Описание аварии
«Первые признаки аварии были обнаружены в 4 часа утра, когда по неизвестным причинам прекратилась подача питательной воды основными насосами в парогенератор. Все три аварийных насоса, предусмотренных специально для бесперебойной подачи питательной воды, уже две недели находились в ремонте, что было грубейшим нарушением правил эксплуатации АЭС.
В результате парогенератор остался без питательной воды и не мог отводить от первого контура тепло, вырабатываемое реактором. Автоматически отключилась турбина из-за нарушения параметров пара. В первом контуре реакторного блока резко возросли температура и давление воды. Через предохранительный клапан компенсатора объема смесь перегретой воды с паром начала сбрасываться в специальный резервуар (барбатер). Однако после того, как давление воды в первом контуре снизилось до нормального уровня (160 ат), клапан не сел на место, вследствие чего давление в барбатере также повысилось сверх допустимого. Аварийная мембрана на барбатере разрушилась, и около 370 кубометров горячей радиоактивной воды вылилось на пол бетонной защитной оболочки реактора (в центральный зал).
Автоматически включились дренажные насосы, которые начали перекачивать скопившуюся воду в цистерны, находящиеся во вспомогательном здании АЭС. Персонал должен был немедленно отключить дренажные насосы, чтобы вся радиоактивная вода осталась внутри защитной оболочки, однако этого сделано не было.
Во вспомогательном здании АЭС имелось три цистерны, но вся радиоактивная вода поступила только в одну из них. Цистерна переполнилась, и вода залила пол слоем в несколько дюймов. Вода начала испаряться, и радиоактивные газы вместе с паром проникли в атмосферу через вентиляционную трубу вспомогательного здания, что явилось одной из главных причин последующего радиоактивного заражения местности.
В момент открытия предохранительного клапана сработала система аварийной защиты реактора со сбросом стержней-поглотителей, в результате чего цепная реакция прекратилась и реактор был практически остановлен. Процесс деления ядер урана в топливных стержнях прекратился, однако продолжался ядерный распад осколков с выделением тепла в количестве около 10 процентов от номинальной электрической мощности, или примерно 250 МВт тепловых.
Поскольку предохранительный клапан оставался открытым, давление охлаждающей воды в корпусе реактора быстро падало, а вода интенсивно испарялась. Уровень воды в корпусе реактора снижался, а температура быстро возрастала. По-видимому, это привело к образованию пароводяной смеси, в результате чего произошел срыв главных циркуляционных насосов – и они остановились.
Как только давление упало до 11,2 атмосферы, автоматически сработала система аварийного расхолаживания активной зоны, и топливные сборки начали охлаждаться. Это произошло через две минуты после начала аварии. (Здесь ситуация похожа на чернобыльскую за 20 секунд до взрыва. Но в Чернобыле система аварийного охлаждения активной зоны была отключена персоналом заблаговременно. – Г. М.)
По не выясненным до сих пор причинам оператор выключил два насоса, приводивших в действие систему аварийного расхолаживания, через 4,5 минуты после начала аварии. Очевидно, он полагал, что вся верхняя часть активной зоны находится под водой. Вероятно, оператор неправильно отсчитал по манометру давление воды внутри первого контура и решил, что в аварийном расхолаживании активной зоны нет необходимости. Между тем вода по-прежнему испарялась из реактора. Предохранительный клапан, по-видимому, заклинило, а операторам не удалось закрыть его с помощью дистанционного управления. Поскольку клапан расположен в верхней части компенсатора объема, находящегося под защитной оболочкой, его вручную практически невозможно ни закрыть, ни открыть.
Клапан оставался открытым так долго, что уровень воды в реакторе упал, и одна треть активной зоны оказалась без охлаждения.
По мнению специалистов, незадолго до включения системы аварийного расхолаживания либо вскоре после ее включения по меньшей мере двадцать тысяч топливных стержней из общего количества тридцать шесть тысяч (177 топливных сборок по 208 стержней в каждой) оказались без охлаждения. Защитные циркониевые оболочки топливных стержней начали трескаться и крошиться. Из поврежденных тепловыделяющих элементов начали выходить высокоактивные продукты деления. Вода первого контура стала еще более радиоактивной.
Когда обнажились верхние части топливных стержней, температура внутри корпуса реактора превысила 400 градусов – и указатели на пульте управления зашкалили. ЭВМ, следившая за температурой в активной зоне, начала выдавать сплошные вопросительные знаки и выдавала их в течение последующих одиннадцати часов…
Через 11 минут после начала аварии оператор снова включил систему аварийного расхолаживания активной зоны, которую прежде по ошибке выключил.
В последующие 50 минут падение давления в реакторе приостановилось, однако температура продолжала расти. Насосы, нагнетавшие воду для аварийного расхолаживания активной зоны, начали сильно вибрировать, и оператор выключил все четыре насоса – два из них через 1 час 15 минут, другие два через 1 час 40 минут после начала аварии. Видимо, он опасался, что насосы будут повреждены.
В 17 часов 30 минут был, наконец, снова пущен главный насос подачи питательной воды, который отключился в самом начале аварии. Возобновилась циркуляция воды в активной зоне. Вода снова покрыла верхние части топливных стержней, которые находились без охлаждения и разрушались в течение почти одиннадцати часов.
В ночь с 28 на 29 марта в верхней части корпуса реактора начал образовываться газовый пузырь. Активная зона разогрелась до такой степени, что из-за химических свойств циркониевой оболочки стержней произошло расщепление молекул воды на водород и кислород. Пузырь объемом около 30 кубических метров, состоявший главным образом из водорода и радиоактивных газов – криптона, аргона, ксенона и других, сильно препятствовал циркуляции охлаждающей воды, поскольку давление в реакторе значительно возросло. Но главная опасность заключалась в том, что смесь водорода и кислорода могла в любой момент взорваться. (То, что произошло в Чернобыле. – Г. М.) Сила взрыва была бы эквивалентна взрыву трех тонн тринитротолуола, что привело бы к неминуемому разрушению корпуса реактора. В другом случае смесь водорода и кислорода могла проникнуть из реактора наружу и скопилась бы под куполом защитной оболочки. Если бы она взорвалась там, все радиоактивные продукты деления попали бы в атмосферу (что произошло в Чернобыле. – Г. М.). Уровень радиации внутри защитной оболочки достиг к тому времени 30 000 бэр/час, что в 600 раз превышало смертельную дозу. Кроме того, если бы пузырь продолжал увеличиваться, он постепенно вытеснил бы из корпуса реактора всю охлаждающую воду, и тогда температура поднялась бы настолько, что расплавился бы уран (что произошло в Чернобыле. – Г. М.).
В ночь на 30 марта объем пузыря уменьшился на 20 процентов, а 2 апреля составлял всего лишь 1,4 метра кубических. Чтобы окончательно ликвидировать пузырь и устранить опасность взрыва, техники применили метод так называемой дегазации воды. Охлаждающая вода, циркулировавшая в первом контуре, впрыскивалась в компенсатор объема (к тому времени предохранительный клапан неизвестно почему оказался закрытым). При этом из воды выделялся растворенный в ней водород. Затем охлаждающая вода снова поступала в реактор и там поглощала очередную порцию водорода из газового пузыря. По мере того как кислород растворялся в воде, объем пузыря становился все меньше. За пределами защитной оболочки находилось специально доставленное на АЭС устройство – так называемый ре-комбинатор для превращения водорода и кислорода в воду.
С восстановлением подачи питательной воды в парогенератор и возобновлением циркуляции теплоносителя (охлаждающей воды) в первом контуре начался нормальный отвод тепла от активной зоны.
Как отмечалось ранее, под защитной оболочкой создалась очень высокая радиоактивность с долгоживущими изотопами, и дальнейшая эксплуатация блока экономически была бы неоправданна. По предварительным данным, ликвидация последствий аварии обойдется в сорок миллионов долларов (в Чернобыле – восемь миллиардов рублей. – Г. М.). Реактор остановлен на длительный срок. Для выяснения причин аварии создана комиссия.
Представители общественности обвиняют компанию “Метрополитен Эдисон” в том, что она торопилась ввести энергоблок № 2 в эксплуатацию 30 декабря, за 25 часов до наступления нового года, чтобы выиграть на этом 40 миллионов долларов за счет налоговых обложений, хотя незадолго до этого, в конце 1978 года, уже отмечались неполадки в работе механических устройств и блок приходилось несколько раз останавливать на этапе испытаний. Однако федеральные инспекторы все же разрешили его промышленную эксплуатацию. В январе 1979 года только что пущенный блок был остановлен на две недели, так как обнаружились утечки в трубопроводах и насосах.
Даже после того, как произошла авария, продолжались грубые нарушения правил безопасности со стороны компании “Метрополитен Эдисон”. Так, в пятницу 30 марта, на третий день аварии, в реку Сакуахана были сброшены 52 000 метров кубических радиоактивной воды. Компания сделала это, не заручившись предварительно разрешением Комиссии по регулированию в ядерной энергетике, якобы для того, чтобы освободить емкости для более радиоактивной воды, откачиваемой дренажными насосами из оболочки реактора…»
Теперь, ознакомившись с подробностями катастрофы в Пенсильвании и предваряя Чернобыль, следует окинуть беглым взором минувшее 35-летие с начала пятидесятых годов. Проследить, так ли случайны были Пенсильвания и Чернобыль, случались ли за минувшие тридцать пять лет аварии на АЭС в США и СССР, которые могли бы послужить уроком и предостеречь людей от облегченного подхода к сложнейшей проблеме современности – развитию атомной энергетики?
Действительно, так ли благополучно работали атомные электростанции в обеих странах за минувшие годы? Оказывается, не совсем. Заглянем в историю развития атомной энергетики и увидим, что аварии на ядерных реакторах начались фактически сразу же после их появления.
