События, которые потрясли мир (авария на ЧАЭС)

Содержание

                                                                                                                                Стр.

Введение   3

Основная часть    4

1. Чернобыльская атомная электростанция   4
2. Основные принципы работы АЭС   5
3. Основные причины аварии   8
4. Ликвидация последствий аварии   12
5. Распространение радиации   15
6. Медицинские аспекты аварии   17

Заключение    20

Список литературы   21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

  Трагедия  на ЧАЭС была одной из самых крупных  катастроф 20-го века. Я взял эту тему для реферата, так как хочу узнать истинную причину аварии. Итак, с чего же всё начиналось?

    Первая в мире  атомная электростанция была построена и введена в эксплуатацию  27  июня  1954  года  в  городе  Обнинске  Калужской  области. Станция, была первой попыткой использовать атомную  энергию в мирных целях. Не прошло и десяти лет с момента сброса атомных бомб на Хиросиму и Нагасаки, тогда весь мир узнал о колоссальнейшей разрушительной энергии атома. Первая  Советское правительство делало все, чтобы убедить людей всего мира в возможности использования атомной энергии в мирных целях. Подтверждением такой возможности и стало строительство Обнинской АЭС, а затем в 1957 году атомного ледокола  “Ленин”. Так  начался  новый период становления и развития ядерной энергетики. Этот   период характеризуется строительством  в короткие сроки большого числа   АЭС  с максимальной выработкой электроэнергии при минимальных затратах. Открыв эру атомной энергетики, Советский Союз, тем не менее, активно начал развивать это направление только с середины 70-х годов, что объяснялось тем, что относились в то время к строительству атомных электростанций хотя и позитивно, но достаточно сдержано. Первая АЭС в Обнинске имела мощность 5МВт., но уже на начало 1989 года было построено 46 энергоблоков АЭС общей мощностью 35,4 ГВт. Вместе с тем, доля АЭС в общем объеме произведенной электроэнергии составила около  12%, что, однако, позволило СССР выйти по этому показателю на 3 место в мире. Отсутствие  внимания  к  экологическим  проблемам  привело  к Чернобыльской  катастрофе. Она породила недоверие, негативное отношение общественности к атомной энергетике, что привело к стагнации данной отрасли.  Что же послужило причиной аварии на ЧАЭС? Существует много версий и каждая по-своему правдива. Почему же учёные не сходятся на одном мнении? В чём же вина этой катастрофы? В коррупции чиновников, которые при строительстве не затратили максимум средств и усилий? В халатности и не квалифицированности рабочих? Или же просто был сбой в системе? В этой работе мы рассмотрим несколько причин аварии и попытаемся понять, из-за чего произошёл взрыв.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Чернобыльская атомная электростанция 

      Чернобыльская Атомная Электростанция расположена на севере Украины, в месте впадения реки Припять в Днепр, в 18 км от районного центра - г. Чернобыль. Местность здесь отличается относительно плоским рельефом.  Работы по сооружению станции были начаты в 1970 году.

  Для белорусско-украинского Полесья  характерная сравнительно  невысокая плотность населения - примерно 70 человек на квадратный километр. До  аварии на ЧАЭС  общая  численность  населения  в  30-ти  километровой  зоне  вокруг станции составляла около 100 тысяч человек. Строительство  Чернобыльской  АЭС  велось  очередями. Каждая из них включала 2 энергоблока,  имевшие общие  системы спецводоочистки  и вспомогательные сооружения  на  площадке.  В  их  состав  входят:  хранилище жидких и  твердых радиоактивных отходов, открытые   распределительные устройства, газовое хозяйство, резервные дизель-генераторные электростанции, гидротехнические и иные сооружения. Источником  технического водоснабжения первых четырех энергоблоков является наливной  пруд-охладитель площадью 22 квадратных километра.  Предусмотрены  также  отдельные  насосные станции для 3-го и 4-го блоков.  Имеется  резервное  электроснабжение  от дизель генераторов. Даже неполное перечисление сооружений ЧАЭС говорит о том, насколько это был крупный энергетический объект.

  28 сентября 1977 года включен в электрическую сеть 1-й турбогенератор. Чернобыльская АЭС дала стране первую электрическую энергию.

  24  января  1978 года  на электростанции выработан первый миллиард  киловатт-часов электроэнергии.

  21 декабря 1978 года осуществлен пуск 2-го энергоблока. 

  22 апреля 1979 года ЧАЭС выработала первые 10 миллиардов киловатт-часов электроэнергии.

  3 декабря 1981 года осуществлен  пуск 3-го блока электростанции.

  31 декабря 1983 года дал первую электроэнергию 4-й энергоблок.

  21 августа 1984 года Чернобыльская АЭС выработала 100 миллиардов киловатт-часов электроэнергии.

  Таким образом, на 1 января 1986 года мощность четырех блоков  станции

  составляла 4 миллиона киловатт, что соответствовало  ее проектной мощности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Основные  принципы работы АЭС 

  На  Чернобыльской АЭС установлены ядерные реакторы  РБМК-1000¹.  Реактор этого типа был спроектирован более 30 лет назад и использовался  в  СССР  на нескольких электростанциях. Тепловая мощность каждого  реактора  составляет 3200 МВт. Имеется два турбогенератора электрической  мощностью  по  500  МВт  каждый (общая электрическая мощность энергоблока - 1000 МВт). Топливом для РМБК²  служит  слабо обогащенная по  урану-235  двуокись урана.

  В исходном для начала процесса состоянии  каждая  ее  тонна  содержит примерно 20 кг.  ядерного  горючего - урана-235.          

 Стационарная  загрузка двуокиси урана в один реактор равно 180 тонн. Ядерное горючее  засыпается  в реактор не навалом, а помещается в виде тепловыделяющих элементов -  твэлов. Твэл представляет собой  трубку  из  циркониевого сплава, куда  помещаются таблетки цилиндрической формы двуокиси урана. Твэлы размещают  в активной зоне реактора в виде так называемых тепловыделяющих сборок, объединяющих  по 18 твэлов. Эти сборки, а их около 1700 шт., помещаются в графитовую  кладку, для чего в ней сделаны технологические  каналы. 

  По  ним  же  циркулирует  и теплоноситель. В РМБК это вода, которая в результате  теплового  воздействия от происходящей в реакторе цепной  реакции  доводится  до  кипения,  и  пар, через технологические магистрали   подается   на   турбогенераторы, непосредственно вырабатывающие электроэнергию. Круговорот  воды  в  реакторе осуществляется главными циркуляционными  насосами. Их восемь - шесть работающих и два резервных.

   Сам реактор помещен внутри бетонной шахты, которая является  средством биологической защиты. Графитовая кладка заключена  в  цилиндрический  корпус толщиной 30 мм. Размер активной зоны реактора - 7м. по  высоте  и  12  м.  в диаметре.  Весь  аппарат  опирается  на  бетонное  основание,  под   которым располагается бассейн-барботер системы локализации аварии.

  Цепная  реакция и тепловыделение  в  реакторной  зоне  в  общих  чертах протекают следующим образом: ядро урана под  воздействием  нейтрона  делится на два осколочных ядра. При этом  выделяются  новые  нейтроны.  Они  в  свою очередь вызывают деление других ядер урана. Но не все нейтроны  участвуют  в  цепной  реакции.  Некоторые  из  них поглощаются  материалами  конструкции  реактора  или  выходят   за   пределы активной зоны. Цепная реакция начинается только тогда, когда  хотя  бы  один из образовавшихся нейтронов принимает участие в последующем делении  атомных ядер. Это условие характеризуется  коэффициентом  эффективности  размножения (Кэф²), который определяется как отношение числа нейтронов данного поколения к числу нейтронов предыдущего поколения.  
 
 

_____________________________________________________________

1. Реактор Большой Мощности Канальный (РБМК) — серия двухцелевых канальных кипящих графитоводных ядерных реакторов, разработка которых велась в СССР, начиная с 1960-х годов и, по состоянию на 2009 год, продолжается и в России. 
2. Кэф - коэффициент сохранения эффективности.

    При значении этого коэффициента равном 1 в реакторе происходит самоподдерживающаяся цепная  реакция  деления постоянной интенсивности. Это  состояние  реактора  называется  критическим. При значении Кэф меньше 1 процесс деления ядер урана будет затухающим (подкритичное состояние), а при Кэф больше 1 интенсивность  деления и мощность реактора будут нарастать (надкритичное состояние). Осколки атомных ядер, разлетаясь с большой скоростью, взаимодействуют с другими ядрами и тормозятся в своем движении. При потери кинетической  энергии осколков и происходит выделение тепла. При нахождении реактора в  надкритичном  состоянии  нарастание  цепной реакции происходит неуправляемом  режиме,  что  может  привести  к  ядерному взрыву. Для регулирования скорости  протекания  цепной  реакции  применяются стержни из материалов поглощающих нейтроны - бористой стали или карбида бора. Они вводятся (или выводятся) из активной зоны реактора увеличивая или уменьшая количество нейтронов и соответственно ускоряя или замедляя  течение цепной реакции.

  Конструкторами РМБК предусматривалось, что реактор должен иметь ряд противоаварийных систем. Это система управления и защиты реактора, включающая в себя 211 твердых стержней-поглотителей и аппаратура контроля за уровнем и распределением нейтронного потока. Она обеспечивает пуск, ручное и автоматическое регулирование мощности,  плановую и  аварийную остановке реактора. Последняя автоматически осуществляется по сигналам аварийной защиты или при нажатии кнопки.

  Кроме того, на ЧАЭС были предусмотрены защитные системы на случай если авария все-таки произойдет. В случае разрыва труб контура циркуляции теплоносителя, включалась система аварийного охлаждения реактора (САОР) подававшая воду из гидроемкостей в технологические каналы для экстренного охлаждения рабочей зоны реактора. Конструкторы и средства  информации утверждали, что система аварийной защиты РМБК на Чернобыльской  АЭС  такова, что в состоянии без вмешательства человека, то есть автоматически предотвратить серьезные последствия предусмотренных проектом отказов.

    Следовательно любая крупная авария, по их мнению могла быть локализована не принося ощутимого вреда здоровью людей, окружающей среде. Однако дальнейшие события доказали мягко говоря несостоятельность подобных утверждений. Так что же произошло на Чернобыльской АЭС? 

Основные  причины аварии 

      Первая версия.

      День 25 апреля 1986 года.  На  4-м энергоблоке ЧАЭС планировался не совсем как обычный. Предполагалось остановить реактор на планово-предупредительный ремонт. Но перед «заглушением» ядерной установки, руководство ЧАЭС планировало провести  некоторые эксперименты. Перед остановкой были запланированы испытания одного из турбогенераторов  станции в режиме выбега с нагрузкой собственных нужд блока. Суть этого  эксперимента заключается в моделировании ситуации, когда турбогенератор  может остаться без своей движущей силы, то есть без подачи пара. Для этого был разработан специальный режим, в соответствии с которым при отключении пара за счет инерционного вращения ротора генератор какое-то   время продолжал вырабатывать электроэнергию, необходимую для собственных нужд, в частности для питания главных циркуляционных  насосов. Обратимся к хронологии событий.

  Итак, 25 апреля 1986 года......

  1ч.  00  мин.  -  согласно  графику  остановки  реактора на планово-предупредительный ремонт персонал приступил  к снижению мощности  аппарата работавшего на номинальных параметрах.

  13ч. 05 мин. - при тепловой мощности 1600 МВт. отключен от сети турбогенератор №7, входящий в систему 4-го энергоблока. Электропитание собственных нужд перевели на турбогенератор №8.

  14ч. 00 мин. - в соответствии с программой  испытаний  отключается система аварийного охлаждения реактора. Поскольку реактор не может эксплуатироваться без системы аварийного охлаждения, его необходимо  было остановить. Но разрешение на глушение аппарата не было дано, и  реактор продолжал работать без системы аварийного охлаждения (САОР).

  23ч. 10 мин. - получено разрешение  на  остановку  реактора. Началось снижение его тепловой мощности до 1000-700 МВТ в соответствии  с  программой испытаний. Но оператор не справился с управлением, в результате чего мощность аппарата упала почти до 0. В таких случаях реактор должен глушиться. Но персонал не посчитался с этим требованием.  Начали  подъем мощности.