III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ЧЕРНОБЫЛЬСКАЯ ТЕХНОГЕННАЯ КАТАСТРОФА – ВОПРОСЫ БЕЗ ОТВЕТОВ
Работинский Р.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

«Нам открыты пути, нам шагать далеко…

Мы в ответе за всё перед вечностью..

Прав ли был Прометей, давший людям огонь?!

Всё зависит от рук человечества!»

Данилов С. В.

Чернобыльская техногенная катастрофа произошла 26 апреля 1986 года в 1 час и 24 минуты на 4 энергоблоке ЧАЭС (Чернобыльской Атомной Электростанции).

Данная авария оказалась не только главным событием 1986 года в Советском Союзе и в мире, она стала одним из самых важных событий последней четверти XX века. После Чернобыля в литературе перестало употребляться понятие “мирный атом”. Эта авария повлияла на экономику и научно-техническую политику всех развитых стран, изменив представления людей об опасностях и угрозах. Проекты атомных электростанций были повсеместно пересмотрены, а в некоторых странах было принято решение отказаться в дальнейшем от атомных станций для получения тепла и электроэнергии. Уроки Чернобыля продолжают изучаться и обсуждаться до сих пор.

Чернобыльская техногенная катастрофа не имеет аналогов в мировой истории и в атомной энергетике. Но и тридцать с лишним лет спустя некоторые вопросы, касающиеся физических явлений, сопутствующих процессу аварии и периоду её ликвидации, остаются без конкретных ответов и ответы являются лишь гипотетическими. В прошлом году мы с одноклассниками принимали участие в проекте «Уроки Чернобыля», приуроченном к тридцатой годовщине аварии. Результатом проекта стал сценарий внеклассного мероприятия по данной теме, который мы представляли на муниципальном мероприятии для учащихся школ города Выборга, на торжественном заседании совета ветеранов ликвидаторов Чернобыльской аварии. Кроме того, мы принимали участие в открытом уроке ОБЖ для учащихся школ Выборга и Выборгского района, так же представляя свой сценарий.

В процессе работы над проектом я не раз сталкивался и с противоречивостью информации о физической стороне причин аварии в различных источниках и с тем, что некоторые вопросы так и остались без ответов. Так же я столкнулся с тем, что большинство современных школьников практически ничего не знают ни о физических ни об историческо-социальных аспектах техногенной катастрофы, не имеющей аналогов в мировой истории.

На основании этого тема исследования кажется мне актуальной по нескольким причинам:

1. Необходимо привлечь внимание общественности не только к проблеме самой Чернобыльской аварии, но и проблеме разумного использования достижений современной науки.

2. Не все современные школьники имеют реальное представление о масштабе данной трагедии. К сожалению, мнение некоторых из них складывается под впечатлениями не всегда научно верных сюжетов фильмов и книг.

3. В литературных источниках и интернет-ресурсах содержится очень большое количество информации, часто разные ресурсы противоречат друг другу. Кроме того, насколько стало известно, информация о реальных последствиях аварии много лет умалчивалась, позже искажалась.

4. Мне кажется, что изучение последствий Чернобыльской техногенной катастрофы должно стать частью школьной учебной программы и по физике, и по истории.

Цель исследования: изучить, проанализировать и систематизировать научную информацию о Чернобыльской техногенной катастрофе. Обозначить вопросы, касающиеся физических явлений, сопутствующих процессу аварии и периоду её ликвидации, ответы на которые носят только гипотетический характер.

Задачи исследования:

1. Изучить информационные источники по теме исследования

2. Проанализировать информацию, полученную из различных достоверных источников.

3. На основании проведённого анализа определить те физические вопросы и проблемы, которые до сих пор не имеют однозначного ответа.

4. Привлечь внимание общественности к вопросу об изучении последствий аварии на уроках физики.

5. Привлечь внимание общественности к нравственной проблеме ответственности человека за безопасное воплощение достижений современной науки.

Методы исследования:

1. Изучение литературных источников и интернет ресурсов по теме исследования.

2. Анализ, сравнение и систематизация полученной информации

3. Интервью с ликвидаторами Чернобыльской аварии

4. Социальный опрос среди учащихся старших классов и учителей физики Выборгского района.

Молчание давит, глядят сиротливо криницы,

Пустынны поля — это всё наяву, а не сон.

Четвёртый реактор — святые бесстрашные лица,

Им, нас защитившим, живым и погибшим — поклон.

Народную боль не заносят в учёные акты.

Вы атом осилить в той схватке смертельной смогли.

Пускай человечество помнит четвёртый реактор.

Как страшную- страшную боль осознавшей Земли

Н. Рачков (отрывок)

Теоретическая часть

Внезапный взрыв Чернобыльской АЭС!Реактор, а за ним – энергоблок –Разрушен! Мощный выброс до небес!Из жерла - радиации поток

На сотни метров поднимался ввысь!Горел графит, и плавилась смола…Простую человеческую жизнь,В себя вобрала атомная мгла.

О. Рубанова

1. Чернобыльская техногенная катастрофа

Чернобыльская техногенная катастрофа произошла 26 апреля 1986 года в 1 час и 24 минуты на 4 энергоблоке Чернобыльской Атомной электростанции.

В ночь с 25-го на 26-е апреля 1986-го года в результате взрыва на Чернобыльской АЭС, который на сегодняшний день является самой масштабной индустриальной катастрофой человечества, высвободилась радиоактивная энергия примерно в сто раз большая, чем при атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки. [3]

Чернобыльская техногенная катастрофа, наиболее серьёзная в истории атомной промышленности, стоила жизни и нанесла ущерб здоровью многих людей. Прошло более 30 лет, а черный день Чернобыльской трагедии продолжает волновать людей: и тех, кого он зацепил своим черным крылом, и тех, кто позднее родился далеко от искалеченной земли. Этот день не прошел бесследно, он расплодил по миру много трагедий; он будет всегда объединять всех одним воспоминанием, одной печалью, одной надеждой. Невиданного масштаба трагедия свалилась на плечи нашего народа. Кто же виновен в ней? Конкретно будто никто ничего специально не делал. Это не провокация, это халатность. Проявления безответственности и легкомысленности накапливались и накапливались - и в один прекрасный апрельский день - вдруг взрыв…

2. Ядерный реактор ЧАЭС

Ядерным реактором называется устройство, в котором осуществляется и поддерживается управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер. Впервые управляемая цепная реакция деления ядер урана была осуществлена в 1942 году в США под руководством итальянского физика Ферми. Первый европейский реактор был создан в 1946 г. в Советском Союзе под руководством Игоря Васильевича Курчатова. В основе получения ядерной энергии лежит управляемая цепная ядерная реакция. Неуправляемая реакция приводит к мгновенному взрыву. Управление ядерным реактором осуществляется с помощью специальных управляющих стержней, вводимых в активную зону реактора. При увеличении мощности свыше установленного уровня включаются автоматы, погружающие управляющие стержни в глубь активной зоны реактора.

Реактивность ядерного реактора ρ — величина, характеризующая динамику цепной реакции в активной зоне ядерного реактора. Реактивность выражается через коэффициент размножения нейтронов следующим образом: . Поскольку k обычно мало отличается от единицы, ρ ≈ k − 1, т. е. реактивность показывает превышение k над единицей. В критическом реакторе ρ=0, в надкритическом реактивность положительна, в подкритическом — отрицательна. Если какое-либо явление приводит к снижению коэффициента размножения, говорят, что оно порождает отрицательную реактивность. Если в результате некоторого эффекта k увеличивается, эффект сопровождается появлением положительной реактивности.

Реактивность ядерного реактора изменяется путём перемещения в активной зоне элементов управления цепной реакцией — цилиндрической или другой формы регулирующих стержней, материал которых содержит вещества, сильно поглощающие нейтроны (бор, кадмий и др.). Удаление стержня из активной зоны сопровождается освобождением реактивности, а так как стержень всегда перемещается вдоль своей оси, то приращение реактивности характеризуется изменением положения в активной зоне конца стержня. При полностью погруженном стержне связывается максимально возможная реактивность, однако при этом перемещение стержня на заданную долю его полной длины, например, на одну сотую, вызывает наименьшее изменение реактивности реактора, ибо конец стержня перемещается в области с самым низким потоком нейтронов. [10]

При изменении плотности теплоносителя имеют место два конкурирующих явления: изменение замедляющих и поглощающих свойств среды. В зависимости от состава активной зоны, суммарный эффект может быть как положительным, так и отрицательным. Таким образом, грубо можно считать, что паровой коэффициент реактивности является разностью двух значительных по величине эффектов: замедления и поглощения. [9]

Реактор на ЧАЭС был спроектирован таким образом, что паровой коэффициент реактивности был положительным, то есть повышение интенсивности парообразования способствовало высвобождению положительной реактивности (вызывающей возрастание мощности реактора). В тех условиях, в которых работал энергоблок во время эксперимента (малая мощность, большое выгорание, отсутствие дополнительных поглотителей в активной зоне), воздействие положительного парового коэффициента не компенсировалось другими явлениями, влияющими на реактивность, и реактор имел положительный быстрый мощностной коэффициент реактивности . Это значит, что существовала положительная обратная связь — рост мощности вызывал такие процессы в активной зоне, которые приводили к ещё большему росту мощности. Это делало реактор нестабильным и ядерноопасным. Кроме того, операторы не были проинформированы о том, что на низких мощностях может возникнуть положительная обратная связь.

У правильно сконструированного реактора мощностной коэффициент должен быть отрицательным. Это означает, что при каком-либо возмущении возрастает реактивность, с ней начинает увеличиваться мощность, а это ведёт к уменьшению реактивности и мощность стабилизируется, хотя и на более высоком уровне. У реактора РБМК мощностной коэффициент был положительным в большом диапазоне мощностей – в нарушение требований нормативных документов. Это прямо повлияло на возникновение аварии 26 апреля. [10]

Существование концевого эффекта было обнаружено на ЧАЭС в 1983 году во время физического пуска энергоблока. Суть эффекта заключается в том, что при определённых условиях в течение первых секунд погружения стержня в активную зону вносилась положительная реактивность вместо отрицательной. Проявление данного эффекта стало возможным благодаря тому, что стержень СУЗ, находящийся в крайнем верхнем положении, оставляет внизу семиметровый столб воды, в середине которого находится пятиметровый графитовый вытеснитель. Таким образом, в активной зоне реактора остаётся пятиметровый графитовый вытеснитель, и под стержнем, находящимся в крайнем верхнем положении, в канале СУЗ остаётся столб воды. Замещение при движении стержня вниз нижнего столба воды графитом с более низким сечением захвата нейтронов, чем у воды, и вызывало высвобождение положительной реактивности. Ничего бы подобного не происходило, будь графитовые вытеснители стержней на 1,3 метра длиннее, так что это большая ошибка проекта и конструкции реактора. Для проявления концевого эффекта в полном объёме (внесение достаточно большой положительной реактивности) необходимо сочетание определенных исходных условий. И такие условия существовали к моменту нажатия кнопки АЗ-5 в 1:23:39. [4]

С точки зрения экономики реактора, а также его безопасности, наиболее благоприятной является минимальная величина ОЗР. В этом случае, с одной стороны снижается «непродуктивное» поглощение нейтронов стержнями СУЗ (которые могли бы быть затрачены на деление делящихся изотопов, то есть производство энергии), а с другой — уменьшается риск внесения существенной положительной реактивности из-за непредвиденного извлечения поглощающего стержня СУЗ. ОЗР расходуется этот на компенсацию любой отрицательной реактивности, появляющейся в процессе работы реакторе, и это без сомнения в первую очередь ксеноновое отравление. [10]

3. Технические причины аварии

Незадолго до аварии на ЧАЭС проводились научные эксперименты – апробировались новые методы, целью которых должно было стать повышение энергетической эффективности работы реактора. Ученые искусственно снижают мощность реактора. Из-за этого нарушается синхронность в работе управляющих стержней. Одновременно оператор допускает ещё одну трагическую ошибку. Он не выдает машине команду "держать мощность". В результате мощность реактора стремительно снижается до 30 мегаватт. Кипение в каналах резко снизилось, началось ксеноновое отравление реактора. Персонал смены допускает главную трагическую ошибку. Все инструкции предписывают в такой ситуации глушить реактор. Но реактор не был остановлен! Эксперимент продолжается! Оператор выводит из активной зоны все управляющие стержни. Для проведения испытаний необходимо было отключить систему аварийной остановки реактора, что и было сделано.

Далее события развиваются так, что повлиять на их ход уже невозможно. Начинается саморазгон реактора. Тепловая мощность увеличивается в 100 раз. Сработали две последние системы аварийной защиты - по уровню мощности и по скорости роста мощности. Но обе эти системы управляют выдачей сигнала АЗ-5, а он был еще 3 секунды назад подан вручную. ТВЭЛы раскалились, разбухающие частицы топлива разорвали оболочки ТВЭЛов. Давление в активной зоне многократно возросло. Это давление, преодолевая давление насосов, вытеснило воду обратно в подающие трубопроводы. Далее давление пара разрушило часть каналов и паропроводы над ними. Реактор раскаляется, давление резко возрастает, происходит первый взрыв!

Реактор перестал существовать как управляемая система. После разрушения каналов и паропроводов давление в реакторе стало падать и вода вновь пошла в активную зону реактора. Начались химические реакции воды с ядерным топливом, разогретым графитом, цирконием. В ходе этих реакций началось бурное образование водорода и окиси углерода. Давление газов в реакторе стремительно нарастало. Крышка реактора весом около 1000 тонн приподнялась, обрывая все трубопроводы. Газы, находившиеся в реакторе, соединились, с кислородом воздуха, образовав гремучий газ, который из-за наличия высокой температуры мгновенно взорвался – происходит второй взрыв!

Крышка реактора подлетела вверх, повернулась на 90 градусов и вновь упала вниз. Разрушились стены и перекрытие реакторного зала. Из реактора вылетели четверть находящегося там графита, обломки раскаленных ТВЭЛов. Эти обломки упали на крышу машинного зала и другие места, образовав около 30 очагов пожара. Цепная реакция деления прекратилась. Персонал станции начал покидать свои рабочие места примерно с 1.23.40. Сообразить, что происходит за это время и тем более успеть что-то сделать для своего спасения невозможно. Уцелевшие сотрудники покинули зал уже после взрыва. [4]

4. Радиационная обстановка и состояние реактора после аварии

Сразу же после взрыва реактор излучал от 3000 до 30 000 рентген в час (а смертельная доза – 500 рентген в час). Из двух имевшихся приборов на 1000 рентген в час один вышел из строя, а другой оказался недоступен из-за возникших завалов. Поэтому в первые часы аварии никто точно не знал реальных уровней радиации в помещениях блока и вокруг него. Неясным было и состояние реактора. Мощность выбросов превысила две сотни атомных взрывов в Хиросиме и Нагасаки, вместе взятых. Чернобыль в 600 раз превзошёл Хиросиму по степени загрязнения среды обитания цезием-137 – наиболее долгоживущим радиоактивным элементом. [5]

Чтобы представить масштабы катастрофы, нужно понимать, что представляет собой реактор РБМК-1000. Основу реактора составляет бетонная шахта с размерами 21,6×21,6×25,5 м, на дне которой лежит стальной лист толщиной 2 м и диаметром 14,5 м. на этой плите покоится графитовая кладка цилиндрической формы, пронизанная каналами для ТВЭЛов, теплоносителя и стержней — собственно, это и есть реактор. Диаметр кладки достигает 11,8м, высота — 7 м, она окружена оболочкой с водой, которая служит дополнительной биологической защитой. Сверху реактор укрыт металлической плитой диаметром 17,5 м и толщиной 3 м. Общая масса реактора достигает 1850 тонн, и вся эта масса была просто выброшена взрывом из шахты! Такие разрушения могли возникнуть в результате очень мощного взрыва, который способен произвести только ядерный заряд. В ночь на 27 апреля обсуждается риск возобновления самоподдерживающейся цепной реакции в остатках реактора. Возобновление ее считается возможным из-за разотравления топлива (распада йода и ксенона) Подсчитываются коэффициенты размножения для разных остатков кладки, снимаются показания нейтронных детекторов. [5]

Принимается решение о забрасывании остатков реактора различными материалами - карбидом бора для поглощения нейтронов, доломитом, глиной, песком для тушения горящего графита, свинцом для разбавления и снижения температуры топливной лавы. За следующую неделю на реакторный блок с вертолетов будет сброшено 5200(!) тонн различных материалов, подавляющий объем - мимо. Теоретически неплохое решение по уменьшению радиационной и ядерной опасности от остатков топлива окажется труднореализуемым - пилоты вертолетов будут опасаться столба радоактивного дыма, 150 метровой вентиляционной трубы, да и сама шахта реактора окажется перекрытой лежащей на ней верхней крышкой реактора.

Остро стоял вопрос о том, работает или не работает реактор или его часть, то есть продолжается ли процесс наработки короткоживущих радиоактивных изотопов. Первая попытка выяснить это была предпринята военными. В специализированных бронетранспортерах, принадлежащих химвойскам, вмонтированы датчики, которые имеют и гамма-, и нейтронные измерительные каналы. Первые же измерения нейтронным каналом показали, что, якобы, существуют мощные нейтронные излучения. Это могло означать, что реактор работает. Необходимо было выехать непосредственно к реактору и там было определено, что показания датчиков нейтронов о продолжающейся ядерной реакции недостоверны, так как они реагируют на мощнейшее гамма-излучение. Поэтому наиболее достоверная информация о состоянии реактора могла быть получена по соотношению коротко и относительно долгоживущих изотопов йода. За основу взяли соотношение йода-134 и йода-131 и путем радиохимических измерений довольно быстро убедились, что наработки короткоживущих изотопов йода не происходит, и, следовательно, реакция остановилась, реактор не работает и находится в подкритическом состоянии. Впоследствии, на протяжении нескольких суток, многократно повторенный соответствующий анализ газовых компонент показывал отсутствие летучих короткоживущих изотопов, и это было для нас основным свидетельством подкритичности той топливной массы, которая осталась после разрушения реактора. [7]

Тем временем, в начале мая, возобновился рост выхода радиоактивных аэрозолей из реактора. Кстати, до сих пор нет внятного объяснения такой динамики выхода радоактивных аэрозолей. Наиболее правдоподобная версия состоит в том, что засыпанная 30.04-2.05 часть топлива потеряв контакт с воздухом разогрелась вновь и подожгла не затронутую до этого часть графита, который выгорел к 6 мая. Радиационная опасность становится доминирующей. [3]

Кроме топлива, в активной зоне в момент аварии содержались продукты деления и трансурановые элементы — различные радиоактивные изотопы, накопившиеся во время работы реактора. Именно они представляют наибольшую радиационную опасность. Большая их часть осталась внутри реактора, но наиболее летучие вещества были выброшены наружу, в том числе:все благородные газы, содержавшиеся в реакторе;

примерно 55 % иода в виде смеси пара и твёрдых частиц, а также в составе органических соединений; цезий и теллур в виде аэрозолей.

Суммарная активность веществ, выброшенных в окружающую среду, составила, по различным оценкам, до 14 × 1018 Бк (14 ЭБк), в том числе:

1,8 ЭБк йода-131, 0,085 ЭБк цезия-137, 0,01 ЭБк стронция-90 и

0,003 ЭБк изотопов плутония;

В первые недели после аварии на ЧАЭС наибольшую радиационную опасность представляли летучие короткоживущие радионуклиды. Это, в основном, изотопы йода, теллура, бария, лантана и др. (131I, 127Te, 132Te,140Ba, 140La, 99Mo).

Динамика радиационной обстановки после аварии

Период

Основные радионуклиды, определявшие радиационную обстановку

Тип радионуклидов

IАпрель-июнь

1986 г.

Короткоживущие

131I, 127Te, 132Te, 140Ba, 140La,99Mo.

II Лето 1986-лето 1987 г.

Среднеживущие

103,106Ru, 141,144Ce, 89Sr, 95Zr,95Nb, 134Cs, 241Pu.

III Лето 1987 г.–по настоящее время

Долгоживущие

137Cs, 90Sr, 238, 239,240Pu,241Am.

Из перечисленного списка большее облучение человека в настоящее время осуществляет цезий-137 (55137Cs). Он является β- и γ-излучателем, период полураспада T1/2 у него = 30,2 года. Цезий имеет 20 радиоактивных и 1 стабильный изотоп. При β-распаде 55137Cs выделяется электрон (энергия 514 кэВ, макс. – 1,18 МэВ) и γ-квант (энергия – 661 кэВ), что способствует превращению его в стабильный изотоп бария. [5]

5. Способы ликвидации последствий аварии

Чернобыльская катастрофа обретает законченный вид - тяжелейшей аварии, повлекшей загрязнение сотен тысяч квадратных километров, эвакуацию 116000 человек и потерю дорогостоящего объекта энергетики. Основной задачей ликвидаторов становится иммобилизация радионуклидов и по возможности дезактивация площадки ЧАЭС:

• Удаление с крыш выброшенных фрагментов активной зоны.

• Дезактивация крыш и наружных поверхностей зданий.

• Уборка с территории загрязненного мусора и оборудования.

• Снятие грунта (5÷10 см) и вывоз его в места временного захоронения.

• Подсыпка чистого грунта (песка, гравия и т.п.).

• Укладка бетонных плит на грунт.

• Покрытие территории пленкообразующими составами.

Кроме того, в середине мая принимается решение об превращении четвертого энергоблока в захоронение путем возведения саркофага - “Объекта Укрытие”. Эта работа будет произведена за 206 дней к 30 ноября 1986 года. Вокруг 4-го блока был построен бетонный «саркофаг». Это слово промелькнуло в печати еще в мае 1986, ког­да ученые спорили о способе захоронения или, точнее сказать, ук­рытия всего четвертого блока, продолжавшего излучать радиацию. Задача после аварии была поставлена грандиозная — спроектиро­вать в кратчайшие сроки такое сооружение, которое наглухо бы за­муровало радиацию, излучаемую разрушенным реактором, и од­новременно позволило бы ученым и специалистам следить за тем, как ведет себя упрятанный под толщей металла и бетона искоре­женный, изломанный, но еще полный топлива реактор. Так как было принято решение о запуске 1-го, 2-го и 3-го блоков станции, радиоактивные обломки, разбросанные по территории АЭС и на крыше машинного зала были убраны внутрь саркофага или забетонированы. В помещениях первых трёх энергоблоков проводилась дезактивация. [7]

Радиационная ситуация постоянно менялась, и ослаблять контроль было нельзя. Оставались места, где радиационный фон был поистине огромен. А идти туда было необходимо. Случа­лось, отказывали радиоуправляемые механизмы. Они выходили из строя из-за высокой ионизации воздуха, из-за поломок. Для работ в районе Чернобыльской АЭС применялась бронированная техника с повышенной защитой от радиации, но это практически не помогало. Через неделю использования их приходилось хоронить в могильниках, так как металл начинал буквально «светиться» от радиации. Самое большое кладбище такой техники находится в селе Рассоха – в 25 км от атомной станции. [6]

Для работ в районе Чернобыльской АЭС применялась бронированная техника с повышенной защитой от радиации. И здесь большие надежды возлагали на радиоуправляемые роботы. Первыми управляемыми аппаратами стали трактора из Челябинска. Первый опыт был не очень удачен - не учтено воздействие температур и радиации. Испытали японского робота. Он внешне похож на человека. Однако, не дойдя нескольких метров до кучки радиоактивных обломков "японец" остановился. Чернобыльцы оказались крепче стального "японца" - ведь в день катастрофы они буквально перепрыгивали через такие кучки обломков.

 
Современные и самые совершенные роботы с электроникой и техническими модулями сделали за два месяца. Тут и "малыши" - роботы весом 38 килограммов -разведчики. Их задача - пройти по "лунной поверхности", осмотреть обломки, оценить радиационную обстановку. Два "разведчика" погибли. Один упал на бок на крыше и не смог подняться. Второй спустился в колодец в одном из коридоров здания станции. Здесь оказался слишком высокий уровень радиации. Еще сутки разведчик "жил", докладывал обстановку, а на вторые сутки телеустановка вышла из строя. Еще был робот-бульдозер, робот-подборщик с комплектом инструментов, робот-грузовик и робот-спасатель. В разработке роботов для ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС так же принимало Специальное конструкторско-технологическое бюро прикладной робототехники (СКТБ ПР) МГТУ имени Баумана. [8]

Тысячи людей приняли участие в ликвидации по­следствий Чернобыльской катаст­рофы. Ликвидаторы трудились в зоне повышенной радиации, не считаясь с риском для здоровья. Из них 100 тысяч стали инвалида­ми, более 50 тысяч умерли. На помощь спасателям из Афганистана была срочно вызвана лучшая бригада вертолётчиков для полётов над реактором.

Ликвидаторы работали в опасной зоне посменно: те, кто набрал максимально допустимую дозу радиации, уезжали, а на их место приезжали другие. Основная часть работ была выполнена в 1986—1987 годах, в них приняли участие примерно 240 000 человек. Общее количество ликвидаторов (включая последующие годы) составило около 800 000. В первые дни основные усилия были направлены на снижение радиоактивных выбросов из разрушенного реактора и предотвращение ещё более серьёзных последствий. Например, существовали опасения, что из-за остаточного тепловыделения в топливе, остающемся в реакторе, произойдёт расплавление активной зоны. Расплавленное вещество могло бы проникнуть в затопленное помещение под реактором и вызвать ещё один взрыв с большим выбросом радиоактивности. По версии телеканала ВВС если бы этот взрыв произошел, то на территории современной Европы жить было бы невозможно и сейчас. [8]

Практическая часть:

I. Интервью с ликвидаторами Чернобыльской аварии

Общение с реальными ликвидаторами Чернобыльской аварии Штраховым Николаем Михайловичем и Ильчуком Антоном Людвиковичем произвело огромное впечатление на меня и моих одноклассников. Многие спорные вопросы о достоверности той или иной информации об аварии нам помогли разрешить именно они, люди, непосредственно побывавшие на месте аварии и принимавшие участие в ликвидации её последствий. Оба они бывшие военные, до Чернобыля уже побывавшие в Афганистане. Штрахов Н. М. по специальности сапёр, занимался в 1986 году кроме всего прочего утилизацией отработавшей техники, используемой при ликвидации. Ильчук А. Л. по профессии военный вертолётчик, он принимал участие в сооружении саркофага с июля по сентябрь 1986 года. Сейчас он является председателем общественной организации союз «Чернобыль». В процессе работы над исследованием я и мои одноклассники несколько раз беседовали с ликвидаторами, слушали их рассказы, задавали вопросы. Приведу те несколько выдержек из полного текста интервью, которые кажутся мне наиболее актуальными в контексте цели данного исследования:

1. Выдержки из интервью с бывшим военным сапёром, ликвидатором Чернобыльской аварии Штраховым Николаем Михайловичем:

Вопрос: скажите, почему вы, офицер, сапёр по специальности, занимались проблемой утилизации техники?

Ответ: всё дело в том, что специалистов по работе с техникой в условия повышенной радиации в стране не существовало. Как не было и специальных инструкций, как действовать в такой ситуации с технической точки зрения. Многие вопросы мы решали на месте, не всегда наши методы защиты техники от радиации срабатывали. Для работ применялась бронированная техника с повышенной защитой от радиации, но это практически не помогало. Через неделю использования их приходилось хоронить в могильниках, так как металл начинал буквально «светиться» от радиации. Одно время считалось, что постояв некоторое время тяжёлая техника станет «безопасной» и снова сможет работать. Мнение было ошибочным. Технику приходилось захоранивать навсегда, пересекать границы периметра было строго запрещено приказом. БТРы, грузовики, вертолёты …

Вопрос: а почему захоранивали вертолёты?

Ответ: вертолёты летали над реактором на достаточно большой высоте. Но бывали случаи, когда практически полностью отказывала электроника вертолётов. Такие машины восстановлению не подлежали и становились грудой бесполезного металла.

Вопрос: а можно ли было использовать робототехнику для ликвидации последствий аварии вблизи самого реактора в первые часы и дни?

Ответ: да, были попытки задействовать роботов, для этого и нужны были военные сапёры и инженеры. Но электроника роботов отказывала очень быстро и их заменяли реальные люди.

2. Выдержки из интервью с бывшим военным вертолётчиком, ликвидатором Чернобыльской аварии Ильчуком Антоном Людвиковичем.

Вопрос: почему отказывала электроника вертолётов?

Ответ: в процессе строительства саркофага принимали участие лучшие вертолётные бригады страны. К тому моменту пилоты уже примерно знали, ниже какой высоты опускаться опасно из-за вероятности отказа техники. Кроме того, счёт времени шёл уже на недели, а не на часы, планировалось создать саркофаг в сжатые сроки, но от нескольких часов уже ничего не зависело. А вот те вертолётчики, которые срочно были переброшены из Афганистана для полётов над реактором в первые часы и дни после аварии действительно рисковали тем, что электроника вертолёта могла полностью отказать в любой момент. Никто точно не мог утверждать, на какой высоте и при каком уровне радиации такое может произойти.

Вопрос: а были ли технические способы защитить вертолёты от радиации?

Ответ: наземная техника по возможности использовалась бронированная, с повышенным уровнем защиты от радиации. Но манёвренность вертолёта напрямую связана с его массой, так что проще было потом списать и захоронить технику …

Вопрос: а можно ли было использовать робототехнику для ликвидации последствий аварии вблизи самого реактора в первые часы и дни?

Ответ: мне кажется, что тридцать лет назад в мире не существовало такой робототехники, которая специально сконструирована для работы в зоне повышенной радиации. Во всяком случае в нашей стране таковой не было. Были попытки использовать конструкции для сапёров и взрывотехников, но, насколько мне известно, в первые часы и дни после аварии основная нагрузка легла на людей, а не на технику.

Вопрос: как вы думаете, почему данные об уровне радиации сразу после взрыва не точные?

Ответ: среди тех, кто провёл в Чернобыле несколько месяцев после аварии были и специалисты по дозиметрии. С некоторыми из них я имел возможность общаться именно там, в Чернобыльской зоне. Они рассказывали, что в первые часы после взрыва невозможно было точно определить уровень радиации из-за отсутствия дозиметров с таким пределом измерения. Позже предпринимались различные, иногда авантюрные попытки провести измерения непосредственно вблизи реактора. Один раз, как говорят дозиметристы, засунули дозиметр в дуло обложенного свинцовыми пластинами танка и пытались подобраться к реактору на танке.

(фото в приложении № 1)

II. Социальный опрос и анализ его результатов:

Задача данного этапа исследования: методом социального анкетирования (интернет-опроса) выяснить мнение целевой аудитории о целесообразности включения вопроса о Чернобыльской аварии в школьную программу по физике.

I – этап: целевая аудитория социального опроса: учащиеся старших классов

Дополнение: опрос проводился среди учеников соседних школ, так как старшеклассники нашей школы целенаправленно изучали данный вопрос и на уроках, и на внеклассных мероприятиях.

Заданные вопросы:

 

Вопрос

Варианты ответов

1

Рассказывают ли вам на уроках о Чернобыльской аварии?

да

нет

Только в рамках внеклассной работы

2

Смогли бы вы ответить на вопрос о физических причинах аварии?

да

нет

Частично могу, но не уверен в ответе

3

Смогли бы вы ответить на вопрос о масштабах последствий аварии?

да

нет

Частично могу, но не уверен в ответе

4

Смогли бы вы ответить на вопрос о значении последствий аварии с социальной и исторической точки зрения?

да

нет

Частично могу, но не уверен в ответе

Результаты опроса представлены в таблице:

 

Вопрос

%

%

%

1

Рассказывают ли вам на уроках о Чернобыльской аварии?

да

10

нет

50

Только в рамках внеклассной работы

40

2

Смогли бы вы ответить на вопрос о физических причинах аварии?

да

5

нет

65

Частично могу, но не уверен в ответе

30

3

Смогли бы вы ответить на вопрос о масштабах последствий аварии?

да

10

нет

66

Частично могу, но не уверен в ответе

24

4

Смогли бы вы ответить на вопрос о значении последствий аварии с социальной и исторической точки зрения?

да

17

нет

48

Частично могу, но не уверен в ответе

35

Вывод: большинство опрошенных старшеклассников затрудняются в ответах на данные вопросы или не уверены в точности той информации, которой владеют.

II – этап: целевая аудитория социального опроса: учителя физики, участвующие в специальных интернет- сообществах для педагогов

Заданные вопросы:

 

Вопрос

Варианты ответов

1

Рассказываете ли вы своим ученикам о Чернобыльской аварии в процессе изучения ядерной физики?

да

нет

Только в рамках внеклассной работы

2

Считаете ли вы, что этот вопрос целесообразно включить в перечень обязательных вопросов школьной программы?

да

нет

Сомневаюсь в ответе

Результаты опроса представлены в таблице:

   

%

%

%

1

Рассказываете ли вы своим ученикам о Чернобыльской аварии в процессе изучения ядерной физики?

да

48

нет

27

Только в рамках внеклассной работы

25

2

Считаете ли вы, что этот вопрос целесообразно включить в перечень обязательных вопросов школьной программы?

да

71

нет

14

Сомневаюсь в ответе

14

Вывод: большинство опрошенных учителей физики уделяют достаточное внимание вопросу изучения последствий Чернобыльской техногенной катастрофы и считают целесообразным включение этого вопроса в школьный курс изучения ядерной физики

III. Вопросы без ответов

Изучив большое количество литературных источников и интернет-ресурсов, рассказывающие о хронологии, причинах, процессах ликвидации и последствиях Чернобыльской техногенной катастрофы можно выделить несколько вопросов, ответы на которые всё равно носят гипотетический характер:

На основании изученного и проанализированного исторического и научного материала можно сделать выводы:

1. Технической причиной Чернобыльской аварии была цепь фатальных ошибок персонала станции, не имевшего никакого злого умысла. Сотрудники недооценили опасность и вовремя не предприняли действий, ещё способных предотвратить аварию.

То есть технические причины аварии являются достоверным фактом.

2. Несмотря на то, что не существовало на тот момент конкретных инструкций по защите людей и техники от такого большого уровня радиации, были предприняты все возможные попытки свести последствия вредоносного воздействия к минимуму.

Многие технические вопросы решались прямо в процессе ликвидации последствий аварии. К решению вопроса были привлечены лучшие специалисты: инженеры, физики, дозиметристы, военные сапёры, радиологи, врачи и т. д.

3. Действительно существовала большая вероятность третьего взрыва. Расплавленное вещество могло бы проникнуть в затопленное помещение под реактором и вызвать ещё один взрыв с большим выбросом радиоактивности. Усилиями ликвидаторов взрыв был предотвращен.

4. Можно выделить несколько вопросов, конкретных ответов на которые в литературных источниках и интернет-ресурсах в открытом доступе не существует. Не могут дать ответы на эти вопросы и ликвидаторы Чернобыльской техногенной катастрофы.

Вопрос

Варианты ответов

Причина (предполагаемая)

уровень радиации вблизи реактора в первые минуты после взрыва

от 3000 до 30 000 рентген в час

Из двух имевшихся приборов на 1000 рентген в час один вышел из строя, а другой оказался недоступен из-за возникших завалов.

При каком уровне радиации (с учётом расстояния от источника радиации) полностью отказывала электроника

Условия использования электронных устройств определялись экспериментальным путём, конкретно для каждого отдельного случая

Не существовало точных и конкретных формул (инструкций), позволяющих определить вероятность отказа электроники. Не существовало ранее полученных экспериментальных данных для такого уровня радиации. Предполагаю, что ученые впервые столкнулись с такой проблемой и времени решать её теоретически просто не было.

Существовала ли возможность использования робототехники для ликвидации последствий аварии (сведение участия людей к минимуму)

Известен как минимум один случай использования роботов из Японии. Но они почти сразу вышли из строя (отказала электроника). Использовалась военная техника, применяемая сапёрами. Но она не смогла заменить человека, особенно в первые часы после аварии

В СССР в 1986 году практически не было робототехники необходимого уровня. Любая «умная» техника основана на электронике. При каком уровне радиации отказывала электроника отказывала. Возможно было использовать только спустя большой промежуток времени и на определённом расстоянии от источника излучения.

Невозможно недооценить историческую роль конкретных людей в ликвидации последствий аварии. Сотни тысяч людей различных профессий принимали участие в процессе ликвидации последствий катастрофы. Многие из них умерли, многие пострадали. Из воспоминаний ликвидаторов аварии:

«Радиационная ситуация постоянно менялась, и ослаблять контроль было нельзя. Оставались места, где радиационный фон был поистине огромен. А идти туда было необходимо. Случа­лось, отказывали радиоуправляемые механизмы. Они выходили из строя из-за высокой ионизации воздуха, из-за поломок. И только у людей отказа не было.

Сколько бы ни передоверяли мы технике собственные труднос­ти, сколько бы ни выручали нас механические тележки и разные другие роботы, все равно возникают ситуации, когда без человека не обойтись. Без его рук, глаз, опыта, смекалки. И тогда на работы, лимитированные в некоторых крайних случаях секундами, выхо­дили добровольцы.» [8]

Заключение

С тех пор прошло немало вёсен,

Шагает двадцать первый век,

Не все ответы на вопросы…

Беда…

Чернобыль…

Человек…

В работе над данным исследование я постарался подойти как можно ближе к истине и представить результат теоретического анализа как наиболее достоверный. В большинстве источников информации авария на ЧАЭС рассматривается чаще всего как глобальная экологическая катастрофа. Тридцать один год прошёл со дня Чернобыльской катастрофы, и большинства из тех, кого с тех пор именуют ликвидаторами, уже нет в живых. Конструкторов и солдат, врачей и пожарных, дозиметристов и шахтёров, физиков и вертолетчиков. Спасая жизни других, они подвергали собственные смертельной опасности, хотя степень этой опасности до конца понимал не каждый.

Прошло три десятка лет, а черный день Чернобыльской трагедии продолжает волновать людей: и тех, кого он зацепил своим черным крылом, и тех, кто позднее родился далеко от искалеченной земли. Этот день не прошел бесследно, он расплодил по миру много трагедий; он будет всегда объединять всех одним воспоминанием, одной печалью, одной надеждой.

Тысячелетия эволюции сформировали инстинкт са­мосохранения — научили избегать опасности, сохранять жизнь. Но по-прежнему, как и на заре истории, более всего страшит человека неизвестное. Это — радиация. Не видно, не слышно, не больно... Чувства наши, всегда безошибочно предсказывающие, откуда ждать опасность, бессильны здесь. Надеяться остается только на знания.

Уроки Чернобыля никогда не будут забыты. После аварии в литературе перестало употребляться понятие “мирный атом”. Эта техногенная катастрофа не имеет аналогов в мировой истории и в атомной энергетике. Спустя тридцать с лишним лет после аварии каждый из нас понимает, что такое никогда не должно повториться.

Лава вулкана, неистовство битума.

Пламя бушует. Бесчинствует дым.

Рвутся слова путями избитыми:

Коль умирать — умирать молодым.

Гром соловьиный. Блаженствует месяц.

Стреляет беда огнем навесным.

И сердце не может сдвинуться с места:

Коль умирать — умирать молодым.

Список используемой литературы и интернет – ресурсов

  1. Коллектив авторов «Медицинские последствия Чернобыльской аварии» - научный отчёт, ВОЗ, Женева 1995 г., 560 стр.

  2. «Авария на Чернобыльской АЭС и её последствия: Информация ГК АЭ СССР, подготовленная для совещания в МАГАТЭ» Вена, 1986 г.

  3. Н.В. Карпан «Хронология аварии на 4-м блоке ЧАЭС», аналитический отчёт, Д. №17-2001, Киев, 2001.

  4. «О причинах и обстоятельствах аварии на 4 блоке ЧАЭС 26 апреля 1986 г.» доклад ГПАН СССР, Москва, 1991.

  5. http://nepoznannoe.org/HTM/chernobil.htm

  6. http://www.souzchernobyl.ru/ материалы сайта союз «Чернобыль» России

  7. http://trendclub.ru/4213, информационный сайт

  8. http://blacktrue.pavlovskyposad.ru/mus_chronology.htm, виртуальный музей «ЧерноБыль»

  9. https://ru.wikipedia.org/wiki, Чернобыльская техногенная катастрофа

  10. http://www.chornobyl.ru/ru/chnpp/9-chnpp-today/16-reactor

Приложение № 1: фото встречи с ликвидаторами и фото из архивов ликвидаторов:

   

Встреча с Ильчуком Антоном Людвиковичем

 

Встреча с Штраховым Николаем Михайловичем

   

Чернобыль, сентябрь 1986 года. Фото из архива Штрахова Н. М.