Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
За достижениями в освоении мирного атома не только победы. Это еще и череда ошибок, порой трагических, которые стоили человеческих жизней. Одна из них – авария на экспериментальном реакторе SL-1, произошедшая в штате Айдахо в 1961 году.
Это первая и единственная в США авария на реакторе, приведшая к мгновенным смертям. Трое молодых парней, операторов реактора, погибли в считанные секунды. Что же пошло не так?
Экспериментальный реактор
Чтобы понять, что произошло в Айдахо, нужно вернуться в конец 1950-х годов, в разгар Холодной войны. США и СССР соревновались во всем, в том числе и в освоении Арктики. Американцам нужны были надежные источники энергии для удаленных военных баз, в первую очередь – для радиолокационных станций раннего предупреждения, которые должны были защитить страну от возможного налета советских бомбардировщиков. Таким источником энергии мог стать реактор – SL-1.
Изначально реактор назывался «Маломощный реактор Аргоннской лаборатории». Разрабатывать его начали в 1954 году в Аргоннской национальной лаборатории под руководством Сэмюэля Антермейера. Позже, в 1958 году, проект передали компании Комбьюшн Инжиниринг, которая и построила реактор на Национальной испытательной станции реакторов в штате Айдахо.
SL-1 был, по сути, экспериментальным реактором. Он должен был стать прототипом для целой серии небольших, транспортабельных реакторов, которые можно было бы быстро развернуть в любой точке Арктики. Отсюда и его название – Stationary Low-Power Reactor Number One, то есть «Стационарный маломощный реактор номер один».
Технические характеристики SL-1:
- Тип реактора: Кипящий водо-водяной реактор (BWR) с естественной циркуляцией.
- Топливо: Высокообогащенный уран (93,5% U-235).
- Замедлитель: Легкая вода.
- Отражатель: Легкая вода и бериллий.
- Тепловая мощность: 3 МВт.
- Электрическая мощность: 200 кВт (плюс 400 кВт тепла для отопления).
- Размеры активной зоны: Диаметр – около 76 см, высота – около 76 см.
- Количество топливных сборок: 40 (позже увеличено до 59).
- Количество управляющих стержней: 9 (5 крестообразных и 4 стержня-пластины).
- Материал управляющих стержней: Кадмий (позже заменен на сплав кадмия, серебра и индия).
- Корпус реактора: Сталь, толщина стенок – около 10 см.
Как видите, SL-1 был довольно компактным. Его его компоненты можно было перевозить на грузовиках или самолетах. И, как тогда казалось, он был довольно простым в эксплуатации. Всего несколько операторов могли управлять им: «Сделаем попроще, чтоб солдат не мучился»
Вот тут-то, как мне кажется, и закралась первая серьезная ошибка. Создатели SL-1, увлекшись идеей компактности и простоты, явно недооценили риски. А о том, что атомная энергия – это не шутки, и даже маленький реактор может быть источником большой опасности, видимо, подумали в последнюю очередь. Слишком понадеялись на «авось».
Предпосылки аварии
Первые тревожные звоночки о том, что с реактором что-то не так, звучали задолго до аварии3 января 1961 года. И, что самое обидное, их было немало. Но, как это часто бывает, на них либо не обращали внимания, либо считали малозначимыми.
Застревание стержней управления.
Стержни управления – это, по сути, «тормоза» реактора. Они поглощают нейтроны и тем самым регулируют скорость цепной реакции. В SL-1 использовались стержни из кадмия (позже их заменили на сплав кадмия, серебра и индия). Эти стержни начали регулярно застревать в каналах активной зоны.
Допустим, оператору нужно опустить стержень, чтобы заглушить реактор, а он не идет. Застрял. Что делать? Приходилось применять грубую силуи подручные инструменты,.
Кстати, в отчете об аварии прямо говорилось, что операторы неоднократно жаловались на застревание стержней, но руководство не предпринимало никаких серьезных мер.
Деформация материалов активной зоны
Активная зона реактора – это место, где происходит цепная реакция. Она состоит из топливных сборок, содержащих уран, и каналов, по которым движутся стержни управления. Все это начало деформироваться.
Дело в том, что при делении ядер урана выделяется огромное количество энергии, а также нейтроны и другие частицы. Все это излучение воздействует на материалы активной зоны, вызывая в них деформации. В SL-1 эта проблема была особенно острой из-за использования высокообогащенного урана и компактной конструкции реактора.
Человеческий фактор
И, наконец, нельзя сбрасывать со счетов пресловутый человеческий фактор. Операторами SL-1 были молодые парни, прошедшими лишь краткий курс обучения. И разумеется, у них не было опыта работы с ядерными реакторами.
Конечно, нельзя винить их во всем. Они действовали в соответствии с инструкциями и в меру своего понимания. Но, возможно, более опытный персонал смог бы заметить признаки надвигающейся катастрофы и предотвратить ее.
В итоге, и технические недоработки, и пресловутый «человеческий фактор», и банальная нехватка денег, и наплевательское отношение к признакам надвигающейся опасности… Все это сложилось в одну роковую цепочку, которая и привела к трагедии.
Хроника событий 3 января 1961 года
Реактор заглушили 23 декабря 1960 года, чтобы дать персоналу отдохнуть на рождественские и новогодние праздники. А 3 января 1961 года SL-1 должен был пройти плановое техническое обслуживание и перезагрузку топлива. Это была обычная процедура, которую проводили регулярно.
В тот день на смене были трое операторов: Джон Байрнс (27 лет), старший оператор, Ричард Легг (26 лет), оператор, Ричард МакКинли (22 года), стажер.
Им предстояло подготовить реактор к перезапуску. Одна из операций, которую нужно было выполнить, – это вручную подсоединить стержни управления к приводам. Дело в том, что после остановки реактора стержни нужно было частично извлечь из активной зоны, чтобы провести обслуживание. А перед запуском их нужно было снова установить на место и подключить к механизмам, которые ими управляют.
И вот тут-то и произошла роковая ошибка. Около 9:01 вечера по местному времени Ричард Легг, который занимался извлечением центрального стержня №9, слишком сильно вытащил его из активной зоны.
Дело в том, что в инструкции было четко указано, на какую высоту можно поднимать стержень. Для центрального стержня №9 это было 42 сантиметра. Но Легг по какой-то причине вытащил его на 51 сантиметр.
Почему он это сделал? Точного ответа на этот вопрос нет. Возможно, он отвлекся, возможно, ошибся, а может, просто не придал значения этой мелочи. Как бы то ни было, это стало началом конца.
Четыре миллисекунды до взрыва
Как только стержень №9 был извлечен на критическую высоту, реактор мгновенно перешел в состояние сверхкритиичности. Это значит, что цепная реакция начала лавинообразно нарастать. За доли секунды мощность реактора взлетела до невероятных значений – по оценкам, до 20 гигаватт! Это в тысячи раз больше, чем его нормальная рабочая мощность.
Что произошло дальше? Топливо мгновенно расплавилось. Вода, которая охлаждала реактор, мгновенно превратилась в пар. И этот пар, не найдя выхода, рванул наружу, вызвав мощный взрыв.
Это был не ядерный взрыв в классическом понимании этого слова. Не было ни грибовидного облака, ни ударной волны, которая сносит все на своем пути. Это был паровой взрыв, но очень мощный.
Сила взрыва была такой, что корпус реактора, который весил несколько тонн, подбросило вверх на несколько метров. Он ударился о потолок и упал обратно, разрушив все вокруг.
Джон Байрнс и Ричард Легг погибли мгновенно. Ричард МакКинли был еще жив, когда его нашли спасатели, но он получил смертельную дозу радиации и умер через два часа в больнице.
Тело Ричарда Легга было обнаружено пригвожденным к потолку управляющим стежнем.
Ликвидация последствий и расследование
Сразу после аварии сработала автоматическая сигнализация. На место происшествия прибыли пожарные расчеты и службы безопасности Национальной испытательной станции реакторов. Но что они могли сделать?
Первые спасатели, которые вошли внутрь обнаружили тела Байрнса и Легга, а также тяжелораненого МакКинли. Его срочно эвакуировали в больницу, но, к сожалению, спасти его не удалось.
Извлечение тел
Извлечение тел двух других погибших операторов стало отдельной, сложной и опасной операцией и заняла 6 дней. Уровень радиации в здании реактора был настолько высоким, что люди могли находиться там всего несколько минут. Уровень радиации в здании реактора достигал 1000 Р/ч
Пришлось использовать специальные защитные костюмы, дистанционно управляемые манипуляторы, роботов… Но даже это не гарантировало полной безопасности.
Тела погибших были настолько сильно заражены радиацией, что их пришлось хоронить в специальных свинцовых гробах, чтобы предотвратить распространение радиоактивных веществ. Бадиоактивность тел была 100–500 Р/ч
Первоначальная очистка объекта заняла около 24 месяцев. Все здание реактора, загрязненные материалы из близлежащих зданий, а также почва и гравий, загрязненные во время операций по очистке, были захоронены в могильнике.
Расследование инцидента
Сразу же после аварии была создана специальная комиссия по расследованию. В нее вошли ведущие ученые, инженеры, специалисты по ядерной безопасности. Им предстояло выяснить, что же произошло на SL-1 и почему.
Они изучили обломки реактора, опросили свидетелей, проанализировали записи приборов, провели сотни экспериментов и шаг за шагом восстанавливали картину трагедии. И чем больше они узнавали, тем яснее становилось, что авария на SL-1 – это не просто трагическая случайность, а результат целого букета проблем и ошибок.
Выводы комиссии были неутешительными. Главной причиной аварии было признано чрезмерное извлечение центрального стержня управления №9. Но это была лишь верхушка айсберга.
Комиссия выявила и другие серьезные проблемы:
- Недостатки в конструкции реактора. SL-1 был экспериментальным реактором, и его конструкция не была доведена до совершенства. В частности, система управления стержнями была недостаточно надежной.
- Проблемы с эксплуатацией. На реакторе не было должного контроля за состоянием оборудования, не проводились регулярные проверки, не уделялось достаточного внимания «тревожным звоночкам».
- Недостаточная подготовка персонала. Операторы SL-1 не имели достаточного опыта работы с ядерными реакторами и не были в полной мере осведомлены о рисках.
- Нарушение инструкций: Ричард Легг, извлекая стержень №9, превысил допустимую высоту, указанную в инструкции.
Последствия аварии
Авария на SL-1 не вызвала широкого общественного резонанса, как, например, аварии на Чернобыльской АЭС или АЭС «Фукусима-1». В первую очередь это связано стем, что SL-1 находился в малонаселенном районе штата Айдахо, вдали от крупных городов. Кроме того SL-1 был военным объектом, и информация о нем была засекречена.
Но для военных и атомной энергетики США, авария на SL-1, разумеется, не прошла бесследно. Она стала ударом по всей ядерной отрасли и заставила пересмотреть многие подходы к обеспечению безопасности.
Сразу же после аварии было принято решение отказаться от дальнейшей разработки и эксплуатации реакторов типа SL-1. Вся программа армейских реакторов малой мощности была свернута.
Инцидент стал толчком к пересмотру и ужесточению требований к безопасности на всех ядерных объектах США и разработке новых правил, норм, стандартов… Одним из главных уроков SL-1 стало так называемое «правило одного застрявшего стержня». Суть его в том, что конструкция реактора должна быть такой, чтобы даже при полном извлечении одного управляющего стержня цепная реакция не выходила из-под контроля. Это правило стало обязательным для всех новых реакторов.
Конструкции других реакторов были пересмотрены и доработаны с учетом опыта SL-1. Были внедрены новые системы безопасности, улучшены системы управления и контроля.
Поделись видео:
