3.4. Ликвидация причин Чернобыльской аварии

В период 1987-1991 реализована «программа первоочередных мероприятий» [4]:

- снижение парового коэффициента реактивности (дополнительные поглотители, увеличение оперативного запаса реактивности, переход на топливо с обогащением 2,4%);

- повышение эффективности системы аварийной остановки реактора (устранение столбов воды, увеличение числа укороченных регулирующих стержней, которые вводятся снизу, увеличение скорости ввода стержней, дополнительные сигналы на срабатывание СУЗ и систем безопасности);

- усовершенствование правил и инструкций по эксплуатации;

- улучшение обучения персонала и т.д.

В последующие годы непрерывно ведётся большая работа по модернизации и реконструкции РБМК всех поколений. Как признали международные эксперты [5], РБМК после этих мероприятий фактически стал другим реактором, не уступающим по безопасности своим западным «ровесникам».

4. Фукусимская авария

Эпопея Фукусимской аварии и её последствий [9,10], разворачивающаяся на глазах наших современников, пока ещё далека от завершения, поэтому сегодняшнее видение событий на АЭС «Фукусима-1» может существенно измениться с появлением дополнительной информации, а также после всестороннего анализа и моделирования происходивших процессов. В связи с этим нижеприведенный материал не может претендовать на полноту или окончательность суждений.

4.1. Сценарий развития аварии

АЭС Фукусима-1 включает шесть энергоблоков с кипящими реакторами. На момент аварии работали энергоблоки с 1 по 3, а остальные три были остановлены для проведения планового контроля и замены топлива.

Мощность энергоблока 1 составляет 460 МВт(эл.), а работал он с марта 1971 г. Блоки 2 и 3 мощностью по 784 МВт(эл.) эксплуатировались, соответственно, с июля 1974 г и марта 1976 г.

На блоке 4 мощностью 784 МВт(эл.), работавшем с октября 1978 г., на момент аварии проходила плановая проверка, поэтому все топливо было выгружено из реактора в бассейн выдержки, и уже было готово свежее топливо на замену.

В 14:46 11 марта 2011 года произошло землетрясение силой 9 баллов, гипоцентр наиболее разрушительного подземного толчка которого находился на глубине 32 км ниже уровня моря в Тихом океане. Благодаря системам безопасности все реакторы АЭС Фукусима-1 были успешно остановлены. Внешнее энергоснабжение АЭС было потеряно из-за землетрясения, но запустились аварийные дизель-генераторы, благодаря чему на энергоблоках 1, 2 и 3 был обеспечен отвод остаточного тепла.

Однако спустя 50 минут на дизель-генераторы станции Фукусима обрушилась цунами, прекратив их работу. Топливные баки ДГ унесло потоком воды, и они оказались затопленными. Альтернативная линия внешнего энергоснабжения также была выведена из строя, и наладить подачу электроэнергии оказалось невозможно. В результате перестали работать системы аварийного охлаждения реакторов.

Отвод остаточного тепла от активных зон реакторов прекратился. В результате этого, согласно предположениям, произошел перегрев циркония в оболочках топлива, который вступил в реакцию с водой с образованием водорода, что привело к его взрыву.

Быстрое возгорание или взрыв водорода привели к разрушению зданий реакторов (см. рис.6). На этом этапе самое главное – обеспечить отвод остаточного тепла, чтобы удержать радиоактивные вещества в топливе. «Отвод остаточного тепла» является первым приоритетом для сохранения безопасности легководных реакторов. Остаточное тепловыделение в реакторе «Фукусимы-1» составило 6% сразу после срабатывания аварийной защиты, через одни сутки упало до 1%, а через 5 суток снизилось до 0,5%.

Невозможность использования системы аварийного энергоснабжения привела к постепенному повышению температуры воды в бассейне выдержки ОЯТ. В результате землетрясения объем воды в бассейне уменьшился, что также могло способствовать росту температуры в дальнейшем. С нарушением охлаждения какое-то число тепловыделяющих элементов разрушилось, приведя к образованию водорода в бассейне.

В результате:

- повреждена или частично расплавлена активная зона реактора на блоках 1, 2 и 3;

- в корпусе реактора блока 1 появились ограниченные повреждения и течь;

- в гермооболочках (контайнментах) реакторов на блоках 1, 2 и 3 появились повреждения и течь;

- повреждены обе системы охлаждения реакторов на блоках 1, 2 и 3;

- значительно повреждены здания реакторов на блоках 1 и 3;

- в реакторе блока 1 уровень воды не доставал до низа топлива, а в реакторах блоков 2 и 3 топливо было открыто полностью или частично;

- значительно повреждён бассейн выдержки отработанного топлива реактора блока 4 (на этом реакторе всё топливо перед аварией было выгружено в бассейн выдержки;

- оказались неработоспособными из-за отсутствия электричества блочные щиты управления реакторов на блоках 1, 2, 3 и 4.

Оценка тяжести аварии менялась по ходу аварии от 4 до 7 баллов по шкале INES. Высший седьмой балл был присвоен Японской комиссией по ядерной безопасности, исходя из количества выбросов йода-131, которое сопоставимо с 10 % от выбросов Чернобыльской аварии.