Развитие аварии. Радиоактивное загрязнение местности

Авария на Чернобыльской АЭС по своим масштабам беспрецедентна. Произошла она 26 апреля 1986 года в 1 ч 24 мин во время испытания четвертого блока. В условиях работы реактора на низкой мощности операторы в нарушение правил вывели большую часть регулирующих стержней из активной зоны и отключили несколько важных систем аварийной защиты.

На основе анализа проектных материалов, нормативно-технической документации, имеющихся в настоящее время расчетных и фактических данных по развитию аварии на четвертом блоке ЧАЭС можно сделать вывод, что главной причиной катастрофического характера аварии явилась нестабильность реактора РБМК-1000, обусловленная недостатками его конструкции.

Активная зона спроектирована таким образом, что в некоторых эксплуатационных состояниях рост паросодержания в реакторе приводит к дальнейшему росту мощности, а не ее уменьшению, как это требует принцип саморегулируемости. Увеличение мощности могло привести к разрушениям.

Ядерная авария на четвертом блоке ЧАЭС, катастрофическая динамика ее развития обусловлены в первую очередь нарушением в проекте РБМК-1000 правил ядерной безопасности в конструкции активной зоны, системы управления и защиты реактора.

На период аварии система управления аварийной защитой аппарата РБМК-1000 не обеспечивала быстрого и надежного гашения цепной реакции в аварийном режиме, не обладала достаточным быстродействием исполнительных органов аварийной защиты, отсутствовала система быстрой аварийной защиты.

В реакторах РБМК (реактор большой мощности канальный) время ввода всех стержней в активную зону было одинаковым и равным 18–21 с. Деление стержней на стержни регулирования и стержни автоматической защиты было чисто условным. Практически защита для нестабильных состояний реактора и аварийных ситуаций отсутствовала. Быстродействие в 18–21 с оказалось катастрофически недостаточным для остановки реактора.

Неверные эксплуатационные решения привели к резкому высвобождению ядерной энергии, разогреву активной зоны реактора и теплоносителя, что и обусловило паровой взрыв.

В результате была сдвинута тысячетонная крышка реактора. Из активной зоны были выброшены графит и радионуклиды, соответствующие по своему составу продуктам деления отработанного ядерного топлива в реакторе.

В результате мощного взрыва газо-аэрозольное облако, содержащее радиоактивные вещества, достигло высоты 1,8 км и начало перемещаться воздушными потоками в северо-западном и северном направлении через западные и центральные районы Беларуси.

Повреждение реактора вызвало приток воздуха, что привело к возгоранию графита. С потоком горячего воздуха и продуктами горения выбрасывалось большое количество радионуклидов.

Интенсивный процесс выбросов радиоактивных веществ из реактора продолжался в течение 10 сут.

Четырехдневный период увеличения выброса (2–5 мая) вплоть до заглушения реактора соответствует стадии саморазогрева топливной массы до 2000°С за счет остаточного тепловыделения и нарушения теплосъема при засыпке реактора с вертолета различными материалами (песок, бор, свинец), максимум выбросов приходится на 5 мая 1986 года.

При высокой температуре начали испаряться и тугоплавкие радионуклиды: цирконий, барий, стронций и др.

При высокой температуре начали испаряться и тугоплавкие радионуклиды: цирконий, барий, стронций и др. Благодаря принятым мерам по снижению температуры активной зоны реактора выбросы после 5 мая 1986 г. снизились и полностью прекратились после завершения строительства «саркофага».

На рис. 29 представлена временная зависимость выбрасываемой активности от момента взрыва и до заглушения реактора.