Реферат на тему:Експериментатори і Чорнобильський реактор - Екологія - Реферати - Каталог статей

Реферат на тему:Експериментатори і Чорнобильський реактор. Ніхто не збирався підривати реактор ЧАЕС наприкінці квітня 1986 року. Було лише надмірне бажання кількох осіб остаточно переконатися в тому, що запропоновані ними заходи з підвищення рівня безпеки реакторів такого типу реальні й можливі для використання. Потрібно визнати, що самі по собі ці заходи були правильними і корисними, бо малося на меті запобігти шкідливим наслідкам миттєвого припинення живлення головних помп, пульту і систем керування реактором. Годі пояснювати, наскільки важлива робота всього цього без перерви. Зазначимо, що навіть під час зупинок реактора всі вони працюють, бо радіонукліди розпадаються з виділенням тепла (потужність тисячі кіловат!), яке весь час треба виводити назовні. Інженери всього світу працюють над вирішенням проблеми припинення живлення. Найчастіше, як і на ЧАЕС, встановлюють кілька резервних дизель-генераторів. Та розміри цих машин такі великі, що вони не можуть миттєво вийти на потрібну потужність. Розгін потребує від 10 до 25-30 секунд. Ось на ЧАЕС і було запропоновано новий метод отримання електроживлення на ті секунди, доки дизель-генератори набирають обертів. Джерелом енергії мали стати масивні й довгі ротори двох парових турбін і електрогенераторів, які в нормальному режимі здійснюють 50 повних обертів щосекунди. Підрахунки свідчили, що їх енергії обертання достатньо для необхідного живлення помп і щита управління протягом щонайменше півхвилини. Створивши засоби перемикання, приступили до експериментів. Звичайно, їх довго і старанно готували. Радилися фахівці, складалися детальні описи (регламенти) порядку дій учасників — від електриків до операторів. Досліди зручно було виконувати лише в момент планової зупинки реакторів. Оскільки це на ЧАЕС відбувалося не так часто, то перший дослід було здійснено на третьому реакторі у 1982 p., другий — у 1984 р. Третій дослід готувався за попереднім сценарієм, але на іншому, четвертому блоці (реакторі). Старшим оператором планувалася та ж особа, яка вже проводила експеримент. Ніхто не сподівався на несподіванки чи утруднення, бо залишилося лише перевірити роботу поліпшеного устаткування (різних електроприладів, зокрема системи управління магнітним полем в електрогенераторі). Події на четвертому реакторі ЧАЕС описано як у фаховій, так і в художній літературі, викладено у свідченнях очевидців та в аналітичних оглядах фахівців. Останні зазначають, що складність процесів була така велика, що навряд чи пощастить відновити їх в усіх деталях і в усій послідовності. Ми, звичайно, можемо лише поверхово торкнутися перебігу дій причетних до експерименту осіб, у найзагальніших рисах описати процеси в реакторі. Тому звернемо увагу читачів насамперед на "помилки". У звіті для МАГ ATE (Міжнародне агентство з ядерної енергетики) фахівці Радянського Союзу назвали шість помилок персоналу, а пізніше різні автори налічували від 10 до 16 і більше. Не всі вони мають однакову "вагу", бо поряд з дрібними порушеннями регламенту були непоправні кроки. Якби учасники відмовилися зробити бодай один з них, катастрофи можна було б уникнути. Наведемо частину цих непоправних помилок. 1. Деякі фахівці з безпеки АЕС зверталися "по інстанції" з настійними пропозиціями змінити конструкцію керуючих стержнів, збільшити швидкість їх введення, посилити суворість регламенту для роботи з реакторами у час їх схильності до саморозгону. Останній період можна було ліквідувати повністю, застосувавши багатше на U-235 паливо або зменшивши інтервали між перезаряджанням реакторів. Жодної з цих пропозицій не було реалізовано "з міркувань економії". Та й без витрати грошей запобігти аварії на ЧАЕС можна було кількома способами. Наведемо два: заблокувати частину керуючих стержнів, щоб виключити можливість саморозгону навіть наприкінці часу вигорання стержнів; категорично заборонити будь-які експерименти на реакторах у період втрати ними здатності до само-зупинення. Шкода, що ці заходи були здійснені на всіх РВПК-1000 не до, а після катастрофи на ЧАЕС. Вони, очевидно, виключили б нещастя. 2. На наш погляд, істотною помилкою була відсутність біля реактора офіційного Головного Фізика станції. Хаотичні дії персоналу вивели реактор у невідомий для нього стан, а радянська ЕОМ (з найбільшими у світі мікросхемами) вела обчислення надто повільно, щоб надавати інформацію щосекундно. Присутність Фізика біля реактора тієї квітневої ночі виключила б аварію вже бодай тому, що влади експериментаторів було б замало, щоб примусити молодих операторів до кількох грубих порушень регламентів. 3. Спочатку дослід було заплановано на денний час під керівництвом того оператора, що вже виконував його. Через потреби енергопостачання заводів (була п'ятниця) час зупинки реактора довелося змістити на ніч на зміну молодих операторів, які не готувалися до досліду. Ніч, втомлений і знервований багатогодинним чеканням керівник, ненатреновані, недосвідчені й підвладні керівнику оператори... Погодьтеся, склалися погані умови і зібралася не найкраща "команда" для експериментування на великій і складній установці! 4-9. Почасти самотужки, а більше під тиском керівника, оператори здійснили кілька непоправних порушень правил безпечного використання велетенського реактора. Для прикладу розглянемо перше з цієї групи. За регламентом досліду необхідно було плавно вивести реактор на 20-25 % його нормальної потужності, а він увечері працював на рівні 50 %. Це могла легко зробити автоматична система управління. Та чи з бажання прискорити всю справу, чи для самоствердження оператор вимкнув автоматику і став маніпулювати стержнями вручну. Наслідком було надто грубе втручання в роботу активної зони і виділення тепла в ній майже припинилося. Основний регламент використання реактора категорично вимагав у такому разі негайно перейти до повної зупинки. Причиною цієї вимоги є так зване "ксенонове отруєння" при зниженні температури активної зони. Для відновлення нормальної чутливості до керуючих команд треба чекати щонайменше добу, доки розпадеться частина ксенону. Очевидно, зупинка зривала дослід, відкладаючи його на невизна-чену дату. Тому начальники-експериментатори (лайкою чи погрозами) примусили операторів "зробити щось і негайно" для збільшення потужності реактора. У тих не було інших можливостей, крім щоразу нових і нових порушень усіх правил керування реактором. 10. На момент закінчення досліду його учасники цілком усвідомлювали складність ситуації, тому керівник наказав ввести в дію всі запобіжні засоби, натиснувши аварійну кнопку "стоп". Невдала конструкція поглинаючих стержнів привела на самому початку руху всі 211 їх з крайнього верхнього положення вниз до тимчасового посилення ланцюгової реакції у нижній частині активної зони. Збільшення вмісту пари, як вже згадувалося вище, лише посилило реакцію і... Якби оператори нічого не натискали, то реактор за кілька секунд зупинився б сам собою. Ще безпечніше і корисніше було ввести знизу 24 коротші керуючі стержні, які б знешкодили вогнище вибуху. Вибух був дуже потужним, хоч і не миттєвим, як ядерний чи для традиційних вибухівок. За 2-4 секунди потужність однієї нижньої частини активної зони у сто разів перевищила нормальну потужність всього реактора. Тепловий удар перетворив на розпечений пил таблетки окислу урану, випарував воду і підвищив її тиск настільки, що 2000-тонна кришка обірвала всі труби і сполучення, злетіла вгору, зробила сальто і важко гепнулася назад. Удар був такий сильний, що людям перед пультом керування він видався ще одним вибухом. Додаткові вибухи могли бути наслідком сполучення у зонах нижчої температури водню і кисню, на які перетворилася вода в розпеченій до тисяч градусів активній зоні реактора. Третій експеримент закінчився жахливим фіаско: реактор і верхня частина будівлі були зруйновані, все довкола було всипане уламками блоків графіту й урановим пилом. Зловісна радіоактивна хмара з летких радіонуклідів (інертні гази, йод, цезій та багато інших) посунула через Полісся на захід, густо всипаючи землю смертельним попелом. Загорілася покрівля, вкрита бітумом. Провалилося перекриття зали турбін і генераторів, всередині теж: виникла пожежа. Нарешті, температура активної зони була така висока, що загорівся графіт, перетворивши шахту зруйнованого реактора на жерло незвичайного вулкану, з якого клубачився надрадіоактивний дим... Радіонукліди і політики Якщо фізики досить повно оприлюднили дані про перебіг процесів в активній зоні реактора, то інформація про масштаби вибуху і характер забруднення довкілля була (почасти й залишається) дуже далекою від точної. Це пов'язано з бажанням всіх рівнів влади в СРСР будь-що приховати вже попередні дані про можливі наслідки радіонуклідного забруднення. Не треба також забувати, що в багатьох аспектах унікальність катастрофи, відсутність точних вимірювань стану залишків реактора і розподілу радіонуклідів призводили до грубих помилок у діях людей, яких важко запідозрити у зловмисних намірах. Погляньмо на карту щільності забруднення цезієм-137 (див. рис. 34). Тепер очевидно, що у визначенні зони відселення застосування циркуля замість здійснення вимірювань на чималій території було по- милкою. Наслідком стала непотрібна витрата коштів на відселення людей з порівняно чистих місць, тоді як інші втрачали здоров'я. Минули роки, доки життя примусило повторити відселення не за "циркульними даними", а на основі точних вимірювань рівня забруднення і складу радіонуклідів. Тепер ясно, що і "бомбардування" залишків реактора було непотрібним і навіть шкідливим. Ті, хто віддавав наказ про такі дії, боялися, що в розплаві матеріалів активної зони метали розділяться за густиною. Тоді плутоній міг би утворити так звану критичну масу. Новий вибух передбачався такої сили, що розкришив би три вцілілі реактори, перетворивши в непридатну для життя зону половину території Східної Європи. Для запобігання початку ланцюгової реакції скинули 40 т карбіду бору, для припинення горіння графіту — 800 т доломіту. Одночасно насипали 1800 т піску і глини, сподіваючись запломбувати жерло реактора. Нарешті додали ще "на всяк випадок" 2400 т свинцю. Зависаючи над реактором у густому стовпі радіонуклідної пари і газів, пілоти дуже опромінювалися. Як відомо, дехто з них помер від променевої хвороби. А тепер погляньмо на графік (рис. 40) обсягу викиду радіонуклідів із залишків реактора (дані зі звіту СРСР для МАГ ATE). Хоч вони й неточні (в бік зменшення), та збільшення викидів у кілька разів після початку роботи вертольотів — незаперечний факт. Причин кіль-ка: падіння мішків піднімало хмари радіоактивного пилу з відкритої підлоги реакторного залу; часткове звуження шляху виходу газів з реактора так сильно підвищило в ньому температуру, що почали випаровуватися навіть радіонукліди металів з дуже високою точкою плавлення; горіння графіту припинилося лише тоді, коли не стало чому горіти. Бомбардування інертними матеріалами й не могло його припинити. Жодних позитивних наслідків воно не дало. Найбільшої шкоди здоров'ю людей завдала майже цілковита бездіяльність керівників, службові обов'язки яких полягали в захисті населення в екстремальних умовах. Без дозволу Москви, на зв'язок з якою було витрачено багато годин, "батьки" ЧАЕС і ядерного міста Прип'ять побоялися і попередити людей про небезпеку, і розпочати евакуацію негайно. Як перший викид, так і наступні йшли в західному напрямку, частково посипаючи Прип'ять і околиці. Як свідчать дані табл. 35, най-сильніше опромінення спричинюють радіонукліди з малим періодом піврозпаду, леткі, що легко проникають у легені чи крізь шкіру. Відомо, що вберегти населення від впливу радіойоду можна було швидко й ефективно, використавши таблетки з препаратом нерадіо-активного ізотопу. Заповнивши щитовидну залозу, нешкідливий йод блокував би накопичення радіонуклідів у цій чутливій і важливій залозі. Керівники міста Прип'яті, як і Києва, нічого не зробили, пізніше виправдовуючись небажанням "поширювати паніку". "Йодний захист" був застосований лише за межами України та СРСР: у Польщі, Швеції, Німеччині та в інших країнах. Рис. Офіційні (занижені) дані про еволюцію та обсяг викидів радіонуклідів з пошкодженого реактора ЧАЕС Свідки розповідають, що підлітки цілу суботу 26 квітня намагалися наблизитися до місця події. Більшість, не здогадуючись про небезпеку, обирали віадук з дуже високим забрудненням, бо на нього лягла радіонуклідна смуга першого викиду. За лічені хвилини вони набирали дози в кілька бер. Серйозні опіки ніг від (З-опромінення отримали ті мешканці Прип'яті, хто провів день на приміських городах. Та досить цих прикладів. Ми переконані, що нормальне і чітке попередження населення про екологічну ситуацію у зв'язку з нещастям на ЧАЕС не спровокувало б ні бунтів, ні паніки. Воно вберегло 6 тисячі людей від десятків зайвих бер, сотні тисяч — від дози в кілька бер. Вся інформація про рівні забруднення була суворо засекречена, а чесних фахівців, які насмілювалися висловлювати її частину для захисту населення, звільняли з роботи. Фахівців карали також за спроби допомогти знайомим виготовити прилади для вимірювання потужності радіаційного фону. Всі статті і повідомлення повинні були спочатку "рецензуватися" московськими представниками ядерного відомства імперії. Наслідком цієї цензури було зникнення всіх фактичних даних про ізотопний склад забруднення, активність води та їжі. Допустимі рівні негайно були "уточнені" до такого надвисокого значення (для деяких радіонуклідів "допустимі" рівні збільшили не в десятки — в сотні разів!), що наявні вода і молоко майже всюди стали "придатними для використання". Офіційні джерела інформації Радянського Союзу у 1986 р. багато писали лише про "героїчну" роботу урядових комісій та про будову укриття над залишками зруйнованого реактора. Рекомендації для населення зводилися до заспокійливих тверджень і банальних за-гальногігієнічних порад. Керівники СРСР зробили все можливе для дезінформації населення. Не пропускаючи жодної нагоди похвалитися досягненнями в космосі, вони так і не дозволили налагодити випуск і продаж приладів для вимірювання радіаційного фону. Кілька років тривала боротьба прихильників правди з тими, хто волів зберегти в таємниці все, що було виміряно і визначено. Останні відступали "з боями", неохоче розлучаючись лише з частиною інформації. Наприклад, оприлюднені карти забруднень порівняно детальні лише для такого "помірного" за шкідливістю радіонукліду, як цезій-137. Значно менше доступних для всіх громадян даних про "зліших" — стронцій-90 й ізотопи плутонію. Майже нічого не було сказано про десяток радіонуклідів з періодами піврозпаду кілька тижнів і місяців, хоч саме вони певний час були найшкідливішими. Ядерні відомства Радянського Союзу знайшли собі чимало друзів за кордоном. Йдеться, як правило, про осіб, що безпосередньо пов'язані з ядерною енергетикою чи з ядерною промисловістю. На нашу думку, не завжди порядною і чесною була позиція МАГ ATE, яке жодного разу не висловило ані найменшого сумніву ні стосовно даних, що їх подавав СРСР, ні щодо правильності дій М. Горбачева і радянського уряду. Експерти МАГ ATE покірно відвідували лише визначені для них наперед села, підтверджуючи, що там чисто , майже як на курортах. Керівники МАГ ATE, не заперечуючи колосальних масштабів радіонуклідного забруднення, щоразу не забували наголосити на тому, що без ядерних електростанцій не подолати світової енергетичної кризи і проблеми перегрівання атмосфери. До повного розвалу СРСР ядерні відомства встигли так-сяк присипати пісочком найзабрудненіші плями навколо ЧАЕС, дезактивувати приміщення станції, переселити її працівників на другий берег Дніпра у новозбудоване містечко Славутич. Та особливо вони пишалися тим, що з колосальними витратами й опроміненням десятків тисяч ліквідаторів (особи, які справді чималий час працювали у небезпечній зоні. Не сплутайте їх з "ліквідаторами", які на 2-3 години наближалися до залишків реактора на відстань 20-30 км) спорудили "саркофаг" — дірчасте укриття над залишками реактора. Збоку воно справляє враження моці й непроникності, бо висота перевищує 60 метрів, а стіни здалеку видаються без щілин. Насправді виділення всередині руїн блоку енергії розпаду радіонуклідів (спочатку — кілька тисяч кіловат) за відсутності якихось підготовлених систем охолодження змусило лишити в ньому чимало отворів для вентиляції (їх загальна площа перевищує тисячу квадратних метрів). Отже, збудоване укриття є тимчасовим. Фахівці вважають, що тепер виділення теплоти із залишків реактора зменшилося достатньо для початку будівництва герметичного "саркофагу-2", що унеможливить виділення радіонуклідів з руїн. Як відомо, проведений у 1992-1993 pp. міжнародний конкурс проектів дав змогу обрати вдалий варіант, але кошти і час його здійснення лишаються невизначе-ними. Й досі нового укриття над зруйнованим блоком немає, хоч ЧАЕС, на вимогу потенційних зарубіжних інвесторів, цілковито зупинена. Радіонуклідне забруднення Радіонуклідне забруднення торкнулося десятків мільйонів людей у Східній і Центральній Європі, частині Азії (турецький чай часто має в собі надмірну концентрацію ізотопів з ЧАЕС) і навіть на інших материках. Звичайно, найгустіше посилані радіоізотопами землі лежать навколо ЧАЕС, але й за сотні кілометрів атмосферні потоки і дощі забруднили поля і ліси леткими радіонуклідами до небезпечного рівня (див. рис. 34). Елементами-рекордсменами за відстанню поширення стали інертні гази (на всю Північну півкулю), йод і цезій — на тисячі кілометрів. Гранично допустимі концентрації останніх перевищені не лише навколо ЧАЕС у Білорусі, Україні й Росії, а й у Швеції., Фінляндії, Німеччині, Польщі, на Балканах, у Туреччині. Найповніша інформація стосується забруднення цезієм-137 з періодом напіврозпаду близько 30 років і цезієм-134 (2,06 року). У ланцюжку їх розпаду є у-проміння, яке можна реєструвати з літаків чи вертольотів. На картах зазначаються забруднення з рівня понад 1 кюрі на квадратний кілометр, бо для частини ґрунтів він веде до надмірного забруднення молока, яке отримують від худоби, що споживає рослини з коротким корінням (траву, зернові). Такі "цезієві" зони зустрічаються в Україні в усьому Поліссі від Десни до східного краю Волинської області (смуга суцільна), навколо Ка-нева, Узина, Таращі, на південь від Вінниці. Менші "цезієві плями" налічуються десятками від Прикарпаття до Криму і Сходу. Загальна площа забруднення цезієм в інтервалі 1-5 Кі/км2 в Україні перевищує 10 000 км2. Набагато менша територія забруднена сильніше. Наведемо для допитливих офіційну таблицю забруднених площ за даними на літо 1987 року (табл. 36). Таблиця 36 Площі забруднених територій (станом на 1987 р.) Країна \| Площа забруднених територій, км , при щільності забруднення цезієм, Кі/км2 5-15 \| 15-40 \| понад 40 Білорусь \| 10160 \| 4210 \| 2150 Росія \| 5760 \| 2060 \| 310 Україна \| 1960 \| 820 \| 640 Разом \| 17880 \| 7090 \| 3100 Цезій дуже леткий (плавиться при 28,5 °С, а кипить при 672 °С), тому, мабуть, з реактора він вилетів практично повністю (як інертні гази чи йод). Його дія на нас дуже подібна до дії такого поширеного природного радіонукліда, як калій-40. Для уявлення про хімічні властивості обох досить згадати про мету застосування у сільському господарстві сотень тисяч тонн калійних мінеральних добрив, які звичайно містять калій-40. Рівномірно розподіляючись у м'яких тканинах тіла, цезій створює "розосереджене" опромінення, що стає небезпечним лише при значній кількості цезію у нашому тілі. Таке накопичення можливе у разі великого (десятки Кі/км2) забруднення території і харчування "брудною" їжею. Стронцій-90 з періодом напіврозпаду близько 29 років має на порядок вищу від цезію біологічну небезпечність. На щастя, він менш леткий, ніж цезій, бо його температура плавлення становить 768 °С, а кипіння — 1381 °С. Тому його і вилетіло менше, і конденсація й випадання спостерігалися на меншій відстані від реактора. Поза 30-кілометровою відстанню від реактора Sr-90 зустрічається у небезпечних кількостях лише на півночі Київської області. Хімічні властивості стронцію збігаються з кальцієм. Тому не дивно, що в нашому тілі він накопичується у кістках і атакує такий вразливий орган, як червоний кістковий мозок. Добре хоч те, що він випромінює лише (3-частинки, які, як вже згадувалося, створюють переривчастий ланцюжок з кількох тисяч пар іонів. Основну частину стронцію ми отримуємо з питною водою з Дніпра. Найменше даних про плутоній, температури плавлення і кипіння якого мало відрізняються від тих, що зазначені для стронцію. За різними даними, в реакторі зібралося від 150 до 450 кг цього надсекретного і дуже небезпечного радіонукліду. Враховуючи дуже високу температуру вогнища з графіту, вважають, що з реактора випарувалося не 5 % плутонію (саме цю цифру подав СРСР, і з нею погодився у 1986 р. МАГ ATE), а не менш як 40-50%. Зона його поширення приблизно така сама, які і в стронцію (більша частина плутонію впала на територію України, переважно у 30-кілометровій зоні). Загальна кількість викинутих з реактора радіонуклідів і досі лишається невідомою. Для МАГ ATE СРСР подав викид лише 1/30 вмісту реактора від вибуху і повного вигорання графіту (перші два тижні). Якщо виключити малонебезпечний ксенон-133 з п'ятиденним періодом піврозпаду, то це означає, що обсяг небезпечних радіонуклідів становить 39 млн кюрі. Тоді ніхто не знав, що активна зона реактора зовсім (!) порожня. Цю обставину було відкрито аж у 1988 р. Пошуки з того часу уранового пального виявили, що в залишках реактора і під укриттям його не більше 80-90 т (половина того, що було в реакторі на момент вибуху). Отже, ми вважаємо, що викид з реактора за весь час його "вибухової і вулканічної" активності був щонайменше тисячу мільйонів кюрі (можливо — удвічі більше). Більша частина була зумовлена ізотопами з малим періодом піврозпаду, тому за десять років активність викиду зменшиться у сто разів. Небезпека створюється ізотопами плутонію, цезію і стронцію. На жаль, вона зберігатиметься і в наступних століттях. Список використаної літератури Дерій С. І., Ілюха В. О. Екологія. — К.: Вид-во фітосоціолог. центру, 1998. Джигирей В. С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища: Навч. посіб. — К.: Знання, 2000. Злобін Ю. А. Основи екології. — К.: Лібра, 1998. Кучерявий В. 77. Екологія. — Львів.: Світ, 2000. Чернова Н. М., Былова А. М. Экология.— М.: Просвещение, 1988. Чистик О. В. Экология: Учеб. пособие. — Минск.: "Новое знание", 2000. Экология: Учебник, пособие. — М.: Знание, 1997. Экология города: Учебник. — К.: Либра, 2000. Бойчук Ю. Д., Солошенко Е. М., Бугай О. В. Екологія і охорона навколишнього середовища: Навч. посіб. — 2-ге вид., стереотип. — Суми: Вид. "Унів. книга", 2003. — 284 с. Боков В. А., Лущик А. В. Основы экологической безопасности: Учеб, пособие. — Симферополь: СОНАТ, 1998. — 224 с. Васюта О. А. Екологічна політика України на зламі тисячоліть: Монографія. — К.: КІМУ, 2003. — 306 с. Грицай М. В. та ін. Основи екологічної безпеки: Навч. посіб. — Суми: Вид-во СумДУ, 2003. — 267 с. Кутлахмедов Ю. О., Корогодін В. L, Колътовер В. К. Основи радіоекології. — К.: Вища школа, 2003. — 319с. Маврищев В. В. Основы экологии: Учеб. пособие. — Мн.: Выш. шк., 2003.—416с. Мамедов Н. М., Суравегина И. Т. Экология. — М.: Школа-Пресс, 1996. — 464с. Фарб П. Популярная экология: Пер. с англ. — М.: Мир, 1971. — 189 с. Царик Т. Є., Файфу pa В. В. Основи екології. — Тернопіль, 2003. — 208 с.
1 2 3 4 5 Категория: Екологія \| Добавил: Aspirant (11.04.2014)
Просмотров: 331 \| Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0


Имя *:
Email *:

Код *: