История. Выброс радионуклидов

Выброс радионуклидов

Апреля 1986 года на четвертом энергоблоке Чернобыльской атомной электростанции в бывшей Украинской Республике Союза Советских Социалистических Республик, недалеко от нынешних границ Беларуси, Российской Федерации и Украины произошла наиболее серьезная авария в истории ядерной промышленности. Реактор был разрушен, и в течение последующих девяти дней произошли значительные выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду.

Суммарная активность всего радиоактивного материала, выброшенного во время аварии, составляет согласно оценкам, около 1,2 х 10¹⁹Бк, включая около 7 х 10¹⁸Бк активности инертных газов. В выбросах содержалось около 3 % топлива, находившегося в реакторе во время аварии, а также до 100% инертных газов и 20-60% летучих радионуклидов. Эта современная оценка активности на момент выброса превышает оценку активности, предложенную в 1986 году компетентными органами бывшего СССР, которая была сделана в пересчете на 6 мая 1986 года.

Радионуклидный состав материала, выброшенного во время аварии, являлся сложным. Наибольшее значение с радиологической точки зрения имеют радиоактивные изотопы йода и цезия: изотопы йода, имеющие короткий период полураспада, оказывали наибольшее радиационное воздействие в начальный период аварии; изотопы цезия и стронция, периоды полураспада которых составляют десятки лет, будут оказывать большее радиационное воздействие в последующий период. Оценки активности количеств основных радионуклидов, содержащихся в выбросах следующие:¹³¹I ~ 1,3-1.8*10¹⁸Бк;¹³⁴Cs ~ 0,05*10¹⁸ Бк; ¹³⁷Cs ~ 0,09*10¹⁸ Бк. Эти величины соответствуют примерно 50-60%¹³¹I, содержавшегося в активной зоне реактора в момент аварии, и около 20-60% двух радиоактивных изотопов цезия.

Содержавшиеся в выбросах в атмосферу радиоактивные вещества широко распространились в атмосфере и в конечном итоге выпали на поверхность земли. Их можно было измерить практически во всем Северном полушарии. Большая часть радиоактивности выпала в районах, прилегающих к площадке станции, причем плотность выпадения была весьма неодинаковой. Площади территорий Беларуси, России и Украины, на которых измеренные уровни активности¹³⁷Cs превышают 37 кБк*м^-2составляют, согласно оценкам, соответственно 46500 км², 57000 км²и 41800 км²

Хронология аварии

Исходное состояние блока непосредственно перед аварией на 01 ч 23 мин 26.04.1986 г. характеризовалось следующим: мощность 200 МВт (тепл.), оперативный запас реактивности 8 стержней ручного регулирования. Ни мощность реактора, ни другие параметры реакторной установки не требовали какого-либо вмешательства ни персонала, ни автоматических устройств на протяжении периода от начала испытаний (разработанного для оценки возможности использования энергии вращения турбины в случае потеривнешней электроэнергии) до нажатия кнопки АЗ-5 аварийного останова реактора (01 ч 23 мин 40 с).

Движение стержней аварийной защиты и ручного регулирования, начавшееся по команде АЗ-5, вызвало значительные деформации поля энерговыделения реактора. Локальный рост энерговыделения после нажатия кнопки АЗ-5 таков, что за время порядка 5 секунд наблюдается рост суммарной мощности реактора в несколько десятков раз по сравнению с исходным.

Это привело к разрушению реакторного блока, выбросу радионуклидов из активной зоны. Потеря охлаждения остатков активной зоны создала условия для разогрева отработавшего топлива за счет остаточного энерговыделения и условий для дальнейшего выброса радионуклидов.

Поскольку все штатные системы контроля реакторного блока были разрушены, то необходимо было организовать сбор информации о состоянии разрушенной зоны, степени ее разрушения, радиационных полях, температуре.

За счет остаточного энерговыделения и горения графитовых блоков температура отработанного топлива превышала 2000 С⁰. В результате происходило активное диспергирование топлива и выброс радионуклидов с конвенционными потоками воздуха на высоту до 3000 м.