От «пропаж», найденных в стене, перейдём к использованию в производстве, вещей для того не предназначенных.

Вы никогда не задумывались для каких целей можно использовать обычное оцинкованное ведро в быту? Множеством способов неправда ли. А кто знает, как, а главное для чего его можно использовать в атомной энергетике? К несчастью тоже множеством способов. Но история пойдёт конечно же не про вёдра.

В 1999 году технология использования ведра (правильнее сказать грубое нарушение технического регламента) чуть было не привела к большим неприятностям небольшого японского городка.
Это самая серьёзная авария в атомной энергетике Японии 20 века.

Место действия – небольшой радиохимический завод Токаймура принадлежащий компании JCO (подразделение более крупной Sumitomo Metal Mining) расположенный в городке Токай (или правильнее перевести «посёлке»?), уезда Нака префектуры Ибараки, Япония.

Предпосылки инцидента

Предприятие, на котором произошла авария, занимается переработкой изотопно обогащённого гексафторида урана (UF6) в диоксид урана (UO2), из которого в дальнейшем изготавливалось топливо для некоторых коммерческих АЭС Японии.

Инцидент произошёл в ходе процедуры очистки урана. Лицензированная японским Управлением науки и технологий процедура очистки заключалась в том, что порошкообразная окись урана U3O8 должна была механически смешиваться с азотной кислотой в специальном резервуаре, после чего полученный в результате уранилнитрат поступает в буферную ёмкость, а оттуда — в 100-литровый отстойник (охлаждающийся специальной водяной рубашкой), где происходит его очистка с помощью аммиака и последующее осаждение твёрдых частиц.

Процедура была разработана таким образом, чтобы предотвратить достижение критической массы, для чего, в частности, буферная ёмкость была сделана высокой и узкой (что практически исключало возникновение в ней самопроизвольной цепной реакции) и предполагался строгий контроль за количеством обрабатываемого сырья.

Однако за 3 года до аварии завод без согласования с Управлением науки и технологий самовольно изменил процедуру очистки. Теперь работники вручную смешивали закись-окись урана и азотную кислоту в 10-литровых вёдрах из нержавеющей стали, а не в предназначенном для этого резервуаре; полученную же смесь они добавляли не в буферную ёмкость, а непосредственно в достаточно широкий и объёмный отстойник. Всё это было сделано для ускорения и облегчения процесса (т.к. заграничные компании составляли серьёзную конкуренцию заводу, руководство таким образом решала вопрос конкуренции).

Поскольку завод не принадлежал к ведущим предприятиям ядерного топливного цикла Японии, он не привлекал к себе особого внимания контролирующих организаций. Государственный инспектор посещал завод лишь 2 раза в год, причём это происходило только в периоды, когда завод простаивал (как удачно).

Обычно, перерабатывавшийся уран имел степень обогащения по изотопу U-235 не выше 5 %. Однако, иногда предприятие занималось переработкой урана гораздо более высокой степени обогащения — 18,8 %, для экспериментального реактора на быстрых нейтронах Дзёё, что влекло за собой необходимость более осторожного обращения с сырьём (тут есть одна нестыковка, реактор Дзёё в официальных источниках значится как бридерный. Но автору данной статьи непонятно зачем там нужен U-235 в таких количествах).

Пока работа велась с низкообогащённым ураном для энергетических реакторов, никаких инцидентов не происходило. Но 30 сентября впервые за 3 года предприятие занялось переработкой урана для реактора Дзёё (Jōyō) с сырьём, обогащённым до 18,8 %. Трое рабочих (Хизэши Оучи, Мэсато Шинохара, и Ютэка Йококо), которые занялись этим, не имели опыта работы с ураном столь высокой степени обогащения и слабо представляли себе процессы, происходящие в нём.
Руководитель работ старался закончить «обрабатывать» очередную партию (126 фунтов) сырья до прихода новой смены рабочих. Не известно представляли ли рабочие, что они делают, но в итоге они загрузили в отстойник 7 вёдер уранилнитрата — почти в 7 раз больше максимального количества, разрешённого инструкцией (для такого обогащения).

Авария
В результате действий рабочих, при добавлении 7-го ведра, примернок 10:35, в отстойнике оказалось около 40 литров смеси, содержащей примерно 16 кг урана.Уран в баке осаждения достиг критической массы.


Содержимое бака начало испускать интенсивную гамма и нейтронную радиацию. В 2-х соседних производственных зданиях сработала система предупреждения повышенной радиации.
Во время события критичности Хизэши Оучи чистил стенки бака (наружные естественно), в то время как Мэсато Шинохарастоя на платформе заливал раствор в бак, а Ютэка Йококо сидел за столом на расстоянии в четыре метра от бака. Все трое наблюдали синюю вспышку (возможно эффект Вавилова-Черенкова) …сработал сигнал тревоги. Уровень гамма и нейтронного излучения был такой высокий, что Оучи и Шинохара незамедлительно испытали острую боль, тошноту, затруднение дыхания. Несколько минут спустя, находясь в комнате дезинфекции, Оучи вырвало, после чего он потерял сознание.
Не было никакого взрыва, но продукты деления (фрагменты расщепления U‑235 с атомными массами, как правило, приблизительно 95 и 137) «вылетали» из бака.

Хронология
10:37
Ядерная лаборатории JAERI расположенная приблизительно в 2 км от радио.хим.комбината, зафиксировали увеличение числа нейтронов в окружающем воздухе. Превышение было незначительным что бы забить тревогу, но это несколько озадачило работников. Через минуту уровень нейтронов уменьшился почти до нормы.

11:15
Японская Служба Науки и техники получила первый отчет о несчастном случае от JCO.

11:33
О несчастном случае сообщили Префектуре Ибараки.

12:41
Полиция заблокировала дороги около завода и выставила оцепление в радиусе 200 метров вокруг завода.


15:18
Власти деревни Токэймура эвакуировали, 50 семей, живущих в пределах 350-метрового радиуса от завода.

15:35
Научно-исследовательский институт Атомной энергии Японии устанавливает измерительное оборудование и начинает контролировать уровни нейтронной, и гамма радиации в 14 местах вокруг завода. Почти все контрольные точки выдают превышение фона.

16:00
МАГАТЭ было уведомлено о ситуации. Представитель МАГАТЭ немедленно вступил в контакт с японскими властями, чтобы следить за ситуацией. Однако, к этому времени представители власти в соседнем городе Нака сообщили, что уровень радиации начал увеличивался на ряде контрольных постов в городе.
Чуть позднее, на контрольных точках в близи завода, уровни радиации установились в пределах 2-4 мЗв/час (что минимум в 10 000 раз выше фонового).

17:00
Комиссия Ядерной безопасности правительства сказала, что, возможно, была продолжающаяся “критичность”, и возможно она продолжается.
Радиоактивный изотоп Натрий-24, был обнаружен в рвоте всех трех из жертв.

17:37
Ядерный гражданский Информационный центр (японская неправительственная организация) сообщила что уровень излучения подскочил до 0.84 мЗв/час (где именно?) но местные орган власти поспешили сообщить, что уровень радиационного загрязнения вернулся к нормальному. Служба Науки и техники объявила, что это была «авария критической массы».

18:00
В ответ на заверения местных органов власти, Ядерный гражданский Информационный центр сообщил, что уровень атмосферного радиационного загрязнение не уменьшался вокруг завода, и есть вероятность, что ядерное деление все еще происходит.

19:00
Ядерный гражданский Информационный центр сообщает, что муниципальные чиновники Tokaimuraзафиксировали до 4.5 мЗв/ч нейтронной радиациив окрестностях завода. Местами зафиксировано выпадение радиоактивного изотопа Цезий-138 (официальные власти признали данный факт только через 5 часов).

20:30
Губернатор Ибараки Масару Хасимото призвал разработать план эвакуации, приблизительно 200 000 жителей, живущих в радиусе 10-километров от завода.

21:00
Первые попытки взять ситуацию под контроль. Но радиационный фон так высок, что даже работникам завода не рекомендовалось проходить внутрь. Никто толком не мог ответить на вопрос что же там происходит, но было очевидно, что «критичность» раствора продолжается. Всем становилось понятно, что серьёзность ситуации просто недооценили.
У 2 из 3 госпитализированных рабочих, согласно анализов, зафиксировано увеличение процента белых кровяных телец (по сути это подтверждает серьёзное радиационное поражение).
Из-за того, что в ближайших к заводу домах дозиметры фиксировали 0.7 мЗв/ч, 160 человек были эвакуированы в ближайший общественный центр. Непосредственно у завода было зафиксировано нейтронное излучение на уровне 4.5 мЗв/час и 0.50 мЗв/час для гамма-лучей.


1 ОКТЯБРЯ 1999
Полночь
HitachiLtd. и другие крупные корпорации решили временно закрыть свою заводы находящиеся около места несчастного случая и попросили, сотрудников остаться дома(было остановлено12 заводов и больше 10 000 рабочих оставаться дома в городах Хитачинака и Хитачи).
Службы гражданской обороны приказали местным властям быть подготовленными к чрезвычайной эвакуации всех жителей в районе ядерного объекта Tokaimura.

МАГАТЭ решили послать инспекторов на аварийное предприятие, т.к. опасность от инцидента “ясно выше 2” по классификации МАГАТЭ.

Из больницы (какой???) поступили сведения, что двое из трех рабочих, подвергшихся радиации, находятся в чрезвычайно критическом состоянии. Число лейкоцитов всех трех увеличилось в два - четыре раза (к нормальному состоянию). Отношение лимфоцитов к «белым форменным элементам крови», в место среднестатистических 40% опустились ниже 10%, а для Оучи и Шинохара –и того меньше (всего 2%). Оценочная радиационная доза для Оучи и Шинохара составила 8 - 10 Зв, а их кожа подверглась облучению больших доз альфа-частицы.

0:40
Один из управляющихJCO признал, что компанияне всегда соблюдала предписанную технологию на процедуру.
К этому времени, на расстоянии в 2 км от завода начали фиксировать уровни загрязнения в 200 мкР/час (примерно 2 мкЗв/час).

1:00
Правительство Японии запросило экстренной помощи у американских вооруженных сил размещённых в Японии, но местные американские военные силы не были снабжены необходимыми средствами индивидуальной защиты.

МакотоУджихара, глава Токийского офиса JCO, сказал на пресс-конференции, что несчастный случай был первой национальной критической ядерной неудачей. Члены комиссии рабочей группы объясняли причину несчастного случая в рядом факторов. Некоторые списывали несчастный случай нагрубую ошибку рабочих,другие называли несчастный случай результатом фундаментальной ошибки.

Премьер-министр Кейзо Обачи признал, что правительство было медленным в реакции на несчастный случай.

2:00
Жителей окрестностей попросили не покидать своих домов без крайней на то надобности.

На основании известных фактов, было принято решение проникнуть внутрь завода к злосчастной ёмкости, и слить охлаждающую жидкость из «рубашки охлаждения», тем самым снизить плотность нейтронов в баке, и возможно остановить «критичность» в баке.
Несколько машин груженых 400 кг (по другим данным 880 кг) металлического Бора (по другим данным бората натрия) были направленны с заводаTokyoElectricPowerCompany (TEPCO) в Префектуре Фукусимы с ядерных установок в Okuma и Futaba, к месту аварии (примерно 100 км по шоссе).

2:35 - 4:16
Было принято решение направить 16 рабочих (по другим сведениям 18) JCO к злополучной ёмкости, дабы остановить расщепление. Задача была: оценить обстановку, слить воду из системы охлаждения, засыпать ёмкость с делящимся веществом бором.
Рабочие разделились на 4 группы (ну…это потом стало ясно что 4-х достаточно), каждая из которых могла находится возле ёмкости всего несколько минут.
1-группа, состоящая из 2-х человек, проникла в помещение с ёмкостью в 2:35 и производила фотографирование происходящего внутри. В частности, интересовал клапана слива хладагента. Через 3 минуты им было велено покинуть помещение.
2-группа прибыла в помещение в 3:01 и провела проверку работы охлаждающих насосов (что бы выкачать охлаждающую воду). Через 3 минуты группе было велено покинуть помещение.
3-группа была послана открыть сливной клапан, вентиль повернули, но у группы возникли сомнения что клапан открылся.
4-группа, посланная в 4:16, поняла, что вода не вытекает из трубы. Рабочие влили приблизительно 30 литров борного раствора, в ёмкость с делящимся веществом. Не имея больше времени оставаться в помещении, рабочие сломали участок трубопровода перед клапаном.
Из этих 16 рабочих, шесть получили дозу облучения равную 91 мЗв, пятеро 56 - 73 мЗв, остальные примерно 40-50 мЗв (и это за 3 минуты нахождения у бака).
Ещё 11 рабочих в течении часа после этого заливали борный раствор в бак.


3:00
Ханс Мейер, представитель МАГАТЭ, заявил:
“Нас не попросили послать миссию безопасности помочь им. Безопасность - национальная ответственность. Мы только действуем на запрос, и нас не попросили приехать. Япония - очень индустриальная страна, и они могут управиться сами”.
Мейер отклонил отчет, что опасность от несчастного случая была “ясно выше 2” (INES-2), говоря, что они не оценили инцидент.
Между тем, подразделения химической защиты армии Японии начали развёртывание в районе бедствия.

4:00
Чиновник Префектуры Ибараки заявил про нейтронную радиацию в 3.1 мЗВ/ч, которая была зафиксирована в двух километрах от места аварии.

4:30
Государственные чиновники признали, что газообразные радиоактивные вещества просочились через воздушные фильтры завода.

5:30
Реакция критичности, прекратилась немногим позже 5:30, число нейтронов «вылетающих» из бака пошло на убыль.

6:15
Датчики нейтронов на заводе остановились на отметке 0. Самоподдерживающая реакция деления полностью прекратилась.

В последствии МАГАТЭ присвоили данной аварии 4 степень INES (из 7 возможных).
Местные чиновники сказали местным жителям, что одежда, которую они носили во время прошедших вечером 30 сентября ливневых дождей, должна стираться, а в местном масштабе выращенные овощи не должны употребляться в пищу или на корм животным. Также сообщалось, что колодезная вода могла быть загрязнена радиацией, порекомендовав употреблять водопроводную воду от центральных общественных систем водоснабжения.

Вскоре (1 октября в 20:00) жителям 10-километровой зоны вокруг завода, разрешили свободно находится на улице. А жителям, живущим в радиусе 350 метров от завода, разрешили вернуться домой только вечером 2 октября. Всему посёлку было правда непонятно, почему аварию ликвидировали так долго. На что правительству пришлось признать вину в том, что даже после того как критичность продолжалась 10 часов, не было даже проведено экстренное совещание по вопросу «что делать?» (впрочем, Японский представитель Министерства иностранных дел возложил ответственность за задержку на плохую связь между операторами завода и правительством).

Японский Министр международной торговли и Промышленности выразил обоснованные опасения, что несчастный случай нанесет психологический ущерб общественности. Он заявил:
“Я волнуюсь, что этот несчастный случай с критической массой может бросить холодную воду на общественное доверие к ядерным установкам”.
(перевод автора статьи, некоторым словам правда пришлось искать синонимы)

И был естественно прав, в телефонном опросе, проведённом центромMainichi, 70 процентов общественности высказались против ядерной энергии. Только каждый пятый сказал, что они одобряют развитие ядерной энергии. Часть опрошенных заявляли о желании написать письма в правительство, с просьбой остановить ядерные исследования, и повысить ядерную безопасность всех действующих ядерных объектов Японии (определённое число писем в парламент таки попала).

ООН заявили, что угрозы соседним государствам нету, а Европейское и Американское агентство по атомной энергетике заявили, что в виду полной автоматизации своих предприятий, данные аварии у них крайне маловероятны.
Вскоре радиоактивная обстановка в окрестностях пришла в норму, чего не скажешь о заводе.

Впоследствии Нью-Йорк Таймс задались некоторыми вопросами, например:
- если завод расположен очень близко от населённого пункта, то почему на самом заводе такие слабые меры противорадиационной защиты? Например небыли предусмотрены уловители нейтронов вокруг помещений с оборудованием?
- у радиохим.комбинаты Tokaimura не было маркировок, идентифицирующих место как опасное, его штат испытывал острую нехватку знаний (один из 3 рабочих производивших смешивание, в последствии сказал что они понятия не имели что всё может привести к таким последствиям), системы сигнализации были в ужасном состоянии, а руководства по безопасности при выполнении работ почти полностью отсутствовали.
- регулирующие бумаги, сделанные для завода во время строительства, не включали в себя резервные планы действийна случай нештатных ситуаций.









Официальное заключение
МАГАТЭ заключило, что причиной несчастного случая, стала «человеческая ошибка и серьезные нарушения принципов безопасности».

Прочие факты:
* JCO не были готовы к действиям в случае аварии с возникновением критичности — сигнализаторы уровня гамма-излучения не являлись системой аварийной сигнализации, предусмотренной на случай ядерной аварии. А лицензионном соглашении фактически утверждалось, что ядерная авария невозможна. В результате этого для ликвидации аварии пришлось привлечь специалистов и применить приборы с близлежащих ядерных установок;
* По всей вероятноси, в компании JCO и в регулирующем органе на всех уровнях устоялось мнение, что авария с возникновением критичности невозможна. В результате этого принимавшиеся методики, планы, схемы расположения оборудования, учет человеческого фактора и т. д. не получали адекватного изучения как со стороны компании, так и со стороны должностных лиц, выдававших лицензию.

Источники
http://isis-online.org/isis-reports/detail/chronology-and-press-reports-of-the-tokaimura-criticality/24

http://web.archive.org/web/20041224021332/http://www.physicstoday.org/dec99/toka2.htm