Чернобыльская катастрофа

 

 

Курсовая работа по физике

на тему:

ЧЕРНОБЫЛЬСКАЯ КАТАСТРОФА

Выполнил: Ученик 6 класса

МОУ Лицей № 3 г. Иркутска

Селедцов Алексей Евгеньевич

Проверил: Доценко Светлана  Григорьевна

 

Содержание:

I Введение	2
II Основная часть	4
1.Физические процессы, происходящие в ядерном реакторе   2.Чернобыльская катастрофа   3.Ликвидация последствий  аварий   4.Трагедия века, которую хотели скрыть	4   5   5   8
III Заключение	9
Список литературы	10

  
I Введение

Чтобы извлечь уроки из прошлого, следует вспомнить, что долгих три с половиной десятилетия наши учёные уверяли общественность: Мирный атом – это подлинная безопасность, экологическая чистота и надёжность.

• «АЭС – это дневные звёзды!» – журнал «Огонёк» (1980г.).
• «Атомные реакторы – это обычные топки, а операторы, ими управляющие – это кочегары…» - разъяснял Н.М. Синев, заместитель председателя Государственного комитета по использованию атомной энергии  СССР.
• «Мы живём в атомной эре. АЭС оказались удобными и надёжными в эксплуатации. Атомные реакторы готовятся принять на себя теплофикацию городов и населённых пунктов…» писал О.Д. Казачковский – директор Физикоэнергетического института в «Правде» июнь 1984 г.
• «Атомные электростанции нашей страны совершенно безопасны для населения окрестных районов. Никакого повода для беспокойства не существует», – говорил академик А.Шейдлин
• «У атомной энергетики блестящее будущее… АЭС, как производители энергии, являются чистыми источниками энергии, не увеличивающими загрязненность окружающей среды», - внес свою лепту в пропаганде  безопасности АЭС Председатель Государственного комитета по использованию атомной энергии СССР А. Петросьянц.

А позже, уже после  чернобыльской трагедии он произнес: «Наука требует жертв». Оптимистические  прогнозы и заверения ученых мужей никогда не разделяли эксплуатационники атомных электростанций, то есть те, кто имел дело с мирным атомом непосредственно, ежедневно, на своем рабочем месте.

Авария на американской АЭС Тримайл  Айленд в 1979 году нанесла первый серьезный удар по атомной энергетике. Это авария развеяла иллюзию по безопасности АЭС.

Но это событие было строго засекречено. В то время было заведено: отрицательная  информация не должна был распространяться. Своевременный учет отрицательного опыта – есть гарантия неповторения подобного в будущем. Коварство радиации, ее угроза не обеспокоила. Газеты писали: «Не может быть такого! Академики пишут везде, что на советских АЭС все безопасно… На Западе это может быть, у нас – нет!»

Но аварии были и в  нашей стране:

• 1957 год – авария на реакторе близ Челябинска;
• 1964 – 1979 г.г. – за 15 лет неоднократное разрушение на первом блоке Белоярской АЭС;
• 1974 г. – взрыв на первом блоке Ленинградской АЭС;
• 1977 г. – расплавление половины топливных сборок активной зоны на втором блоке Белоярской АЭС и там же в 1978 г. Сгорел второй блок;
• 1982 г. – разрушение центральной топливной сборки на первом блоке Чернобыльской АЭС;
• 1982 г. – взрыв генератора на первом блоке Армянской АЭС;
• 1985 г. – авария на первом блоке Балаковской АЭС.

Аварии скрывались не только от общественности и правительства, но и от работников АЭС страны. Это особенно опасно, отсутствие гласности негативного опыта всегда чревато непредсказуемым, порождает беспечность и легкомыслие. Атомное строительство, как и эксплуатация АЭС, требует глубокой компетентности.

В 1972 году прямо возле  Чернобыля начали строить самую  мощную в СССР атомную электростанцию. Чернобыльская АЭС расположена  в восточной части большого региона, на берегу реки Припять, впадающей в  Днепр. Места в основном  равнинные, с относительно плоским рельефом, с очень небольшим уклоном поверхности в сторону реки и ее притоков.

От АЭС в трехкилометровой санитарной зоне находился город  Припять, а в восемнадцати километрах – районный центр Чернобыль. Припять  – город атомных энергетиков. Городок уютный, удобный для жизни и очень чистый. Красивые бульвары и много зелени сделали его приятным местом для отдыха. Сюда стремились и приезжали многие люди, порой с большим трудом добивались права жить в этом райском уголке, сочетающем в себе прекрасную природу и удачные градостроительные находки.

К 1985 году закончили строить  четыре энергоблока и начали строить  пятый.

Ночь 26 апреля 1986 года не предвещала ничего плохого. Пройдет 7-8 часов и наступит для этой земли, житницы нашей Родины – новая эра, эра беды и ядерной грязи.

 

 

 

 

II Основная часть

1. Физические процессы, происходящие в ядерном реакторе

Атомная электростанция мало чем отличается от тепловой электростанции. Вся разница в том, что в  тепловой электростанции пар для турбин, приводящих во вращение электрогенераторы, получается за счет нагрева воды от сжигания угля, мазута, газа в топках паровых котлов, а на атомной электростанции пар получается в ядерном реакторе все из той же воды.

При распаде атомного ядра тяжелых элементов из него вылетает несколько нейтронов. Поглощение такого свободного нейтрона другим атомным ядром, вызывает  возбуждение и распад  этого ядра. При этом из него высвобождается также несколько нейтронов, которые в свою очередь... Начинается так называемая цепная ядерная реакция, сопровождаемая выделением тепловой энергии.

Реакция ядерного деления  будет все время нарастать, т.к. один свободный нейтрон при расщеплении  атомного ядра высвобождает 2-3 нейтрона и число свободных нейтронов  должно все время возрастать. Чтобы этого не происходило,  между трубками, содержащими ядерное топливо помещают трубки, содержащие вещество, хорошо поглощающее нейтроны (кадмий или бор). Выдвигая из активной зоны реактора, или наоборот вводя в зону такие трубки можно с их помощью захватывать часть свободных нейтронов, регулируя таким образом их количество в активной зоне реактора и поддерживая коэффициент К близким к единице.

При делении ядер урана  из их осколков образуются ядра более  легких элементов. Среди них теллур-135, который  превращается в  йод-135, а йод быстро в свою очередь превращается в ксенон-135. Этот ксенон очень активно захватывает свободные нейтроны. Если реактор работает в стабильном режиме, то  атомы ксенона-135 довольно быстро выгорают и на работу реактора не влияют. Однако при резком и быстром снижении по каким либо причинам  мощности реактора ксенон выгорать не успевает и начинает накапливаться в реакторе,  значительно уменьшая К, т.е.  способствуя  снижению  мощности реактора.

 

2. Чернобыльская катастрофа

 

Испытание на 4-м энергоблоке  было намечено провести днем 25 апреля 1986 г. при тепловой мощности реактора 700 МВт, после чего реактор планировалось остановить для проведения плановых ремонтных работ. Следует отметить, что программа испытаний соответствовала действовавшим на тот момент требованиям. Таким образом, испытания должны были проводиться в режиме пониженной мощности, для которого характерны повышенный, относительно номинального, расход теплоносителя через реактор, незначительный недогрев теплоносителей до температуры кипения на входе в активную зону и минимальное паросодержание.

Несколько слов об устройстве реактора

Реактор представляет собой огромный котлован, заполненный графитом. Стенки, дно и крыша реактора сделаны из свинца (Свинец — практически единственное вещество, которое не пропускает радиацию). В графите сделаны отверстия, в которые вкладываются стержни уранового топлива. Благодаря ядерной реакции выделяется громадное количество тепла. Кусок урана величиной с ладонь содержит больше энергии, чем целый железнодорожный состав каменного угля. Кроме того, АЭС, в отличие от ТЭС, не сжигает атмосферный кислород и не загрязняет атмосферу. Тепло подаётся на паровые турбины, которые вырабатывают ток. Турбины расположены в здании над реактором. Сверху реактор закрыт крышкой.

На время эксперимента система аварийного охлаждения реактора была включена, а работа реактора переведена на ручное управление. Работа блока  стала крайне неустойчивой. В этих условиях из-за допущенных технических  ошибок и неумелой работы операторов произошел дисбаланс между наращиванием мощности цепной реакции и системой подачи теплоносителя. Системы автоматического регулирования и защиты не успели остановить развитие цепной реакции. В результате тепловыделяющие элементы (твэлы) за долю секунды раскалились, частицы топлива разорвали циркониевые оболочки и произошел первый взрыв. Силой взрыва крышку выбило, и все внутри начало гореть.

Цепная реакция прекратилась, но реактор перестал существовать как  управляемая система. Вода, поступавшая в систему охлаждения, начала химически взаимодействовать с раскаленным графитом, цирконием и ядерным топливом, образовались горючие газы. Давление газов подняло верхнюю плиту массой более 1000 т. Воздух устремился в активную зону, под плитой образовался гремучий газ и произошел второй, более мощный взрыв, в результате которого разрушилось перекрытие реакторного зала, около четверти графита и часть топлива выброшены наружу.

Горячие обломки упали на крышу, образовав более 30 очагов пожара. Радиоактивные газы и аэрозоли попали в атмосферу, были подхвачены ветром и разнесены на большую площадь.

 

3. Ликвидация последствий аварии

 

В 1 час 24 минуты ночи раздались два  взрыва на четвертом реакторе, и  он начал гореть.

На место происшествия была вызвана команда пожарных. Смелые и отважные люди, они были шокированы увиденным и по зашкалившим счетчикам радиации сразу догадались о том, что произошло. Однако думать было некогда – и команда из 30 человек бросилась на борьбу с бедствием. Из защитной одежды на них были обычные каски и сапоги – конечно, они никоим образом не могли уберечь пожарных от огромных доз радиации. Этих людей уже давно нет в живых, все они в разное время умерли мучительной смертью от поразившего их рака.

Всего принимало участие  в тушении пожара 69 человек личного состава и 14 единиц техники. Наличие высокого уровня радиации было достоверно установлено только к 3:30, так как из двух имевшихся приборов на 1000 Р/ч один вышел из строя, а другой оказался недоступен из-за возникших завалов. Поэтому в первые часы аварии были неизвестны реальные уровни радиации в помещениях блока и вокруг него. Неясным было и состояние реактора.

К утру пламя потушили. Пожарные не дали огню перекинуться на третий блок (у 3-го и 4-го энергоблоков единые переходы). Вместо огнестойкого покрытия, как было положено по инструкции, крыша машинного зала была залита обычным горючим битумом. Примерно к 2 часам ночи появились первые поражённые из числа пожарных. У них стала проявляться слабость, рвота, «ядерный загар». Помощь им оказывали на месте, в медпункте станции, после чего переправляли в городскую больницу Припяти. 27 апреля первую группу пострадавших из 28 человек отправили самолетом в Москву, в 6-ю радиологическую больницу. Практически не пострадали водители пожарных автомобилей.

По всей территории атомной станции были разбросаны излучающие радиацию куски урана и графита. Самое страшное, что советские люди не сразу узнали о катастрофе, произошедшей на Чернобыльской АЭС. Это позволило сохранять спокойствие и предотвратить панику – именно этого и добивались власти, закрыв глаза на то, какой ценой обернется для людей их неведение. Ничего не ведающее население еще целых два дня после взрыва преспокойно отдыхало на территории, которая стала смертельно опасной, выезжало на природу, к речке, теплым весенним днем подолгу находились на улице дети. И все впитывали в себя огромные дозы радиации.

Температура в реакторе в первые дни достигала 5000 градусов – к нему нельзя было подойти. Над  АЭС висело радиоактивное облако, которое трижды обогнуло Землю. Чтобы  прибить его к земле, реактор бомбили с вертолетов песком и поливали водой, однако эффект от этих действий был мизерный. В воздухе оказалось 77 кг радиации – будто сто атомных бомб одновременно было сброшено на Чернобыль.

Когда реактор выгорел, нужно было собрать все обломки урана и графита. Все работы велись вручную. Ликвидаторы в противогазах и костюмах из свинца сгребали лопатами и выбирали руками куски радиоактивного вещества, сбрасывали их в сгоревший реактор. После очистки территории начались работы по сооружению над реактором саркофага (огромной коробки) с целью недопущения утечки радиации.

До сих пор нет  однозначного мнения о том, что послужило  причиной катастрофы на Чернобыльской  АЭС. Одни утверждают, что причина  в бракованном оборудовании и  грубейших ошибках при строительстве АЭС. Другие видят причину взрыва в сбое работы циркуляционной системы водоснабжения, которая обеспечивала охлаждение реактора. Третьи убеждены, что всему виной оказались проводимые на станции в ту зловещую ночь эксперименты по допустимой нагрузке, во время которых произошло грубое нарушение правил эксплуатации. Четвертые уверены, что если бы над реактором находился защитный бетонный колпак, построением которого пренебрегли, такого распространения радиации, случившегося в результате взрыва, не было бы.