Самая смертоносная ядерная авария в США — это не то, что Вы думаете
Когда вы думаете о ядерной катастрофе в США, вы, вероятно, думаете о Три-Майл-Айленде. Тем не менее, в США произошло более 50 аварий различной степени тяжести, в результате которых погибло немного людей. (Непосредственно в результате инцидента на Три-Майл-Айленд никто не умер, хотя есть некоторые исследования, которые показывают рост заболеваемости раком в этом районе. )
Действительно, там, где есть смертельные случаи, это на самом деле не связано с реактором. Возьмем четырех человек, погибших при аварии на атомной электростанции в Сарри: они погибли, когда лопнул паропровод и они получили смертельные ожоги. На АЭС в Арканзасе при перемещении 525-тонного генератора кран не выдержал, и один человек погиб. Подобные вещи могут произойти на любом промышленном предприятии.
Но один инцидент, о котором вы, вероятно, никогда не слышали, унес жизни трех человек непосредственно в результате аварии реактора. Действительно, это было неправильное использование реактора, и это привело к изменениям в конструкции, чтобы гарантировать, что подобное больше не повторится. И хотя инцидент был связан с ядерной энергетикой, радиация не убила их, хотя, вероятно, убила бы, если бы они выжили после полученных травм.
Предыстория
В большом цилиндре находился реактор SL-1. Фотография сделана за некоторое время до аварии (общественное достояние). Возможно, это неправильное толкование, но часто говорят, что Наполеон сказал что-то вроде: «Армия марширует на животе». С таким же успехом современная армия могла бы маршировать на электрической энергии. Таким образом, военные проявляют большой интерес к небольшим ядерным реакторам, которые могут как обогревать объекты в холодном климате, так и вырабатывать электроэнергию в отдаленных местах или, как они любят это называть, закрытых районах. В середине 1950-х годов армия поручила Аргоннской национальной лаборатории разработать прототип небольшого реактора. Они хотели, чтобы он был портативным, поэтому его пришлось разобрать на относительно мелкие части, если считать что-то весом в 10 тонн небольшим, и установить в полевых условиях. Получившимся прототипом стал стационарный реактор малой мощности номер один, известный как SL-1, эксплуатировавшийся армией в конце 1958 года. Он мог обеспечивать около 400 кВт тепла или 200 кВт электроэнергии. Активная зона реактора была рассчитана на 3 МВт (тепловую мощность), но несколько раз была протестирована на 4,7 МВт. Его эксплуатация была прекращена из-за аварии в 1961 году.
Конструктивный
Эскиз внутреннего устройства реактора (общественное достояние).
Реактор представлял собой обычный реактор с кипящей водой, в котором в качестве теплоносителя и замедлителя использовалась естественная циркуляция легкой воды. Топливо было в виде пластин из ураново-алюминиевого сплава.
Реактор находился внутри цилиндра высотой 48 футов и диаметром 38,5 футов. Он был изготовлен из листовой стали толщиной в четверть дюйма. Поскольку реактор находился в глуши штата Айдахо, этого было сочтено достаточным. Там не было защитной оболочки, которую вы могли бы найти на реакторах, расположенных ближе к населенным пунктам.
На момент аварии в реакторе было пять управляющих стержней, хотя он мог вместить девять. Он также мог вмещать 59 тепловыделяющих сборок, но использовались только 40. Из-за уменьшения количества тепловыделяющих пластин центральная часть реактора была более активной, чем при полной эксплуатации. Восемь стержней располагались по кругу с четырьмя манекенами и девятым в центре. Из-за отсутствия внешних стержней центральный стержень управления был более критичным, чем четыре других.
Авария
В январе 1961 года реактор был остановлен на 11 дней по случаю праздника. При подготовке к повторному запуску рабочие должны были подсоединить стержни к своим приводным двигателям. Процедура заключалась в том, чтобы приподнять стержень на четыре дюйма, чтобы можно было установить двигатель.
Изображение SL-1 и здания управления (общедоступно). Там было трое рабочих: специалист Ричард Маккинли, специалист Джон Бирнс и электрик первого класса военно-морского флота Seabee Ричард Легг. Легг был главным, а Маккинли — стажером.
Проведенное после аварии расследование показало, что Бернс по необъяснимой причине выдвинул центральный стержень на 20 дюймов вместо необходимых четырех дюймов. Реактор быстро перешел в критическое состояние, и примерно за четыре миллисекунды мощность активной зоны мощностью 3 МВт достигла 20 ГВт. Не было достаточно времени для образования достаточного количества пара для срабатывания предохранителей, что заняло 7,5 миллисекунд. Из-за высокой температуры топливо расплавилось, и произошел взрыв. Реактор не смог так быстро рассеять столько тепла, и волна давления в 10 000 фунтов обрушилась на верхнюю часть корпуса реактора. 13-тонный сосуд взлетел вверх со скоростью около 18 миль в час, и пробки вылетели, позволив радиоактивной кипящей воде и пару распылиться по помещению. На высоте около девяти футов он столкнулся с потолком и краном и упал обратно. Все это произошло примерно за две секунды. Как вы можете себе представить, вам не хотелось находиться в помещении, а тем более на крыше реактора. Двое операторов были сброшены на пол. Падение Бернса привело к тому, что его ребро со смертельным исходом пронзило сердце. Маккинли также был тяжело ранен, но прожил всего около двух часов после аварии. Легг был найден мертвым и прикрепленным к потолку, его проткнула выброшенная защитная пробка.
Почему?
Фактическая фотография разрушенного реактора, сделанная камерой на конце подъемного крана. Вы можете во многом винить себя за это. Конечно, вы, вероятно, не смогли бы поднять удилище так высоко, особенно учитывая, что на него приходилась большая нагрузка, чем на другие удилища. Подрядчик, который помогал эксплуатировать объект, не был доступен круглосуточно по «бюджетным соображениям». «Конечно, невозможно узнать, помогло бы это или нет. Но главный вопрос заключается в следующем: почему они подняли штангу на 20 дюймов, а не на четыре? Возможно, мы никогда этого не узнаем. Конечно, есть теории. Невероятно, но люди пытались объяснить это саботажем или убийством-самоубийством из-за какого-то спора между Бернсом и одним из других мужчин. Но это не кажется наиболее вероятным объяснением.
По-видимому, стержни иногда заклинивало из-за несоосности, коррозии или износа. Например, за десять месяцев около 2,5% испытаний на опускание и откатывание закончились неудачей из-за этого заедания: в общей сложности 40 инцидентов. Однако многие из этих причин применимы только в том случае, если стержни перемещаются автоматически. В журналах регистрации было указано, что стержни перемещались вручную более 500 раз. Не было зафиксировано ни одного случая заедания во время ручных операций. Нескольких операторов опросили, и никто не смог вспомнить, чтобы они заедали. Однако прямо перед инцидентом скорость заедания увеличивалась, но не из-за ручного движения.
Однако легко представить, как 48-фунтовый стержень застревает, его сильно натягивают, а затем он поддается. Мы все делали что-то подобное, только не с такими ужасными последствиями.
Последствия
Сотрудникам служб экстренного реагирования пришлось нелегко в связи с этим инцидентом из-за радиологических проблем. Ложные тревоги случались и раньше, поэтому, когда шесть пожарных прибыли на место происшествия, они не были слишком обеспокоены. Но когда они вошли в здание, то увидели, что сигнальные лампы включены, а их датчики радиации подключены.
Даже специализированные службы реагирования с более совершенным оборудованием не смогли точно определить уровень радиации, за исключением того, что ее было «много». Воздушные пакеты запотевали, ограничивая видимость. Во время спасения Маккинли одному из спасателей пришлось снять неисправный баллон с воздухом и дышать загрязненным воздухом около трех минут. Для освобождения тела Легга потребовалось, чтобы десять человек работали парами, поскольку каждая команда могла работать в зараженной зоне не более 65 секунд. Правило гласило, что вы можете выдержать 100 Рентген (около 1 Зв или 100 бэр), чтобы спасти жизнь, и 25 (0,25 Зв или 25 бэр), чтобы спасти ценное имущество. Из 32 человек, участвовавших в первоначальном реагировании, 22 подверглись воздействию Рентгенгена от 3 до 27 раз. Кроме того, 790 человек подверглись воздействию вредных уровней радиации во время последующей очистки.
Здание реактора предотвратило утечку большей части радиоактивных материалов, но уровень йода-131 в некоторых районах превысил норму примерно в 50 раз. Остатки этого объекта захоронены неподалеку, и это является источником большей части остаточной радиации.
Извлеченные уроки
Неудивительно, что от проекта SL-1 отказались. Будущие проекты требуют, чтобы реактор был безопасным даже при полном удалении одного стержня: так называемое правило «одного застрявшего стержня». Это также привело к ужесточению процедур эксплуатации. Более того, теперь необходимо обеспечить сотрудников служб экстренного реагирования приборами измерения радиации с более высоким диапазоном действия. Правила часто написаны кровью. Комиссия по атомной энергии сняла фильм об этом инциденте для внутреннего пользования, но, конечно, сейчас вы можете посмотреть его со своего компьютера, см. ниже.
Возможно, вам также понравится презентация одного из тех, кто первым откликнулся на вызов, который действительно был там, которую вы можете увидеть ниже. Если вам нужна более подробная история, ознакомьтесь с главами 15 и 16 книги [Сьюзан М. Стейси] «Доказательство принципа», которую вы можете прочитать онлайн.
Ядерные аварии могут испортить вам день. Мы всегда удивляемся, как много обычных ошибок случается на таких реакторах, как Brown’s Ferry.
Другие статьи: