На чем работала аэс в чернобыле
Додумались Раскрыта настоящая причина чернобыльской катастрофы
Авария на Чернобыльской АЭС произошла 26 апреля 1986 года. Катастрофа поставила под угрозу развитие ядерной энергетики во всем мире. Вокруг станции была создана 30-километровая зона отчуждения. Радиоактивные осадки выпадали даже в Ленинградской области, а изотопы цезия обнаруживали в повышенных концентрациях в лишайнике и мясе оленей в арктических областях России.
Кипящий ад
В тепловых ядерных реакторах быстрые нейтроны не годятся для возбуждения тяжелых атомов, поэтому их кинетическую энергию уменьшают с помощью замедлителя. Медленные нейтроны, именуемые тепловыми, с большей вероятностью вызывают распад атомов урана-235, используемого в качестве топлива. В таких случаях говорят о высоком сечении взаимодействия ядер урана с нейтронами. Сами тепловые нейтроны называются так, поскольку находятся в термодинамическом равновесии с окружающей средой.
РБМК — одноконтурный реактор. В качестве теплоносителя используется вода, которая частично превращается в пар. Пароводяная смесь поступает в сепараторы, где пар отделяется от воды и направляется на турбогенераторы. Отработанный пар конденсируется и вновь поступает в реактор.
Крышка реактора РБМК
В конструкции РБМК имелся недостаток, сыгравший роковую роль в катастрофе на Чернобыльской АЭС. Дело в том, что расстояние между каналами было слишком большим и слишком много быстрых нейтронов тормозилось графитом, превращаясь в тепловые нейтроны. Они хорошо поглощаются водой, но там постоянно образуются пузырьки пара, что снижает абсорбционные характеристики теплоносителя. В результате повышается реактивность, вода еще сильнее нагревается. То есть РБМК отличается достаточно высоким паровым коэффициентом реактивности, что осложняет контроль за протеканием ядерной реакции. Реактор должен оснащаться дополнительными системами безопасности, работать на нем должен только высококвалифицированный персонал.
Наломали дров
25 апреля 1986 года на Чернобыльской АЭС была запланирована остановка четвертого энергоблока для планового ремонта и проведения эксперимента. Специалисты научно-исследовательского института «Гидропроект» предложили способ аварийного электроснабжения насосов станции за счет кинетической энергии вращающегося по инерции турбогенератора. Это позволило бы даже при отключении электричества поддерживать циркуляцию теплоносителя в контуре до тех пор, пока не включится резервное питание.
Согласно плану, эксперимент должен был начаться, когда тепловая мощность реактора снизится до 700 мегаватт. Мощность успели понизить на 50 процентов (1600 мегаватт), и процесс остановки реактора был отложен примерно на девять часов по запросу из Киева. Как только снижение мощности возобновилось, она неожиданно упала почти до нуля из-за ошибочных действий персонала АЭС и ксенонового отравления реактора — накопления изотопа ксенона-135, снижающего реактивность. Чтобы справиться с внезапной проблемой, из РБМК были извлечены аварийные стержни, поглощающие нейтроны, однако мощность не поднялась выше 200 мегаватт. Несмотря на нестабильную работу реактора, в 01:23:04 начался эксперимент.
Схема реактора ЧАЭС
Ввод дополнительных насосов усилил нагрузку на выбегающий турбогенератор, что снизило объемы воды, поступающей в активную зону реактора. Вместе с высоким паровым коэффициентом реактивности это быстро увеличило мощность реактора. Попытка внедрения поглощающих стержней из-за их неудачной конструкции лишь усугубила ситуацию. Всего лишь через 43 секунды после начала эксперимента реактор разрушился в результате одного-двух мощных взрывов.
Концы в воду
Очевидцы утверждают, что четвертый энергоблок АЭС был разрушен двумя взрывами: второй, самый мощный, случился через несколько секунд после первого. Считается, что аварийная ситуация возникла из-за разрыва труб в системе охлаждения, вызванного быстрым испарением воды. Вода или пар вступили в реакцию с цирконием в тепловыделяющих элементах, что привело к образованию большого количества водорода и его взрыву.
Шведские ученые полагают, что к взрывам, один из которых был ядерным, привели два различных механизма. Во-первых, высокий паровой коэффициент реактивности способствовал увеличению объема перегретого пара внутри реактора. В результате реактор лопнул, и его 2000-тонная верхняя крышка взлетела на несколько десятков метров. Поскольку к ней были прикреплены тепловыделяющие элементы, возникла первичная утечка ядерного топлива.
Разрушенный 4-й энергоблок ЧАЭС
Шведские ученые рассчитали, сколько ксенона образовалось в реакторе до взрыва, во время взрыва, и как менялись соотношения радиоактивных изотопов вплоть до их выпадения в Череповце. Оказалось, что наблюдавшееся на заводе соотношение реактивностей могло возникнуть в случае ядерного взрыва мощностью 75 тонн в тротиловом эквиваленте. Согласно анализу метеорологических условий на период 25 апреля — 5 мая 1986 года, изотопы ксенона поднялись на высоту до трех километров, что предотвратило его смешение с тем ксеноном, который образовался в реакторе еще до аварии.
Чернобыль: кто работает на остановленной станции
«Увидеть лося в зоне отчуждения у нас считается хорошей приметой. Особенно если он повернулся к поезду задом — мы считаем, что это к зарплате» — редакция XX 2 века поговорила с Максимом Орловым, главой профсоюза Чернобыльской АЭС, о технологических процессах снятия с эксплуатации и актуальных проблемах электростанции.
Многие по недоразумению считают, что Чернобыль остановил свою работу в 1986 году, после знаменитой аварии. Но это не так: один из энергоблоков работал вплоть до 2000 года, когда его остановили в рамках Меморандума о взаимопонимании. Но после этого фактически работа людей на станции не прекратилась — до сих пор ведётся деятельность, связанная со снятием с эксплуатации станции и с ликвидацией последствий катастрофы. Максим Орлов, работник станции с 1995 года и текущий глава профсоюза ЧАЭС, рассказывает об особенностях процессов, происходящих на станции сейчас, и о трудностях, связанных с непониманием чиновниками основных требований ядерной энергетики.
О технологиях
XX 2 ВЕК. Много ли сейчас людей работает на станции?
М. Орлов. Сейчас на самой станции работает 2300 человек, но есть ещё Управление обеспечения функционирования объектов ЧАЭС (УОФО). В сумме с УОФО нас 3000 человек (в 2011 году из предприятия выделили функции, которые направлены на обеспечение основных технологий, как то питание, транспорт, санитарно-пропускной режим, в отдельное «обеспечивающее» предприятие). А вообще в зоне отчуждения работает порядка 6,5 тысяч.
Зона отчуждения — это достаточно обширная территория, и очень специфичная, поскольку заражена радиоактивностью. Часть этой территории, десятикилометровая зона вокруг ЧАЭС, заражена трансурановыми элементами, что не предполагает никакой деятельности человека в ней, кроме промышленной. А она делится на два направления, первое — это контроль распространения радиоактивных веществ за пределы зоны отчуждения и преобразование объекта «Укрытие» («саркофаг» над четвёртым, взорвавшимся, энергоблоком) в экологически безопасную систему. Что такое объект «Укрытие» — многие знают, так как уже посмотрели сериал «Чернобыль». Второе направление — это снятие с эксплуатации самой станции, но что это такое — понимают сегодня не все — об этом сериал не рассказывает.
Атомная станция — это комплекс систем, объединённых одной задачей — выработка из ядерной энергии тепловой и дальнейшее преобразование её в электричество. В процессе работы ЧАЭС выработалось какое-то количество радиоактивных отходов, образовалось какое-то количество отработавшего ядерного топлива. Всё то, что образовалось в результате техногенной деятельности, хранится «на борту» атомной станции.
Многие спрашивают, что же мы, работники ЧАЭС, производим сегодня. Так вот, раньше мы производили электрическую энергию, а сейчас мы производим безопасность. Мы работаем с опасными средами, с опасными веществами, приводим их в безопасное состояние, насколько это возможно на сегодняшнем технологическом уровне. Безопасность сложно измерить, но можно, потому что есть критерии выхода радиоактивных веществ в окружающую среду, прописанные в «регламенте безопасности». И мы работаем, выполняя этот регламент.
Атомная станция — это не конфетная и не макаронная фабрика, её не закроешь просто так, распустив персонал. На Чернобыльской АЭС остались ядерные реакторы, они имеют активную зону.
Сейчас реакторы не содержат ядерного топлива, но сами по себе очень высоко радиоактивны. Реакторы типа РБМК-1000 (реактор большой мощности канальный) использовали графитовую кладку в качестве замедлителя тепловых нейтронов. Эта графитовая кладка осталась внутри реактора, а на четвёртом блоке она сгорела (её выкинуло взрывом, что существенным образом ухудшило ситуацию радиоактивности и в зоне отчуждения, и по всему миру). На трёх оставшихся блоках осталась масса оборудования и систем, которые хоть и выведены из эксплуатации, но представляют опасность, потому что они радиоактивно загрязнены — они работали с опасными средами, а также оказались в эпицентре крупнейшей радиационной катастрофы XX века. Для работы с ними требуется специальная подготовка персонала, специальные навыки, обучение, проверка знаний и формирование культуры безопасности (например, нельзя делать ничего того, что ты не знаешь, что ты не можешь спрогнозировать и проконтролировать, нужно находиться всегда в рамках регламента безопасности, в рамках должностных инструкций, которые определяют действия и операции).
XX 2 ВЕК. А как вы утилизируете ядерные отходы?
Но помимо отходов, связанных с нормальной эксплуатацией ядерной установки, у нас также есть отходы послеаварийные, то есть связанные с выбросом активной зоны.
XX 2 ВЕК. А где это всё размещают потом?
М. Орлов. Сейчас они располагаются во временных хранилищах, которые обеспечивают локальное хранение и локальную переработку в рамках технологического цикла атомной станции. Но это не длительное безопасное хранение. Они имеют ограниченный ресурс, ограниченный объем. Эти радиоактивные отходы необходимо потом перерабатывать, переводить в более безопасное состояние и делать для них паспорта.
XX 2 ВЕК. Что потом происходит с бетонными блоками, в которые помещаются ядерные отходы?
М. Орлов. Вообще высокоактивные отходы должны захораниваться в глубоких и стабильных геологических формациях. У нас есть хранилища в Буряковке — это в зоне отчуждения, в десятикилометровой зоне. Там отходы захораниваются путём буртования (технология от царя Гороха), когда в земле выкапывается глубокая траншея, она уплотняется, кладётся несколько слоёв гидроизоляции, и потом туда укладываются радиоактивные отходы. Сверху опять укладывается гидроизоляция, всё это закрывается, и получается такой бурт. То есть, отходы в прямом смысле закапывают в землю. Но это частичное решение, оно не может в целом решить проблему на национальном уровне.
Кладбище радиоактивной техники в Буряковке.
XX 2 ВЕК. А что делают с оборудованием, которое тоже загрязнено?
М. Орлов. По-разному поступают. Современные методы дезактивации позволяют существенно уменьшить объёмы загрязнённого оборудования. То есть, различными методами проводится дезактивация поверхности оборудования, и в том случае, когда достигается критерий снятия с регулирующего контроля, данное оборудование теряет статус радиоактивных отходов и просто превращается в металлолом, который уже можно на общих основаниях реализовывать на рынке металлолома.
Давно уже речь шла о том, что Украине необходимо проводить централизованное обращение с радиоактивными отходами. В стране есть несколько ядерных объектов — атомные станции, которые образуют радиоактивные отходы, и промышленные источники ионизирующего излучения, которые в настоящее время хранятся в так называемых центрах «Радон» в крупных областных центрах. В последние годы был сформирован централизованный Фонд по обращению с радиоактивными отходами. Основным донором в этот фонд является государственная Национальная атомная энергогенерирующая компания «Энергоатом» (укр. НАЕК Енергоатом), поскольку это самый крупный производитель атомной электроэнергии в стране. Компания рассчитывает, что на эти деньги будет организована система обращения с радиоактивными отходами, позволяющая её предприятиям передавать отходы на переработку и безопасное хранение. И всё это должно быть в рамках Украины, потому что мы не имеем права вывозить ядерные отходы на хранение за рубеж, это запрещено международным законодательством. Каждая страна, которая производит радиоактивные отходы, обязана самостоятельно решать эту проблему. Это законодательство имплементировано в Украине, и она обязана построить у себя хранилище для длительного и безопасного хранения радиоактивных отходов.
За этот период времени Фонд обращения с радиоактивными отходами наполнялся ресурсами, и для того, чтобы эти ресурсы осваивать, необходимы соответствующие технологические мощности такого вида и уровня, которых в Украине, кроме как на Чернобыльской АЭС, ещё нигде нет. Но ЧАЭС ставят палки в колеса, поэтому деньги уходят, а проблема не решается. «Энергоатом» обеспокоен ситуацией, когда они платят в Фонд обращения с РО деньги ежегодно, а на выходе они почти ничего не получают. Их собственные хранилища начинают заполняться, они понимают, что эту проблему надо всё-таки решать.
Мы поддерживаем создание системы обращения с РО в рамках государства, и хотелось бы, чтобы этим занимался коллектив Чернобыльской АЭС. Потому что нас когда-то лишили основного вида деятельности и перевели всё в снятие с эксплуатации, и теперь мы мастера во всём, что этого касается, в том числе и в обращении с РО.
То топливо, которое отрабатывает свой ресурс, вытаскивают и специальным образом перевозят в хранилище отработанного ядерного топлива. На ЧАЭС хранилище представляет собой пять сообщающихся бассейнов, наполненных химочищенной водой, и в каждом из них на специальных держателях в вертикальном положении висят сборки с отработавшим ЯТ. Вода снимает достаточно тепловыделения и замедляет нейтроны. Работники хранилища постоянно следят за температурой воды, за её составом. Если сборка повреждена, из неё начинают выделяться трансурановые элементы и уходить водный раствор. Работникам в такой ситуации нужно определить, какая сборка была повреждена, и переставить её в специальный дополнительный герметичный чехол. Это требует квалификации и постоянной работы. Уровень воды в бассейне и температура должны быть плюс-минус постоянными. Если из бассейна будет уходить вода, то может получиться история, как на Фукусиме: в топливе без воды может начаться самопроизвольная цепная реакция, даже в отработанном. Отработанное — это не значит, что оно неисправное, просто оно больше не может работать в энергетическом режиме, но в нём огромное количество урана.
Таких сборок в хранилище чуть больше 20 000. Точная цифра засекречена, но их очень много — это отработанное топливо за весь период деятельности ЧАЭС, с 1977 года по 2000 год. И вот это хранилище имеет определённый ресурс, оно может протекать, лопаться, поэтому проектом предусмотрено второе хранилище, уже сухого типа, современное, там, где это топливо будет храниться уже не в воде, а в специальных контейнерах, уже в горизонтальном виде. В сухом хранилище есть определённые системы охлаждения и контроля. Строительство хранилища такого типа в ЧАЭС уже подходит к своему физическому завершению. Я надеюсь, что как только закончится наладка оборудования, топливо с первого хранилища будет переводиться на второе. Это рядом со станцией, порядка полутора километров оттуда.
Отдельно в зоне отчуждения строится централизованное хранилище отработавшего ядерного топлива, полученного от других атомных станций Украины.
Хранилище отработанного ядерного топлива сухого типа.
О проблемах
После останова станции мы начали разрабатывать системные документы, которые определяли бы дальнейшие действия, связанные с приведением в безопасное состояние ядерных установок, основных и вспомогательных обслуживающих систем. В рамках Программы снятия с эксплуатации ЧАЭС у нас были подготовлены расчёты по персоналу, по его численности. Проблемы начали проявляться остро в начале этого года, до этого шла методичная работа по завершению непростого объекта — Нового безопасного конфайнмента (НБК). Чтобы строить такие сложные объекты, нужно предварительно получить геодезическую информацию о составе и несущей способности грунтов. Но даже когда есть информация, то когда вы начнёте копать, вы можете найти, скажем, карстовые пустоты, а значит, фундамент надо будет делать уже другой. У вас проект под один фундамент, потому что вы не знали об этих пустотах, значит надо его переделывать — всё это удлиняет и удорожает строительство проекта. Так было и с НБК: когда его начали строить, сдали делать выемку грунтов и обнаружили железнодорожные вагоны и куски ядерного топлива в земле! Никто не знал, что там оно может быть. Это увеличило сроки выполнения работ, так как ЯТ нужно специальным образом достать, упаковать, взвесить, характеризовать; каждый его кусочек, каждый грамм должен состоять на учёте, это требование законодательства. Всё это — непростое дело. А нас из-за этого упрекали в том, что проект тянется слишком долго, становится все дороже. Но здесь нельзя ничего наперёд рассчитать со 100%-ой вероятностью!
Новый безопасный конфайнмент.
Частично проблемы возникают из-за того, что сейчас ЧАЭС находится в подчинении у министерства экологии. Какое отношение имеет регулирующий орган Минэкологии к атомной энергетике? Никакого! Какое отношение он имеет к вопросам снятия с эксплуатации ядерных энергоблоков? Никакого. Когда нас остановили, нас выкинули из профильного министерства энергетики. К сожалению, нам не с кем разговаривать в Минэкологии. Эти люди совершенно чужды проблемам атомной энергетики. Очень много времени уходит на то, чтобы им объяснить очевидные вещи!
Например, Министерство экологии и Агентство по управлению зоной отчуждения поддерживают туристический бизнес в зоне радиационной катастрофы. А сегодня из-за сериала есть огромный туристический поток в зону отчуждения, причём люди едут смотреть на ЧАЭС, как на некий техно-арт-объект, уже муралы рисуют. А на самом деле, в первую очередь надо думать о том, каким рискам организаторы турбизнеса подвергают людей, которые едут в зону отчуждения. Они же ходят по радиоактивной земле, она на 35 000 лет непригодна для жизни. Это же не просто так! А они сюда людей возят, зачем они их облучают? Бизнес зарабатывает на том, что эксплуатирует чужое любопытство, а готов ли он нести ответственность за жизнь и здоровье этих людей? Что эти люди вообще знают о том, куда они приехали и к чему это может привести?! На мой взгляд, есть огромный вред от того, что выхолащивается понятие опасности радиации. Из неё делается развлекательный фетиш, а на самом деле это огромная беда.
Зачем нас перевели в Минэкологии — непонятно. Ведь наша работа востребована в атомной энергетике до сих пор: сегодня в Украине 15 атомных энергоблоков. Все они в период до 2019 года получили продление своего ресурса. Причём, некоторые — всего на 10 лет, и больше продлевать этот срок для них не будут, потому что там есть существенные изменения в металле корпуса реактора, и технологиями, которые доступны Украине, их невозможно устранить. Сегодня разработчики этих реакторов находятся в России, а всё, что касается безопасности, надо согласовывать с проектантом реактора. И это правильно, но на сегодняшнем этапе это по политическим причинам невозможно. Поэтому Украина через 10 лет встанет перед необходимостью останова блоков, один за другим, тех, которые, кстати, сегодня дают более 50 % электроэнергии в стране. Снятие с эксплуатации энергоблоков — это огромная часть работы, которой бы мог заняться коллектив ЧАЭС. Это и инжиниринговые работы, которые требуют соответствующего опыта и расчётов, и физические работы по демонтажу и по приведению в безопасное состояние систем и механизмов.
Минэкологии предлагают свой вариант построения единой вертикали технологического процесса. Вещь, безусловно, нужная, так как Украине необходима централизованная вертикаль по обращению с ядерными отходами. Мы сначала были «за». И мы сказали, что коллектив ЧАЭС готов взять на себя эту задачу. Мы сделали расчёты и презентацию, показали министру, но он сказал, что все это будет реализовываться в рамках самого министерства.
15 февраля был подписан приказ по зоне отчуждения о начале реорганизации. Из 21 предприятия путём ликвидации и объединения должно быть создано 5. Потом вышел документ о реорганизации 2 предприятий, УОФО присоединяли к ЧАЭС — путём ликвидации «ненужных» кадров. Нам сейчас нужны новые работники, а из-за реструктуризации происходит обратный процесс — сокращение кадров. Мы спрашиваем, что мы перестали делать, что повлекло сокращение? Обосновано ли оно? Покажете расчёты? Но ничего нет. А это атомная энергетика, здесь без расчётов никак нельзя! Просто кто-то что-то решил, что издаётся новая структура предприятия, структуре потом пишется штатное расписание по подразделениям, в них количество работников, уровень их квалификации, уровень зарплаты падает.
Они говорят, что не может быть два директора и два бухгалтера у одного предприятия. Ладно, это 2 человека, откуда ещё 85? Почему они оказались лишними? Например, в транспортном цехе такая ситуация: был начальник цеха, заместитель по эксплуатации и заместитель по ремонту. Они вместо двух этих замов оставляют одного, причём не по эксплуатации, а по ремонту, но расчётов по объёмам их работ не показывают. Что у них изменилось по объёмам? Если они в министерстве считают, что была завышена численность, возможно, но пусть покажут отчёты. У нас в ЧАЭС был отдел кадров и отдел организации труда и заработной платы. Два отдела соединили в один отдел, и оказалось 9 лишних человек. Работы не стало меньше! Наоборот, УОФО присоединяется, это 500 человек, их тоже надо рассчитывать. Надо добавлять численность, а они её уменьшают. По состоянию на 1 марта у нас в штатных расписаниях были вакансии. На станции это было 135 вакансий, в УОФО — ещё 35. А вакансия — это незанятое рабочее место, которое необходимо занять, и это обосновано, для него есть объёмы работ, которые надо выполнять. А потом раз — и этих вакансий нет! Не понятно, на каком основании в штатных расписаниях исключили вакансии.
Увольнения ещё не были реализованы, но их возможность нервирует людей. Им уже сказали — “Вашего рабочего места уже нет. Найдите себе что-то другое”. И они не знают, что им делать. Некоторые уже уехали в Польшу, некоторые нашли другую работу, некоторые с сердечным приступом умерли по дороге на работу. Таких было двое за два месяца.
Отток специалистов начался ещё в тот момент, когда ЧАЭС остановилась: огромное количество атомщиков, которые проработали на станции, начали искать себя за рубежом. Они уезжали в разные страны, в том числе и в Россию, они там тоже были востребованы, потому что там реакторы такого типа, как на ЧАЭС, ещё эксплуатируются. Есть масса специалистов, которые сегодня работают за границей, в Германии, в соответствующих фирмах, которые занимаются обращением с радиоактивными отходами. Они подтвердили свою компетенцию, спокойно там работают и никогда не вернутся в Украину решать эту проблему. Разве что за соответствующие деньги, которые нам здесь никто не заплатит.
Между тем, чтобы вырастить квалифицированного инженера-атомщика, нужно вложить десятки тысяч долларов на компетенцию, квалификацию, уровень работника. Просто на улице подобрать работника и сказать: «Завтра ты будешь управлять реактором или обслуживать оборудование» — невозможно, так делать нельзя. Нужен очень серьёзный кадровый подход.
ЧАЭС без персонала от радиации не защитит никого. Здесь полно ядерного топлива на борту. Если сегодня запустить процессы, которые повлекут за собой отток персонала, то потом вернуть этот персонал будет невозможно. А он может начаться — из-за необдуманного сокращения персонала в зоне отчуждения и в ЧАЭС.