12.5. Чернобыльская катастрофа и ее последствия

Чренобыльская АЭС расположена в 18 км от г. Чернобыль и в 150 км от Киева. В 4 км от АЭС расположен город атомщиков Припять, названный так по имени реки, которая несет свои воды в Днепр. По генеральному плану предполагалось, что в Припяти будут жить до 80 тыс. жителей.

Общая численность населения в 30-километровой зоне вокруг АЭС была свыше 100 тыс. чел. (средняя плотность населения — 70 чел./км2). Около 50 тыс. прожи­вало в Припяти, более 12 тыс. — в г. Чернобыле. Обслуживающий персонал АЭС насчитывал около 6,5 тыс. чел.

К 1986 г. в эксплуатации находилось 4 энергоблока первой и второй очереди. В 1,5 км к юго-востоку от главного корпуса велось строительство двух энергобло­ков третьей очереди.

Авария на Чернобыльской АЭС — одна из крупнейших экологических катастроф. Облако, содержащее 30 млн Ки, накрыло территорию, границы которой: на севере — Швеция, на западе — Германия, Польша, Австрия, на юге — Греция, Югославия.

Причиной аварии явился ряд допущенных работниками электростанции грубых нарушений правил эксплуатации реакторных установок. Произошло внезапное нарастание мощности реактора, что привело к резкому повышению температуры и давления в его активной зоне и контуре теплоносителя и к последующему взры­ву реактора с разрушением реакторного здания. Аварийная защита реактора в этих условиях должна была автоматически сработать от любого из ряда аварийных сиг­налов и предотвратить нарастание реакции деления ядерного горючего.

Авария произошла 26 апреля 1986 г. в 1 ч 23 мин. В это время на станции работало около 400 человек. С момента катастрофы возникли три важнейшие и требовав­шие немедленного решения задачи: борьба с пожаром на АЭС, предотвращение развития аварии в активной зоне реактора и определение ее масштабов для приня­тия практических мер по ликвидации последствий.

Через 5 минут после возникновения аварии в район 4-го блока прибыло дежурное подразделение АЭС, затем пожарные расчеты из городов Припять и Чернобыль, благодаря самоотверженным действиям пожарных уже к 2 ч 10 мин на крыше ма­шинного зала и к 2 ч 30 мин — на крыше реакторного отделения основные очаги пожаров были подавлены, а к 5 часам пожар на 4-м энергоблоке был ликвидиро­ван полностью.

Над реактором стоял радиационный ало-сизый столб. Реактор пылал — продол -ась плазменная реакция. Необходимо было измерить уровень радиации — предполагалось, что он от 3,5 до 5 тыс. рентген. Кроме радиации, над реактором была температура 120-180°С. Уровень радиации замерялся с вертолетов. Вертолет за­висал над центром взорванного энергоблока на высоте 200 м, открывался люк, и на стальном тросе в пылающий зев опускался зонд.

Понимая, что такое мощное радиоактивное излучение может «накрыть» пол-Ев­ропы, правительственная комиссия приняла решение — забросать источник излу­чения песком, бором, свинцом, чтобы затушить радиационное пламя.

В кабину вертолета грузили по 8-10 мешков с песком, бором и свинцом. Зависнув над реактором и привязав себя страховочными ремнями, борттехник вручную сбра­сывал эти мешки. Но это была капля в море. Позже придумали подвешивать их на балочных держателях, как авиабомбы. Продуктивность увеличилась.

В общей сложности разными способами вертолетчики сбросили в реактор около 5 тыс. т разных грузов. Однако реактор продолжал работать. Температура уже под­нялась до критической отметки 400°С. Стали срочно сбрасывать свинец — он по­гасил температуру. За один день было сброшено около 1500 т свинца.

В начале мая возникла опасность, что раскаленные радиоактивные массы, прожи­гая себе путь, опустятся вниз и в конце концов достигнут грунтовых вод, загряз­нив их. Для прекращения этих процессов было решено прорыть тоннель под реак­тор, соорудив теплообменник на бетонной плите с принудительным охлаждением. Шахтеры прокладывали тоннель, а воины-химики обеспечивали контроль радиа­ционной обстановки в месте работ и безопасную смену бригад.

Основная тяжесть ликвидации последствий аварии на АЭС легла на военнослу­жащих ВС РФ. За весь период работ была дезактивирована территория площадью 140 млн. м². (Дезактивация — это удаление радиоактивных веществ с вооружения, техники, обмундирования, продовольствия, местности и воды.) С учетом неоднок­ратной обработки дезактивировано более 500 населенных пунктов, около 10 тыс. км дорог, локализовано радиоактивное заражение местности на площади 25 тыс. га. Вывезено и захоронено свыше 374 тыс. м³грунта. Обработано около 650 тыс. еди­ниц техники и свыше 3 млн. человек личного состава.

Только за два с половиной года с участием личного состава частей и соединений химических и инженерных войск проведена дезактивация территории АЭС пло­щадью около 5 млн. мг и внутренних помещений площадью более 20 млн. м², выве­зено и захоронено около 500 тыс. м³загрязненного оборудования, строительных конструкций и грунтов. Вырублено и локализовано 115 га «рыжего» леса.

Сложность поставленных перед ликвидаторами задач состояла в том, что опыта ликвидации последствий таких аварий не было, приборы, рассчитанные на дозы облучения военного времени, не позволяли с необходимой точностью проводить измерения, техника подразделений специальной обработки не предназначена для проведения дезактивации местности и помещений в таких масштабах и условиях.

Общая площадь загрязненных в результате аварии на ЧАЭС территорий (уровень радиации более 1 Ки/км²) — 57 000 км². Данные о площади территорий, постра­давших от Чернобыльской катастрофы, с повышенным уровнем загрязнения Cs'37 приведены в табл. 12.4 и 12.5 (по состоянию на 1996 г.).

Таблица 12.4. Площадь территорий, пострадавших от Чернобыльской катастрофы

Уровень радиационного загрязнения Cs137, Ки/км2	Площадь загрязнения, км2
1-5	49 509
5-15	5 326
15-40	1 900
>40	310

Уровни загрязнения от 15 до 40 Ки/км²и более имеются только в Брянской обла­сти; от 5 до 15 Ки/км²— в Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областях; от 1 до 5 Ки/км²— в 19 субъектах Российской Федерации: в 16 областях (Брянс­кой, Белгородской, Воронежской, Калужской, Курской, Ленинградской, Липец­кой, Нижегородской, Орловской, Пензенской, Рязанской, Саратовской, Смоленс­кой, Тульской, Тамбовской, Ульяновской) и 3 республиках (Мордовии, Татарстане и Чувашии).

По данным Союза «Чернобыль», только к ликвидации последствий аварии при­влекалось 835 тыс. человек. Каждый 10-й из них — инвалид, каждый 25-й ушел из жизни.

Таблица 12.5. Клинические последствия острого облучения человека

От последствий аварии больше всего пострадали ликвидаторы 1986-1987 гг., дети и подростки до 14 лет, те, кто родился незадолго до этой катастрофы или после нее. На детей и подростков особенно пагубно воздействовали коротко-живущие радионуклиды йода. Йод, попадая в организм, быстро накапливается в щитовидной железе. Повышенная его концентрация в конце концов приво­дит к злокачественным образованиям — раку щитовидной железы. Но это выяснилось не сразу: латентный период продолжался около 5 лет. Начиная с 1991 г. наблюдается стремительный рост этого заболевания у детей. В Брянской, Ор­ловской, Тульской и Калужской областях, где проживает более 1 млн. детей до 14 лет, зарегистрировано 124 случая рака щитовидной железы, вызванных радиацией.

Чернобыльская АЭС перестала быть источником электроэнергии, но остается ис­точником большой опасности и будет им еще по меньшей мере 100 лет. До сих пор никто не может сказать точно, что происходит внутри «саркофага», которым на­крыт 4-й реактор станции. Пока еще не выгружено топливо из 1-го блока ЧАЭС (2001 г.), 2-й — уже освобожден от него. Вывести из эксплуатации остановленный 3-й энергоблок планируется к 2008 г. — все ядерное топливо извлекут из реактора, а радиоактивные отходы надежно захоронят. До этого времени и сама станция, и 3-й энергоблок будут считаться ядерно-опасными объектами.

Последствия Чернобыльской аварии оказались страшными не только для России. Только на Украине за последние 10 лет умерли 4 тыс. ликвидаторов аварии на ЧАЭС. Еще 70 тыс. стали инвалидами. Примерно 1% жителей страны, а это около трех миллионов человек, в той или иной степени испытали на себе влияние Чер­нобыля, получив различные болезни.

По самым скромным оценкам, экономический ущерб, нанесенный Белоруссии в результате аварии на ЧАЭС, составил 235 млрд долларов, 23% территории го­сударства оказались загрязненными выброшенными из поврежденного реактора радионуклидами. Каждый 5-й житель Белоруссии пострадал от аварии, и, что самое страшное, здоровью более полумиллиона детей был нанесен непоправи­мый вред.

В чем принципиальное отличие аварии на АЭС от ядерного взрыва? По радионук-лидному составу выброшенная из реактора активность была гораздо сложнее, чем состав продуктов мгновенного взрыва атомной бомбы. Выброс радионуклидов из жерла раскаленного реактора продолжался с различной интенсивностью более 10 суток, меняя направление и высоту подъема. В течение всего времени выброса направление ветра в слое от 0 до 1000 м изменилось на 360°. Смена метеоусловий, выпадение осадков привели к пятнистости радиоактивного загрязнения местно­сти. Расположение источников излучения после взрыва на 4-м блоке ЧАЭС либо вообще не поддается описанию, либо может быть описано весьма приблизитель­но. При ядерном же взрыве, который происходит в считанные доли секунды, гра­ницы следа радиоактивного облака изображают в виде эллипса, вытянутого по направлению движения ветра.

Площадь радиоактивного заражения после аварии, по сравнению с площадью пос­ле ядерного взрыва, ничтожно мала. Так, площадь с уровнем дозы 1 р/ч состав­ляла менее 10 км² (при ядерном взрыве — сотни квадратных километров). Спад радиации после аварии на АЭС идет значительно медленнее, чем после взрыва. На ЧАЭС степень радиоактивного заражения через год (к 1 мая 1987 г.) умень­шилась в 55 раз.

Может ли АЭС выйти из-под контроля и взорваться, как атомная бомба? Нет. Атомные бомбы и реакторы на тепловых нейтронах в корне различны. В атомной бомбе применяется почти абсолютно чистый уран-235 или плутоний-239. Для того чтобы произошел взрыв, отдельные «куски» этих делящихся мате­риалов должны быть быстро соединены для образования критической массы взрыва.

В реакторе же атомной станции используется топливо, содержащее лишь малую часть урана-235. Более того, эта малая доза распределена в большом объеме неделящегося топлива, которое, в свою очередь, распределено по кон­струкционным элементам реактора. Таким образом, случайное сжатие больших количеств топлива, необходимых для взрыва, принципиально невозможно. Чернобыльская авария произошла в результате развития неуправляемой са­моподдерживающейся цепной ядерной реакции, однако скорость выделения энергии и ее масштаб принципиально не соответствовали параметрам ядерно­го взрыва.

После аварии на ЧАЭС был принят и внедрен в практику целый комплекс мер по повышению безопасности энергетических реакторов РБМК, в частности, модер­низированы системы управления и защиты (СУЗ). Раньше для погружения в ак­тивную зону стержней, гасящих нейтронный поток, требовалось 18 с, сейчас —12 с. Введена дополнительная быстродействующая система аварийной защиты, время срабатывания которой составляет 2 с. Естественно, эти операции возложены на автоматику, причем системы ее многократно дублированы Ужесточен контроль за состоянием трубопроводов наиболее важных систем АЭС. Намного чаще, чем раньше, контролируется состояние металла, из которого они изготовлены Прове­дение разного рода нерегламентных испытаний энергоблоков (а именно это по­служило причиной аварии на ЧАЭС) строжайше запрещено. Штатные испыта­ния, связанные с изменением мощности реактора или его остановкой, проводятся только в присутствии главного инженера станции и инспектора Госпроматомнадзора России.

Уже после катастрофы в Чернобыле Международным агентством по атомной энер­гетике (МАГАТЭ) была разработана и с 1 сентября 1990 г. внедрена в бывшем СССР Международная шкала событий на АЭС (табл. 12 6)

Таблица 12.6. Международная шкала событий на АЭС