Три-Майл-Айленд
Самый известный из «дочернобыльских» инцидентов на АЭС произошел на станции Три-Майл-Айленд в штате Пенсильвания 28 марта 1979 года – из-за отказа системы охлаждения расплавилась активная зона недавно установленного второго реактора. Хотя в результате аварии никто не пострадал, она все равно считается самой серьезной в истории американской ядерной энергетики. Как и в случае с Чернобылем, к инциденту привела сложная комбинация ошибок и недосмотра.
За одиннадцать часов до аварии во время чистки конденсатного фильтра произошла закупорка трубопровода, и операторы попытались ее ликвидировать, подавая сжатый воздух в водяную трубу с расчетом на то, что напор воды прочистит фильтр. Так и получилось, но вода случайно попала в систему управления насосами, что привело к сбою, который в тот момент остался незамеченным – это поняли уже после аварии.
Через одиннадцать часов, в четыре утра, из-за мелкой неисправности поток нерадиоактивной воды во втором контуре оказался перекрыт, что вызвало нарушение теплоотвода и рост температуры теплоносителя в первом контуре. Автоматика заглушила реактор, и цепная реакция остановилась, но температура в активной зоне из-за остаточного тепловыделения продолжала расти. Само по себе это не проблема, поскольку конструкторы реакторов всегда учитывают остаточное тепло и для предотвращения аварии предусматривают установку многочисленных автоматических, дублирующих, независимых друг от друга систем безопасности. Но по несчастливой случайности три вспомогательных водяных насоса, которые тоже были активированы этими системами, не смогли выполнить свою функцию, поскольку их клапаны были перекрыты из-за планового техобслуживания. Остаточное тепло вызвало рост давления – примерно так же, как на «Маяке», – в результате чего в компенсаторе давления открылось импульсное предохранительное устройство (ИПУ). Давление в итоге стабилизировалось, но тут-то и начались главные неприятности. На сцену вышла механическая проблема с насосами, случившаяся одиннадцать часов назад, – она помешала клапанам ИПУ вернуться в закрытое положение. Операторы на втором реакторе ошибочно считали клапаны закрытыми, поскольку приборы показывали, что система подала соответствующий сигнал. В результате они не заметили продолжавшуюся несколько часов утечку теплоносителя и совершили целый ряд неверных шагов.
Чтобы восполнить нехватку быстро вытекающего теплоносителя, управляющий компьютер включил подачу из резервных емкостей. Эта вода точно так же вытекала через ИПУ, но датчики показывали, что жидкости в компенсаторе давления уже должно быть больше чем достаточно, и не подозревающие о протечке операторы решили, будто в системе охлаждения избыток воды. Поэтому они снизили резервную подачу, непреднамеренно создав дефицит жидкости в реакторе, и образовавшийся пар стал наращивать давление в системе охлаждения первого контура. Когда в жидкости образуются пузырьки, их схлопывание вызывает гидравлические удары, способные разрушать стенки труб. Это явление называется кавитацией. Для ее предотвращения операторы, все еще пребывая в уверенности, что воды в системе охлаждения вполне достаточно, отключили насосы. Уровень воды стал падать, постепенно обнажив верхнюю часть топливных элементов, которые вскоре достигли критической температуры и стали плавиться, выделяя радиоактивные частицы в оставшуюся воду. В течение всего этого процесса операторы пытались понять, что происходит, – но без толку.
Пришедшая в шесть утра новая смена взглянула на ситуацию свежим взглядом. И заметив, что температура в ИПУ выше положенного уровня, в 6:22 они закрыли отсечной клапан между впускным клапаном и компенсатором давления. Утечка теплоносителя прекратилась, но из-за перегретого пара вода не могла циркулировать нормально, поэтому операторы постепенно стали повышать давление, нагнетая воду в систему охлаждения. Через шестнадцать с лишним часов после начала инцидента давление поднялось до уровня, достаточного для запуска главных циркуляционных насосов без риска кавитации. Это сработало: температура в реакторе упала, но к тому времени половина активной зоны и 90 % оболочек тепловыделяющих элементов успели расплавиться. Инцидент не перерос в масштабную катастрофу благодаря тому, что вокруг активной зоны на корпусе высокого давления реактора был массивнейший металлический щит, который выдержал температуру расплавленного радиоактивного вещества. Такая жизненно необходимая конструкция на чернобыльском РБМК отсутствовала.
Как и после Чернобыля, основной причиной аварии поначалу провозгласили ошибки операторов, но созданная Джимми Картером президентская комиссия после семимесячного расследования пришла к более прагматичным выводам. В ее докладе было выделено множество слабых мест, нуждающихся в совершенствовании. «Даже если эксплуатацию установки в нормальных условиях преподавали персоналу на должном уровне, действиям в случае серьезных инцидентов уделялось недостаточно внимания». В докладе отмечалось, что «инструкции, применимые в случае данного инцидента, сформулированы по меньшей мере нечетко, и одно из их возможных прочтений предписывает именно те действия, которые операторы и выполнили». Авторы доклада также указали на проблемы с интерфейсом «человек—машина» системы управления энергоблоком: «Щит блока управления имеет множество недостатков. Он огромен, на нем сотни сигнальных индикаторов, причем некоторые из ключевых индикаторов расположены так, что операторам они не видны… В первые минуты инцидента включилось более ста индикаторов при отсутствии устройства, которое могло бы заблокировать несущественные сигналы и дать операторам возможность сосредоточиться на главной информации». Наконец, свою роль сыграло и извечное нежелание учиться на прошлых ошибках: выяснилось, что примерно за год до аварии подобный инцидент уже имел место на одной из американских АЭС, но операторам на других станциях об этом не сообщили.
Если рассматривать вышеописанные аварии вне общего контекста, они вселяют тревогу, поэтому важно помнить, что атомная энергетика остается наименее опасным способом производства энергии. В 2013 году специалисты НАСА подсчитали, что с 1971 по 2009 год ядерные установки предотвратили 1,84 миллиона смертей, связанных с загрязнением воздуха, а также выброс парникового газа, эквивалентный 64 гигатоннам СО2, – именно такие цифры были бы зафиксированы, если бы энергия в тот период вырабатывалась исключительно на органическом топливе. Причем расчеты основаны на данных по европейским и американским станциям, которые в целом экологически чище, чем энергоблоки в других частях мира, – то есть в реальности приведенные цифры были бы еще больше. Согласно оценкам Тэн Фэя, китайского ученого из университета Цинхуа, загрязнение от сжигания угля в Китае за 2012 год привело к 670 тысячам смертей, в то время как средняя «угольная» смертность в мире составляет 170 смертей на 1 тераватт-час выработанной электроэнергии. Для сравнения: данные за 2012 год показывают, что этот показатель в «нефтяной» электрогенерации составил 36 смертей на ТВт-час, в биотопливной – 24 на ТВт-час, в ветряной – 0,15 на ТВт-час, в гидроэнергетике – 1,4 на ТВт-час (если принимать в расчет катастрофу на Баньцяо, а если не принимать, все равно необходимо учитывать, какой общий ущерб она наносит окружающей среде). В ядерной энергетике – даже включая аварии в Чернобыле и на Фукусиме, – мы имеем всего 0,09 смерти на ТВт-час.
