Авария на Чернобыльской АЭС

Авария на Чернобыльской  АЭС, Катастрофа на Чернобыльской АЭС, Черно́быльская авария — разрушение 26 апреля 1986 года четвёртого энергоблока  Чернобыльской атомной электростанции, расположенной на территории Украинской ССР (ныне — Украина). Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю атомной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. 31 человек погиб в течение первых трех месяцев после аварии; отдалённые последствия облучения, выявленные за последующие 15 лет, стали причиной гибели от 60 до 80 человек[1][2]. 134 человека перенесли лучевую болезнь той или иной степени тяжести, более 115 тыс. человек из 30-километровой зоны были эвакуированы[2]. Для ликвидации последствий были мобилизованы значительные ресурсы, более 600 тыс. человек участвовали в ликвидации последствий аварии[3].

 

В отличие от бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, взрыв напоминал очень  мощную «грязную бомбу» — основным поражающим фактором стало радиоактивное  заражение.

 

Облако, образовавшееся от горящего реактора, разнесло различные радиоактивные  материалы, и прежде всего радионуклиды йода и цезия, по большей части территории Европы. Наибольшие выпадения отмечались на значительных территориях в Советском Союзе, расположенных вблизи реактора и относящихся теперь к территориям Белоруссии, Российской Федерации и Украины[4].

 

Чернобыльская авария стала событием большого общественно-политического  значения для СССР, и это наложило определённый отпечаток на ход расследования  её причин[5]. Подход к интерпретации  фактов и обстоятельств аварии менялся  с течением времени, и полностью единого мнения нет до сих пор.

 

 В 01:24[6] 26 апреля 1986 года на 4-м  энергоблоке Чернобыльской АЭС  произошёл взрыв, который полностью  разрушил реактор. Здание энергоблока  частично обрушилось, при этом  погибли два человека — оператор  ГЦН (главных циркуляционных насосов) Валерий Ходемчук (тело не найдено, завалено под обломками двух 130-тонных барабан-сепараторов) и сотрудник пусконаладочного предприятия Владимир Шашенок (умер от перелома позвоночника и многочисленных ожогов в 6:00 в Припятской МСЧ № 126 утром 26 апреля). В различных помещениях и на крыше начался пожар. Впоследствии остатки активной зоны расплавились, смесь из расплавленного металла, песка, бетона и фрагментов топлива растеклась по подреакторным помещениям[7][8]. В результате аварии произошёл выброс в окружающую среду радиоактивных веществ, в том числе изотопов урана, плутония, йода-131 (период полураспада — 8 дней), цезия-134 (период полураспада — 2 года), цезия-137 (период полураспада — 30,17 лет), стронция-90 (период полураспада — 28 лет).

 

Существуют по крайней мере два  различных подхода к объяснению причин чернобыльской аварии, которые  можно назвать официальными, а  также несколько альтернативных версий разной степени достоверности.

 

Государственная комиссия, сформированная в СССР для расследования причин катастрофы, возложила основную ответственность за неё на оперативный персонал и руководство ЧАЭС. МАГАТЭ создало свою консультативную группу, известную как Консультативный комитет по вопросам ядерной безопасности (INSAG; International Nuclear Safety Advisory Group), который на основании материалов, предоставленных советской стороной, и устных высказываний специалистов (делегацию советских специалистов возглавил В. А. Легасов, первый заместитель директора ИАЭ имени И. В. Курчатова) в своём отчёте 1986 года[15] также в целом поддержал эту точку зрения. Утверждалось, что авария явилась следствием маловероятного совпадения ряда нарушений правил и регламентов эксплуатационным персоналом, а катастрофические последствия приобрела из-за того, что реактор был приведён в нерегламентное состояние[16].

 

Грубые нарушения правил эксплуатации АЭС, совершённые её персоналом, согласно этой точке зрения[16], заключаются  в следующем:

проведение эксперимента «любой ценой», несмотря на изменение состояния реактора;

вывод из работы исправных  технологических защит, которые  просто остановили бы реактор ещё  до того, как он попал в опасный  режим;

замалчивание масштаба аварии в первые дни руководством ЧАЭС.

 

Однако в 1991 году комиссия Госатомнадзора СССР заново рассмотрела этот вопрос и пришла к заключению, что «начавшаяся из-за действий оперативного персонала Чернобыльская авария приобрела неадекватные им катастрофические масштабы вследствие неудовлетворительной конструкции реактора» ([17], c. 35). Кроме того, комиссия проанализировала действовавшие на момент аварии нормативные документы и не подтвердила некоторые из ранее выдвигавшихся в адрес персонала станции обвинений.

 

В 1993 году INSAG опубликовал дополнительный отчёт[11], обновивший «ту часть доклада INSAG-1, в которой основное внимание уделено причинам аварии», и уделивший большее внимание серьёзным проблемам в конструкции реактора. Он основан, главным образом, на данных Госатомнадзора СССР и на докладе «рабочей группы экспертов СССР» (эти два доклада включены в качестве приложений), а также на новых данных, полученных в результате моделирования аварии. В этом отчёте многие выводы, сделанные в 1986 году, признаны неверными и пересматриваются «некоторые детали сценария, представленного в INSAG-1», а также изменены некоторые «важные выводы». Согласно отчёту, наиболее вероятной причиной аварии являлись ошибки проекта и конструкции реактора, эти конструктивные особенности оказали основное влияние на ход аварии и её последствия ([11], c. 17—19).

 

Основными факторами, внесшими вклад в возникновение аварии, INSAG-7 считает следующее ([11], c. 29—31):

реактор не соответствовал нормам безопасности и имел опасные  конструктивные особенности;

низкое качество регламента эксплуатации в части обеспечения  безопасности;

неэффективность режима регулирования и надзора за безопасностью  в ядерной энергетике, общая недостаточность  культуры безопасности в ядерных  вопросах как на национальном, так  и на местном уровне;

отсутствовал эффективный  обмен информацией по безопасности как между операторами, так и между операторами и проектировщиками, персонал не обладал достаточным пониманием особенностей станции, влияющих на безопасность;

персонал допустил ряд  ошибок и нарушил существующие инструкции и программу испытаний.

 

В целом INSAG-7 достаточно осторожно сформулировал свои выводы о причинах аварии. Так, например, при оценке различных сценариев ([11], c. 17—19) INSAG отмечает, что «в большинстве аналитических исследований тяжесть аварии связывается с недостатками конструкции стержней СУЗ в сочетании с физическими проектными характеристиками», и, не высказывая при этом своего мнения, говорит про «другие ловушки для эксплуатационного персонала. Любая из них могла бы в равной мере вызвать событие, инициирующее такую или почти идентичную аварию», например, такое событие, как «срыв или кавитация насосов» или «разрушение топливных каналов». Затем задаётся риторический вопрос: «Имеет ли в действительности значение то, какой именно недостаток явился реальной причиной, если любой из них мог потенциально явиться определяющим фактором?». При изложении взглядов на конструкцию реактора ([11], c. 17—19) INSAG признаёт «наиболее вероятным окончательным вызвавшим аварию событием» «ввод стержней СУЗ в критический момент испытаний» и замечает, что «в этом случае авария явилась бы результатом применения сомнительных регламентов и процедур, которые привели к проявлению и сочетанию двух серьёзных проектных дефектов конструкции стержней и положительной обратной связи по реактивности». Далее говорится: «Вряд ли фактически имеет значение то, явился ли положительный выбег реактивности при аварийном останове последним событием, вызвавшим разрушение реактора. Важно лишь то, что такой недостаток существовал и он мог явиться причиной аварии». INSAG вообще предпочитает говорить не о причинах, а о факторах, способствовавших развитию аварии. Так, например, в выводах ([11], c. 29—31) причина аварии формулируется так: «Достоверно не известно, с чего начался скачок мощности, приведший к разрушению реактора Чернобыльской АЭС. Определённая положительная реактивность, по-видимому, была внесена в результате роста паросодержания при падении расхода теплоносителя. Внесение дополнительной положительной реактивности в результате погружения полностью выведенных стержней СУЗ в ходе испытаний явилось, вероятно, решающим приведшим к аварии фактором».

 

Ниже рассматриваются технические  аспекты аварии, обусловленные в  основном имевшими место недостатками реакторов РБМК, а также нарушениями  и ошибками, допущенными персоналом станции при проведении последнего для 4-го блока ЧАЭС эксперимента.

 

В результате аварии из сельскохозяйственного  оборота было выведено около 5 млн  га земель, вокруг АЭС создана 30-километровая зона отчуждения, уничтожены и захоронены (закопаны тяжёлой техникой) сотни мелких населённых пунктов. Перед аварией в реакторе четвёртого блока находилось 180—190 т ядерного топлива (диоксида урана). По оценкам, которые в настоящее время считаются наиболее достоверными, в окружающую среду было выброшено от 5 до 30 % от этого количества. Некоторые исследователи оспаривают эти данные, ссылаясь на имеющиеся фотографии и наблюдения очевидцев, которые показывают, что реактор практически пуст. Следует, однако, учитывать, что объём 180 т диоксида урана составляет лишь незначительную часть от объёма реактора. Реактор в основном был заполнен графитом; считается, что он сгорел в первые дни после аварии[источник не указан 372 дня]. Кроме того, часть содержимого реактора расплавилась и переместилась через разломы внизу корпуса реактора за его пределы.

 

Кроме топлива, в активной зоне в  момент аварии содержались продукты деления и трансурановые элементы — различные радиоактивные изотопы, накопившиеся во время работы реактора. Именно они представляют наибольшую радиационную опасность. Большая их часть осталась внутри реактора, но наиболее летучие вещества были выброшены наружу, в том числе:

все благородные газы, содержавшиеся  в реакторе;

примерно 55 % иода в виде смеси пара и твёрдых частиц, а также в  составе органических соединений;

цезий и теллур в виде аэрозолей.

 

Суммарная активность веществ, выброшенных  в окружающую среду, составила, по различным  оценкам, до 14·1018 Бк (примерно 38·107 Ки), в том числе[3]

1,8 ЭБк иода-131;

0,085 ЭБк цезия-137;

0,01 ЭБк стронция-90;

0,003 ЭБк изотопов плутония;

на долю благородных  газов приходилось около половины от суммарной активности.

 

Загрязнению подверглось  более 200 тыс. км², примерно 70 % — на территории Белоруссии, России и Украины. Радиоактивные  вещества распространялись в виде аэрозолей, которые постепенно осаждались на поверхность земли. Благородные газы рассеялись в атмосфере и не вносили вклада в загрязнение прилегающих к станции регионов. Загрязнение было очень неравномерным, оно зависело от направления ветра в первые дни после аварии. Наиболее сильно пострадали области, в которых в это время прошёл дождь. Большая часть стронция и плутония выпала в пределах 100 км от станции, так как они содержались в основном в более крупных частицах. Иод и цезий распространились на более широкую территорию. С точки зрения воздействия на население в первые недели после аварии наибольшую опасность представлял радиоактивный иод, имеющий сравнительно малый период полураспада (восемь дней) и теллур. В настоящее время (и в ближайшие десятилетия) наибольшую опасность представляют изотопы стронция и цезия с периодом полураспада около 30 лет. Наибольшие концентрации цезия-137 обнаружены в поверхностном слое почвы, откуда он попадает в растения и грибы. Загрязнению также подвергаются насекомые и животные, которые ими питаются. Радиоактивные изотопы плутония и америция сохранятся в почве в течение сотен, а возможно и тысяч лет, однако их количество невелико ([3], с. 22). Тем не менее некоторые эксперты считают, что проблемы, связанные с загрязнением трансурановыми элементами, требуют дополнительного изучения. В результате бета-распада Pu-241 на радиоактивно загрязнённых территориях происходит образование америция-241. В настоящее время вклад Am-241 в общую альфа-активность составляет 50 %. Рост активности почв, загрязнённых трансурановыми изотопами, за счёт Am-241 будет продолжаться до 2060 года и его вклад составит 66,8 %. В частности, в 2086 году альфа-активность почвы на загрязнённых плутонием территориях Республики Беларусь будет в 2,4 раза выше, чем в начальный послеаварийный период[45].

 

В городах основная часть  опасных веществ накапливалась  на ровных участках поверхности: на лужайках, дорогах, крышах. Под воздействием ветра  и дождей, а также в результате деятельности людей, степень загрязнения  сильно снизилась и сейчас уровни радиации в большинстве мест вернулись к фоновым значениям. В сельскохозяйственных областях в первые месяцы радиоактивные вещества осаждались на листьях растений и на траве, поэтому заражению подвергались травоядные животные. Затем радионуклиды вместе с дождём или опавшими листьями попали в почву, и сейчас они поступают в сельскохозяйственные растения, в основном через корневую систему. Уровни загрязнения в сельскохозяйственных районах значительно снизились, однако в некоторых регионах количество цезия в молоке всё ещё может превышать допустимые значения. Это относится, например, к Гомельской и Могилёвской областям в Белоруссии, Брянской области в России, Житомирской и Ровненской области на Украине.

 

Значительному загрязнению  подверглись леса. Из-за того, что в лесной экосистеме цезий постоянно рециркулирует, а не выводится из неё, уровни загрязнения лесных продуктов, таких как грибы, ягоды и дичь, остаются опасными. Уровень загрязнения рек и большинства озёр в настоящее время низкий. Однако в некоторых «замкнутых» озёрах, из которых нет стока, концентрация цезия в воде и рыбе ещё в течение десятилетий может представлять опасность.

 

Загрязнение не ограничилось 30-километровой зоной. Было отмечено повышенное содержание цезия-137 в лишайнике и мясе оленей в арктических областях России, Норвегии, Финляндии и Швеции.

 

18 июля 1988 года на территории  Белоруссии, подвергшейся загрязнению,  был создан радиационно-экологический  заповедник[46]. Наблюдения показали, что количество мутаций у растений и животных хотя и выросло, но незначительно, и природа успешно справляется с их последствиями. С другой стороны, снятие антропогенного воздействия положительно сказалось на экосистеме заповедника и влияние этого фактора значительно превысило негативные последствия радиации. В результате природа стала восстанавливаться быстрыми темпами, выросли популяции животных, увеличилось многообразие видов растительности

 

Несвоевременность, неполнота  и противоречивость официальной  информации о катастрофе породили множество независимых интерпретаций. Иногда жертвами трагедии считают не только граждан, умерших сразу после аварии, но и жителей прилегающих областей, которые вышли на первомайскую демонстрацию, не зная об аварии[49]. При таком подсчёте, чернобыльская катастрофа значительно превосходит атомную бомбардировку Хиросимы по числу пострадавших[50].