This page has been robot translated, sorry for typos if any. Original content here.

Чорнобиль: ч.5. ЗАПОБІГАННЯ РОЗВИТКУ АВАРІЇ І ЗМЕНШЕННЯ ЇЇ НАСЛІДКІВ.

Інформація про аварію на Чорнобильській АЕС та її наслідки, підготовлена ​​для МАГАТЕ Доповідь №1 (INSAG-1)


З Про Д Е Р Ж А Н І Е
флешка
0. Введення
1. Опис Чорнобильської АЕС з реакторами РБМК-1000.
2. Хронологія розвитку аварії.
3. Аналіз процесу розвитку аварії на математичній моделі.
4. Причини аварії.
5. Запобігання розвитку аварії і зменшення її наслідків.
6. Контроль за радіоактивним забрудненням навколишнього середовища і здоров'ям населення.
7. Рекомендації щодо підвищення безпеки ядерної енергетики.





5. Запобігання РОЗВИТКУ АВАРІЇ І ЗМЕНШЕННЯ ЇЇ НАСЛІДКІВ

5.1. Боротьба з пожежею на АЕС
5.2. Оцінка стану палива після аварії
5.3. Обмеження наслідків аварії в активній зоні реактора
5.4. Заходи на першому - третьому блоках
5.5. Контроль і діагностика стану аварійного блоку
5.6. Дезактивація майданчика АЕС
5.7. Довготривала консервація четвертого блоку
5.8. Дезактивація 30-кілометрової зони і відновлення господарської діяльності


5.1. Боротьба з пожежею на АЕС
Першочерговим завданням після аварії на реакторі була боротьба з почався пожежею.
В результаті вибухів в реакторі і викиду розігрітих до високої температури фрагментів його активної зони на даху деяких приміщень реакторного відділення, деаераторної етажерки і машинного залу виникло> 30 вогнищ горіння. Через пошкодження окремих маслопроводів, коротких замикань в електричних кабелях і інтенсивного теплового випромінювання від реактора утворилися вогнища пожежі в машинному залі над ТГ № 7, в реакторному залі і прилеглих до нього частково зруйнованих приміщеннях.

О 1 год 30 хв на місце аварії виїхали чергові підрозділи пожежної частини по охороні АЕС з Прип'яті та Чорнобиля.
З огляду на прямої загрози поширення пожежі по покриттю машинного залу на сусідній, третій блок і швидкого його посилення першочергові заходи були спрямовані на ліквідацію пожежі саме на цій ділянці. Було також організовано гасіння виникаючих осередків горіння всередині приміщень з використанням вогнегасників і стаціонарних внутрішніх пожежних кранів. До 2 год 10 хв на даху машинного залу і до 2 год 30 хв на даху реакторного відділення основні осередки пожежі були придушені. До 5 годин ранку пожежа була ліквідована.

5.2. Оцінка стану палива після аварії
Аварія призвела до часткового руйнування активної зони реактора і повного руйнування системи се охолодження.
Для вирішення проблеми запобігання розвитку аварії і обмеження її наслідків в перші ж години після аварії значні зусилля були спрямовані на оцінку стану палива і його можливого зміні з плином часу.

Вивчення динаміки закінчення ПД з реактора в перші дні після аварії показало, що зміна температури палива з плином часу мало немонотонний характер. Можна припустити, що в температурному режимі палива було декілька стадій. У момент вибуху стався розігрів палива. Оцінка температури по відносній витоку (частці минає з палива ізотопу від повного його змісту в паливі в даний момент часу) радіонуклідів йоду показала, що ефективна температура залишився в реакторному будівлі палива становила після вибуху 1600-1800 ° К. Протягом наступних кількох десятків хвилин температура палива знизилася в результаті віддачі тепла графітової кладці і конструкцій реактора. Це відповідно призвело до зниження витоку летких ПД з палива.

При цьому враховувалося, що значення викидів ПД з шахти реактора визначалося в цей період в основному процесами горіння графіту і пов'язаними з ними процесами міграції дрібнодисперсного палива і ПД, впроваджених в графіт в результаті аварійного вибуху та реакторі. Далі температура палива за рахунок залишкового тепловиділення стала підніматися. В результаті зросла витік з палива летючих радіонуклідів (інертних газів, йоду, телуру, цезію). При подальшому підвищенні температури палива з'явилася витік інших, так званих нелетких, радіонуклідів. До 4 - 5 травня ефективна температура палива, що залишилося в реакторному блоці, стабілізувалася, а потім стала знижуватися.

На рис. 4 представлені підсумки розрахункових досліджень стану палива: результати, що характеризують залишковий вміст радіонуклідів в паливі, а також зміна температури палива при обліку витоку з нього ПД в залежності від часу, що пройшов після аварії.
Розрахунки показали, що максимальна температура палива не може досягти температури його плавлення, а ПД виходять на поверхню палива порціями, що може призводити тільки до локальних перегрівів на кордоні паливо - середа.

ПД, що вийшли з палива, відповідно до своїх значеннями температури конденсації і осадження потрапляють на конструкційні та інші матеріали, що оточують реактор в реакторному блоці. При цьому радіонукліди криптону, ксенону виходять за межі реакторного блоку практично повністю, летючі ПД (йод, цезій) - частково, решта практично повністю залишаються в межах реакторного будівлі. Таким чином, відбувається розсіювання енергії ПД у всьому обсязі реакторного блоку. В результаті плавлення навколишнього паливо середовища і рух палива стають малоймовірними.


Рис. 4. Зміна активності (1) і температури палива (2) в часі.



5.3. Обмеження наслідків аварії в активній зоні реактора
Потенційна можливість концентрування частини розплавленого палива і створення умов для освіти критичної маси і виникнення мимовільної ланцюгової реакції вимагала вжити заходів проти цієї небезпеки. Крім того, зруйнований реактор був джерело викидів значної кількості радіоактивності в навколишнє середовище.

Було прийнято рішення: локалізувати вогнище аварії за рахунок закидання шахти реактора тепловідвідними і фільтруючими матеріалами.

Група фахівців на військових гелікоптерах почала закидати аварійний реактор сполуками бору, доломітом, піском, глиною, свинцем. З 27 квітня по 10 травня було скинуто ~ 500 т матеріалів, причому більша частина з них з 28 квітня по 2 травня включно. В результаті цих дій шахта реактора була покрита шаром сипучої маси, інтенсивно адсорбирующей аерозольні частинки. ДО 6 травня викид радіоактивності перестав бути істотним фактором, знизившись до декількох сотень, а до кінця місяця - десятків кюрі в добу.

Одночасно вирішувалася проблема зниження розігріву палива. Для зменшення температури і зниження концентрації кисню в простір під шахтою реактора подавався азот від компресорної станції. ДО 6 травня зростання температури в шахті реактора припинився і почалося її зниження в зв'язку з утворенням стабільного конвективного потоку повітря через активну зону в вільну атмосферу.

Як перестраховки від вельми сумнівного (але можливого в перші дні після аварії) руйнування нижнього ярусу будівельних конструкцій було прийнято рішення терміново створити під фундаментом будівлі штучний тепловідвідний горизонт у вигляді плоского теплообмінника на бетонній плиті. До кінця червня заплановані роботи були закінчені.
Досвід показав, що прийняті рішення були правильні.

З кінця травня обстановка значною мірою стабілізувалася. Зруйновані частини будівлі реактора знаходилися в стійких положеннях. Винос радіоактивності з блоку в атмосферу був пов'язаний в основному з винесенням аерозолів вітром. Температурний режим в шахті реактора стабільний. Максимальні значення температури різних ділянок становила кілька сотень градусів Цельсія при стійкій тенденції до зниження зі швидкістю ~ 0,5 ° С на добу. Нижня плита шахти реактора збереглася, і паливо в основному (~ 96%) локалізовано в шахті реактора і в приміщеннях пароводяних і нижніх водяних комунікацій.


5.4. Заходи на першому - третьому блоках
Після аварії на четвертому блоці на першому - третьому блоках були проведені наступні заходи:
- перший і другий блоки були зупинені відповідно в 1 год 13 хв і 2 год 13 хв 27 квітня;
- третій блок, який технічно тісно пов'язаний з аварійним четвертим блоком, але практично не постраждав від вибуху, був зупинений в 5 ч 26 квітня;

Значне радіоактивне забруднення устаткування і приміщень першого - третього блоків АЕС було викликало надходженням радіоактивних речовин через вентиляційну систему, яка продовжувала працювати протягом деякого часу після аварії.
Окремі ділянки машинного залу мали значні рівні радіації, так як його забруднення відбувалося через зруйновану покрівлю третього блоку.

Урядовою комісією було поставлено завдання провести дезактиваціні і інші роботи на першому - третьому блоках. Мета цих робіт - підготовка блоків до пуску та експлуатації.
Дезактивація проводилася з використанням спеціальних розчинів. Їх склад підбирався з урахуванням відмиваємо матеріалу (пластикат, сталь, бетон, різні покриття), характеру і рівня забруднення поверхонь.

Після дезактивації рівні & # 947;-випромінювання знизилися в 10 - 15 разів. Потужність дози випромінювання для приміщень першого і другого блоків в червні склала 2 - 10 мР / год.
Остаточна дезактивація і стабілізація радіаційної обстановки па першому - третьому блоках може бути забезпечена тільки після завершення дезактиваційних робіт на майданчику АЕС та консервації аварійного блоку.


5.5. Контроль і діагностика стану аварійного блоку
Серед першочергових вимірювань поряд з оцінкою радіаційної обстановки на станції і навколо неї був організований контроль стану реактора з повітря. З вертольотів проводилися радіаційні вимірювання, зйомки зруйнованої будівлі реактора і його елементів в інфрачервоних променях з метою вимірювання розподілу температурних полів, проводився аналіз хімічного складу виділяються з шахти реактора газів і інші виміри. Після того як було встановлено, що в нижній частині реакторного будівлі збереглися приміщення та обладнання, з'явилася можливість провести перші виміри і встановити прилади аварійного контролю. В першу чергу в обезвоженном басейні-барботері були встановлені вимірювачі нейтронного потоку, потужності дози y-випромінювання, температури і теплового потоку. Термометрична апаратура було продубльовано. Оцінка ситуації в басейні-барботері показала відсутність близької небезпеки проплавлення будівельних конструкцій. Це створило впевненість у безпеці умов проведення робіт по створенню нижньої захисної плити.

Основні зусилля по вимірюванню на початковому етапі були спрямовані на контроль можливого переміщення палива вниз. Рішення діагностичних проблем було ускладнене наступними обставинами: штатна система вимірювань повністю виведена з ладу; висновки можливо збережених датчиків недоступні для персоналу; інформація про стан приміщень і радіаційну обстановку в них обмежена.

На наступному етапі необхідно було визначити місцезнаходження в будівлі викинутого з шахти реактора палива і оцінити його температуру і умови теплос'ема. Для вирішення цього завдання були використані традиційні методи дозиметричної розвідки, а також розкриті збереглися технологічні трубопроводи для доставки по ним вимірювальних зондів. В результаті цих досліджень було в основному визначено розподіл палива усередині будівлі. Температура в підреакторних приміщеннях з червня не перевищувала 45 ° С, що свідчить про хорошому теплос'еме.


5.6. Дезактивація майданчика АЕС
Під час аварії радіоактивні матеріали були розкидані по території станції, потрапили на дах машинного залу, дах третього блоку, на металеві опори труби. Територія станції, стіни, дахи будинків мали значні забруднення також в результаті осідання радіоактивних аерозолів і радіоактивного пилу. Забрудненість території була нерівномірною.

Для зниження розносу радіоактивного пилу територія, дах будівлі машинного залу, узбіччя доріг оброблялися різними полімеризуються розчинами, щоб закріпити верхні шари грунту і виключити запилювання.

З метою створення умов для комплексного проведення робіт з дезактивації території АЕС була розбита на окремі зони. Дезактивація в кожній зоні проводиться в такому порядку:
- прибирання з території сміття та забрудненого обладнання;
- дезактивація дахів і зовнішніх поверхонь будівель;
- зняття грунту товщиною 5-10 см і вивіз його в контейнерах в сховище твердих відходів п'ятого блоку;
- укладання при необхідності бетонних плит на грунт або підсипка чистого грунту;
- покриття плит і незабетонована території пленкообразующими складами.

В результаті виконаних заходів вдалося знизити загальний фон & # 947;-випромінювання в районі першого блоку до 20 - 30 мР / год. Цей залишковий фон обумовлений в основному зовнішніми джерелами (пошкодженим блоком), що говорить про достатню ефективність дезактивації території і будівель.


5.7. Довготривала консервація четвертого блоку
Консервація четвертого блоку повинна забезпечити нормальну радіаційну обстановку на навколишньої території та в повітряному просторі, а також запобігання виходу радіоактивності в навколишнє середовище.

Для консервації блоку передбачається звести такі будівельні конструкції (рис. 5 - 7): зовнішні захисні стіни по периметру; внутрішні бетонні розділові стіни в машинному залі між третім і четвертим блоками, в блоці «В» і в деаераторною уздовж машинного залу і з боку завалу у балонної САОР; металеву розділову стіну в машинному залі між другим і третім блоками; захисне перекриття над машинним залом, а також провести герметизацію центрального залу та інших приміщень реактора і бетонування завалу у балонної САОР, приміщень північних ГЦН для консервації завалу і створення захисту від радіоактивного випромінювання з боку реакторного блоку.
Товщина захисних бетонних стін 1м і більше, залежно від конструкції і радіаційної обстановки.


Рис. 5. Схема поховання 4-го енергоблоку Чорнобильської АЕС.
Горизонтальний розріз для одного з варіантів проекту:
1 - металева розділова стіна;
2 - реактор;
3 - зовнішні захисні стіни;
4 - зона руйнування основних конструкцій;
5 - бетонні розділові стіни


У проекті вентиляції розглядаються два варіанти:
- розімкнена схема з очищенням повітря на аерозольних фільтрах і викидом в атмосферу через існуючу трубу вентиляційного центру;
- замкнута схема з теплообмінником, що розташовуються у верхній частині вентильованого обсягу, з підтриманому розрідження в обсязі будівлі, що забезпечується отсосом повітря з верхньої частини обсягу і викидом його через фільтри і трубу в атмосферу.

Передбачається наступний порядок виконання зазначених робіт;
- зняття поверхневого шару ґрунту на локальних ділянках території, прилеглої до блоку, спеціальною технікою;
- бетонування території з вирівнюванням поверхні, що забезпечує пересування самохідних кранів та іншої техніки;
- дезактивація покрівель і стін будівлі (в місцях високого радіоактивного випромінювання використовуються спеціальні полімерні приклеюються пасти різних складів);
- після очищення і бетонування площадки проводиться монтаж металлокаркасов захисних стін і подальше їх бетонування;
- у міру зведення стін виконуються роботи зі спорудження основних будівельних конструкцій, що забезпечують повну консервацію четвертого блоку.


5.8. Дезактивація 30-кілометрової зони і відновлення господарської діяльності
Значне радіоактивне забруднення територій, прилеглих до АЕС, змусило прийняти надзвичайне рішення щодо створення контрольованих зон, евакуації населення, заборони або обмежень на господарське використання земель та ін.

Було прийнято рішення про введення трьох контрольованих зон: особливої, 10- і 30-кілометрової. У них був організований строгий дозиметричний контроль транспорту, розгорнуті пункти дезактивації. На межах зон організована пересадка працюючих людей з одних транспортних засобів в інші для зменшення перенесення радіоактивних речовин.

З червня ведеться будівництво комплексу гідротехнічних споруд для захисту від забруднення підземних і поверхневих вод в районі ЧАЕС, в тому числі:
- протифільтраційному стіни в грунті за неповним периметру промислового майданчика АЕС і свердловин водозниження;
- дренажної завіси ставка-охолоджувача;
- відтинає дренажної завіси правого берега Прип'яті;
- перехоплює дренажної завіси в південно-західному секторі АЕС;
- очисних споруд дренажних вод.

До теперішнього часу на основі виконаних оцінок обстановки щодо забруднення грунтово-рослинного покриву 30-кілометрової зони розроблені і здійснюються спеціальні агротехнічні та дезактиваціні заходи, що дозволили приступити до повернення забруднених земель в народне господарство. У комплекс таких заходів входять: зміна традиційних систем обробки грунту в даному районі, використання спеціальних складів для пилоподавлення, зміна способів збирання і переробки врожаю та ін.



Рис. 6. Схема поховання 4-го енергоблоку Чорнобильської АЕС.
Поперечний розріз для одного з варіантів проекту.




Рис. 7. Схема поховання 4-го енергоблоку Чорнобильської АЕС.
Загальний вигляд для одного з варіантів проекту.