3 января 1961 года - чёрный день для программы эксплуатации ядерных реакторов в США. Впервые за 19 лет попыток обуздать энергию атома, взрыв на ядерном реакторе уносит жизни обслуживающего персонала.
Реакторный и технический корпуса комплекса при реакторе SL-1
Предистория:
В конце 50-х - начале 60-х американские военные затеяли программу малогабаритных реакторов малой мощности, предназначенных для энергоснабжения и отопления удаленных гарнизонов (изначально - радарных станций раннего предупреждения, но этим решили не ограничиваться). Требовалось создать компактный ядерный реактор, который можно было бы перевезти с помощью транспортного самолёта (в крайнем случае по частям). Первым опытным образцом стал реактор SL-1 с максимальной тепловой мощностью 3 мегаватта и рабочей - 200 кВт электрической и 400 кВт тепловой (для отопления в смысле) мощности. Это было первое воплощение в металле стационарного реактора малой мощности проекта 1955 года разработки Аргоннской национальной лабаратории комитета по атомной энергетике. По современной классификации это одноконтурный, кипящий водо-водяной реактор с естественной циркуляцией теплоносителя. Его установили в Айдахо в национальном центре испытания ядерных реакторов (в США есть и такой) и стали выяснять на сколько он работоспособен.
Упрощенная схема работы
Специально для размещения реактора и реакторного оборудования было сооружено здание напоминавшее цилиндр высотой 14,6 метра, и диаметром 11,7 метра, которое было обшито листовой 6-мм сталью. Реактор располагался в нижней части «цилиндра». Дело было в пустыне, где на 60 км в округе населённых пунктов особо нету, поэтому про защиту на случай аварии особо не замарачивались.
Рядом построили небольшое здание для контроля за всевозможной измерительной аппаратуры.
11 августа 1958 года SL-1 вывели на рабочий режим, а 5 февраля 1959 года его передали в эксплуатацию компании “Combustion Engineering”.
Реактор был рассчитан на 3-х летнюю работу без «дозаправки» топливом, и первый свой рабочий «цикл» он отработал к концу 1960 года (точнее сказать он отработал чуть больше 2,5 года). На время рождественских праздников было решено устроить перезарядку ТВЭЛами и установку кое-какого нового научного оборудования. 23 декабря 1960 г. Реактор был заглушен.
«Дозаправка» и прочие работы проходили по плану, и 3 января 1961 года реактор нужно было готовить к запуску.
Разрез реакторного здания
Авария
В 16:00 заступила в работу очередная смена из 3-х человек (начальник смены, инженер управления реактором, и стажёр который через месяц должен был стать инженером управления реактором). Ей нужно было установить последние приборы (что-то для измерения нейтронного потока), проверить и пересобрать поглощающие стержни, подсоединить их соответствующим сервоприводам, и под утро собственно завершить подготовку по выходу реактора на рабочий режим. Согласно сменному журналу, Джон Бернс, Ричард МакКинли и Ричард Легг сняли верхнюю крышку, отсоединили приводы управляющих стержней, откачали из реактора остававшуюся там воду, начали пересборку стержней-поглотителей …
Схематический разрез камеры высокого давления
В 21:01 на пульт пожарной охраны поступил сигнал тревоги от автоматической тревожной сигнализации (некоторые источники указывают, что это был третий по счету за день сигнал тревоги), которая оповещала о аварии на реакторе. Пожарная команда в очередной раз отправилась проверять ситуацию. Согласно регламента были оповещены руководство испытательного центра и дежурный сотрудник службы безопасности (безопасности чего???), а также вызвана к реактору группа дозиметристов.
В 21:11 пожарные подъехали к реакторному зданию, снаружи не заметив ничего необычного (ни дыма, ни огня, никаких запахов гари, только 8 градусов мороза и ничего кроме), дозиметры тоже ничего необычного не показывали. Но когда попытались по внутреннему телефону вызвать «щит управления реактором» никто не отвечал.
Вскоре появился охранник, и открыл для пожарных машин главные ворота.
Вход в реакторный «цилиндр» пролегал через административное здание, затем 30 метров коридоров и реактор. Взяв кислородные аппараты (от проникающей радиации не спасёт, но вдохнуть радиоизотопную горячую частицу не позволят) и дозиметр, пожарные направились к реактору. Немного отойдя от входной двери, стрелка дозиметра начала показывать рост рентгеновского излучения.
В 21:20 Combustion Engineering были оповещены о наличии повышенной радиации на реакторе, на что пожарных оповестили о 3-х сотрудниках которые устанавливали оборудование. Начался поиск.
Между тем начальник расчёта пожарных решил проискать в самом «цилиндре» (а всё подсказывало что «пропавшие» именно там), но на нижней площадке лестницы ведущей к реакторному «цилиндру» дозиметр показал 25 р/ч.
На всякий случай подъезд к испытательному центру оцепили.
В 20:36 прибыли 2 дозиметриста с более мощными дозиметрами и костюмами хим.защиты. Вместе с начальником пожарного расчёта они предприняли вторую попытку поиска в реакторном здании. Добравшись до щита управления реактором там никого не обнаружили. Решили подняться по лестнице в реакторный зал….ещё на верхней площадке лестницы стрелка дозиметра «ушла» за 200 р/ч. Но прежде чем уйти, они успели заметить, что реакторный зал сильно повреждён.
Аварии незамедлительно присвоили 1-ю категорию тяжести (по тем временам это была самая тяжёлая авария). Необходимо было срочно найти пропавших. Группа из 2 человек в составе дозиметриста и специалиста по реакторам типа SL-1 из Combustion Engineering отправились для быстрой оценки ситуации в реакторном зале. Сразу же были обнаружены 2 пострадавших, искалеченное тело Бернса и ещё подающего признаки жизни МакКинли. Вернувшись с «помощью» (т.е. ещё с 3 человеками), МакКинли переложили на носилки, и тут же вынесли из здания. После чего перегрузили в машину скорой помощи и повезли в ближайшую больницу, но от полученных при взрыве ранений, в 23:14 МакКинли скончался.
Тело Легга обнаружили чуть позже, управляющим стержнем его буквально пригвоздило к потолку зала.
Тело Бернса вынесли только к вечеру 4 января 3 бригады по 2 человека (передвигаясь перебежками).
9 января сумели зацепить и вытащить и Легга (пришлось вместе с ним снять часть потолка реакторного зала). Все три тела были радиоактивны - у поверхности кожи уровни радиации составляли от 100 до 500 р/ч. Специальная бригада из 8 человек в Лос-Аламосовской лаборатории работала над дезактивацией тел погибших. Хоронить их правда всё равно пришлось в свинцовых гробах в забетонированных могилах. Наиболее высокоактивные части тел были похоронены отдельно.
Times Daily, выпуск от 5 января 1961 года.
Расследование
Почти сразу после начала расследования было установлено, что имела место неконтролируемая цепная реакция (повсюду в реакторном зале находили изотопы образовавшиеся в результате нейтронного захвата).
Расследование показало, что причиной взрыва было то, что Бернс (и, возможно, находящийся рядом с ним Легг) выдвинул центральный управляющий стержень примерно на 50 сантиметров (практически полностью), в реакторе началась экспоненциальная цепная реакция. Примерно через 5 миллисекунд он развил мощность 20 гигаватт и закипевшая вода выбила управляющие стержни и проч, одним из них и пришпилило к потолку Легга, и подбросила внутренности реактора на высоту примерно три метра. Бернс и Легг были убиты на месте, МакКинли пострадал меньше, но ненамного.
В водяных реакторах вода играет роль замедлителя нейтронов и потому после выброса и выкипания воды ядерная реакция в полном соответствии с наукой заглохла: это обычно считается аргументом в пользу невозможности взрыва реакторов такого типа - при повышении температуры реактивность и, стало быть, мощность, реактора снижается, а при ее выкипании он глохнет. Как можно видеть, в этом аргументе есть слабое место - реактор может "успеть раньше".
Зачем именно Бернс выдвинул стержень точно неизвестно - для присоединения к механизму управления его действительно надо было выдвинуть, но на несколько сантиметров. Основных версии две - перед этим стержни в реакторе часто застревали, возможно он застрял и в этот раз и когда за него потянули слишком сильно стронулся и выскочил слишком далеко, возможно - Бернс просто решил "разработать" стержень, дернув его туда-сюда. Точно неизвестно.
Радиационный фон и заражение местности
Выброса радиации за пределы здания практически не произошло (за небольшими исключениями). К середине января радиационный фон на расстоянии в 600 метров от реактора всё ещё составлял 2 мР/ч. А кровля в реакторном зале выдавала 1000 р/ч (лишь к апрелю уровень снизился до 200 р/ч).
К концу 1961 года был извлечён и сам повреждённый реактор
[/url]Специальный бронированный кран извлекает покорёженные остатки реактора SL-1
Все радиоактивные элементы были захоронено неподалеку от места аварии: перевозить это не рискнули.
Опознавательный знак рядом с могильником ядерных отходов. Именно тут захронили остатки реактора SL-1
Жертвы и пострадавшие
Кроме 3 погибших от взрыва, непосредственных жертв не было.
В процессе ликвидации три человека получили дозы, превышающие 25 рентген (тогдашнюю норму), еще около 30 - от 3 до 25.
Последствия
Из аварии были сделаны некоторые выводы: в частности, обязательным условием для новых реакторов стало то, что в них не должна начинаться ядерная реакция при полном удалении одного управляющего стержня. Кроме того на пультах управления появились дозиметры с большими пределами измерений - поскольку стандартные 500 р/ч оказались недостаточными (решили поставлять приборы сразу на 5 000 р/ч).
Программа была продолжена и несколько станций действительно были введены в эксплуатацию, одна из них находилась на американской полярной станции Мак-Мердо и проработала там до 1973 года.
Источники:
http://kouzdra.livejournal.com/684782.html
Документальный видео отчёт (есть субтитры на русском)