Причина аварии на чернобыльской АЭС

Причина аварии на чернобыльской АЭС и все разговоры вокруг этой темы всегда были актуальны для публики. В Citayzdes мы постараемся углубиться в данном вопросе.

Официальная причина аварии на чернобыльской АЭС имеет 2 версии: первое, позднее признанное ошибочным, было опубликовано в августе 1986 года и фактически возложило вину на операторов электростанции. Второй отчет, опубликованный в 1992 году, был менее критичным по отношению к операторам и уделял гораздо больше внимания конструкции самого реактора.

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) создало группу, известную как Международная консультативная группа по ядерной безопасности (INSAG), которая в своем отчете 1986 года поддержала теорию ошибки оператора, основанную на данных, предоставленных Советским Союзом, и устных заявлениях специалистов. . В этом отчете катастрофическая авария, а именно причина аварии на чернобыльской АЭС была вызвана грубым нарушением правил эксплуатации. «Во время подготовки и испытаний турбогенератора в условиях выбега с использованием вспомогательной нагрузки персонал отключил ряд систем технической защиты и нарушил наиболее важные условия безопасности при проведении технических учений».

В отчете говорилось, что ошибка оператора, вероятно, была вызвана отсутствием у них знаний в области физики и техники ядерных реакторов, а также отсутствием опыта и подготовки. Персонал недостаточно подробно разбирался в технических процедурах, связанных с ядерным реактором, и сознательно игнорировал правила для ускорения завершения испытаний.

В этом анализе причина аварии на чернобыльской АЭС — недостатки в конструкции реактора и в правилах эксплуатации, которые сделали возможной аварию, были отложены и упоминались лишь случайно.

В 1991 году Комиссия Государственного комитета СССР по надзору за безопасностью в промышленности и атомной энергетике повторно оценила причины и обстоятельства аварии на Чернобыльской АЭС и пришла к новым взглядам и выводам. На основе этого в 1992 году Консультативная группа МАГАТЭ по ядерной безопасности опубликовала дополнительный отчет INSAG-7.

Согласно этому отчету, действия операторов по отключению системы аварийного охлаждения активной зоны, вмешательство в настройки оборудования защиты и блокирование уровня и давления в барабане сепаратора не повлияли на первоначальную причину аварии и ее величину, хотя они могли быть нарушением правил. Отключение аварийной системы, предназначенной для предотвращения остановки двух турбогенераторов, не было нарушением правил.

Человеческий фактор способствовал возникновению условий, приведших к катастрофе. Они включали работу реактора на низком уровне мощности — менее 700 МВт — уровне, задокументированном в программе испытаний на выбег, и работу с небольшим эксплуатационным запасом реактивности (ORM). Несмотря на утверждения советских экспертов 1986 года, правила не запрещали работу реактора на таком низком уровне мощности.

Однако нормативные акты запрещали эксплуатацию реактора с небольшим запасом реактивности. Тем не менее, «послеаварийные исследования показали, что способ, которым реальная роль ORM отражается в рабочих процедурах и конструкторской документации на РБМК-1000, является крайне противоречивым», и, кроме того, «ORM не рассматривался как эксплуатационная безопасность, предел, нарушение которого может привести к аварии ».

Согласно отчету INSAG-7, основная причина аварии на чернобыльской АЭС кроется в особенностях физики и конструкции реактора.

• Реактор имел опасно большой положительный пустотный коэффициент. Коэффициент пустотности — это показатель того, как реактор реагирует на повышенное парообразование в водяном теплоносителе. Большинство других конструкций реакторов имеют отрицательный коэффициент, то есть скорость ядерной реакции снижается, когда в теплоносителе образуются пузырьки пара, поскольку по мере увеличения паровой фазы в реакторе замедляется меньше нейтронов. Более быстрые нейтроны с меньшей вероятностью расщепят атомы урана, поэтому реактор вырабатывает меньше энергии (отрицательная обратная связь). Однако в чернобыльском реакторе РБМК в качестве замедлителя нейтронов для замедления нейтронов использовался твердый графит, а вода в нем, напротив, действует как вредный поглащатель нейтронов. Таким образом, нейтроны замедляются, даже если в воде образуются пузырьки пара. Кроме того, поскольку пар поглощает нейтроны гораздо хуже, чем вода, увеличение интенсивности испарения означает, что большее количество нейтронов способно расщеплять атомы урана, увеличивая выходную мощность реактора. Это делает конструкцию РБМК очень нестабильной на низких уровнях мощности и склонной к внезапному увеличению выработки энергии до опасного уровня. Такое поведение противоречит интуиции, и это свойство реактора было неизвестно экипажу.
• Более существенный недостаток был в конструкции управляющих стержней, которые вставляются в реактор для замедления реакции. В конструкции реактора РБМК нижняя часть каждой регулирующей тяги была сделана из графита и была на 1,3 метра короче, чем необходимо, а в пространстве под стержнями находились полые каналы, заполненные водой. Верхняя часть стержня, действительно функциональная часть, которая поглощает нейтроны и тем самым останавливает реакцию, была сделана из карбида бора. При такой конструкции, когда стержни вставляются в реактор из самого верхнего положения, графитовые части первоначально вытесняют часть воды (которая, как упоминалось выше, поглощает нейтроны), эффективно вызывая первоначальное поглощение меньшего количества нейтронов. Следовательно, в течение первых нескольких секунд активации управляющего стержня выходная мощность реактора увеличивается, а не уменьшается, как хотелось бы. Такое поведение противоречит интуиции и не было известно операторам реактора. В конструкции реактора РБМК-1000 были отмечены и другие недостатки, а также несоответствие принятым нормам и требованиям безопасности ядерных реакторов.

Обе точки зрения активно лоббировались различными группами, в том числе проектировщиками реактора, персоналом АЭС, а также советским и украинским правительствами.

В обоих отчетах человеческий фактор рассматривался как основная причина аварии на чернобыльской АЭС. Как и в опубликованном ранее отчете INSAG-1, в отчете INSAG-7 пристальное внимание уделяется неадекватной (на момент аварии) «культуре безопасности» на всех уровнях. Недостаток культуры безопасности был присущ не только на этапе эксплуатации, но и, в не меньшей степени, во время деятельности на других этапах жизненного цикла АЭС (включая проектирование, проектирование, строительство, изготовление и регулирование). Низкое качество рабочих процедур и инструкций, а также их противоречивые характеры ложатся тяжелым бременем на операционную бригаду, включая главного инженера. «Можно сказать, что авария произошла из-за недостаточной культуры безопасности не только на Чернобыльской АЭС, но и во всех советских проектных, эксплуатационных и регулирующих организациях ядерной энергетики, которые существовали в то время».