Мирный атом наносит удар: крупнейшие радиационные аварии

О происшествиях, связанных с использованием мирного, но очень опасного атома, страны, владеющие ядерными технологиями, оповещают МАГАТЕ (Международное агентство по атомной энергии). Речь идет обо всех авариях выше 2 уровня опасности по международной шкале ядерных событий (английская аббревиатура INES). Всего таких уровней 7. События с 1 по 3 уровень относятся к инцидентам, с 4 по 7 уже считаются авариями.

За всю истории планеты получили 7-й, наивысший уровень опасности, две аварии. Это авария на Чернобыльской АЭС и авария на АЭС «Фукусима-1» в Японии в марте 2011 года. Несмотря на то, что с момента последней прошло уже 5 лет, ситуация на АЭС остается достаточно серьезной, продолжатся поступление зараженной воды в океан. По некоторым оценкам, катастрофа в Фукусиме уже превзошла чернобыльскую по масштабам последствий для планеты. Для Японии катастрофа в Фукусиме стала в один ряд с трагедией в Хиросиме и Нагасаки.

Землетрясение, ставшее причиной аварии, было признано самым сильным за всю историю Японии – его магнитуда достигала 8,9. С первыми толчками автоматика остановила работу 11 из 53 построенных в Японии энергоблоков. Аварийные ситуации возникли сразу на нескольких атомных электростанциях. Было установлено, что эпицентр землетрясения находился в 130 км к востоку от города Сендай (префектура Мияги). Атомные электростанции, расположенные вблизи эпицентра, пострадали больше других. На АЭС Онагава, расположенной в префектуре Мияги, загорелся первый энергоблок и была разрушена одна из турбин. Контроль над реакторами АЭС «Фукусима-2» сохранить удалось, хотя персонал станции столкнулся с серьезными проблемами, связанными с системой охлаждения. Но больше всего пострадала АЭС «Фукусима-1». Здесь произошел отказ системы охлаждения.

До аварии АЭС «Фукусима-1» входила в список 25 крупнейших атомных электростанций планеты. Она имела шесть энергоблоков общей мощностью 4,7 ГВт. В момент землетрясения три из них не работали. Оставшиеся три реактора были остановлены в штатном режиме автоматикой. Поначалу казалось, что беспокоиться не о чем. Но остановленные реакторы всегда нуждаются в охлаждении, так как еще в течение долгого времени топливные элементы активно выделяют тепло. Именно система охлаждения, как показывает практика, является слабым звеном ядерных реакторов.

Через час после остановки реакторов произошло отключение резервных дизель-генераторов, питавших систему охлаждения. Как предполагается, это произошло из-за произошедшего следом за землетрясением цунами. К слову, практически все атомные электростанции Японии расположены на побережье. После отключения генераторов и остановки системы охлаждения началась борьба с перегревом реакторов. Но взрыва избежать не удалось. На первом, третьем и втором энергоблоках произошла серия взрывов. Начался пожар на четвертом энергоблоке.

Речь, конечно, не идет о ядерном взрыве, который бывает при применении ядерного оружия. Произошел взрыв водорода, образовавшегося в результате пароциркониевой реакции при высоких температуре и паросодержании. Источником заряжения атмосферы, прилегающих территорий и океана стали как взрывы, так и пожар в хранилище отработанного ядерного топлива. Кроме того, чтобы избежать взрыва, пар пришлось сбрасывать в атмосферу, хотя при этом поступали заявления, что он будет фильтроваться от радионуклидов. Серьезным источником заражения является радиоактивная вода. Для охлаждения топлива сотни тонн воды закачиваются в поврежденные реакторы ежедневно. На станции, в резервуарах, скопилось огромное количество зараженной воды. Нет никаких гарантий, что она не просачивается в грунтовые воды и не загрязняет в дальнейшем океан.

Сейчас перед оператором станции и властями стоит задача извлечь из реакторов ядерное топливо, которое вследствие высоких температур расплавилось и соединилось с другими материалами. Вот только современный уровень развития технологий, по словам директора станции Акиры Оно, не позволяет справиться с этой задачей. Как сообщалось, в разработке технологий для извлечения топлива Японии помогут США и Франция. Совместно с Францией планируется создать роботов, способных трудиться в условиях повышенного уровня радиации. А США помогут разработать оборудование и технологии для хранения и утилизации радиоактивных отходов.

В результате аварии значительные территории были загрязнены радиоактивными веществами. Произошел крупнейший за всю историю выброс радиации в Мировой океан. Были эвакуированы более 150 тысяч жителей в радиусе 50 км от станции. Власти не знают, куда девать около 29 млн м3 радиоактивного грунта, который нужно вывезти с территорий, нуждающихся в дезактивации. Полностью ликвидировать аварийную атомную станцию планируют только к сороковым годам.

Авария на АЭС Три-Майл-Айленд (Гаррисберг, штат Пенсильвания), произошедшая 28 марта 1979 года, считается одной из трех ядерных катастроф, нанесших серьезный удар по развитию ядерной энергетики. Случившиеся аварии отпугнули общественность от ядерной энергетики, что послужило причиной заморозки строительства многих атомных электростанций.

По международной шкале ядерных событий авария получила 5 уровень – авария с широкими последствиями, и до Чернобыльской эта авария считалась самой тяжелой в мире. Конечно, с Чернобыльской катастрофой ни по масштабам, ни по последствиям эта авария не сравнится. Тем не менее, она считается самой тяжелой ядерной аварией, случившейся в США.

В отличие от аварий в Фукусиме и Чернобыле, персоналу станции удалось не допустить взрыв и разрушение реактора. Если бы это произошло, то прилегающие к станции территории подверглись бы значительному радиоактивному заражению. Здесь также не сработала система охлаждения, что привело к частичному расплавлению топливных элементов реактора. В результате в корпусе реактора скопился водород, что грозило взрывом. Специалисты сравнивают эту аварию с ситуацией на Чернобыльской АЭС за несколько мгновений до взрыва. Но в США трагедии избежать удалось.

В результате аварии радиоактивные вещества в целом остались внутри корпуса реактора. В атмосферу попали радиоактивные благородные газы и некоторое количество опасных радионуклидов, таких как, например, изотоп иода-131. Сама территория станции оказалась загрязнена радиоактивной водой, которая вытекла из первого контура реактора. Население решили не эвакуировать, хотя беременным женщинам и детям губернатор рекомендовал покинуть 8-километровую зону вокруг электростанции. Несмотря на произошедшую катастрофу, АЭС Три-Майл-Айленд и сегодня является действующей. Авария произошла на 2-м энергоблоке всего через полгода после его пуска. А первый энергоблок не пострадал и продолжает работать и сегодня.

Но до событий на АЭС Три-Майл-Айленд в СССР уже была авария на производственном объединении «Маяк». И хотя предприятие не является атомной электростанцией, эта авария превзошла американскую по уровню опасности. 6-й уровень – серьезная авария со значительным выбросом радиоактивных веществ.

ПО «Маяк» и сейчас в строю. Это один из самых крупных российских центров по переработке радиоактивных материалов. Расположенное в городе Озерск Челябинской области предприятие занимается производством оружейного плутония, радиоактивных изотопов, регенерацией и хранением отработавшего ядерного топлива. В 1949 году здесь был выработан плутоний для изготовления первой советской атомной бомбы. На территории предприятия находятся несколько промышленных реакторов, радиохимических заводов, хранилищ отработанного ядерного топлива.

Авария, случившаяся 29 сентября 1957 года, произошла в хранилище ядерных отходов. Причиной взрыва стал выход из строя системы охлаждения. Мало кто догадывается, но даже хранение ядерных отходов требует их охлаждения. Даже в отсутствие цепной реакции тепловыделение продолжается за счет радиоактивного распада продуктов деления и актиноидов (урана, плутония, тория и т. д.).

В результате коррозии и выхода из строя приборов контроля (как позже будет установлено, это произошло еще задолго до аварии) в одной из емкостей хранилища, так называемой «банке», произошел саморазогрев радиоактивных отходов – нитратно-ацетатных солей. Позже станет понятно: такая смесь при нагревании взрывается не хуже пороха. Мощность взрыва была оценена в 70–100 тонн тринитротолуола. Взрывом была полностью разрушена стальная емкость с отходами, расположенная в бетонном каньоне.  Бетонная плита перекрытия весом 160 тонн была сорвана и отброшена в сторону на 25 метров. Взрыв поднял в воздух около 20 миллионов кюри радиоактивных веществ в виде различных аэрозолей, газов и механических взвесей.

Поднявшиеся в атмосферу радиоактивные вещества были отнесены ветром в северо-восточном направлении от места аварии. В течение следующих 10 часов они выпали в полосе длиной 300–350 км и шириной 5–10 км. Подвергшаяся радиоактивному загрязнению территория площадью более 23 тыс. квадратных километров получила название Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС). В зоне заражения оказалось около 270 тысяч человек. Из наиболее подвергшихся заражению территорий были выселены жители 23 населенных пунктов. Их имущество, скот и дома были уничтожены. Большие площади земель были перепаханы и изъяты из сельскохозяйственного обращения. Уничтожен урожай. В 1968 году на подвергшейся заражению территории создан Восточно-Уральский заповедник, площадь которого составляет 16 616 га. Кыштымской авария была названа по ближайшему обозначенному на карте городу – Кыштыму, так как Челябинск-40 (ныне Озерск) на картах того времени не обозначался. Непосредственно сам город, как считается, радиоактивному загрязнению не подвергся.

Крупнейшая техногенная катастрофа планеты, которая, казалось, навсегда должна остаться первой и единственной, произошла 26 апреля 1986 года. В результате взрыва на 4-м энергоблоке Чернобыльской атомной электростанции был полностью разрушен реактор, на станции начался пожар. Следствием взрыва и горения был выброс в окружающую среду большого количества радиоактивных веществ. Облако, содержащее радиоактивные изотопы, прежде всего йода-131 и цезия-137, прошло над Европейской частью СССР, Восточной Европой и Скандинавией, отставив под собой следы от аварии. В зону загрязнения попала территория площадью более 200 тыс. км?, 70 % которой находится в границах Белоруссии, России и Украины.

Кроме того, в окружающую среду попали стронций-90 и ряд изотопов плутония. Но в силу того, что они содержались в основном в более крупных частицах, большая их часть выпала в радиусе 100 км от места аварии. И только йод и цезий распространились в атмосфере на значительные расстояния. Причем заражению подверглись и места достаточно далекие от станции. К примеру, радиоактивные осадки выпали в Ленинградской области, Чувашии и Мордовии. Кроме того, радиоактивный цезий-137 был обнаружен в лишайнике и мясе оленей в арктических областях России, Швеции, Финляндии и Норвегии.

В зону отчуждения попали города Чернобыль и Припять, а также еще несколько населенных пунктов. В то же время в Чернобыле проживают работники учреждений и предприятий Зоны отчуждения – всего около 500 человек. Население отсюда было эвакуировано после аварии: 27 апреля 1986 года. Для работников станции и членов их семей был построен новый город – Славутич. Эксплуатация станции (третьего энергоблока) продолжалась до 15 декабря 2000 года.

Существуют разные подсчеты срока, в течение которого зона заражения станет безопасной для жизни. Они варьируются от 320 лет до 24 тысяч лет. В основу расчета положено время, необходимое для распада радиоактивных изотопов (радионуклидов), концентрации радиоактивных веществ, ну и различные понимания о безопасности.

Невидимая опасность, связанная с мирным атомом, может подступить и с другой, совсем неожиданной стороны. Например, к 5 уровню опасности (что и аварию на АЭС Три-Майл-Айленд) МАГАТЕ отнесло случай радиоактивного заражения в бразильском городе Гояния, произошедший 13 сентября 1987 г. Здесь не было ни взрыва, ни пожара. Была халатность одних и неосмотрительность других. В закрытой больнице оставили установку для радиотерапии, детали которой содержали радиоактивные вещества. В результате она оказалась в руках у мародеров. Сама радиотерапевтическая капсула позже оказалась на свалке, где ее и подобрал владелец свалки. Цилиндр, заполненный голубым светящимся порошком, он принес домой и показал семье, соседям и друзьям. Его брали в руки, натирали им кожу, раздавали знакомым. Никто и не подозревал, что это хлорид цезия, содержащий радиоактивный изотоп цезий-137. За две недели серебристый порошок распространился по городу. Около 250 человек контактировали с ним и подверглись заражению. События в Гоянии привели к пересмотру норм использования радиоактивных материалов в медицине и промышленности во всем мире.

Источник