Содержание материала

Глава из книги Крупные радиационные аварии: последствия и защитные меры.

ГЛАВА 2
РАДИАЦИОННАЯ АВАРИЯ НА ПО «МАЯК» 1957 г.
Характеристика аварии и радиоактивное загрязнение территории
Непосредственные причины аварии
Радиационная авария на ПО “Маяк” с выбросом радиоактивных веществ в атмосферу произошла 29 сентября 1957 г. в 16 ч 22 мин по местному времени. По современной международной классификации радиационных инцидентов и аварий МАГАТЭ, авария 1957г. относится к тяжелым, с последствиями, приведшими к необходимости применения мер радиационной защиты населения в локальном масштабе, и имеет индекс 6 по 7-бальной шкале.
Непосредственной причиной радиационной аварии 1957 г. явился химический взрыв хранившихся высокоактивных жидких радиоактивных отходов радиохимического производства. Взрыв произошел в емкости-хранилище (банке) № 14 комплекса С-3 радиохимического завода. Комплекс, пущенный в эксплуатацию в 1953 г., был предназначен для обработки и длительного хранения жидких отходов радиохимического производства и представлял собой заглубленные в грунт бетонные сооружения с установленными в два ряда 20 емкостями-хранилищами из нержавеющей стали. Эти сварные, цилиндрической формы, с плоским дном, одностенные емкости имели высоту 6 м, наружный диаметр 8 м, толщину стенок 13 мм и полный внутренний объем 300 м3. Каждая емкость располагалась в отдельном железобетонном каньоне диаметром 9 м, глубиной 7,4 м и толщиной боковых стенок 0,8-1,2 м. Сверху каждый каньон прикрывался круглой в плане железобетонной плитой толщиной 0,8 м и массой 160 т, поверх плиты сооружалась грунтовая насыпь толщиной 1-1,5 м [1].
Комплекс включал в себя системы циркуляционного водяного охлаждения, вентиляции и контрольно-измерительных приборов. Контролировались уровни воды в емкости и охлаждающей воды в каньоне, а также температура отходов и воды.

  Банка № 14 заполнялась отходами с 9 марта по 10 апреля 1957 г. Всего было залито 256 м3 отходов. По технологическим документам, отходы химического производства, находившиеся в банке № 14, имели приближенно следующий состав [1], в г л-1:

Отходы содержали радионуклиды, представленные преимущественно средне- и долгоживущими продуктами деления. По данным заключения о причинах аварии [2,3] и последующих исследований, взрыв был обусловлен техническими неисправностями и нарушением режима охлаждения емкостей, а также спровоцированными ими последующими физико-химическими процессами.
Прослеживается следующая цепь явных и наиболее вероятных событий, предшествовавших взрыву:

  1. неисправность приборов контроля температуры и уровня охлаждающей воды и отсутствие надлежащего контроля за работой контрольно-измерительных приборов (КИП) со стороны эксплуатирующего персонала;
  2. сокращение или прекращение подачи охлаждающей воды, вследствие этого значительное снижение и прекращение отвода радиационного избыточного тепла, выделявшегося в содержимом банки на уровне 70х103ккал ч-1 [1];
  3. повышение температуры содержимого банки, выпаривание воды из жидких солевых растворов вплоть до образования сухого остатка солей;
  4. взрыв осадка; непосредственные факторы, инициировавшие взрыв сухого остатка, точно не известны.

Комиссия, расследовавшая причины аварии, констатировала неудовлетворительную эксплуатацию емкости № 14, нарушение технологического регламента обработки и хранения радиоактивных отходов в комплексе С-3, отсутствие контроля уровня отходов в емкостях и охлаждающей воды в каньонах, выход из строя контрольно-измерительных приборов еще в первые годы эксплуатации комплекса [2, 3].
Существуют свидетельства очевидцев о значительных затруднениях в проведении ремонтных работ в системах КИП, вызванных неудачным расположением кабельных коридоров, проходивших в соответствии с проектом непосредственно через емкости, а также большими радиационными полями; о всплывании вследствие испарения воды заполненных отходами емкостей в каньонах и повреждении в результате этого электрических цепей приборов; о протечках стенок емкостей из-за коррозии и радиоактивном загрязнении охлаждающей воды в каньонах; о введении режима периодической подачи охлаждающей воды в каньоны вместо непрерывной подачи.
Очевидцы из состава дежурного персонала отмечают сильную жару и желтый дым в помещении комплекса, наблюдавшиеся за 40 мин до взрыва [1]. Согласно современным исследованиям [1] наиболее вероятная непосредственная причина взрыва содержимого банки № 14 - спонтанный тепловой взрыв сухого остатка солей. Смесь солей, содержавшая примерно 78% сильных окислителей (NaNO3 и К2Сr2О7) и 22% восстановителей (NaAc), является химически активной системой, в которой при нагревании возможны экзотермические окислительно-восстановительные процессы с выделением газообразных продуктов, и эта смесь могла вести себя как взрывчатый материал. Существует также предположение, что взрыв мог быть инициирован электрической искрой в результате неисправности в токопроводящих цепях.
В соответствии с заключением [3] количество взорвавшихся сухих солей в банке № 14 достигало 70-80 т, что эквивалентно 25-29 т тринитротолуола (ТНТ). Современные оценки [1], выполненные на основе анализа степени разрушений зданий и сооружений на ближней части территории промышленной площадки, показывают, что наблюдавшиеся разрушения могли соответствовать взрыву с тринитротолуоловым эквивалентом в пределах от 8-16 до 120-170 т ТНТ.
В результате взрыва 160-тонная крышка каньона № 14 была сорвана и отброшена на расстояние 20-25 м без заметных ее повреждений. Были сдвинуты на 0,5-1 м перекрытия соседних каньонов № 7 и 13. Разорванные листы корпуса емкостей были разбросаны на расстоянии до 150 м. На месте взрыва образовалась воронка глубиной 9-10 м и диаметром около 20 м. Полное разрушение остекления зданий наблюдалось на расстоянии до 1000 м. Взрыв банки № 14 привел к прекращению работы комплекса С-3 и осложнил работу не только радиохимического завода, но и всего предприятия.