РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Чернобыль: Шесть шагов до катастрофы

Почти ровно 23 года и 1 месяц назад, в 1 час 23 минуты ночи на Чернобыльской атомной электростанции случилась одна из крупнейших техногенных катастроф в истории. Как же это произошло?
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

К середине 1980-х на территории СССР работали 16 АЭС, и Чернобыльская была одной из новейших и самых мощных. Она располагалась на Украине, близ границы с Белоруссией, в 18 км от городка Чернобыль и в 110 км от Киева. ЧАЭС включала 4 энергоблока мощностью 1000 МВт каждый. «Тот самый» 4-й блок был введен в эксплуатацию последним, всего за 3 года до аварии.

Теперь стоит вкратце разъяснить, на каких принципах работает любая атомная электростанция. Подробно мы рассказывали об этом в статье «Мирный атом», здесь же разъясним лишь то, что требуется для понимания механизма трагедии.

Электричество вырабатывает вращающийся генератор, который приводится в действие турбиной. В свою очередь, турбину вращает давление мощной струи водяного пара, который образуется из воды в реакторе — так называемом «сердце станции». Именно в реакторе — внушительном, окруженном мощным слоем защиты вертикальном цилиндре — протекает контролируемая ядерная реакция.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В ходе ее атомы топлива, урана-235, взаимодействуя со свободными нейтронами, распадаются на части. При этом из них выбиваются новые нейтроны, которые, в свою очередь, вступают в реакцию с новыми атомами урана-235. Такая реакция называется цепной, поскольку каждый ее шаг порождает следующий. При этом выделяется огромное количество тепла, которое и используется для превращения воды в пар.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Чтобы реакция шла эффективнее, нейтроны необходимо замедлить, иначе они просто «улетят» из активной области. Для этого используются стержни замедлителя (графита), которые вставляются в реактор — иногда (как на ЧАЭС) графитовой является сама кладка реактора. Есть в реакторе и другие стержни.

Во-первых, это стержни защиты и управления, призванные ослаблять ход реакции, если она пойдет слишком активно и возникнет опасность перегрева реактора, или наоборот, «отпускать» ее. Для этого стержни защиты вставляются глубже в каналы реактора, или вынимаются из нее — это может происходить в автоматическом, либо в «ручном» режиме управления. Такие стержни состоят из бора, который отлично поглощает нейтроны и способен быстро остановить цепную ядерную реакцию.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Во-вторых, это стержни, которые служат тепловыделяющим элементом: они, раскаляясь, превращают воду в пар, сами при этом охлаждаясь. Эти стержни представляют собой сложное сочетание циркония и урана.

На энергоблоках ЧАЭС работали реакторы РБМК-1000 («Реактор большой мощности канальный 1000 МВт»). Собственно, все, описанное выше, происходит в т.н. активной зоне реактора, остальная его часть — заполненный водой стальной бак, защитные плиты и дополнительные экраны — предназначены для безопасности.

Сам энергоблок, помимо того, включает циркуляционные насосы, подающие снизу в реактор воду. Сверху из него выходит мощная струя пароводяной смеси, которая разделяется на пар и воду в барабанах-сепараторах. Лишь теперь чистый (и очень горячий) пар поступает на турбины.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Пар, который таким образом привел во вращение ротор генератора, не удаляется из системы. Он передается в емкость конденсатора, где снова охлаждается, становится жидкой водой и может использоваться в новом цикле.

Что же случилось на ЧАЭС? Основная версия такова (сразу скажем, что в деталях произошедшего много неясного, о чем специалисты до сих пор спорят, мы говорим о процессе лишь популярно и в общих чертах).

На станции должна была пройти плановая остановка 4-го энергоблока для техобслуживания. Эту возможность было решено использовать, чтобы провести «небольшой эксперимент». Он состоял в том, чтобы, используя инерцию вращения («выбег») одного из генераторов (8-го), посмотреть, сможет ли он вырабатывать электричества достаточно, чтобы поддерживать функциональность самой станции в таком режиме остановки и при отсутствии внешних источников питания (злые языки добавляют — «на случай ядерной войны»).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В ночь на 26 апреля 1986 г. началась подготовка к остановке реактора и к проведению эксперимента. По плану, все должно было происходить при сниженной до 700 тепловых МВт мощности реактора. Но —

Первый шаг к аварии. Как считается, по ошибке оператора — мощность не снизилась, а прямо-таки упала до 30 МВт и ниже. Тогда решили не ждать подъема до 700 и ограничиться для эксперимента величиной 200 МВт. При этом-

Второй шаг к аварии — началось так называемое «ксеноновое отравление» реактора (иначе — «йодная яма»). Это накопление короткоживущего изотопа йода-135 и продукта его распада — изотопа ксенона-135. Само по себе это неопасно и всегда случается при снижении мощности или остановке реактора, и снижает его производительность. Кстати, именно из-за этого выходную мощность АЭС стараются всегда поддерживать постоянной. Мощность надо было поднимать, и тогда —

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Третий шаг к аварии. Чтобы стимулировать реакцию, извлечены некоторые поглощающие стержни защиты. Мощность стабилизировалась на выбранном уровне 200 МВт. Теперь можно было начинать эксперимент. Ток, который вырабатывает «выбег генератора», было решено подать на резервные насосы, в дополнение к 6-ти основным подающие воду в реактор. Для этого —

Четвертый шаг к аварии. Включены резервные насосы, что привело к повышению тока воды через активную зону и, как следствие, к ее ускоренному охлаждению. Парообразование в реакторе резко снизилось, давление в барабанах-сепараторах упало. Чтобы поддержать мощность пришлось —

Пятый шаг к аварии. Извлечь еще часть стержней с поглотителем. Теперь, в 1:23:04 начался эксперимент. При подготовке к нему было уже сделано 5 шагов к трагедии. Но пока об этом никто не знал.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Насосы, подключенные к постепенно замедляющемуся «выбегающему» генератору, постепенно снижали обороты. Ток воды через реактор снижался, уровень парообразования и давление нарастали. Реакция набирала мощности, но до поры система управления в автоматическом режиме справлялась с ней, когда —

Шестой шаг к аварии. 36 секунды спустя оператор включил аварийную защиту. Причины этого действия до сих пор окончательно неясны, и останавливаться на них мы не будем. Скажем только, что система отреагировала, как положено: стержни защиты стали погружаться в активную зону реактора.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Но было уже поздно, они не смогли справиться с возросшей мощностью. Тогда был дан сигнал на включение максимальной защиты. Все защитные стержни были брошены вниз, но шести шагов было уже достаточно. Как говорил тогдашний генсек, «процесс пошел» —

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Первый шаг аварии. Циркониевые тепловыделяющие стержни от температуры деформировались и разрушили каналы, в которых находились. Поглощающие стержни не смогли полностью погрузиться в свои каналы и заблокировались, войдя в них на пару метров. В это время —

Второй шаг аварии. Перегретая вода и пар из разрушенных каналов пошли в пространство самого реактора. Тепловая мощность реактора выросла «до неизвестной величины» (все контролирующие приборы просто зашкалило). И моментально —

Третий шаг аварии. Пар стал разлагаться на водород и кислород, образовав гремучую смесь. Она моментально взорвалась, сорвав металлоблочную плиту, которая защищает реактор сверху, и разрушив все технологические каналы.

Четвертый шаг аварии. От начала эксперимента до этого момента не прошло и минуты. Взрыв разгерметизировал реактор, высвободил ядерное топливо и накопившиеся за время его работы отходы, и выбросил их в атмосферу.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Дальнейшее — и героическая борьба с последствиями, и кропотливое расследование, и создание Объекта «Укрытие» — саркофага, накрывшего 4-й реактор, и сегодняшнее состояние местности — тема отдельной и большой статьи. Но краткая заметка о ходе самой аварии на этом закончена. Самых же любознательных с удовольствием отсылаем к замечательному сайту Припять.Com, где собрано огромное количество материалов, посвященных Чернобыльской трагедии.

yurius705
yurius705 30 Марта 2010, 16:03
Мне интересен такой момент: "Тепловая мощность реактора выросла «до неизвестной величины» ... И моментально – ...пар стал разлагаться на водород и кислород, образовав гремучую смесь." Это какая же нужна температура, чтобы разложить водяной пар? Что это было - начало ядерного взрыва, что ли?
max.semenenko
max.semenenko 02 Июня 2009, 18:06
to Ядерщик Ну и просветите нас, если владеете истиной. В чем проблема?
sulimoff
sulimoff 30 Мая 2009, 16:05
Природа без участия человека сама себя в равновесие приведет быстрее
max.semenenko
max.semenenko 30 Мая 2009, 12:05
В таком случае, американцы показали миру это еще раньше, 28 марта 1979 - на Три Майл Айленд. Но до мира, видимо, не дошло, и пришлось объяснять второй раз - в Чернобыле. Да, кстати, а Чингиз-Хан начал свое завоевание для того, чтобы показать миру, какую опасность будет представлять Гитлер. Вам бы подлечиться.
max.semenenko
max.semenenko 28 Мая 2009, 15:05
Мне кажется, это вопрос к психиатру. В английском алфавите 26 букв, а Вы выбрали для своего ника именно ′a′ и ′b′. Или, может быть, это случайное совпадение?
shumej
shumej 28 Мая 2009, 01:05
2 ЯК-40: "никем не санкционированные научные эксперименты "по выбегу" если там еще были и автономные дизель-генераторы для питания главных циркуляционных насосов в аварийных ситуациях?" Вы что, издеваетесь? Как Вы представляете себе проведение на АЭС "несанкционированных" экспериментов? Чушь! Дизель-генераторам требуется время, чтобы выйти на рабочий режим, именно поэтому и была предложена идея использовать выбег турбины. Вероятность возникновения такой ситуации в реальности исчезающе мала (на случай ядерной войны), поэтому на этот пункт регламента никто особого внимания не обращал. Кроме спецов с ЧАЭС. Эксперимент был санкционирован, его программа была утверждена. Более того, в тот вечер имела место уже третья (!) попытка его провести. Предыдущие две сорвались из-за того, что экспериментаторам "помешали" системы защиты, заглушившие реактор. На третий раз "ошибки были учтены" и все соответствующие системы отключили. После этого эксперимент увенчался ОГЛУШИТЕЛЬНЫМ успехом.
shumej
shumej 26 Мая 2009, 18:05
2 ВИУР: Причин разных было много. Читайте тут: http://ru.wikipedia.org/wiki/Авария_на_Чернобыльской_АЭС
shumej
shumej 26 Мая 2009, 02:05
2 Garatuev: К тому моменту, когда была нажата кнопка "Сброс АЗ", в активной зоне реактора уже царила полная каша. Деформировалось и перекосилось все, что только могло, начали лопаться трубы, так что от конструкции тут уже мало что зависело :( 2 Читатель: К вопросу о профессорах и лаборантах. Очень правильный вопрос, кстати! Факт заключается в том, что если бы среди операторов, дежуривших в ту ночь на четвертом блоке ЧАЭС, оказался бы хоть один человек, более-менее знакомый с ФИЗИКОЙ протекающих в реакторе процессов (см. "йодная яма"), то аварии бы не случилось. Увы, но такого человека там не оказалось, в дежурной смене сидели только инженеры, хорошо знающие только общие принципы работы реактора в НОМИНАЛЬНОМ режиме. Ни одного ученого (например, профессора :) среди них не оказалось.
sasano
sasano 25 Мая 2009, 23:05
а если использовать графеновые стержни вместо графитовых
garatuev
garatuev 25 Мая 2009, 21:05
получается если ыб каналы для борных стержней были бы устроены так чтобы не блокироваться при деформации урановых стержней этого моглы бы и не быть? поправьте если я не прав
Загрузка статьи...