытавшись включить эту систему, персонал с удивлением обнаружил, что включать нечего, так как все три насоса в процессе профилактического ремонта были отправлены на техобслуживание на предприятие компании-производителя, и вернуться они должны только через неделю. Это уже не просто сильно, это колоссально! Запускаем реактор, не имея возможности его заглушить. Это как сесть в машину без тормозов и поехать кататься.

Вот теперь катастрофа случилась. Реактор продолжил греться. Через некоторое время расплавилась активная зона, а ещё через некоторое время корпус реактора разрушился и кориум (так называется то, во что превращается активная зона после расплавления) вылился под реактор. За пределы зала не попало ничего, корпус энергоблока — сооружение серьёзное и тут, к счастью, система безопасности сработала штатно — энергоблок был загерметизирован.

На этом авария кончилась и началось американское шоу. Истерика в СМИ была равновелика той, что была после Чернобыля. По стране прокатился вал демонстраций против ядерной энергии. В Пенсильвании подскочила на порядок смертность от онкологии — исключительно за счёт эффекта внушения, так как, повторяю, зона радиоактивного заражения не вышла за пределы реакторного зала.

Кончилась эта вакханалия запрещением правительством США постройки АЭС. Ну, дескать, те, что есть нехай работают, а новые строить не будем, раз вы так их боитесь. Узнав, что новые АЭС строиться не будут, фирмы — производители оборудования для АЭС (это теплообменники, конденсаторы, насосы, специальные трубопроводы и т. д.) избавились от этих производств, распродав оборудование. Покупали, в основном, японцы. Из того, что нужно для АЭС, в США осталось только производство ядерного топлива.

Прошло время. В 2002 году американцы решили всё-таки отменить мораторий на постройку АЭС приняли программу, предусматривающую постройку двух станций. А приняв, с удивлением узнали, что они не могут этого сделать. Пришлось идти на поклон в фирму Фудзи, которой они когда-то производства свои и продали. Пожалуйста, - сказали японцы, - размещайте у нас заказ. Правда, у нас контрактов на одиннадцать лет вперёд, так что мы поставим то, что вам нужно, не раньше 2013 года. Американцы заказ почему-то размещать не стали, и программа тихо умерла.

Курьёз истории: страна, сделавшаяся первую энергетическую ядерную установку (Для подлодки «Наутилус». Первая АЭС была построена в СССР.), через полвека прогрессивного развития оказалась неспособной это дело повторить. Что ж, пожелаем янки дальнейших успехов!

Чернобыль

Интерлюдия. Графитоводяной ядерный реактор.

В этом типе реакторов замедлителем нейтронов служит графит, теплоносителем — вода. Сам реактор представляет собой башню из графитовых блоков (форма — куб со стороной метр) построенную в бетонном «стакане» высотой 18 метров и диаметром 11. В каждом блоке имеется сквозной вертикальный канал. Блоки поставлены друг на друга так, что канал нижнего блока находится точно под каналом верхнего, из-за чего каналы проходят через всё тело реактора сверху вниз. В каналы вставляются тепловыделяющие элементы, стержни-поглотители и трубы для прокачки теплоносителя.

Графитоводяной реактор дешевле водо-водяного (самый распространённый тип), но имеет неприятную особенность — у него положительный температурный коэффициент реактивности. Это означает, что нагрев реактора приводит к ускорению реакции, что приводит к большему нагреву и так далее, то есть предоставленный самому себе графитовый реактор обязательно разгонится и разрушится. У водо-водяного температурный коэффициент реактивности отрицательный.

Проблему самопроизвольного разгона графитового реактора решают путём введения следящей за интенсивностью реакции автоматики, которая поддерживает интенсивность реакции на заданном уровне выдвигая/вдвигая стержни-поглотители нейтронов. Пока работает автоматика, режим реактора устойчив. Но когда в автоматику влезают своими ручищами талантливые (серьёзно, без всяких кавычек) русские инженеры...

***

25 апреля 1986 года была пятница. На четвёртом энергоблоке Чернобыльской АЭС заканчивала работу бригада экспериментаторов, прибывшая из предприятия-разработчика реактора (сейчас — НИКИЭТ им. академика Доллежаля). Да, да, убили четвёртый энергоблок вовсе не хохлы, а самые что ни на есть москвичи! В процессе своих работ, эти экспериментаторы заставили реактор отпахать некоторое время в режиме малой мощности, из-за чего в реакторе накопился йод134. Этот нестабильный изотоп йода (время полураспада — 8 часов) вреден тем, что продуктом его распада является ксенон128, который очень хорошо поглощает нейтроны. Если концентрация ксенона128 достаточно велика, реактор не будет работать вообще. На жаргоне специалистов накопление йода134 в реакторе называется «падение в йодную яму».

Явление это не является серьёзной проблемой. Достаточно подождать сутки, йод134 распадётся, газообразный ксенон уйдёт в вентиляцию. Но сутки ждать экспериментаторам категорически не хотелось. Следующий день был субботой, двое из бригады, вдобавок, были приглашены на следующий день на свадьбу (естественно, в Москве). Решили закончить в пятницу.

Как это сделать? Возможность была. Концентрация йода134 неравномерна. Если выдернуть из реактора все стержни-поглотители в каком-то месте, где йода мало, реакция начнётся. Бомбардируемый потоком нейтронов йод живёт резко меньше, чем просто так, и реакция выжжет йод в окрестности. Соответственно, в окрестности тоже начнётся реакция ну и в конце концов весь реактор заработает. Плохо, что такой метод крайне опасен — нужно очень точно определять где реакция уже идёт слишком интенсивно и нужно вдвигать поглотитель. Чуть помедлишь — разгон и разрушение реактора. Из-за этой опасности так заводить реакторы запрещено. Автоматика следит за положением поглотителей и вытащить их все просто не даст. Но если её отключить...

Автоматику отключить они умели, бо сами же её и разрабатывали. Поглотители выдвинули, реакция пошла. Пошла, пошла. Идёт. Всё, надо вдвигать поглотители и включать автоматику в штатный режим. Стали вдвигать. В нескольких местах не лезут. Из-за недопустимого разогрева произошла деформация каналов. Выдвинули-вдвинули. Не лезут. Кирдык.

В реакторе же процесс напоминал пожар. Зоны локального разгона разрослись, соединились, реактор стал разгоняться целиком. Давление в корпусе выросло достаточно, чтобы сорвать двухтысячетонную крышку реактора, которая взлетела вертикально, пробила крышу энергоблока и рухнула вниз, встав ребром. Также взлетело вверх и разлетелось по окрестностям то, во что превратилось содержимое реактора — куски графита, остатки ТВЭЛов и так далее. Всё жутко радиоактивное. На дне реакторного «стакана» образовался кориум, который прожёг несколько перекрытий, пролился в подвал, где затвердел.

Вот насрали - так насрали!

Радиоактивный выброс в атмосферу (пыль и газы) понесло на северо-запад. Он пролетел над Белоруссией, Польшей, чуть-чуть задел Германию и сгинул в Северном море.

И снова началось американское шоу, теперь уже в общемировом масштабе. Всему миру объяснили, что радиация - это очень страшное сатанинское проклятие, до которого дотронулся мизинчиком – и умер в страшных муках, и друзья твои умерли, и родственники умерли, и души их попали в ад, и твоя душа попала в ад, и мучится вам в аду веки вечные!!! Человеки всего мира жидко ходили под себя от ужаса. В некоторых странах перестали есть грибы совсем – в них радиация. Помните про йод134? Так вот, объявили, что нужно пить обычный йод, чтобы не усвоился в организме радиоактивный йод. В Европах упились йодом и умерли около 500 человек (от радиации умерло 50 человек – работники ЧАЭС, пожарные и ликвидаторы).

Фукусима

После Чернобыля японцы придумали смешную шутку:

- У русских получаются замечательные дети. А вот руками русские делать не могут ничего.

Прошло время, и весь мир узнал: тем органом, которым русские делают детей, желтожопые епонские макаки разрабатывают и строят ядерные электростанции.

Безумие на АЭС Фукусима-1 началось ещё на стадии проекта.В том месте достаточно высокий берег – метров тридцать, никакое цунами не достанет. Плохо, что не достанет - подумали японцы - и срыли кусок берега до уровня шесть метров относительно воды. Там и стали строить АЭС (если кто не верит, может поискать в сети фотографии станции). Зачем это было сделано – тайна великая. Слишком высоко качать воду для охлаждения конденсатора? Так можно у воды поместить только конденсатор. И безопасность не пострадает, и рыть меньше.

Интерлюдия. Особенности конструкции АЭС Фукусима дай-ити.

Так, как сделана эта станция, АЭС в СССР просто было делать запрещено. У энергоблоков АЭС Фукусима один контур – пар из реактора идёт сразу на турбину, потом в конденсатор, получившаяся в конденсаторе вода поступает обратно в реактор. У такой схеме слишком велика вероятность прорыва радиоактивного пара наружу. В наших энергоблоках применяется двухконтурная схема – вода (наши реакторы – некипящего типа, в первом контуре вода остаётся жидкой за счёт высокого давления) из первого контура через теплообменник нагревает воду второго контура, получившийся пар вращает турбину. Потом пар охлаждается и превращается в воду в конденсаторе (или в градирне) и идёт на следующий круг в теплообменник. Первый контур герметичен. Это раз. В качестве водоёма-охладителя допускается использовать только искусственные водоёмы, изолированные от водоёмов природных. Это два. У японцев же для охлаждения конденсатора вода бралась прямо из океана.

***

Расположением АЭС в цунамеопасной зоне бред не закончился. Они ещё гениально решили проблему электропитания системы расхолаживания.

Сиволапые идиоты-русские, которые пьют водку из самовара перед пляской калинки-малинки с медведем на пару, в каждый энергоблок, внутри прочного корпуса, ставят дизель-генератор для энергопитания системы аварийного охлаждения. А рядом с ним ставят второй дизель-генератор – резервный. На всякий случай, объясняю: прочный корпус реактора рассчитан на прямое попадание в него самолёта размера Боинга-747 с последующим пожаром вокруг. Внутри после этого всё должно исправно работать. Умные японцы придумали запитывать все четыре энергоблока от одной пары дизель-генераторов (основной и резервный). Поместили их в генераторном ангаре. Это такая постройка с лёгкими стенами в десяти метрах от воды. Но этого мало! Ёмкости с соляркой для дизелей стояли непосредственно рядом с водой, на небольшом выступе набережной. Они это что, специально?

Естественно, эти закладки однажды сработали. 11 марта 2011 года в 17 часов 16 минут произошло землетрясение с эпицентром на территории острова Хонсю недалеко от горы Сандаймёдзин в 23 км к юго-западу от города Иваки.

Интерлюдия. Эпицентр.

Вот слово, которое весь мир употребляет неправильно. Все знают, что эпицентр – это такое место, где происходит САМОЕ СТРАШНОЕ. Смысл же слова таков: «эпи» - «над» по-гречески. «Центр» – центр. Эпицентр – точка на земной поверхности, находящаяся непосредственно над центром события, произошедшего под землёй, например, землетрясения.

***

В соответствии с инструкцией, персонал станции заглушил все три реактора (четвертый был заглушен задолго до описываемых событий) и включил систему аварийного расхолаживания. Она проработала до момента прихода цунами (7,5 метров высотой), которое смыла ёмкости с топливом для дизелей системы расхолаживания и, спустя мгновение, сами дизель-генераторы.

В принципе, можно было бы запитать систему расхолаживания от энергосети, став не поставщиком, а потребителем электроэнергии. Но проводное хозяйство тоже смыло.

Далее произошло то, что все знают. Расплавление активных зон, взрывы, выброс на десять чернобылей (унесённый, к счастью, в океан).

P.S. Фрагмент телефонных переговоров нашего специалиста по безопасности ядерной энергетики Валерия Фёдоровича Стрижова (Заместитель директора по разработке интегрированных программных комплексов анализа безопасности АЭС и ЯТЦ ИБРАЭ РАН, был откомандирован для консультаций японцам) с работниками посольства России в Японии:

Посольство: - Мы тут думаем – пить нам йод или не пить? (опять йод!)

Стрижов: - Йод не надо. Валерьянку пейте.

Посольство: А поможет?

Стрижов: Поможет. Успокоитесь.