Как американцам удалось предотвратить "чернобыль".

Авария, произошедшая 28 марта 1979 года на АЭС Три-Майл- Айленд (Трехмильный остров), расположенной недалеко от Гаррисберга, столицы штата Пенсильвания, 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. В результате этой аварии активная зона реактора станции была очень сильно повреждена, а часть ядерного топлива расплавилась. Одним из результатов этой аварии явилось то, что после нее развитие атомной энергетики в США было практически заморожено. Но, несмотря на это, США и сегодня являются обладателями самой мощной атомной энергетики в мире. Авария, произошедшая 28 марта 1979 года на АЭС Три-Майл- Айленд (Трехмильный остров), расположенной недалеко от Гаррисберга, столицы штата Пенсильвания, 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. В результате этой аварии активная зона реактора станции была очень сильно повреждена, а часть ядерного топлива расплавилась. Одним из результатов этой аварии явилось то, что после нее развитие атомной энергетики в США было практически заморожено. Но, несмотря на это, США и сегодня являются обладателями самой мощной атомной энергетики в мире.

Полицейский и охранники АЭС дежурят у ворот станции. Авария была спровоцирована рядом технических неисправностей и явными ошибками в работе персонала станции. Официальная статистика утверждает, что в результате этой аварии никто из людей не погиб, и даже не получил серьезной дозы облучения. Работы по устранению последствий аварии завершились только в 1993 году, а их стоимость составила 975 миллионов долларов. Аварийный энергоблок 2 полностью закрыт, и за ним ведется постоянное наблюдение. Другой энергоблок станции продолжает работать и сегодня. Полицейский и охранники АЭС дежурят у ворот станции. Авария была спровоцирована рядом технических неисправностей и явными ошибками в работе персонала станции. Официальная статистика утверждает, что в результате этой аварии никто из людей не погиб, и даже не получил серьезной дозы облучения. Работы по устранению последствий аварии завершились только в 1993 году, а их стоимость составила 975 миллионов долларов. Аварийный энергоблок 2 полностью закрыт, и за ним ведется постоянное наблюдение. Другой энергоблок станции продолжает работать и сегодня.

Джули Сиплинг гуляет со своей годовалой дочкой Дебби у своего дома, который находится в непосредственной близости от АЭС Три-Майл-Айленд. Снимок сделан в день аварии, 29 марта 1979 года. Власти решили, что масштабная эвакуация населения не нужна, но губернатор Пенсильвании все же рекомендовал беременным женщинам и детям дошкольного возраста покинуть 8-километровую зону вокруг аварийного реактора.

Снимок 30 марта 1979 года. Миссис Дэвид Нил вместе со своей дочкой Даниэль и домашним питомцем собираются покинуть опасную зону вокруг аварийного реактора. Их сосед, Джон Суайтзер, помогает им загрузить вещи в автомобиль. Снимок 30 марта 1979 года. Миссис Дэвид Нил вместе со своей дочкой Даниэль и домашним питомцем собираются покинуть опасную зону вокруг аварийного реактора. Их сосед, Джон Суайтзер, помогает им загрузить вещи в автомобиль.

Безлюдная улица города Голдсборо, Пенсильвания 31 марта 1979 года. Часть населения этого города уехала подальше от аварийной АЭС, те же, кто не смог или не захотел уехать, старались не выходить на улицу без особой необходимости. Вдали видны градирни АЭС Три-Майл- Айленд. Власти утверждали, что в результате этой аварии жители 16-километровой зоны вокруг АЭС получили эквивалентную дозу облучения не более 100 миллибэр, что составляет примерно одну треть от годовой дозы облучения, получаемой американцами за счет естественного фонового излучения. Безлюдная улица города Голдсборо, Пенсильвания 31 марта 1979 года. Часть населения этого города уехала подальше от аварийной АЭС, те же, кто не смог или не захотел уехать, старались не выходить на улицу без особой необходимости. Вдали видны градирни АЭС Три-Майл- Айленд. Власти утверждали, что в результате этой аварии жители 16-километровой зоны вокруг АЭС получили эквивалентную дозу облучения не более 100 миллибэр, что составляет примерно одну треть от годовой дозы облучения, получаемой американцами за счет естественного фонового излучения.

Работник АЭС Три-Майл-Айленд замеряет уровень радиации на реке Саскуэханна, на берегу которой расположена аварийная АЭС. Расплавившееся ядерное топливо все-таки не смогло прожечь корпус реактора, но радиоактивная вода просочилась в бетон защитной оболочки, и удалить это радиоактивное загрязнение оказалось практически невозможно. Снимок сделан 11 февраля 1980 года. Защитное здание отключенного реактора 2 можно видеть в правой части снимка.

Энергоблок 1 АЭС Три-Майл-Айленд во время аварии не пострадал и продолжает свою работу и сейчас. На снимке, сделанном 15 апреля 1982 года, работники АЭС производят осмотр снятой головки реактора энергоблока 1. Энергоблок 1 АЭС Три-Майл-Айленд во время аварии не пострадал и продолжает свою работу и сейчас. На снимке, сделанном 15 апреля 1982 года, работники АЭС производят осмотр снятой головки реактора энергоблока 1.

Хронология и последовательность событий 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. 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. водо-водяные реакторы энергоблокаМВт28 марта1979 года водо-водяные реакторы энергоблокаМВт28 марта1979 года Для простоты в дальнейшем отсчёт ровно от 4:00:00. Для простоты в дальнейшем отсчёт ровно от 4:00:00. 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. 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. отказнасосовпарогенератора турбогенераторзадвижкиремонта отказнасосовпарогенератора турбогенераторзадвижкиремонта Упрощённое схематическое изображение второго блока станции. Упрощённое схематическое изображение второго блока станции.

4:00:004:00:12 4:00:004:00:12 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. 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. давлениеимпульсный предохранительный клапансистеме компенсации давлениябарботёрМПа аварийной защитыТеплоносительотсечной клапан давлениеимпульсный предохранительный клапансистеме компенсации давлениябарботёрМПа аварийной защитыТеплоносительотсечной клапан Панель блочного щита управления с ремонтными маркировочными табличками, скрывшими от персонала цветовую индикацию о закрытом положении задвижек на напоре насосов аварийной питательной воды.

4:01 4:01 Время полного осушения при потере питательной воды для парогенераторов того типа, которые были установлены на данной станции, составляет секунд, что определяется их малым водосодержанием. Поэтому на несколько минут теплоотвод из первого контура практически полностью прекратился. Время полного осушения при потере питательной воды для парогенераторов того типа, которые были установлены на данной станции, составляет секунд, что определяется их малым водосодержанием. Поэтому на несколько минут теплоотвод из первого контура практически полностью прекратился. 4:02 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. 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.активной зоныактивной зоны

4:05 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. 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. 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.уровнемеранасыщенияпарауровнемеранасыщенияпара 4:08 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. 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 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. 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. 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.предохранительных мембрангермооболочкипредохранительных мембрангермооболочки 4:38 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. 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. 4:505:00 4:505:00 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. 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. кгссм² кгссм² 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. 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. поглотителяборной кислотырегулирующие стержни поглотителяборной кислотырегулирующие стержни

5:13 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. 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 5:45 По той же причине были выключены 2 оставшихся циркуляционных насоса первого контура. Принудительная циркуляция теплоносителя прекратилась. 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. 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.реакторов с водой под давлениемядерной установкиреакторов с водой под давлениемядерной установки 6:18 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. 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. отсечной клапан°Cокислению тепловыделяющих элементовпароциркониевая реакцияводородадиоксида урана цирконием отсечной клапан°Cокислению тепловыделяющих элементовпароциркониевая реакцияводородадиоксида урана цирконием 6:30 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. 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 7:10 В этот момент была зафиксирована высокая радиоактивность в первом контуре, что указывало на серьёзное повреждение оболочек ТВЭЛов. В этот момент была зафиксирована высокая радиоактивность в первом контуре, что указывало на серьёзное повреждение оболочек ТВЭЛов.ТВЭЛов К управляющему энергоблоком персоналу пришло первое понимание масштаба аварии. К управляющему энергоблоком персоналу пришло первое понимание масштаба аварии.

7:208:00 7:208:00 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. 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. 8:3011:30 8:3011:30 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. 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. Блочный щит управления вторым энергоблоком станции спустя несколько дней после аварии, идёт работа по её ликвидации. Блочный щит управления вторым энергоблоком станции спустя несколько дней после аварии, идёт работа по её ликвидации. 11:40 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. 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. Также в течение дня имели место локальные загорания водорода в гермооболочке. 16:00 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. 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 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 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

Последствия 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 (480·1015 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 миллибэр (80 мкЗв) и не превысила 100 миллибэр (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. 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 (480·1015 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 миллибэр (80 мкЗв) и не превысила 100 миллибэр (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.благородных газовкюриБкнуклидов йод-131эвакуациигубернатор пятимильнуюкмэквивалентная дозамиллибэрмкЗвфлюорографиимиллибэрблагородных газовкюриБкнуклидов йод-131эвакуациигубернатор пятимильнуюкмэквивалентная дозамиллибэрмкЗвфлюорографиимиллибэр 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. 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. 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.1993долларовдезактивация1993долларовдезактивация Эксплуатация другого реактора станции (TMI-1) была возобновлена в 1985 году. Эксплуатация другого реактора станции (TMI-1) была возобновлена в 1985 году.1985 году1985 году Дезактивация помещений гермообъёма.

Хронология и причины

На АЭС «Три-Майл Айленд» использовались водо-водяные реакторы с двухконтурной системой охлаждения. На станции эксплуатировались два энергоблока, авария произошла на блоке номер два (TMI-2).

События начали развиваться с того, что 28 марта 1979 года примерно в 4:00 отказал насос во втором контуре системы охлаждения. Автоматически включился резервный насос, однако он оказался отсечён от контура охлаждения клапанами , которые были по ошибке закрыты во время проверок, проводившихся незадолго до аварии. Так как отвод тепла от первого контура прекратился, в нём стало расти давление и открылся предохранительный клапан, сбрасывающий пар в специальную ёмкость, где он конденсировался , а конденсат накапливался. После того как давление снизилось, клапан должен был закрыться, но этого не произошло. На пульте оператора горела лампочка, показывающая, что клапан закрыт, хотя, на самом деле, она сигнализировала лишь о том, что на клапан подан сигнал на закрытие. Никакого контроля реального состояния клапана не было предусмотрено. Пар продолжал выходить и уровень теплоносителя в реакторе понижался.

Через две минуты после отказа насоса автоматически включилась аварийная система подачи воды в первый контур. Эта система часто срабатывала ложно, поэтому её включение не вызвало беспокойства. Ещё примерно через две с половиной минуты оператор отключил аварийную подачу воды. Приборы на пульте показывали, что уровень воды в реакторе повышается. На самом деле, датчик уровня давал неправильные показания из-за неудачной конструкции.

Через 8 минут после начала развития аварийной ситуации оператор заметил, что клапаны резервного насоса во втором контуре закрыты и открыл их. Второй контур теперь работал нормально, но из первого продолжалась утечка теплоносителя через открытый предохранительный клапан.

Через 1 час 20 минут после начала событий в насосы первого контура стал попадать пар и в них началась кавитация , затем они отключились.

Примерно через 2 часа 15 минут уровень воды понизился настолько, что верхняя часть активной зоны обнажилась и начала плавиться. Кроме того, в результате паро-циркониевой реакции, начал образовываться водород , который вместе с паром выходил через предохранительный клапан и накапливался под контейнментом.

Через 2 часа 20 минут, оператор из новой смены заметил, что датчик на выходе предохранительного клапана показывает необычно высокую температуру и закрыл резервный предохранительный клапан. К этому времени утечка составила более 250 000 американских галлонов (950 000 литров ). Часть радиоактивной воды вылилась в помещения станции, так как ёмкость, в которой она накапливалась переполнилась.

Через 2 часа 30 минут датчики впервые зафиксировали повышение уровня радиации в помещениях станции.

Примерно через 7 часов, операторы включили подачу воды в первый контур.

Через 9 часов взорвался водород, накопившийся под контейнментом. Это не вызвало разрушений и даже не было замечено операторами.

Через 15 часов 50 минут были включены насосы в первом контуре и температура активной зоны стала снижаться. К этому времени примерно треть топлива расплавилась.

Последствия

Хотя ядерное топливо частично расплавилось, оно не прожгло корпус реактора (см. «китайский синдром ») и 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 иод-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 миллибэр (80 мкЗв ) и не превысила 100 миллибэр (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 составленных 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 . Они обошлись в 975 миллионов долларов США. Была проведена дезактивация территории станции, топливо было выгружено из реактора. Однако, часть радиоактивной воды впиталась в бетон контейнмента и эту радиоактивность практически невозможно удалить.

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

Фильм «Китайский синдром»

Авария на АЭС «Три-Майл Айленд» 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-Майл Айленд»: оператор, введённый в заблуждение неисправным датчиком, отключает аварийную подачу воды в активную зону и это едва не приводит к её расплавлению (к «китайскому синдрому»). По ещё одному совпадению, один из персонажей фильма говорит, что такая авария может привести к эвакуации людей с территории «размером с Пенсильванию».

Примечания

Ссылки

• Хронология аварии (англ.)

Координаты : 40°09′18″ с. ш. 76°43′24″ з. д.  /  40.155° с. ш. 76.723333° з. д. (G) 40.155 , -76.723333

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Три-Майл Айленд" в других словарях:

- … Википедия

АЭС Три Майл Айленд … Википедия

Президент Джимми Картер покидает АЭС Три Майл Айленд после личного визита 1 апреля 1979 года … Википедия

АЭС «Три Майл Айленд». В центре два энергоблока в бетонных контейнментах (TMI 2 дальний). На заднем плане градирни Три Майл Айленд (англ. Three Mile Island трёхмильный остров) название места, в котором расположена атомная электростанция, на… … Википедия

Хайман Риковер Hyman George Rickover В 1955 году … Википедия

Риковер, Хайман Джордж Хайман Риковер 27 января 1900 г. – 8 июля 1986 г. Hyman George Rickover Про … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Китайский синдром (значения). Китайский синдром (англ. China Syndrome) ироническое выражение, первоначально обозначавшее гипотетическую тяжёлую аварию на АЭС с расплавлением… … Википедия

Авария на АЭС Три-Майл-Айленд (англ. Three Mile Island accident) - 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.

Хронологическое описание аварии

Аварийная остановка реактора

В ночь с 27 на 28 марта 1979 года энергоблок №2 работал на 97% мощности. Непосредственно перед началом аварийных событий системы энергоблока работали в штатном режиме, за исключением двух известных для персонала проблем. Во-первых, это постоянная небольшая протечка теплоносителя через затвор одного из клапанов компенсатора давления, из-за чего в сбросном трубопроводе держалась повышенная температура, а избыток среды из бака-барботера приходилось сливать примерно раз в каждые 8 часов. Во-вторых, при осуществлении регулярной процедуры выгрузки (замены) ионообменной смолы из фильтра конденсатоочистки второго контура произошло блокирование (закупоривание) смолой трубопровода выгрузки, и около 11 часов предпринимались попытки продуть его смесью сжатого воздуха и воды. Наиболее вероятно, возникшие при выполнении этой операции неполадки стали первым звеном во всей последующей цепи аварийных событий. Предположительно, вода от одного из фильтров конденсатоочистки через неисправный обратный клапан попала в систему сжатого воздуха, который использовался в том числе и для управления пневматическими приводами арматуры. Конкретный механизм воздействия воды на функционирование системы так и не был установлен, известно лишь то, что в 4:00:36 (-0:00:01 - время от условной точки отсчета) произошло неожиданное единовременное срабатывание пневмоприводов и закрытие всей арматуры, установленной на входе и выходе из фильтров конденсатоочистки. Поток рабочей среды оказался полностью перекрыт и работа второго контура станции была нарушена. Последовательно отключились конденсатные, питательные насосы и турбогенератор. Вода перестала поступать в парогенераторы и теплоотвод от реактора ухудшился. Возможность возникновения подобной аварийной ситуации была учтена при проектировании станции. Соответственно, была предусмотрена система аварийной подачи питательной воды в парогенераторы из баков запаса конденсата, а персонал был обучен управлению станцией в таких условиях. Переходной процесс занял несколько секунд за которые, автоматически, без участия операторов, произошло следующее: 04:00:37 (00:00:00) - остановка турбогенератора; 04:00:37 (00:00:00) - запуск насосов аварийной питательной воды; 04:00:40 (00:00:03) - срабатывание электромагнитного клапана компенсатора давления (из-за повышения давления в реакторной установке выше 15,5 МПа); 04…

Произошла одна из крупнейших аварий в и в истории . Более трагическими стали лишь и в Японии на станции . Сочетание технических проблем, а также нарушение регламентов по эксплуатации и ремонтным работам привели обычную аварийную ситуацию в крайне тяжелую. В результате на втором энергоблоке станции Три-Майл-Айленд была повреждена активная зона реактора (в общей сложности 45%), включая часть урановых стержней.

Авария на АЭС Три-Майл-Айленд в США

28 марта 1979

Хронология событий

За две недели до аварии в американских кинотеатрах вышел , в котором была показана авария на атомной электростанции и её последствия. В результате 29-31 марта окрестные жители спешно покидали свои дома, не понимая, что происходит на станции. А фильм, во многом благодаря аварии, стал блокбастером и собрал только в Штатах 51,72 миллиона долларов и получил четыре номинации на кинопремию Оскар в США. Ликвидация последствий аварии продолжалась до 1993 года и обошлась правительству страны в 975 миллионов долларов. На станции была проведена дезактивация и выгрузка топлива. Второй энергоблок и сейчас находится под постоянным контролем.

Официально не было зафиксировано ни одной жертвы в результате аварии. Радиоактивные частицы, попавшие в окружающую среду были крайне незначительны в своем количестве, потому информация об этом событии вряд ли будет отражена в ОГЭ по биологии 2017 , в отличие, к примеру, от Чернобыльской катастрофы и Фукусимской трагедии, нанесших окружающей среде огромный ущерб. Однако, авария на Три-Майл-Айленд вызвала, в первую очередь, широкий информационный резонанс и, получив пятый уровень опасности по , ускорила развитие антиядерной кампании в США, которая привела к застою в атомной энергетике страны на десятилетия, лишь подогреваясь последующими авариями в Чернобыле и на Фукусиме.

Хронология аварии на АЭС Три-Майл-Айленд в США. 28 марта 1979

На станции Три-Майл-Айленд в США были установлены два реактора типа , мощность 802 и 906 МВт соответственно. 28 марта 1979 года в четыре часа утра по местному времени произошла авария на втором из них.

4 часа 00 минут 00 секунд

Примем это время за точку отсчета событий. В результате отказа насосов во втором контуре системы охлаждения реактора №2 в парогенераторы перестала поступать вода, охлаждающая генератор. Это автоматически привело к выключению турбогенератора и включению аварийной системы подачи воды тремя аварийными насосами. Однако вода так и не поступила в генератор. Из-за человеческой ошибки во время планового ремонта, произошедшего за несколько дней до аварии, были закрыты задвижки подачи воды с аварийных насосов.

Первые 12 секунд после аварии

В результате прекратился отвод тепла с первого контура реактора. Растущее давление уже через несколько секунд превысило допустимый предел. Как правило, это приводит к открытию дополнительного клапана системы компенсации давления, которая позволяет сбросить пар в барботёр – специальную ёмкость. Так случилось и на этот раз, поэтому рост давления на реакторе замедлился. Тем не менее, спустя 9 секунд включилась аварийная защита реактора, так как давление достигло 17 МПа.

Температура упала, а объем воды стал уменьшаться. Давление наоборот, стало резко падать. Падение давления до 12 МПа должно было привести к закрытию клапана барботёра, но этого не случилось. При этом пульт оператора показывал, что клапан закрыт. На деле оказалось, что сигнал на пульте управления означает не закрытие клапана барботёра, а отключение его от электричества.

4 часа 01 минута

Время полного осушения парогенератора занимает от 30 до 60 секунд. Так что, теплоотвод уже спустя минуту полностью прекратился.

4 часа 02 минуты

Через две минуты после падения давления ниже 12 МПа включается аварийное охлаждение активной зоны реактора.

4 часа 05 минут

Персонал станции отключил два из аварийных насосов, а мощность третьего снизил более чем в два раза, исходя из показателей уровнемера компенсатора объема. Но уровнемер давал некорректные показания и падение давления в реакторе продолжалось из-за некомпенсированной течи. Это привело давление к точке насыщения, когда из воды стали появляться пузырьки пара, еще больше увеличивая неверные показания уровнемера. Тогда операторы стали сливать воду также через дренажную линию первого контура реактора.

4 часа 08 минут

Спустя восемь минут после начала аварии было обнаружено, что клапаны аварийных насосов закрыты. Операторы поняли, что вода в парогенератор не поступает и открыли эти задвижки. Отсутствие воды в парогенераторе в течение восьми минут не могло сильно навредить реактору, но отвлекло персонал, который решил, что проблема на реакторе решена.

4 часа 14 минут

В частности операторы не заметили, что предохранительный клапан барботера так и не закрылся. Хотя датчик температуры показывал превышение 100 градусов, операторы посчитали это остаточным разогревом от сброса пара в начале инцидента, что считалось нормой. Через 14 минут операторы обратили внимание на срабатывание предохранителей в барботере из-за роста давления. Это означало поступление пара в помещение гермооболочки реактора.

4 часа 38 минут

Проверяющие в реакторном отделении заметили работающие насосы, забирающие воду из бака-барботёра. Насосы были выключены, так как не было понимания о большом количестве воды в баке.

4 часа 50 минут – 5 часов 00 минут

Температура в гермооболочке выросла на 50 градусов, подросло и давление. Было замечено снижение поглотителя – борной кислоты. А нейтронный поток наоборот стал усиливаться, хотя регулирующие стержни были полностью погружены. Все эти факторы указывали на появление сильной течи внутри реактора. Операторы приняли решение ввести бор для снижения критичности реактора.

5 часов 13 минут

В результате нарушения циркуляционных процессов в реакторе началась вибрация на двух главных насосах. В целях сохранения целостности их и трубопроводов, насосы отключили.

5 часов 45 минут

Спустя полчаса были отключены два оставшихся главных насоса – контролируемая циркуляция в реакторе прекратилась. По причине накопившегося в реакторе газопарового пузыря, естественная циркуляция также была нарушена.

6 часов 18 минут

Прибывший инженер обнаружил проблему – до сих пор открытый клапан. В результате была остановлена течь. Однако, разрушение активной зоны реактора продолжилось. Температура достигла 2 200 градусов по Цельсию. Началось окисление оболочек ТВЭЛов , их последующему разрушению и стеканию вниз реактора.

6 часов 30 минут

Был подан запрос на вхождение работников в зону реактора, но руководство его не подтвердило, что позволило спасти жизни людей.

7 часов 10 минут

Спустя три с лишним часа от начала инцидента была обнаружена высокая радиоактивность в первом контуре, что подтверждало повреждение ТВЭЛов.

7 часов 20 минут – 8 часов 00 минут

Снова запустили аварийные насосы, борированной воды в которых хватило лишь на 40 минут работы. Тем не менее, временно активная зона реактора была накрыта.

8 часов 30 минут – 11 часов 30 минут

Пришло понимание отсутствия естественной циркуляции в контуре. Была предпринята попытка поднять давление и запустить циркуляционные насосы, но неудачная.

11 часов 40 минут

Принято решение о постепенном снижении давления в первом контуре реактора, для включения работы гидроаккумуляторов. В целом это было почти неудачно. Аккумуляторы работали недолго и волы в реактор поступило недостаточное количество. С другой стороны падение давления мешало запуску циркуляционных насосов. В активной зоне начались возгорания водороды.

16 часов 00 минут

Спустя десять часов после начала аварии было принято обратное решение – о подъеме давления в реакторе и новой попытке запуска циркуляционных насосов.

19 часов 50 минут

Был запущен первый циркуляционный насос, проработавший всего 15 секунд. Этого хватило, чтобы залить реактор несколькими десятками кубометров воды, сконденсировавшей пар. В результате были запущены остальные циркуляционные насосы. Водород под крышкой реактора был постепенно удален. Холодный останов реактор был завершен только спустя месяц.

Расплавилась.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

Топ-10 малоизвестных аварий на АЭС и утечек радиации

Авария на реакторе SL-1 - ликвидация последствий

Авария на реакторе SL-1 - механизмы процесса

ЯДЕРНЫЕ КАТАСТРОФЫ КОТОРЫЕ СКРЫВАЛИ

10 САМЫХ СТРАШНЫХ ЯДЕРНЫХ КАТАСТРОФ НА ЗЕМЛЕ

Субтитры

Интересные факты. Топ-10 малоизвестных аварий на АЭС и утечек радиации. Мы панически боимся аварий на атомных электростанциях - память о Чернобыле до сих пор не стёрлась и вряд ли сотрётся. А ведь были ещё аварии на Три-Майл-Айленд, Фукусиме и множестве других, не столь известных объектов, но при этом также разрушительные и смертоносные. Часть из них правительственные организации пытались скрыть, чтобы не распространять панику, но информация имеет свойство утекать быстрее, чем радиация. 1. Авария на SL-1, опытной АЭС в Айдахо, США, случилась 3 января 1961 года. Три работника станции занимались присоединением стержней регулирования к механизму привода, когда произошёл взрыв. Двое операторов погибли на месте, третий скончался немногим позже. Тела пришлось хоронить в свинцовых гробах, столь высок был уровень их радиации. 2. Утечка в Чёрч-Рок, Нью-Мексико, США, 16 июля 1979 года. В районе этого небольшого городка когда-то располагались крупнейшие шахты по добыче урана в стране, радиоактивные отходы были помещены в хвостохранилище. Во время аварии плотина, огораживающая зону, разрушилась, и в реку Пуэрко смыло около 94 миллионов галлонов загрязнённой воды и более тысячи тонн твёрдых радиоактивных отходов. Уровень радиации в реке превысил норму в 6000 раз, но, несмотря на просьбы местных жителей, область Чёрч-Рок так и не объявили опасной зоной. 3. Авария на реакторе NRX, Канада, 12 декабря 1957 года произошла из-за ошибок при конструкции экспериментальной системы охлаждения стержней, а также неверных действий операторов. В результате перегрева часть топлива расплавилась, каландр-бак с тяжёлой водой лопнул в нескольких местах и произошла утечка. Вода затем была слита в поле для сбросных вод и, к счастью, никто не пострадал, хотя до настоящей катастрофы оставался лишь шаг. 4. Утечка радиации после взрыва бомбы Baneberry на Невадском испытательном полигоне, США, 18 декабря 1970 года. Проводились вполне обычные подземные испытания бомбы мощью в 10 килотонн, как вдруг из открывшейся трещины в воздух на 90 метров взметнулся фонтан радиоактивной пыли и газа. От утечки радиации пострадали 86 испытателей, двое из них годом позже умерли от лейкемии. 5. Катастрофа на металлообрабатывающем заводе Ачеринокс, Испания, май 1998 года. Источник цезия-137 каким-то образом затесался среди металлического мусора, незамеченный детекторами. Завод переплавил его, и в атмосферу оказалось выброшено радиоактивное облако. Результат - 40 кубометров загрязнённой воды, 2000 тонн радиоактивного пепла, 150 тонн загрязнённого оборудования. Очистка завода обошлась компании в 26 миллионов долларов. 6. Землетрясение неподалёку от АЭС Касивадзаки-Карива, Япония, 16 июля 2007 года. Данная АЭС - крупнейшая в мире, при этом расположенная в отнюдь не безопасной зоне. Землетрясение нанесло станции значительный ущерб, что вылилось в утечку радиоактивной воды и пыли за пределы АЭС. Часть воды смыло в море, убытки составили около 12,5 миллиардов долларов. 7. Авария на атомной подлодке К-431, бухта Чамжа, СССР, 10 августа 1985 года. В результате несоблюдения техники безопасности при перезарядке активных зон реакторов и прохождения рядом с подлодкой торпедного катера произошёл мощнейший тепловой взрыв. Десять матросов и офицеров погибли мгновенно, а пожар пришлось тушить людям без подготовки и защитных костюмов. В результате число пострадавших достигло почти 300 человек, на дне бухты сформировался очаг радиоактивного загрязнения, а ось радиоактивных осадков вышла к морю на побережье Уссурийского залива. 8. Авария на заводе «Рокки Флэтс», Колорадо, США, 11 сентября 1957 года. Завод производил оружейный плутоний и детали для производства ядерных боеприпасов армии США. Во время крупного пожара загрязнённые участки пытались тушить обычной водой, вследствие чего более 100 кубометров воды утекло в местную канализацию. Столб радиоактивной пыли поднялся на высоту около 50 метров, достигнув города Денвер, располагавшегося неподалёку. До закрытия завода в 1992 году произошло около 200 утечек радиации, но, несмотря на это, предприятие продолжало расширяться, а факты о проблемах - замалчиваться. 9. Авария на Сибирском химическом комбинате, Северск, Россия, 6 апреля 1993 года. Взрыв на радиохимическом заводе разрушил один из аппаратов по экстракции урана и плутония, в результате чего те были в огромном количестве выброшены в атмосферу. Загрязнению подверглись леса к северо-востоку от завода, соседние промышленные площадки, сельхозугодья. Пострадало около 2000 человек. 10. Авария на полигоне Санта-Сусанна, США, 13 июля 1959 года. Полигон, расположенный около Лос-Анджелеса, служил для испытаний частными компаниями ракетных двигателей для НАСА. Там происходило множество аварий, но худшей стала катастрофа, в результате которой частично расплавился крупнейший реактор на всём полигоне. Чтобы предотвратить взрыв, радиоактивный газ был выпущен в воздух, причём ремонтные работы (и утечка газа) продолжались несколько недель. До 1979 года инцидент старательно замалчивали. Подписывайтесь на канал LtdenisFacts, ставьте лайки, пишите комментарии и делитесь с друзьями. Пока. До новых встреч!

Хронологическое описание аварии

Аварийная остановка реактора

В ночь с 27 на 28 марта 1979 года энергоблок №2 работал на 97% мощности. Непосредственно перед началом аварийных событий системы энергоблока работали в штатном режиме, за исключением двух известных для персонала проблем . Во-первых, это постоянная небольшая протечка теплоносителя через затвор одного из клапанов компенсатора давления, из-за чего в сбросном трубопроводе держалась повышенная температура , а избыток среды из бака-барботера приходилось сливать примерно раз в каждые 8 часов . Во-вторых, при осуществлении регулярной процедуры выгрузки (замены) ионообменной смолы из фильтра конденсатоочистки второго контура произошло блокирование (закупоривание) смолой трубопровода выгрузки, и около 11 часов предпринимались попытки продуть его смесью сжатого воздуха и воды. Наиболее вероятно, возникшие при выполнении этой операции неполадки стали первым звеном во всей последующей цепи аварийных событий .

Предположительно, вода от одного из фильтров конденсатоочистки через неисправный обратный клапан попала в систему сжатого воздуха, который использовался в том числе и для управления пневматическими приводами арматуры. Конкретный механизм воздействия воды на функционирование системы так и не был установлен, известно лишь то, что в 4:00:36 (-0:00:01 - время от условной точки отсчета) произошло неожиданное единовременное срабатывание пневмоприводов и закрытие всей арматуры, установленной на входе и выходе из фильтров конденсатоочистки . Поток рабочей среды оказался полностью перекрыт и работа второго контура станции была нарушена. Последовательно отключились конденсатные, питательные насосы и турбогенератор. Вода перестала поступать в парогенераторы и теплоотвод от реактора ухудшился.

Возможность возникновения подобной аварийной ситуации была учтена при проектировании станции. Соответственно, была предусмотрена система аварийной подачи питательной воды в парогенераторы из баков запаса конденсата, а персонал был обучен управлению станцией в таких условиях. Переходной процесс занял несколько секунд за которые, автоматически, без участия операторов, произошло следующее :

• 04:00:37 (00:00:00) - остановка турбогенератора;
• 04:00:37 (00:00:00) - запуск насосов аварийной питательной воды;
• 04:00:40 (00:00:03) - срабатывание электромагнитного клапана компенсатора давления (из-за повышения давления в реакторной установке выше 15,5 МПа);
• 04:00:45 (00:00:08) - срабатывание аварийной защиты реактора , остановка ядерной реакции (из-за повышения давления в реакторной установке выше 16,2 МПа)
• 04:00:49 (00:00:12) - снижение давления в реакторной установке ниже 15,2 МПа (так как после остановки ядерной реакции энерговыделение в реакторе снизилось)

Операторам оставалось лишь убедиться в срабатывании автоматики, произвести необходимые переключения в электрической части станции и приступить к расхолаживанию реактора. Необходимость последнего обусловлена наличием остаточного энерговыделения : сразу после остановки тепловая мощность реактора достигает 160 МВт, через час снижается до 33 МВт, через десять до 15 МВт и затем уменьшается сравнительно медленно .

Утечка теплоносителя

Операторы уже сталкивались с подобной внезапной остановкой реактора, однако на этот раз имелось два отклонения от стандартного сценария, о которых персонал станции еще не догадывался. Во-первых, задвижки на напоре аварийных питательных насосов оказались ошибочно закрыты и охлаждение через парогенераторы было временно потеряно (ошибочное состояние задвижек было определено уже через 8 минут и не оказало значительного влияния на последствия аварии ). Во-вторых, что гораздо важнее, электромагнитный клапан компенсатора давления по неизвестной причине не закрылся после снижения давления в реакторной установке, и происходила непрерывная потеря теплоносителя из первого контура с расходом приблизительно 50 м 3 /ч (в перерасчете на жидкость) .

Действуя по обычной для описываемого сценария процедуре, операторы предприняли шаги для компенсации ожидаемого уменьшения объема теплоносителя первого контура : подача воды (подпитка) в реакторную установку была увеличена, а отбор её на очистку (продувка) уменьшен. Несмотря на корректирующие действия операторов, к 04:01:25(+00:00:48) уровень в компенсаторе давления снизился с номинальных 6350 мм до 4013 мм, а в 4:02:38 (+0:02:01) давление в реакторной установке упало ниже 11,3 МПа и автоматически включились насосы системы аварийного охлаждения реактора, подающие воду в первый контур с расходом в 227 м 3 /час и предназначенные для компенсации утечек.

К несчастью, не подозревая о наличии течи и наблюдая быстрый рост уровня воды в компенсаторе давления (7416 мм к 04:04:05(+00:03:28)), операторы посчитали такую подпитку явно избыточной . Таким образом, в 4:05:15 (+0:04:38) был отключен один из насосов аварийного охлаждения и снижена подача воды в первый контур до 5,7 м 3 /час , кроме того, была предпринята попытка кратковременно увеличить отбор теплоносителя через линию продувки вплоть до 36,3 м 3 /час . Эти действия лишь ухудшили ситуацию, давление продолжило снижаться, и к 4:06:07 (+0:05:30) вода в первом контуре достигла состояния насыщения (кипения) при 9,24 МПа и 305,5°C. Образовавшийся в активной зоне пар вытеснял воду в компенсатор давления, создавая иллюзию полного заполнения жидкостью первого контура .

Длительный сброс среды первого контура через неисправный электромагнитный клапан вызвал переполнение бака-барботера, из-за чего в 04:03:50 (+00:03:15) сначала сработал его предохранительный клапан, а затем в 04:15:25 (+00:14:48) произошло разрушение защитной разрывной мембраны, после чего горячая вода и пар стали поступать в помещения гермооболочки. Срабатывание предохранительных устройств бака-барботера не осталось незамеченным, однако, судя по отсутствию корректирующих действий, персонал никак не связал это событие с имеющейся утечкой из первого контура . Возможно, операторы предполагали, что разрушение защитной мембраны было вызвано кратковременным срабатыванием электромагнитного клапана в самом начале аварии .

Сложившаяся ситуация с течью теплоносителя из верхнего (парового) объема компенсатора давления не была учтена при проектировании АЭС и подготовка персонала станции для управления реакторной установкой в таких условиях была недостаточной . Операторы столкнулись с симптомами, которых не понимали: сочетание снижавшегося давления и растущего уровня в компенсаторе давления не было описано в эксплуатационной документации и не рассматривалось при их тренировке на тренажере Babcock&Wilcox.

Основной вклад в развитие аварийной ситуации внесла неспособность операторов вовремя распознать утечку через неисправный клапан, что, в числе прочего, было обусловлено неудачной организацией блочного щита управления энергоблоком (БЩУ). Указателя фактического положения запорного органа электромагнитного клапана предусмотрено не было, а лампа на панели управления сигнализировала лишь о наличии питания на его приводе .

Инструкциями на АЭС прямо предписывалось изолировать электромагнитный клапан при повышении температуры за ним свыше 93°С , однако этого сделано не было. Вероятно это произошло потому, что с октября 1978 года, в нарушение нормативов комиссии по ядерному регулированию, энергоблок работал при протечке через затворы электромагнитного или предохранительных клапанов около 1,4 м 3 /ч (при разрешенном значении в 0,2 м 3 /ч) . Персонал привык к высоким значениям температуры в сбросном трубопроводе и, зная о срабатывании электромагнитного клапана в первые секунды аварии, интуитивно (но ошибочно) полагал, что в случае серьезной протечки температура за клапаном будет более 150°С , однако за время аварии она не превысила этой величины.

В эксплуатационной документации был определен перечень признаков течи из первого контура , одни из них действительно имели место, например, повышение температуры под гермооболочкой и падение давления в реакторной установке. Однако операторов привело в замешательство отсутствие симптомов, которые они считали ключевыми: не было снижения уровня в компенсаторе давления (он, наоборот, возрастал), также не было сигнализации о повышенном уровне радиации в атмосфере гермооболочки (возможно, порог срабатывания датчика был некорректно установлен) .

Теоретически, автоматическое включение системы аварийного охлаждения реактора должно было однозначно указать операторам на наличие серьезной протечки. Однако на Три-Майл-Айленд эта система за последний год срабатывала четыре раза по причинам, никак не связанным с потерей теплоносителя (для компенсации чего она и предназначена) . В связи с этим в сложившейся ситуации неопределенности персонал предпочел отдать приоритет регулированию уровня в компенсаторе давления, а не обеспечению непрерывной работы системы аварийного расхолаживания .

Примерно к 04:26:00 (+00:25:00) давление в первом контуре достигло значений около 7 МПа. Однако, с точки зрения операторов, состояние реакторной установки казалось относительно стабильным, хотя и необычным . Тем временем в реакторе продолжалось кипение теплоносителя и, по мере того как увеличивалось паросодержание, работа главных циркуляционных насосов ухудшалась из-за перекачивания неоднородной пароводяной среды. Сильные вибрации вынудили операторов в 5:14:06(+01:13:29) отключить насосы со стороны парогенератора "B", а в 5:41:22(+01:40:45) по той же причине были остановлены насосы со стороны парогенератора "A". К этому времени было потеряно около 121 м 3 теплоносителя (более 1/3 от объема первого контура) .

После остановки циркуляции в первом контуре произошло разделение жидкой и паровой сред, пар занял верхние участки контура, а граница кипения теплоносителя в реакторе установилась примерно на 1 метр выше верхней плоскости активной зоны . В дальнейшем, в результате кипения и сброса среды через электромагнитный клапан уровень в реакторе неуклонно снижался, и уже с 5:52:04(+01:51:57) началось осушение активной зоны.

Разрушение активной зоны

Прибывший в 6 часов утра персонал следующей смены, благодаря свежему взгляду, наконец смог определить состояние электромагнитного клапана компенсатора давления . В 6:22:37 (+02:22:00) был закрыт отсечной клапан, находящийся на одном трубопроводе с электромагнитным, прекратив утечку. Установив тем самым факт продолжительной потери теплоносителя, операторы должны были приступить к ликвидации аварии, запустив систему аварийного охлаждения, однако, по неустановленным причинам, это действие не было незамедлительно выполнено .

По случайному совпадению, одновременно с закрытием отсечного клапана в 6:22:37 (+02:22:00), приборами радиационного контроля, расположенными под герметичной оболочкой, было зафиксировано первое свидетельство разрушения оболочек твэлов и выхода высокоактивных продуктов деления ядерного топлива за пределы первого контура . При этом температура поврежденных твэлов должна была быть в диапазоне от 760°С до 870°С.

Около 6:30 началось быстрое окисление оболочек твэлов в верхней части активной зоны за счет пароциркониевой реакции с образованием водорода. При этой реакции выделяется дополнительная теплота и температура твэлов превысила 1825°C, их оболочки из Циркалоя-4 начали расплавляться. Образовавшаяся расплавленная смесь из топлива, стали и циркония стекала вниз и затвердевала на границе кипения теплоносителя . Ближе к 7 часам утра кипящий теплоноситель покрывал уже менее четверти высоты активной зоны .

Реакторная установка находилась в состоянии, которое не было учтено при ее создании. В распоряжении персонала не было инструментов, позволявших контролировать и ликвидировать подобные аварии. Все последующие действия эксплуатирующей организации носили импровизационный характер и не были основаны на заранее просчитанных сценариях.

Не имея в своем распоряжении приборов, позволявших определить уровень жидкости непосредственно в корпусе реактора , и не осознавая нехватку теплоносителя, операторы попытались возобновить принудительное охлаждение активной зоны. Были предприняты попытки запуска каждого из четырех ГЦН: ГЦН-1A, ГЦН-2A, ГЦН-1B, и, наконец, ГЦН-2B в 6:54:46(+02:54:09). Последняя попытка оказалась относительно успешной: насос захватил воду, находившуюся в петле циркуляционного трубопровода, и перекачал ее в корпус реактора, что позволило ненадолго замедлить рост температуры топлива. Однако нагнетание в перегретую активную зону около 28 м 3 воды вызвало ее мгновенное вскипание и резкий рост давления в установке с 8,2 МПа до 15,2 МПа , а внезапное охлаждение разогретого топлива привело к "тепловому удару" и охрупчиванию конструкционных материалов, в результате верхняя часть активной зоны, состоящая из серьезно поврежденных твэлов, потеряла устойчивость и просела вниз, сформировав каверну (пустое пространство) под блоком защитных труб (БЗТ) .

Компенсируя возмущение в первом контуре, вызванное последствиями включения ГЦН-2B, операторы в 7:13:05 (+3:12:28) кратковременно открыли отсечной клапан для сброса давления. Затем, по-видимому с целью поддержания давления в пределах рабочего диапазона, в 7:20:22 (+3:19:45) примерно на 20 минут была вручную включена система аварийного охлаждения (к этому моменту теплоноситель покрывал не более 0,5 м высоты активной зоны ). Хотя охлаждающая вода поступала в реактор, центр активной зоны практически не охлаждался из-за окружавшей его корки из ранее расплавленного и затвердевшего материала , температура расплава достигла 2500°С и в 7:47:00 (+03:46:23) произошло резкое изменение геометрии активной зоны : жидкая топливная масса из центра активной зоны, содержащая около 50% её материалов, проплавила окружавшие ее конструкции и распределилась в полостях внутрикорпусных устройств и на дне реактора, а пустое пространство под БЗТ увеличилось в объеме до 9,3 м 3 . Интересно отметить, что несмотря на то, что температура расплава не достигла точки плавления UO 2 (2875°C), часть керамического топлива все равно перешла в жидкую фазу при взаимодействии с цирконием и его оксидами .

В 7:56:23 (+03:55:46) произошло очередное автоматическое включение системы аварийного охлаждения реактора, теперь уже по сигналу повышения давления в гермооболочке свыше 0,027 МПа. На этот раз было принято принципиальное решение: не мешать автоматической работе систем безопасности пока не будет полного понимания состояния реакторной установки . С этого момента работа насосов аварийного охлаждения позволила остановить процесс дальнейшего разрушения активной зоны .

Первая попытка исправить ситуацию. Подъем давления

Безуспешность попыток запуска главных циркуляционных насосов привела эксплуатирующую организацию к пониманию того, что в первом контуре имелись области, занятые паром , однако в конструкции реакторной установки не существовало устройств для дистанционного выпуска этих парогазовых пробок. Исходя из этого, было принято решение поднять давление в первом контуре до 14,5 МПа для того чтобы сконденсировать имеющийся пар. Если бы эта стратегия принесла успех, то контур оказался бы заполнен водой и в нем бы установилась естественная циркуляция теплоносителя . Однако из внимания был упущен тот факт, что в первом контуре находился перегретый пар с температурой около 370°С и для его конденсации потребовалось бы давление 20 МПа, что превышало допустимое давление для оборудования . Кроме того, в контуре имелось большое количество неконденсирующихся газов, прежде всего, водорода. Тем не менее, попытка была предпринята, и с 9:18:37 (+5:18:00) до 9:43:43 (+5:43:06) давление было поднято с 8,6 МПа до 14,8 МПа и затем поддерживалось в течение двух часов на этом уровне путем циклического открытия и закрытия отсечного клапана и сброса среды первого контура в объем герметичной оболочки . Отсутствие признаков эффективного теплоотвода через парогенераторы вынудило персонал отказаться от данной стратегии. С другой стороны, работа насосов аварийного охлаждения позволила к 11:00 частично заполнить первый контур до уровня выше активной зоны . Теоретически, запуск в это время главных циркуляционных насосов мог иметь успех, так как в контуре уже имелся значительный запас теплоносителя, но персонал находился под впечатлением предыдущих неудачных запусков и новой попытки предпринято не было .

Вторая попытка. Снижение давления

Единственным эффективным способом охлаждения активной зоны в это время являлась подача холодной борированной воды насосами аварийного охлаждения в реактор и сброс нагретого теплоносителя через отсечной клапан компенсатора давления. Однако такой способ не мог применяться постоянно. Запас борированной воды был ограничен, а частое использование отсечного клапана грозило его поломкой. Дополнительно ко всему, среди персонала уже не было уверенности в полном заполнении активной зоны водой. Все это подталкивало эксплуатирующую организацию к поиску альтернативных методов расхолаживания реактора .

К 11:00 была предложена новая стратегия: снизить давление в реакторной установке до минимально возможного. Ожидалось, что, во-первых, при давлении ниже 4,2 МПа из гидроемкостей САОЗ вода поступит в реактор и зальет активную зону, во-вторых, возможно будет включить в работу систему планового расхолаживания реактора, которая работает при давлениях около 2 МПа , и обеспечить этим стабильный теплоотвод от первого контура через ее теплообменники .

В 11:39:31 (+07:38:54) отсечной клапан был открыт, и к 13:10:37 (+9:10:00) давление в первом контуре удалось снизить до 3 МПа . При этом из гидроемкостей в реактор поступило всего 2,8 м 3 воды, что составляет менее 5% от её запаса в гидроемкостях и эквивалентно лишь объему, перекачиваемому одним насосом аварийного охлаждения за 1,5 минуты . Тем не менее персонал принял это за свидетельство того, что реактор полностью заполнен водой. Хотя фактически из гидроемкостей был вытеснен лишь объем воды, достаточный для того, чтобы давление в гидроемкостях сравнялось с давлением в реакторе. Для вытеснения значительного объема воды из гидроемкости потребовалось бы снизить давление в первом контуре примерно до 1 МПа .

Пытаясь достигнуть своей второй цели (включения системы планового расхолаживания), персонал продолжил попытки снижать давление , однако снизить его ниже 3 МПа не удалось. По видимому, это было вызвано тем, что в это время в активной зоне шло кипение теплоносителя, образование пара и, возможно, водорода . За счет этих процессов давление в первом контуре держалось около 3 МПа даже при непрерывном сбросе среды. В любом случае поставленная цель была принципиально ошибочной, так как система планового расхолаживания не предназначена для работы с первым контуром, лишь частично заполненным жидкостью .

Положительным следствием принятой стратегии явилось то, что большой объем неконденсирующихся газов, прежде всего водорода, был удален из первого контура в атмосферу защитной оболочки . Таким образом содержание газов в пределах реакторной установки было существенно уменьшено, хотя для этого и не требовалось поддерживать низкое давление так долго . С другой стороны, возможно, в это время имело место повторное осушение части активной зоны , подпитка первого контура составляла всего 34 м 3 /ч и в целом реакторная установка была близка к состоянию, которое существовало перед закрытием отсечного клапана в 6:22 утра.

Восстановление стабильного охлаждения реактора

Учитывая безуспешность попыток снизить давление в первом контуре до 2 МПа и риск осушения активной зоны, было принято решение вернуться к стратегии восстановления принудительной циркуляции в первом контуре, как к хорошо известному для персонала способу охлаждения реактора .

В 17:23:41 (+13:23:04) был запущен дополнительный насос аварийного охлаждения и подпитка первого контура составила 96 м 3 /ч. К 18:56:12 (+14:55:35) давление в реакторной установке достигло 15,6 МПа и в 19:33:19 (+15:32:42) был кратковременно запущен ГЦН-1А . Так как результаты пробного пуска выглядели весьма обнадеживающе, насос был окончательно включен в 19:50:13 (+15:49:36). Успех в возобновлении принудительной циркуляции теплоносителя был обусловлен тем, что контур уже был достаточно заполнен водой за счет работы насосов аварийного расхолаживания, а газовые пробки были существенно уменьшены при предыдущей попытке снизить давление. Стабильное охлаждение активной зоны было наконец-то восстановлено.

Удаление водорода из первого контура

К концу 29 марта стало очевидным, что в теплоносителе первого контура имеется большое содержание газов, в первую очередь водорода, образовавшегося ранее при пароциркониевой реакции. По теоретическим подсчетам, выполненным 30 марта, под крышкой реактора скопилось до 10м 3 водорода . Эта информация вызвала в СМИ совершенно беспочвенную панику о возможности взрыва внутри корпуса реактора, так как фактически в объеме первого контура отсутствовал кислород, что делало такой взрыв невозможным . Тем не менее из-за риска нарушить циркуляцию в первом контуре от водорода решено было избавиться .

Растворимость водорода в воде падает при снижении давления. Основываясь на этом свойстве было осуществлено постепенное удаление водорода из реакторной установки. Теплоноситель из первого контура отводился через линию продувки в бак подпитки, давление в котором значительно ниже чем в реакторе, в баке происходила дегазация теплоносителя: газ удалялся в систему газоочистки и по временным трубопроводам под гермооболочку . Использовался также и другой способ: теплоноситель распылялся в компенсаторе объема (в котором электронагревателями поддерживалась высокая температура) при открытом отсечном клапане, при этом газы удалялись в объем герметичной оболочки. Уже к 1 апреля измерения показали отсутствие газообразного водорода под крышкой реактора .

Расхолаживание реактора

При стандартном процессе расхолаживания реактора отвод тепла, вызванного остаточным энерговыделением, происходит сначала через парогенераторы при работающих главных циркуляционных насосах. Затем, по мере снижения энерговыделения в активной зоне и соответственно температуры и давления теплоносителя, циркуляционные насосы останавливаются и охлаждение происходит через специальную систему планового расхолаживания, имеющую свои насосы и теплообменники. Однако ситуация на Три-Майл-Айленд не была стандартной: уровень активности теплоносителя, содержащего частицы топлива, был таков, что следовало любой ценой избегать его распространения по еще относительно не загрязненным системам станции .

27 апреля единственный работающий главный циркуляционный насос был остановлен и в первом контуре установилась естественная циркуляция. К этому времени тепло, производимое работой насоса, в два раза превышало энерговыделение в активной зоне . Лишившись столь мощного источника тепла, уже к вечеру 27 апреля теплоноситель остыл настолько, что было достигнуто состояние "холодного останова" реактора.

Только к ноябрю 1980 года тепловыделение в активной зоне упало до столь незначительных величин (порядка 95кВт), что позволило отказаться от использования парогенераторов. В январе 1981 года реакторная установка была изолирована от второго контура и охлаждалась исключительно за счет передачи тепла от поверхности оборудования к атмосфере герметичной оболочки .

Радиационное воздействие на население и окружающую среду

После разрушения оболочек твэл, радиоактивные элементы из топлива поступили в теплоноситель первого контура (его активность составила 20 000 мкКи/см 3 против 0,4 мкКи/см 3 до аварии ), который затем по трубопроводам системы продувки-подпитки вышел за пределы герметичной оболочки и циркулировал через оборудование, расположенное во вспомогательном реакторном здании . Необходимость работы этой системы непосредственно в течение аварии не вполне очевидна , однако затем её использование стало неизбежным с целью удаления водорода из объема первого контура . В связи с этим стоит отметить, что в проекте АЭС Три-Майл-Айленд была предусмотрена автоматическая изоляция герметичной оболочки путем перекрытия всех пересекающих ее трубопроводов. Однако, во-первых, изоляция срабатывала лишь по сигналу превышения давления под оболочкой, независимо от показаний приборов радиационного контроля (гермооболочка была автоматически изолирована только через 4 часа от начала аварии, когда теплоноситель уже был сильно загрязнен). Во-вторых, изоляция герметичной оболочки была вручную отключена операторами, так как по их мнению работа системы продувки-подпитки была нужна для управления реакторной установкой .

Радиоактивные материалы, прежде всего газы ксенон -133 и иод-131 , через многочисленные протечки в системах продувки-подпитки и газоочистки (несущественные при нормальной эксплуатации) попали в помещения вспомогательного реакторного здания, где были захвачены системой вентиляции и выброшены через вентиляционную трубу. Так как система вентиляции оснащена специальными фильтрами-адсорберами, только небольшое количество радиоактивного йода поступило в атмосферу , тогда как радиоактивные благородные газы практически не были отфильтрованы . Выбросы иода-131 могли бы быть в 5 раз меньше если бы на АЭС вовремя менялись фильтрующие элементы (картриджи в фильтрах были заменены только после аварии в течение апреля 1979г.) .

Утечек загрязненных радиоактивными материалами жидкостей за пределы зданий АЭС в сколь-либо значимых количествах обнаружено не было .

Подсчитанная за период с 28 марта до 8 мая активность выбросов радиоактивного йода составила около 15 Ки. Эти данные были получены при анализе картриджей фильтров-адсорберов, которые периодически заменялись в течение указанного периода времени. Утечки радиоактивного йода после 8 мая не могли быть сколь-либо значимы ввиду его малого периода полураспада (8 суток) . Количество выброшенных радиоактивных благородных газов составило около 2,37 миллионов Кюри (преимущественно 133 Xe) .

В течение нескольких недель после аварии контроль над радиационной обстановкой вокруг станции был усилен. Максимальные значения мощности излучения в 3 Р/ч (30 мЗв/ч) были зафиксированы 29 марта непосредственно над вентиляционной трубой станции. При удалении от АЭС след быстро рассеивался и при последующих замерах на уровне земли в период со 2-го по 13-е апреля из 37 контрольных точек только в трех мощность излучения превышала фоновые значения (максимум 1 мР/ч или 10 мкЗв/ч) . Основной объем радиоактивного выброса пришелся на первые несколько дней после аварии .

Начиная с 28 марта были собраны сотни образцов воздуха, воды, молока, растений и почвы. Хотя в образцах были обнаружены следы цезия-137 , стронция-90 , ксенона -133 и иода-131 , только лишь крайне незначительное количество йода и ксенона можно отнести к последствиям аварии. Найденное количество цезия и стронция было обусловлено скорее результатами мировых испытаний ядерного оружия. Количество всех радионуклидов в исследованных образцах было значительно ниже допустимых концентраций .

Значение максимальной индивидуальной дозы от внешнего облучения, полученное путем теоретических подсчетов и анализа данных радиационного мониторинга, не превысило 100 миллибэр (1 мЗв) (для получения такой дозы человек должен был постоянно находиться в непосредственной близости от АЭС в направлении радиоактивного выброса). Внутреннее облучение от 133 Xe и 131 I было признано пренебрежительно малым ввиду инертности первого и малого количества второго изотопа .

Средняя доза облучения от радиации, полученная населением (порядка 2 миллионов человек) в результате аварии на АЭС Три-Майл-Айленд, составила не более чем 1% от годовой дозы, получаемой в результате фонового облучения и медицинского обслуживания .

Ряд проведенных в 1985-2008 годах исследований в целом подтвердил первоначальные выводы о незначительном влиянии аварии на здоровье населения. Хотя в некоторых областях, расположенных поблизости от АЭС, исследования выявили некоторый рост числа онкологических заболеваний, его невозможно связать напрямую с последствиями аварии .

Дальнейшая судьба энергоблока

В результате аварии ядерное топливо было расплавлено, а помещения и оборудование станции значительно загрязнены радиоактивными веществами. Для приведения станции в безопасное стабильное состояние было необходимо:

• дезактивировать помещения до разумно достижимого уровня;
• удалить из атмосферы герметичной оболочки криптон-85 ;
• очистить накопившиеся объемы радиоактивной воды;
• выгрузить из реактора и захоронить ядерное топливо.

После естественного распада короткоживущих изотопов ксенона и йода, единственным радиоактивным газом, присутствовавшим в значительных концентрациях (около 46 000 Ки) под защитной оболочкой, оставался криптон-85 (период полураспада составляет 10 лет). Исходя из инертности криптона-85, который не задействован в биологических цепочках, и отсутствия достаточно эффективных методов по его улавливанию, было решено просто рассеять его в атмосфере путем вентиляции герметичной оболочки, что было выполнено в течение июня 1980 года .

Первое время после аварии мощность излучения во вспомогательных помещениях станции составляла от 50 мР/ч до 5 Р/ч, а в герметичной оболочке от 225 мР/ч до 45 Р/ч . Основной целью дезактивации было уменьшение этих значений до разумно достижимых величин позволявших безопасно вести работы по удалению топлива из реактора . Большая часть работ выполнялась традиционными методами, путем смывки и удаления радиоактивных веществ с поверхностей. Однако поверхности помещений, подвергшиеся загрязнению высокоактивным теплоносителем, пришлось дезактивировать путем скалывания слоя бетона и вакуумного удаления образовавшейся пыли. В некоторых помещениях, загрязнение которых не позволяло работать в них людям, использовалась дистанционно-управляемая техника (роботы), выполнявшие аналогичную работу .

Так как активная зона реактора была разрушена, то невозможно было воспользоваться штатными средствами извлечения топлива. Над реактором была сооружена специальная поворотная платформа, на которой были установлены манипуляторы, позволявшие выполнять различные операции по удалению материалов активной зоны. Среди них были как простые захваты так и более сложные механизмы для резки, сверления или гидравлического сбора фрагментов топлива. Работы по извлечению материалов активной зоны начались 30 октября 1985 года , после того как была снята крышка реактора.

Одной из неожиданностей стала высокая и быстро растущая мутность воды первого контура (к февралю 1986 года видимость не превышала 5 сантиметров). Это явление было обусловлено быстрым ростом количества микроорганизмов после снятия крышки реактора и соответственно аэрации воды и наличия яркого освещения. Другим источником загрязнения была коллоидная суспензия , образованная в основном гидроксидами металлов. Эта суспензия содержала настолько мелкие частицы, что они не могли быть эффективно очищены существующими фильтрами. Только к январю 1987 года благодаря применению перекиси водорода для уничтожения микроорганизмов и использованию коагулянтов для борьбы с суспензией удалось снизить мутность воды ниже 1 ЕМ (единица мутности) .

Первое время работа заключалась в сборе и удалении обломков с верхней части активной зоны. Так продолжалось до апреля 1986 года, когда верхний завал был разобран и под ним обнаружилась твердая корка застывшего расплава. Дальнейшая работа проводилась с помощью бурильной установки, которая позволила разрушить топливную массу на подходящие для транспортировки обломки . К ноябрю 1987 года практически все остатки топливных кассет были удалены . Однако при аварии и за время разборки активной зоны значительное количество расплава и обломков скопилось под нижними распределительными решетками внутрикорпусных устройств реактора. В итоге было принято решение срезать все решетки до самого дна корпуса реактора. Работы проводились под 12 метровой толщей воды при помощи плазменной резки . Официально работы по удалению топлива со станции были завершены в 1990 году . Все извлеченное топливо было упаковано в специальные контейнеры и отправлено на захоронение в национальную лабораторию Айдахо.

При аварии и за время её ликвидации образовались большие объемы (до 8 700 м 3) радиоактивной воды. Эта вода была очищена от радионуклидов с помощью ионообменных и цеолитовых фильтров, после чего соответствовала всем нормативам и могла быть сброшена в реку Саскуэханна. Однако на это был наложен запрет из-за протестов населения городов, находящихся ниже по течению реки . В качестве альтернативного решения была сооружена установка по двухступенчатому выпариванию воды, чистый пар (включая 1 020 Ки или 37 740 ГБк трития, который практически невозможно отделить) рассеивался в атмосфере, а образовавшийся остаток, содержащий 99,9% примесей, растворенных в воде, подвергся отверждению и был захоронен как низкоактивные отходы .

Твердые радиоактивные отходы, образовавшиеся при ликвидации аварии, такие как, например, фильтрующие материалы, вобравшие в себя все радиоактивные загрязнения из очищаемой воды, были захоронены, в основном, в хранилищах U.S. Ecology (Ричленд, штат Вашингтон) и EnergySolutions (Барнуэлл, штат Южная Каролина) .

Общая стоимость всего комплекса работ составила около одного миллиарда долларов США .

Начиная с 1993 года энергоблок №2 АЭС Три-Майл-Айленд находится в так называемом состоянии "сохранение под наблюдением". Это означает, что :

• Ядерное топливо удалено из объема реакторной установки и вывезено за пределы площадки АЭС;
• Дезактивация выполнена в разумно достижимом объеме, дальнейшая дезактивация будет вести лишь к неоправданно высоким затратам (по сравнению с получаемыми результатами);
• Достигнутый уровень стабильности и безопасности энергоблока исключает риски для здоровья населения.

В помещениях станции до сих пор имеется повышенный радиационный фон, обусловленный в основном остатками загрязнений в виде долгоживущих изотопов стронция-90 и цезия-137 , оставшихся на поверхностях оборудования и строительных конструкций. Также незначительное количество частиц топлива осталось в труднодоступных для удаления участках оборудования и в толще бетона куда они проникли с водой первого контура .

Окончательная ликвидация энергоблока запланирована совместно с первым блоком АЭС, после завершения эксплуатации последнего (лицензия на его эксплуатацию в 2009 году была продлена до 19 апреля 2034 года ).

Последствия

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.

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

Фильм «Китайский синдром»

Авария на АЭС «Три-Майл Айленд» 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-Майл Айленд»: оператор, введённый в заблуждение неисправным датчиком, отключает аварийную подачу воды в активную зону и это едва не приводит к её расплавлению (к «китайскому синдрому »). По ещё одному совпадению, один из персонажей фильма говорит, что такая авария может привести к эвакуации людей с территории «размером с Пенсильванию».

Примечания

Источники

1. , p. 817.
2. , p. 95.
3. , p. 460.
4. , p. 93.
5. , p. 128.
6. , pp. 468-470.
7. , pp. SOE:3-5.
8. , p. 311.
9. , p. 94.
10. , p. 818.
11. , p. 820.
12. , p. 315.
13. , p. 101.
14. , p. 574.
15. , p. 109.
16. , p. 28.
17. , pp. 131-132.
18. , p. 71.
19. , p. 148.
20. , pp. 102-103.
21. , p. 72.
22. , p. 96.
23. , p. 821.
24. , p. 98.
25. , p. 91.
26. , p. CI:3.
27. , p. 819.
28. , p. SOE:25.
29. , p. 100.
30. , p. 104.
31. , p. 2-19.
32. , p. 2-2.
33. , p. 4-3.
34. , p. 10.
35. , p. 39.
36. , p. 326.
37. , p. 5-2.
38. , p. 2-5.
39. , p. TH:63.
40. , p. 3-8.
41. , pp. ES-2, 2-3, 2-5, 2-13.
42. , p. 3.4-1.
43. , p. 829.
44. , p. 124.
45. , p. 831.
46. , p. SOE:43.
47. , p. 106.
48. , p. 128.
49. , p. 329.
50. , p. 833.
51. , p. SOE:49.
52. , p. 129.
53. , p. 499.
54. , p. 138.