rebel (i_silov) wrote,
rebel
i_silov

Катастрофа на ЧАЭС - простым языком.

Оригинал взят у evgeniy_owlet в Катастрофа на ЧАЭС - простым языком.

Вы хочите песен технических постов?
Их есть у меня!

Осторожно! Под катом многа букаф!

Сегодняшняя речь пойдет о том событии которое мы вспоминали на днях. А именно о катастрофе на Чернобыльской АС, произошедшей в ночь на 26 апреля 1986 года. Об этой теме уже много сказано, написано и снято. Но тем не менее внесу и я свои 5 копеек. Просто потому, что знания большинства людей об этой катастрофе ограничиваются формулировкой «там чего-то ёпнуло и было много радиации, а теперь там С.Т.А.Л.К.Е.Р». Я же попробую, по своему обыкновению, рассказать всё простым языком, доступным большинству.

Начну издалека.
А именно с того – как работает реактор. Ни для кого не секрет, что топливом для реактора служит уран 235. Это очень тяжелый металл, который обладает интересным свойством – он распадается. То есть медленно атомы урана разрушаются, превращаясь в другие вещества. При этом атом урана может распасться, только если в него ударится нейтрон. Откуда берутся нейтроны? Да все из того же Урана. При делении ядра атома урана из него вылетают нейтроны, а «осколки» развалившегося ядра сильно нагреваются (да простят меня мои коллеги-физики за такой вольный пересказ). При этом появляется радиоактивное излучения: Альфа – которое можно удержать листом бумаги, бета – которое «застревает» в поверхности кожи, и гамма – которому и сталь не помеха. Иными словами – в ядро попадает нейтрон, оно лопается и от него остается два горячих осколка и два нейтрона, которые в свою очередь могут разрушить и другие, соседние ядра. И если эти самых два нейтрончика останутся в куске урана и доберутся до своей цели, то получится уже 4 нейтрона, потом 8, 16, 32 … и понеслась! Это и называется цепной реакцией – когда одно разделившееся ядро приводит к тому, что распадаются все остальные. Этот процесс и происходит при атомном взрыве. Но не все нейтроны остаются в куске урана – часть из них улетает наружу. Конечно, они могут и вернутся, «отскочив» от предметов снаружи, но в этом и заключается вся хитрость. Человек научился управлять этой реакцией. Затормаживая и отбирая каждый второй вылетевший нейтрон можно добиться того, что деление одного ядра будет вызывать только одно деление, то есть прогрессии не будет. Кусок материала будет делиться с постоянной скоростью, медленно нагреваясь. А как это сделать? Как поймать зловредные нейтроны? Очень просто – есть вещества которые с удовольствием их поглощают или замедляют. Например замеляет- вода и графит. Да-да обычный графит, тот что в карандашах. Если обложить кусок урана графитом – тот будет замелять нейтроны и уран «остынет». А если отодвинуть от него графит – нагреваться. А если обложить, например, карбидом бора, поглощающим нейтроны – реакция вообще почти остановится. Вот так и придумали хитрую схему реактора: в огромной бочке торчат сотни стрежней состоящих из урана, между ними вставлены управляющие стержни из поглотителя нейтронов. Вытащили стрежни – нейтронов стало больше – реакция пошла веселее. Засунули стрежни обратно – реакция замедлилась или вообще прекратилась – всё просто. Стержнями управляет автоматика, но можно и подвигать вручную. А между стрежнями прокачивается вода – она охлаждает уран и поглощает часть нейтронов, помогая стрежням. При этом вода сильно нагревается, и не кипит только из-за того что её туда закачивают под большим давлением. Это тепло потом используют чтобы получить пар. Пар - вращает турбину. Турбина - генератор вырабатывающий электричество, от которого вы заряжаете айфончик… Ну сами понимаете что это я упрощенно рассказываю – на самом деле реактор огромное сложное устройство. И чтобы им управлять нужно много опыта и знаний. Но не всегда те, кто попадает БЩУ (блочный щит управления реактором) обладают такими знаниями.





В 1986 году инженеры озадачились таким вопросом – а вот если сломаются вдруг все турбины – хватит ли энергии останавливающегося генератора (генератор большой, тяжелый, сразу не останавливается) на то, чтобы обеспечить работу самого реактора?
Идея была простой гениальной и… фатальной, как оказалось: на работающем в полсилы реакторе выключить все турбины и посмотреть хватит ли энергии на то, чтобы продолжили работать насосы, перекачивающие охлаждающую воду через реактор. В теории – все нормально получалось, но захотели сделать эксперимент. Главный инженер Н.М.Фомин подошел к подготовке со всей ответственностью – благо специалистом в области атомной энергетики он не был. Нет, инженером-электриком он был не плохим, работал на тепловых электростанциях и неплохо работал. Но у атомной станции своя специфика, которую он не знал – для него атомный реактор был чем-то вроде большого чайника: открыл конфорку – закипел, закрыл – перестал кипеть. Как же он туда попал?! – спросите вы. Как, как… По линии партии и большому блату. Так вот, Фомин первым делом, для чистоты эксперимента, в соответствии с инструкцией, разработанной такими же как он «специалистом» Г. А. Веретенниковым распорядился заблокировать все аварийные системы охлаждения реактора (у каждого ректора есть «огнетушитель» - цистерны с холодной водой, которую можно залить в реактор, если он слишком сильно разогреется).




И вот в злополучную ночь с 25 на 26 апреля, пока вся страна готовилась праздновать Первомай, на ЧАЭС всё было готово для эксперимента.
Для начала операторы должны были снизить мощность реактора до минимума, и потом начать эсперимент. Но тут начались первые косяки. Операторы умудрились «провалить» реактор. Его мощность упала ниже предельного значения. По всем правилам реактор надо было глушить, чистить и через месяц запускать снова (в таком режиме в реакторе вырабатывается радиоактивный йод и ксенон, который затрудняет управление реактором, делая его капризным и непредсказуемым). Но зам гл. Инженера Анатолий Дятлов обматерил операторов и, пригрозив увольнением, заставил снова разогнать реактор без чистки. Разогнали. Вытащив из реактора почти все замедляющие стержни. Реактор вроде бы заработал. Значит пора начинать эксперимент.




В двадцать три минуты второго ночи - начали. Отключили турбины и генераторы стали замедляться, вырабатывая всё меньше и меньше энергии. Насосы, качающие воду, потеряв часть энергии стали тоже терять мощность. В реактор, и без того работающий на честном слове товарища Дятлова , воды стало поступать все меньше и меньше. Он начал перегреваться. Теперь с каждой секундой всё стало ухудшаться – вода текла всё медленнее, её температура начала расти, она начала кипеть, хотя кипеть не должна. Урановые стержни раскалились докрасна.
Но всего этого операторы не знали. Они лишь увидели, что реактор начал перегреваться всё сильнее и сильнее бесконтрольно разгоняясь. Его нужно было срочно глушить. Тут очень бы помогли цистерны с холодной водой, но они были заблокированы по распоряжению Фомина.
А тем временем, вода в реакторе быстро превращалась в пар. Она больше не поглощала нейтроны и реакция всё ускорялась.


Через тридцать секунд после начала злополучного эксперимента поняв, что творится лютый пи-ец, начальник смены блока Александр Акимов рванул «стоп-кран» - включил аварийную систему торможения реактора. При этом абсолютно все вытащенные поглощающие нейтроны стержни должны были упасть обратно в реактор. Должны были. Но не упали.


Дело в том, что поглощающие стержни были не целиком поглощающие. Кончики их корпусов были графитовыми, без карбида бора. И когда сработала аварийная защита в реактор сначала вошли не стержни, а их графитовые концы, вытесняя и так уже кипящую воду, которая хоть как то ещё поглощала нейтроны. Оставшись без воды и не дождавшись поглощающего бора, уран раскалился так, что начал плавиться, заблокировав начавшие опускаться спасительные стержни.



Это и был конец. Остальное произошло за секунды. Вода, соприкасаясь с расплавленным цирконием (из которого были сделаны трубки внутри реактора) превратилась в водород и кислород (есть такая специфическая реакция) – то есть «гремучую смесь». И взрыв этой смеси не заставил себя долго ждать.
Взрыв водорода поднял и опрокинул 2000 тонную плиту накрывавшую реактор сверху, выбил крышу здания энергоблока и разбросал куски горящего графита по всей территории электростанции. Тут же начался пожар.


В комнате управления реактором после взрыва не могли понять что произошло. Дятлов отправил инженеров-практикантов Виктора Проскурякова и Александра Кудрявцева в… реакторный зал – посмотреть что случилось с реактором. Они вернулись и сказали, что реактора больше нет, но им не поверили. Оба были загорелыми – словно месяц жарились на пляже. Это называется «ядерный загар», когда кожа повреждается интенсивным излучением. Такой загар говорит лишь об одном – человек получил смертельную дозу радиации. Радиацию не видно и не слышно, она незаметно нарушает процессы деления в клетках, прекращая их производство организмом. А без регенерации клеток – человек жить не может.
Радиацию почувствовать нельзя, но у энергоблока радиация была ТАКОЙ, что она уже ощущалась – похожее на жар летного солнца. У разрушенного реактора излучение было около 30 000 рентген в час, при смертельной дозе в 50. (естественный фон 0,005).


Пожар на электростанции заметили в Припяти – городе энергетиков, расположенном неподалеку. Оттуда выехали пожарные расчеты. Они понятия не имели, что дым, поднимающийся над горящим реактором, смертельно опасен. Это облако разойдется потом над половиной Европы, проливаясь радиоактивными дождями. Лес возле станции, за одну ночь потерял всю листву, став знаменитым «рыжим лесом» - мертвым памятником искалеченной радиацией природе. Но не только дым был радиоактивен. Взрывом из реактора выбросило куски графита и расплавленное ядерное топливо. И по этим кускам бегали пожарные, пытаясь потушить горящий реактор.



Но не смотря на это все, и Фомин и начальник станции Брюханов , поднятый среди ночи с кровати, были уверенны – реактор цел, его надо охлаждать, а взорвался водород рядом с реактором. И говорили об этом настолько уверенно, что на несколько дней убедили в этом всех. Ценой этого страшного заблуждения были десятки жизней тех, кто пытался наладить подачу воды в искалеченный реактор. Воду подали, но она просто выливалась в подреакторные помещения, затапливая их. Ошибку осознали лишь через несколько дней, поднявшись на вертолете и заглянув в жерло радиоактивного вулкана, бывшее когда-то реакторным блоком. И только тогда поняли – реактора больше не существует. И его бесполезно охлаждать, его надо тушить.



А тем временем реактор продолжал гореть. Горел графит, которого там было более 200 тонн. Расплавленное топливо, прожгло пол и вылилось в нижние помещения, застыв причудливыми колоннами.
А потом были долгие месяцы аварийных работ. Реактор засыпали спецхимией, сооружали защитный купол, делали стены в грунте, чтобы радиация не попала в грунтовые воды.



Я не буду сейчас оперировать страшными цифрами последствий – их найти не проблема при желании. Но и без них понятно, что эта катастрофа стала одной из самых серьёзных во всей истории.
Да, ядерные взрывы, в рамках испытаний проводили и раньше. Но при ядерном но это несоизмеримо. При ядерном взрыве урановое или плутониевое топливо «сгорает» полностью, расщепляясь за доли секунды. Да и количество его мизерное. Так например в бомбе «малыш» сброшенной на Хиросиму было всего 67,1 кг урана. А загрузка ядерного реактора РБМК-1000 стоявшего на 4-м блоке ЧАЭС была – 192 000 кг. Это не считая ставшего радиоактивным графита, и продуктов распада.
Так что судите сами о последствиях.






Я бы хотел ещё раз извиниться перед моими коллегами-инженерами и физиками, за столь вольное изложение фактов и пренебрежение терминологией, но я писал этот текст прежде всего для тех кто не готов ещё разбираться в море технических терминов как то СУЗ, РБМК, АЗ-5, Реактивность и так далее.

Тем же, кто хочет более подробно узнать об этой катастрофе, советую почитать повесть Г.Медведева «Чернобыльская тетрадь»


Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments