АЭС Три-Майл-Айленд, 1979

Ну чё, котаны, техногенка?

Когда-то я опрометчиво пообещал Алине расписать Три-Майл-Айленд. Поскольку тому обещанию уже полгода минимум, тянуть дальше не было возможности и я сел за эту заметку. Итак, Три-Майл-Айленд с точки зрения эффекта кумулятивного действия. Но сначала матчасть.

Энергоблок №2 АЭС Три-Майл-Айленд представлял из себя двухконтурный водно-водяной энергетический реактор (нет, не кипящий, как на Фукусиме-1, и тем более не канальный, как на ЧАЭС). Принцип действия в общих чертах: в активную зону подаётся вода первого контура (под давлением, это важно!) которая через теплообменник нагревает воду второго контура, а уже та, в виде пара, вращает турбину (наглядная схема с загнивающей прилагается). Вода первого контура, помимо роли теплоносителя, выполняет функции замедлителя и отражателя. В отличие от РБМК, реактор получается достаточно компактный, что позволяет упаковать его в бетонный футляр (контайнмент) на случай, если что-то пойдёт не так. В своё время именно за отсутствие контайнмента ругали РБМК, аргументируя это тем, что его наличие предотвратило бы утечку радиоактивных материалов, но потом случилась Фукусима, и опытным путём выяснилось, что контайнмент – тоже не панацея. Впрочем, я отвлёкся. Главное, что следует запомнить из этого абзаца – в активной зоне обязательно должна циркулировать вода под давлением.

А теперь перейдём непосредственно к предпосылкам аварии:

1. На момент начала событий в компенсаторе первого контура барахлил и потихоньку протекал электромагнитный клапан.

2. В результате мелких ремонтных работ в систему сжатого воздуха (с помощью которой осуществлялось управление запорной арматурой) попала вода, которой там никак не должно было быть. В четыре часа ночи 28 марта 1979 года эта самая вода вызвала срабатывание системы пневмоприводов, отключившее системы конденсатоочистки. Проще говоря, штатная циркуляция воды в первом контуре (и, соответственно, охлаждение активной зоны) оказалась перекрыта. Температура и давление поползли вверх.

Умная автоматика распознала аварийную ситуацию. На такие случаи в системе была предусмотрена аварийная подача воды в активную зону. Произошло аварийное глушение реактора (реакция на рост давления), запустились насосы аварийной подачи воды, открылся клапан компенсатора (см. пункт 1) для сброса избыточного давления. Казалось бы, вин? Нетъ! Именно с этого момента начинает работать эффект кумулятивного действия.

Барахливший клапан (1) не закрылся по достижении номинальных значений давления, вода продолжала утекать, а давление – падать. Умная автоматика и в этот раз не сплоховала, запустив насосы аварийной подачи воды. Ситуация проблемная, но еще не критическая. Но тут сплоховали кожаные мешки.

3. Операторы, глядя на контрольную панель (о ней чуть позже, это отдельная песня) и видя рост уровня воды в компенсаторе, решили, что автоматика лажает, и УМЕНЬШИЛИ подачу воды. Давление в системе продолжало падать (клапан-то открыт!). В какой-то момент (через пять с половиной минут после отключения штатной циркуляции) давление упало до величины, при которой вода, нагретая до 300 градусов, закипает.

Краткий образовач для тех, кто пинал балду в школе: 100 градусов – это температура кипения воды при НОРМАЛЬНОМ АТМОСФЕРНОМ давлении. ВВЭР не рассчитаны на пар в качестве теплоносителя первого контура, это обязательно должна быть жидкая вода. Но чтобы она могла нагреть до температуры парообразования воду второго контура, её температура должна значительно превышать 100°С, чего можно достичь значительным повышением давления. Именно поэтому, вода в первом контуре реакторов такого типа должна быть под большим давлением.

Итак, давление в системе упало ниже критического и вода вскипела, превращаясь в пар, который заполнил трубопроводы. Вода продолжала утекать через неисправный клапан, но с пульта казалось, что воды в системе достаточно, ибо пар вытеснил воду в компенсатор, а количество воды в системе измерялось именно по уровню в компенсаторе. Давление продолжало падать, температура – расти. Операторы – хлопать ушами, пытаясь понять, что же там, унутре, вообще происходит.

4. И вот тут самое время объяснить, почему Рафик неуиноуен (то есть, канеш, уиноуен, но в меньшей степени, чем могло показаться из предыдущих абзацев). Дело в том, что юзер-френдли интерфейс в те годы на АЭС ещё не завезли, и контрольная панель представляла из себя бессистемное скопище неонок унутре и стрелок осциллографов, отлично подходивших для создания радостной рождественской атмосферы, и плохо – для контроля и понимания состояния реактора в нештатной ситуации. Маленький показательный факт: авария развивалась считанные минуты, а принтер, печатавший диагностические данные, столь нужные в реальном времени, отставал от течения событий на пару часов, ибо работал слишком медленно.

5. Мануалы тоже не блистали внятностью и доходчивостью, так что универсальный способ RTFM в условиях аварии был не особо применим. Вкупе же с недостаточной подготовкой операторов и наплевательским отношением к разбору и анализу имеющегося опыта нештатных ситуаций это привело к тому, что ни распознать аварию, ни принять эффективных мер по её предотвращению персонал станции не смог.

Итак, вернёмся на место событий. Пока операторы пырились на панель управления, пытаясь постичь логику происходящего, началась сильная вибрация циркуляционных насосов. Это в трубопроводе заканчивалась вода и начинался пар. Насосы пришлось отключить. Пожалуй, именно этот момент стоит считать точкой невозврата. Циркуляция теплоносителя в активной зоне прекратилась. Вода оказалась внизу, пар наверху. Кипение продолжалось, и ближе к утру верх активной зоны показался над водой.

Пришедшая с утра свежая смена застала виновников аварии в тоске и печали. До сих пор никто так и не сумел одуплить, что же конкретно сейчас происходит в реакторе. Кто-то из сменщиков сумел-таки обнаружить на панели сигнал о неработоспособности злополучного клапана и, наконец, перекрыл утечку воды из компенсатора…

6. …но подачу воды в активную зону никто так и не включил. В полседьмого температура в активной зоне резко пошла вверх – ТВЭЛы торчали из воды уже достаточно для того, чтобы началась пароциркониевая реакция. К семи утра вода в реакторе практически выкипела, так что ничего уже не мешало ТВСам активно плавиться, стекая вниз. Наконец, кто-то попытался запустить циркуляционные насосы. Запустился только один, да и то ненадолго (ибо в трубопроводах вместо воды уже давно был пар). Тот самый насос, которому повезло хапануть-таки воды, вплюнул оказавшиеся в его распоряжении 30 кубов в активную зону и заглох с чувством выполненного долга. Расплавленные ТВЭЛы от такого холодного душа хрустнули, и просели вниз. В двадцать минут восьмого операторы попробовали ненадолго запустить систему охлаждения. К тому моменту расплавленная топливная масса как раз проплавила конструкции и стекла на дно реактора. До полного пиздеца оставалось – как потом посчитали – минут тридцать, но тут, наконец, в очередной раз сработала автоматика, до той поры сквозь фейспалм наблюдавшая за безуспешными потугами кожаных мешков разрулить ситуацию. По сигналу повышения давления в гермооболочке (куда уже давно стекала вода, уходившая через тот самый неисправный клапан компенсатора) запустилась система аварийного охлаждения реактора.

Усталые кожаные мешки перестали, наконец, тыкать кнопки наугад, и решили просто позырить, что получится. Получился вин. Разрушение активной зоны, наконец, остановилось. СР! УВЧ! Самое страшное осталось позади, хотя с принудительным охлаждением мудохались ещё примерно месяц, а последствия разгребали больше десятка лет.

В результате аварии никто не облучился и не погиб, за исключением атомной энергетики США, которая до сих пор не оправилась от этого происшествия. Второй энергоблок официально разгребли к 1990 году, захоронив всё, представлявшее опасность, по различным хранилищам. Саму же АЭС окончательно закрыли в 2019.