Реактор большой металлический круглый
Обновлено: 28.09.2024
35 атомных энергоблоков вырабатывают около 19% всей электроэнергии в нашей стране. 20 ВВЭР, 10 РБМК, 3 ЭГП и 2 БН трудятся на благо Родины.) Сейчас разберёмся,что всё это из себя представляет.
Итак.
ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор
Научный руководитель: Курчатовский институт.
Разработчик: Гидропресс
АЭС: Балаковская, Калининская, Кольская, Ленинградская, Нововоронежская, Ростовская. (Еще строятся на Курской-2 , Лениниградской-2, на этапе ввода в эксплуатацию Нововоронежская-2).
"Модели": ВВЭР-210, ВВЭР-365, ВВЭР-440, ВВЭР-1000, ВВЭР-1200, ВВЭР-ТОИ(проект).
Реактор ВВЭР - гетерогенный, на тепловых нейтронах, энергетический, корпусной. Теплоноситель - вода под давлением, она же замедлитель (отсюда "водо-водяной"). Топливом служит диоксид урана (UO2). Обогащение по урану-235 низкое, 2-5%. Для управления цепной реакцией используется борное регулирование и стержни системы управления и защиты (еще для компенсации реактивности имеется выгорающий поглотитель, но его как-то перемещать не будешь, он сам исчезает, т.е., выгорает, со временем).
*Борное регулирование - это изменение концентрации борной кислоты (бор - отличный поглотитель нейтронов) в теплоносителе. Позволяет добиться достаточно равномерного энерговыделения, но больше подходит для компенсации медленных эффектов реактивности.
ВВЭР - наверное, чуть не самый распространенный реактор. Один из наиболее удачных (если так можно сказать) энергетических реакторов.
АЭС с ВВЭР имеют двухконтурную схему. В первом контуре находится вода под большим давлением. Вода проходит через активную зону, нагревается, попадает в парогенератор, где отдает своё тепло воде второго контура, а потом снова идёт в активную зону. Вода второго контура нагревается, испаряется, пар идет на турбину. (После турбины конденсируется и возвращается в парогенератор.)
Самый первый энергоблок с ВВЭРом имел электрическую мощность всего лишь (по современным меркам) 210 МВт. Новейшие же энергоблоки с ВВЭР-1200 - уже 1200 МВт.
Подробно сейчас расписывать не буду (и про остальные реакторы тоже), скажу лишь, что ВВЭР-1200 и ВВЭР-ТОИ полностью соответствуют новым, "постфукусимским" требованиям к безопасности и имеют пассивные системы безопасности. Кстати говоря, все работающие у нас энергоблоки соответствуют этим новым требованиям.
1.
Корпус ВВЭР-1000
2.
Балаковская АЭС. Там работают четыре энергоблока с ВВЭР-1000. Кстати, лучшая АЭС по культуре безопасности 2018 года.
РБМК - реактор большой металлический круглый. Шучу! Реактор большой мощности канальный.
Научный руководитель: Курчатовский институт
Разработчик: НИКИЭТ
АЭС: Курская, Ленинградская, Смоленская (Чернобыльская и Игналинская в Украине и Литве соответственно)
"Модели": РБМК-1000, РБМК-1500
РБМК - энергетический, гетерогенный, на тепловых нейтронах, большой мощности, графитово-водный, кипящий. Теплоноситель - вода, замедлитель - графит. Канальный. Топливо - UO2, с обогащением 2,8% по урану-235.
*описание на примере РБМК-1000
Основные конструктивные элементы - графитовая кладка и металлоконструкции. Металлоконструкции выполняют роль защитных и несущих конструкций реактора. Графитовая кладка служит замедлителем и отражателем нейтронов, основа активной зоны. Она заключена в герметичный кожух и представляет из себя цилиндр, набранный из очень большого количества графитовых блоков с отверстиями в центре. В эти отверстия вставляются металлические трубы -
каналы для ТВС и стержней системы управляения и защиты. Теплоноситель подается (и отводится) в каждый канал отдельно, для этого под (и над) реактором имеется ну ооочень много труб. Графитовая кладка и металлоконструкции продуваются газом.
АЭС с РБМК работают по одноконтурной схеме. Вода, проходя через активную зону, частично испаряется (паросодержние на выходе из а.з. составляет что-то вроде 14%). Паро-водяная смесь поступает в барабан-сепаратор, там происходит отделение мух от котлет: пар идёт на турбину, а вода, смешиваясь с питательной водой - обратно к главным циркуляционным насосам и в реактор. Пар, отработав на турбине, конденсируется в конденсаторе, становится питательной водой и попадает в барабан-сепаратор (вот откуда берётся пит.вода).
Главное достоинство РБМК заключается в том, что благодаря канальной архитектуре (не очень люблю это словосочетание, но как еще сказать, не знаю) можно проводить замену топлива прямо на мощности, "на ходу", не останавливая и не разбирая пол реактора, как например, на ВВЭР. Ещё один "плюс" - в таком реакторе можно нарабатывать различные изотопы. Например, на всех действующих АЭС с РБМК нарабатывают кобальт-60, который используется в ядерной медицине и многих отраслях промышленности.
А ещё для РБМК не требуется делать и везти с завода корпус, который бы выдерживал большое давление, как для ВВЭР, всё собирается на месте. Это снимает ограничения, связанные со способностью предприятий изготавливать огромные сосуды, предназначенные для работы под давлением. (В РБМК давление тоже не атмосферное, но ниже, чем в ВВЭР.) И можно хоть до безобразия увеличивать активную зону, а значит, и мощность, раз реактор такой "конструктор". Был проект РБМКП электрической мощностью 2400 МВт, в котором а.з. предполагалась прямоугольная и ещё больше, чем сейчас, но от него отказались. (Интересно, как они представляли себе управление таким монстром? Совсем ВИУРов не жалели.))
К недостаткам, наверное, стоит отнести очень большую активную зону - диаметр 11,8 м, высота - 7 м. Из-за этого энерговыделение неравномерное, много критических масс, а на малых уровнях мощности реактор вообще похож на несколько маленьких, живущих каждый своей жизнью. Всё это создаёт определённые трудности в управлении.
Думаю, многие скажут "а вот в Чернобыле как раз РБМК взорвался!". Предвидя это, сразу говорю. После аварии 26 апреля 1986 реакторы модернизировали. РБМК до Чернобыля и после - почти что два разных реактора. Следующий пост будет посвящен как раз модернизации и всему РБМК. А пока хватит с него.)
ЭГП-6 - энергетический геторогенный петлевой с 6-ю петлями циркуляции.
Научный руководитель: ФЭИ
Конструктор: НИКИЭТ
АЭС: Билибинская
Мощность блока (электрическая) - 12 МВт
Построено реакторов: 4
Реактор ЭГП - на тепловых нейтронах, энергетичсекий, гетерогенный, канальный, графитово-водный, малой мощности. Топливо - UO2, обогащение по урану-235 - 3-3,6%.
"Младший брат" РБМК.) Как и у РБМК, графитовая кладка заключена в цилиндричесеий кожух. Кладка так же набрана из графитовых блоков с отверстиями для каналов под ТВС и стержни СУЗ. Только количество всего этого поменьше. И циркуляция теплоносителя - естественная.
АЭС с ЭГП-6 работает по одноконтурной схеме.
Наверное, это самый удачный проект советсткой "мини-АЭС". Все четыре энергоблока Билибинской АЭС отработали положенные 30 лет, и срок эксплуатации продлили до 45ти лет. Первый блок остановлен в 2018 году.
БН - на быстрых нейтронах.
Научный руководитель: ФЭИ
Конструктор: ОКБМ Африкантов
АЭС: Белоярская, Шевченковская
"Модели": БН-350, БН-600, БН-800, БН-1200 (проект)
Главное достоинство реакторов на быстрых нейтронах - возможность воспороизводства топлива. Такой реактор производит больше топлива, чем потребляет. Это как положили в печку три полена, а когда она протопилась, достали четыре. Это возможно благодаря тому, что в "быстром" реакторе уран-238 лучше поглощает нейтроны и после двух бета-распадов превращается в делящийся плутоний-239, который можно использовать в качестве топлива как для самого БНа, так и для "тепловых" реакторов. Такая особенность позволяет вовлечь в топливный цикл неиспользуемй сейчас уран-238, которого в природе 99,3%, и обеспечить нам запас ядерного топлива ещё на тысячи лет. И заодно уменьшить количество радиоактивных отходов. "Мелочь, а приятно".)
Ещё в БНах нет положительных эффектов реактивности. Это значит, что цепная реакция не выйдет из-под контроля и, в случае чего, реактор сам себя притормозит.
Запас до кипения у натрия очень большой, давление намного ниже, чем в ВВЭР.
АЭС с БН работает по трёхконтурной схеме. В первом контуре радиоактивный натрий циркулирует через активную зону. Пройдя через неё, он попадает в промежуточный теплообменник, отдаёт теплоту натрию второго контура и возвращается в активную зону. Натрий второго контура нагревается в промежуточном теплообменнике и попадает в парогенератор, где нагревает воду третьего контура. Вода нагревается, испаряется, пар идёт на турбину. После турбины конденсируется и поступает обратно в парогенератор.
Второй натриевый контур сделан для безопасности, чтобы в случае межконтурной течи радиоактивный натрий не соприкоснулся с водой. Давление во втором контуре выше, чем в первом, поэтому, если что, потечет из второго в первый, но никак не наоборот.
В настоящее время работают только два энергетических реактора на быстрых нейтронах, БН-600 и БН-800. И оба у нас в России, на Белоярской АЭС. БН-350 работал в Казахстане, на Шевченковской АЭС, сейчас остановлен для вывода из эксплуатации.
Вроде всё. Потом постараюсь подробнее рассказать обо всех этих (и не только) реакторах.
Какие реакторы работают на АЭС России
Радиоактивные мысли диванных ядерщиков
Poison, возможно разогнать автомобиль больше его конструктивной скорости - например спускаясь с возвышенности.
Радиоактивные мысли диванных ядерщиков запись закреплена
— . дуют. В рот ты ебаный. Ты пидорас.
— Масечку видел, Леонид Алексеевич?
— Дай.
— Леонид Алексеевич, Масечку видел?
— Видал. Тебя поднимут. Ты меня поднимал! Ты хотел меня на станцию!
Показать полностью.
— Да ты охуел, чтоль?
— Да. Пизди меня. Ты Вовку Правика подымай. Ты меня, блядь, только тронешь. Я! Оперативная машина. Меня поднимут, а тебе на Припять вышлют. Внатуре. Я тебе клянусь. Я пожара не боюсь. Ты придёшь ко мне. Я тебе сказал, подымай начсостав. Правик встанет — третий сигнал подтвердит.
— Я блядь сказал нахуй!
— Иди на хуй, гондон! Иди, тварь, пидорас. Зверь. Шакал. Тебя на Припять вышлют нахуй! Почему ты мне подтвержение не даёшь? Мне без Танечки я горю. Тебя задует. Кто? С крыши. Эта начсостава поднимала, и будет поднимать. А я на Союзатомэнерго выходить буду. Я оперативная машина. Я оперативная машина.
— Да мы в курсе.
— Слушай.
— А ты чё мне-то звонишь, тут ещё кроме меня частей глянь сколько вызвано.
— В Припять я их шлю!
— Да мы тебя тоже посылаем.
— Меня? Я поеду на выезд. Я оперативная машина.
— В Припять едешь?
— Они будут надо мной созваниваться.
— А чё в зиле, дед? Чё в зиле?
— На! Будешь тушить? На, тварь. На, давай. На, вода. Вот щас один залил, блядь, ведро. Я говорю, я тебя в Припять вышлю. Тебя подымут.
— Кого? А.
— Тебя!
— А его, а его?
— А его, блядь. Он завтра придёт ко мне и голоса в трубке принесёт мне женские.
— Кто б ему назвонил женские голоса?
— Ты отвали на хуй. Ты не звони.
— Я понял, Леонид Алексеевич.
— Ты не звони.
— Иди на хуй, повернись.
— Ты не звони надо мной. Слушай, я пожарный, у меня во — облученный. Ты меня тронь, ты меня тронь! У меня есть в ВПЧ и на Межгорской улице. Начсостав не родный мне тама. Вас поднимут! Вас поднимут! Вас поднимут. Я тебе клянусь.
— Ребятишки, не трожьте, он замначальника по Киевской области, не трожьте его.
— Я подыму, я их в рот ебал! Я во время аварии, блядь, на лучи свистел! У меня Танечка убили на хуй! Масечка убили! Я в рот вас ебу, я в блок потушили. Ребята, Правик. Правик встанет.
— Пошёл ты на выезд.
— Ты! Меня так поднял. Ты, сука, будешь подтверждать. Начальник смены станции ты ебаный. Ты пидорас! А я начсостав поднимал. Смотри, блядь. Тебе, сука виднее, вот. Вызвонили у меня эти зилы. Впчшников! Я их в рот ебу. Пидорасы. Он в пожарной работает, его выгнали на хуй. Емальцев, хуяльцев, всех! Не смотри, что ты, блядь, на зиле катаешься. Пидорас.
Прыгает значит с верхней отметки ВТ-2 Топтунов. Ну, жизнь не мила, все обижают, зачем дальше терпеть эту смену.
Летит значит мимо 3 балкона ВТшки и тут его кто-то ловит за ногу
"В Жопу дашь - затащу обратно"
"Да нет, что вы!"
Показать полностью.
рука отпускает, Топтунов летит дальше, хоть и понимает, какую глупость совершил.
Пролетает мимо крыши главного корпуса - кто-то опять ловит его.
"В рот возьмешь?"
"Ни за что!"
Летит дальше, хоть и сильно уже жалеет о своём суициде.
В итоге уже из даэраторной этажерки его опять ловят.
"И в жопу дам, и в рот возьму. " - Возглашает бедный Леонид.
Внезапно слышен голос Дятловa:
"Блядь, там одни имбецилы долбанные, а тут одни пидоры летают!"
В дурке введён запрет на шутки про В*Ч-2, Т*нечку, Мас*чку.
Больше этой раковой хуйни не будет.
Алексей, Крыша горит? Да и хуй с ней! У нас есть еще 3 энергоблока, я сделаю эксперимент по выбегу турбогенератора вовремя!
Шайтан брррр брррр арба тррррр
Радиоактивные мысли диванных ядерщиков, замените "Галочка" на "Танечка" и получите "Самый страшный разговор 21 века".
Старший помощник начальника пожаротушения управления пожарной охраны киевской области Леонид Осецкий был добрый и веселый человек.
Один раз он дежурил на ночной смене.
Толстая диспетчерша областного управления очень любила издеваться над добрым и веселым офицером. Осецкий терпеть ее не мог и часто называл тупой пиздой.
— Ну что, Леонид Алексеевич, — сказала толстая диспетчерша, услышав Осецкого. — Про подтверждение небось спросишь? Любишь пожары-то?
— Обожаю, — сдержанно ответил Леонид.
Показать полностью.
— А ты начсостав сам подымал, чтобы вот так командовать? — вкрадчиво спросила вдруг диспетчерша. — Ты вообще когда-нибудь подымал начсостав А, Леонид Алексеевич?
— Я? Подымал начсостав? — переспросил Осецкий.
— Ты в уши долбишься, Леонид Алексеевич?
— Нет, — сказал Осецкий. — На оба вопроса — нет.
Помощник начальника умел быть лаконичным.
— Вот подыми сначала, а там поговорим, — триумфально закончила диспетчерша.
— Секундочку, — сказал Осецкий. — Если я буду подымать начсостав, то нахуя мне тогда, тупая ты пизда, разговаривать сейчас с тобой?
— Меня, Леонид Алексеевич, твои запарки совершенно не ебут — спокойно парировала диспетчерша. — Делать мне больше нехуй, как вместе с тобой подтверждать вызов. Начсостав тебе подниму. А подтверждение — во, — диспетчерша показала мозолистый кукиш, для убедительности схватив себя за локоть.
Леонид Алексеевич задумался.
— А ты-то, — наконец произнес он, — ты-то сама начсостав подымала?
— Подымала, голубчик, подымала, — сказала продавщица. — Да я столько начсостава подняла, что ты бы всю жизнь звонил, да еще и детям бы твоим осталось.
— У меня нет детей, — сообщил Осецкий.
— Это пиздец какой-то, — сказала диспетчерша. — Детей у него нет, подымать начсостав он не умеет и не хочет, а только и знает, что честных диспетчерш заебывать.
— Это ты честная диспетчерша, что ли? — заинтересовался Осецкий. — Да у тебя ебало как у Танечки. У честных людей лица другие.
— А что Танечка? Чем тебе теперь Танечка не угодила? Да она, если хочешь знать, тоже подымала начсостав. Эх ты, Леонид Алексеевич.
Осецкий неуверенно потоптался на месте.
— Ладно, хуй с ним — махнул он рукой. — Давай подымай начсостав.
— Запомни, Леонид Алексеевич: горит крыша — между третьим и четвертым блоком, — довольно сказала диспетчерша. — Крепко запомни.
— Запомню, — сказал Осецкий с ненавистью. — Крепко запомню.
На утро Леонид Алексеевич вернулся в Киев в управление.
— Чего тебе? — спросила диспетчерша.
— Подтвердили, сквозь зубы ответил Осецкий.
— Что подтвердили?
— Тебя, суку, забыл спросить. Поднимай всю республику.
— За такую грубость могу и трубкой по ебальнику… — промямлила диспетчерша.
— Давай звони, говорю.
Диспетчерша подняла общереспубликанскую тревогу.
— А теперь подтверждай.
— Что подтверждать?
— Вызов подтверждай.
— С какого перепугу? Сам подтверждай.
— Я сказал подтверждай, сказал Осецкий и опустил продавщицу мордой в тряпки пожарных. — Что, нравится?
Продавщица покорно облизала сапоги и посмотрела на помощника начальника испуганными глазами.
Советский реактор РБМК: 35 лет после Чернобыльской катастрофы
Тридцать пять лет назад на АЭС Форсмарк в Швеции сработала система предупреждения о радиационной опасности. После расследования было установлено, что источником радиации была не сама электростанция, а нечто, находящееся за её пределами. В итоге, с учётом направления господствующих ветров, было выяснено, что радиация пришла с советской территории. Советское правительство, после некоторых политических распрей, признало, что источником радиационного заражения была Чернобыльская атомная электростанция, на которой произошла авария.
Причины катастрофы были тщательно исследованы и сейчас у нас есть достаточно хорошее понимание того, что тогда случилось. Возможно, самый важный урок, который человечество вынесло из Чернобыльской катастрофы, заключается в том, что её причиной нельзя назвать недочёты конкретного реактора, или неправильные действия персонала в зале управления АЭС, или особенности отдельно взятого тоталитарного режима. Причиной происшествия такого масштаба стала целая цепь событий.
В пользу этой идеи говорит тот факт, что оставшиеся реакторы серии РБМК, включая три установки на Чернобыльской АЭС, функционировали без заметных проблем с 1986 года, а девять из них работают до сих пор. В ходе международного расследования причин возникновения Чернобыльской катастрофы в соответствующих отчётах МКГЯБ постоянно говорится о недостаточном уровне «культуры безопасности».
Анализ обстоятельств, которые привели к созданию четвёртого энергоблока Чернобыльской АЭС и к последующему его использованию, потенциально опасному, может дать человечеству множество знаний о предотвращении катастроф. Это — история о том, какую важную роль культура безопасности играет в отраслях промышленности, где цена аварий измеряется человеческими жизнями.
▍Анатомия катастрофы
За два года до аварии на Чернобыльской АЭС, в ночь на 3 декабря 1984 года, в индийском городе Бхопал погибло более двух тысяч человек. Тогда на близлежащем химическом заводе компании Union Carbide India Ltd случился выброс смертельно опасного вещества — метилизоцианата. В последующие годы умерло ещё более тысячи человек, а общее число пострадавших составило около полумиллиона.
Резервуар E610 — источник смертоносного газа
Заражённые почва и грунтовые воды вокруг завода, теперь заброшенного, до сих пор представляют опасность, но люди продолжают жить в тех местах.
К катастрофе в Бхопале привели низкий уровень технического обслуживания оборудования, неисправные средства защиты, а также — отсутствие культуры безопасности. Всё это вместе позволило воде проникнуть через неисправные вентили в резервуар с метилизоцианатом, что привело, в результате экзотермической реакции, к образованию смертоносного газа. Американская компания-владелец завода (теперь она называется The Dow Chemical Company) не очистила место аварии после закрытия завода в 1986 году. Теперь эта задача возложена на местные власти.
Катастрофа 1986 года в Чернобыле во многом похожа на аварию в Бхопале. В частности — недостаточным уровнем культуры безопасности. Всё началось ещё на этапе проектирования реактора РБМК (реактор большой мощности канального типа), когда, ради экономии, было решено использовать природный уран, а не обогащённый уран-235. Это означало увеличение размеров реактора, что привело к принятию решения о том, что в конструкции реактора не нужен корпус, который имеется у реакторов других типов (например — у корпусных водо-водяных энергетических реакторов, ВВЭР). Корпус РБМК оказался бы слишком большим и слишком дорогим.
В РБМК имеется множество систем обеспечения безопасности, включая применение независимых петель контура охлаждения реактора, использования системы аварийного охлаждения реактора (САОР) и системы аварийного отключения реактора (SCRAM). Но там не было чего-то такого, что не дало бы операторам реактора по собственному усмотрению отключить все эти системы безопасности. В результате то, что должно было стать простым испытанием турбогенератора в режиме выбега (что предусматривало использование кинетической энергии, запасённой во вращающемся роторе турбогенератора, для выработки электроэнергии, необходимой для питания циркуляционных насосов в аварийной ситуации), превратилось в катастрофу.
▍Игры с реактивностью реактора
У каждого легководного реактора, где для охлаждения ядра реактора используется обычная вода, есть два основных параметра, которые позволяют узнать о том, в каком режиме работает реактор — в номинальном, или нет, отклоняясь от него в большую или меньшую сторону. Они имеют отношение к реактивности реактора — к количеству нейтронов с определённой скоростью (температурой нейтронов), присутствующих в некий момент времени в нейтронном эффективном сечении используемого в реакторе топлива.
В случае с ураном-235 необходимы так называемые тепловые нейтроны, но в ходе цепной ядерной реакции производится множество более быстрых нейтронов (их называют «быстрыми нейтронами»). Быстрые нейтроны могут быть замедлены до состояния тепловых нейтронов с использованием замедлителей нейтронов. Это повышает реактивность реактора. Для снижения реактивности реактора используются поглотители нейтронов, которые могут быть представлены водой и управляющими стержнями, которые часто делают из карбида бора.
В большинстве легководных реакторов обычная вода используется и для замедления нейтронов, и для поглощения нейтронов. А это значит, что если реактивность реактора возрастает, повышается скорость закипания воды, что увеличивает количество пара. Появление пара означает ухудшение возможностей замедления нейтронов, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению количества имеющихся тепловых нейтронов, что создаёт цикл отрицательной обратной связи. Это — то, что называется отрицательным паровым коэффициентом реактивности.
Верхняя часть реактора РБМК Ленинградской АЭС
У интересующего нас реактора РБМК второго поколения много общего с прототипом ядерного реактора первого поколения, в котором используется графитовый замедлитель. Собственно говоря, в РБМК графит тоже использовался в роли замедлителя нейтронов. Хотя это позволяло применять природный уран, это ещё и означало то, что РБМК работал с положительным паровым коэффициентом реактивности. Когда вода в контуре охлаждения реактора закипала и в ней возникали пузырьки, её возможности по поглощению нейтронов ухудшались, а эффект замедления нейтронов не менялся, что создавало возможность возникновения бесконтрольной ядерной реакции.
Эта неоднозначная особенность была признана приемлемой, так как она позволяла реакторам РБМК выдавать тепловую мощность, значительно превышающую ту, которую обеспечивали западные реакторы того времени. Предполагалось, что у хорошо обученного персонала не будет проблем с управлением реактором РБМК.
Как уже было бесчисленное количество раз доказано, например, когда затонул Титаник, менеджеры и маркетологи регулярно берут верх над инженерами. Любая катастрофа, которой можно было бы избежать за счёт правильного обслуживания техники и тщательного обучения персонала, становится неизбежной в условиях отсутствия культуры безопасности.
▍Закон Мёрфи в действии
Когда было запланировано отключение четвёртого энергоблока Чернобыльской АЭС для обслуживания, было решено провести на нём эксперимент с турбогенератором, для чего была отключена САОР. Но, прямо перед тем, как было запланировано начать эксперимент, решено было оставить реактор в работающем состоянии ещё на 11 часов, так как энергосеть нуждалась в энергии, вырабатываемой энергоблоком. Эта задержка привела к тому, что персонал дневной смены, который и должен был проводить эксперимент, сменился сотрудниками вечерней смены. Им, как результат, из-за отключённой САОР, пришлось вручную регулировать вентили гидравлической системы реактора.
Когда на службу пришли работники ночной смены, ожидающие, что им придётся иметь дело с остановленным и остывающим реактором, им сообщили о том, что эксперимент должны проводить они. Это означало, что мощность реактора нужно было снизить, перейти с полной мощности к 700 — 1000 МВт (тепловых), а потом — прекратить подачу пара на турбину.
Схема контуров охлаждения РБМК
У реактора РБМК есть одна особенность, которая выражается в том, что он крайне нестабилен и сложен в управлении на низких уровнях мощности. Учитывая положительный паровой коэффициент реактивности, несовершенство конструкции управляющих стержней и образование, в качестве побочного продукта работы реактора, ксенона-135, поглощающего много нейтронов, мощность реактора упала менее чем до 100 МВт. Это привело к тому, что операторы начали убирать всё больше и больше управляющих стержней (включая стержни, имеющие отношение к автоматической системе управления) в попытке увеличить реактивность реактора. Это позволило реактивности медленно вырасти и дойти до уровней, близких к тем, которые требовались для проведения эксперимента.
Поток охлаждающей жидкости в ядре реактора был усилен для получения большего количества пара, но это понизило реактивность, поэтому два насоса были остановлены для того чтобы снова повысить реактивность реактора. В этой ситуации, когда практически все управляющие стержни были вынуты из реактора, и когда были отключены все системы безопасности, эксперимент свернули, несмотря на то что падение мощности, выдаваемой замедляемым генератором, привело к понижению давления воды, охлаждающей реактор. И, наконец, было принято решение воспользоваться системой аварийного отключения реактора, что привело бы к сравнительно быстрому вводу управляющих стержней в реактор для его остановки.
Стержни вытесняли воду из каналов, создавая пустоты, а графит на концах стержней способствовал повышению реактивности реактора. В результате роста реактивности в нижней части реактора теплоотдача реактора подскочила примерно до 30000 МВт (при номинальной теплоотдаче в 3000 МВт). Вода, охлаждающая реактор, немедленно закипела, циркониевая оболочка топливных стержней расплавилась, она прореагировала с паром, а в результате этой реакции выделился водород.
Первым взрывом (возможно, его причиной стал перегретый пар) сбросило крышку реактора и повредило крышу здания. Второй взрыв, который произошёл через несколько секунд (это, вероятно, взорвалась смесь водорода с кислородом), разрушил ядро реактора и прекратил цепную ядерную реакцию. Всё, что осталось от реактора №4, представляло собой разбросанные повсюду радиоактивные фрагменты ядра реактора и раскалённый кориум — лаваподобная масса, состоящая из компонентов расплавленной активной зоны ядерного реактора, которая затекла в подвал здания реактора. Тем временем в ядре реактора загорелся графит, в воздух поднялся столб радиоактивного дыма, что и привело к тому, что в Швеции обнаружили следы радиационного заражения.
▍Конец эпохи РБМК
В наши дни всё ещё работают девять реакторов РБМК. Все они расположены в России. А три реактора, оставшиеся на Чернобыльской АЭС, были постепенно выведены из эксплуатации. Работающие реакторы РБМК усовершенствовали, учтя опыт катастрофы. А именно, речь идёт о следующих улучшениях:
- Использование топлива с более высоким уровнем обогащения урана, что позволяет скомпенсировать наличие дополнительных управляющих стержней.
- Использование большего количества поглотителей нейтронов для стабилизации реактора на низких уровнях мощности.
- Ускорение работы системы аварийного отключения реактора (12 секунд вместо 18).
- Ограничение доступа к органам управления реактором, отключающим системы безопасности.
Учитывая то, что реакторы типа РБМК и подобные им в наши дни совершенно не пользуются поддержкой общественности, в России будущее атомной электроэнергетики строится на реакторах типа ВВЭР. В частности, речь идёт о реакторе ВВЭР-1200, относящемуся к поколению 3+. В таких реакторах обычная вода используется для замедления нейтронов, для охлаждения реактора, а так же — для поглощения нейтронов. Такие реакторы, при создании которых соблюдаются международные стандарты безопасности, заменят в будущие годы оставшиеся на российских атомных электростанциях реакторы РБМК.
▍Всё дело — в культуре безопасности
Интересным противопоставлением идее о том, что реактор РБМК так опасен из-за положительного парового коэффициента реактивности, являются принципы, по которым построены реакторы CANDU (Canada Deuterium Uranium — тяжеловодные водо-водяные ядерные реакторы производства Канады). Эти реакторы привлекают к себе так мало внимания, что обычные люди, не являющиеся гражданами Канады, обычно не знают о том, что в Канаде есть атомная промышленность, и о том, что Канада экспортирует эти реакторы во многие страны.
При этом в реакторах CANDU изначально использовался природный уран и они отличаются положительным паровым коэффициентом реактивности. Но, несмотря на это, активные и пассивные системы защиты таких реакторов способны предотвратить нечто вроде тех ошибок персонала, которые были совершены в Чернобыле, или что-то вроде частичного расплавления активной зоны реактора (при отрицательном паровом коэффициенте реактивности) при аварии на АЭС Три-Майл-Айленд. В последнем случае оператор взял на себя управление системой безопасности, в результате события развивались по сценарию, напоминающему неудачный эксперимент в Чернобыле.
Похожие причины лежат в основе аварии на АЭС Фукусима-1, которая произошла в 2011 году в Японии. Об этом говорится в отчёте Национального парламента Японии. Низкий уровень культуры безопасности и широкое распространение коррупции, доходящей до высших правительственных кругов, привело к тому, что системы безопасности электростанции не поддерживались в актуальном состоянии. АЭС не вполне соответствовала стандартам устойчивости к землетрясениям. Она не была модернизирована в соответствии с рекомендациями американской регулирующей организации.
Разлив смеси угольной золы и воды из отстойника (угольная электростанция в Кингстоне, аэрофотоснимок)
Но, даже учитывая вышесказанное, происшествия на атомных электростанциях чрезвычайно редки, благодаря чему атомная энергетика входит в число самых безопасных форм генерирования электроэнергии (с учётом количества выработанной энергии). Пожалуй, даже большее беспокойство, чем отдельные инциденты, вызывает то, что низкая культура безопасности характерна не только для атомной промышленности. Похожая ситуация наблюдается и во многих других сферах, о чём красноречиво говорят авария в Бхопале и другие крупные техногенные катастрофы. В США за расследование происшествий в сфере химической промышленности отвечает Совет по химической безопасности и расследованию угроз (Chemical Safety and Hazard Investigation Board, CSB).
CSB занимается, помимо подготовки официальных отчётов, съёмкой документальных фильмов, которые можно найти на его YouTube-канале. Авторы этих материалов стремятся донести до сознания читателей и зрителей тот факт, что культура безопасности — это не что-то такое, что можно принимать как данность, или что-то такое, на что можно вообще не обращать внимания, не опасаясь каких-либо проблем. В США, несмотря на то, что режим там вовсе не тоталитарный, почему-то регулярно происходят промышленные катастрофы, которые убивают и калечат сотни человек.
Из отчётов CSB можно сделать вывод о том, что, хотя радиоактивные материалы и могут выглядеть довольно-таки страшными, не стоит недооценивать опасность чего-то, на первый взгляд, совершенно невинного, вроде древесных опилок или муки. И если хотя бы допускать существование опасных ситуаций — это уже будет первым шагом к тому, что кто-то сможет назвать худшим рабочим днём в своей жизни. У этого правила нет исключений.
▍В безопасности нет такого понятия, как «Я»
Никому не хотелось бы быть тем самым членом команды, которому приходится указывать другим на очевидные огрехи в безопасности, связанные с конструкцией каких-то устройств или с выполнением каких-то процедур. И, точно так же, никого не прельстит перспектива быть стукачом, который закладывает своих коллег, нарушающих правила техники безопасности. Но, в то же время, один человек не в состоянии склонить целую компанию или страну к совершенствованию процедур обеспечения безопасности.
Для того чтобы создавать и внедрять правила безопасности, для того, чтобы им следовать, не нужно прилагать непомерных усилий. Но, если безопасности уделяется мало внимания, значит — возникновение очередной катастрофы, которую легко можно было бы предотвратить, это — лишь вопрос времени, в чём бы такая катастрофа ни выражалась. Правила безопасности нельзя назвать чем-то невероятно привлекательным или вызывающим всеобщее восхищение. Но часто они представляют собой именно ту границу, которая отделяет скучный рабочий день от дня, в который завод сравняло с землёй взрывом, унёсшим множество жизней, или от дня аварии, в результате которой смесь угольной золы с водой превратила всё вокруг в пустыню.
Мы должны помнить не только о Чернобыле, но и о Бхопале, и о других подобных катастрофах, которые забрали уже очень много жизней и продолжат их забирать до тех пор, пока мы, как общество, не сделаем культуру безопасности частью повседневной жизни в каждом уголке Земли.
Как вы оцениваете уровень культуры безопасности, сложившийся в той сфере, в которой вы работаете?
Читайте также: