Кіріспе

Бұзылған эксперименталды ядролық қуат реакторы
SL 1 ядролық реакторы

Стационарлық төмен қуатты реактор №1, сондай-ақ SL 1 немесе Аргоннның төмен қуатты реакторы (ALPR) деп аталатын, АҚШ армиясының эксперименталды ядролық реакторы болды. Бұл реактор Айдахо штатындағы Ұлттық реакторлық сынақ станциясында (NRTS), Айдахо Фолс қаласынан шамамен 64 шақырым (40 миль) батысқа қарай орналасқан, қазіргі Айдахо Ұлттық зертханасы. 1961 жылдың 3 қаңтарында сағат 21:01-де (MST) оператор реактордың орталық басқару таяғын толықтай шығарып алды, нәтижесінде реактор жедел критикалық жағдайға түсті. Құрылған қатты қысым реакторлық ыдысты реактор ғимаратының төбесіне дейін итеріп жіберді. Реактор қақпағының үстінде тұрған оператор шығарылған басқару таяқшасының қорғаныш плагиндерімен реактор ғимаратының төбесіне тірелді, ал реактор суды, қиындықтарды және отынды шығарып жіберді. Материалдардың таралуы екі операторға тиіп, оларды қаза таптырды. Содан кейін реакторлық ыдыс бастапқы орнына құлады. Баспасөз хабарлары бойынша, будың жарылысы үш жас әскери оператордың өліміне себеп болды, олардың біреуі реакторлық ыдыстың плагинімен төбеге тірелді. Бұл АҚШ-тағы реактор апатынан бірден өлім-жітім болған жалғыз оқиға. Армияның ядролық энергия бағдарламасының бір бөлігі болған SL 1, Арктикалық аймаққа жақын және DEW желісіндегі радиолокациялық станциялар сияқты шағын, қашық әскери нысандарға электр қуаты мен жылу беруге арналған реакторлардың прототипі болды. Жобалық қуаты 3 МВт (термиялық) құрады. Тікелей себеп – реактордың активтік аймағындағы нейтрондарды сіңіретін орталық басқару таяғының тым көп шығарылуы. Апат кезінде шамамен 500 миллион кюри йод-131 шығарылды, бірақ Айдахо штатының шығысындағы қашық шөлді аймақта орналасқандықтан, бұл маңызды деп есептелмеді. Шамамен 500 миллион кюри бөліну өнімдері атмосфераға тарады.

Құрылыс және пайдалану

1954-1955 жылдары АҚШ армиясы Арктиканың шалғай аймақтарында жұмыс істей алатын ядролық реакторлық станцияларға деген қажеттілігін бағалады. Реакторлар армияның радарлық станцияларына электр қуаты мен жылу беруді қамтамасыз ететін дизельдік генераторлар мен қазандықтарды алмастыруға тиіс болды. Армия реакторлары бөлімі жобаның нұсқауларын жазып, Аргонн ұлттық зертханасын (ANL) Аргонн төмен қуатты реакторы (ALPR) деп аталатын прототиптік реакторлық станцияны жобалау, салу және сынау үшін шақырды. Реактор табиғи айналыммен жұмыс істеді, салқындатқыш ретінде жеңіл суды (ауыр суға қарамастан) және модераторды пайдаланды. ANL реакторды жобалау үшін BORAX эксперименттерінен алған тәжірибесін қолданды. Айналымдағы су жүйесі уран-алюминий қорытпасынан жасалған отын пластиналары арқылы ағып өтті. Станция 1958 жылдың желтоқсан айында кең ауқымды сынақтардан кейін оқу және пайдалану тәжірибесі үшін армияға берілді, ал 1959 жылдың 5 ақпанынан бастап Combustion Engineering Incorporated (CEI) бас мердігер ретінде жұмыс істеді. Құрылғыны басқаруды әдетте екі адамнан тұратын топтар жүргізсе, реакторды дамытуды CEI қызметкерлері тікелей қадағалады. CEI реакторда 1960 жылдың екінші жартысында "PL 1 конденсаторлық сынағы" үшін 4,7 МВт жылумен жұмыс істеуі керек деп шешті. Реактордың ядросының ескіруі және боронды нейтрондық улану жолақтарының тотығуы мен қабыршақтануы нәтижесінде CEI ядродағы боронның шамамен 18% жоғалғанын есептеді. 1960 жылдың 11 қарашасында CEI реакторды тоқтату шегін арттыру үшін бірнеше Т-тәрізді ұяларға кадмий табақтарын (сондай-ақ у) орнатты. Көптеген станция жабдықтары АРА 602 деп аталатын цилиндрлі болат реактор ғимаратында орналасқан. Оның диаметрі 12 метр, жалпы биіктігі 15 метр болды. Бес белсенді таяқ қимасы бойынша + нысаны пішіндес болды: біреуі ортада (No 9 таяқ), ал төртеуі белсенді ядроның шетінде (No 1, 3, 5 және 7) орналасқан. SL 1 ядросында 2, 4, 6 және 8 таяқтар фиктивті таяқтар болды, жаңадан орнатылған кадмийлі пластиналармен жабдықталған немесе сынақ сенсорларымен толтырылған және үлкен Т әрпіне ұқсас болды. Кейінірек автор Тодд Таккер Байрнс (реактор операторы) таяқты көтеріп, аварияға себеп болғанын анықтады; Легг (ауысымдық қадағалаушы) реактор ыдысының үстінде тұрды және төбеге ілініп, қалып қойды; ал Маккинли (оқушы) жақын жерде тұрды. Құтқарушылар тек Маккинлиді есінен танып, шок күйінде тірі тапты. Денсаулық сақтау министрлігінің салдарын қарастырғаннан кейін Байрнс пен Легг бірден қайтыс болды, ал Маккинлидің бас шаңында тараған қан кету белгілері байқалды, бұл оның жарақаттарына шамамен екі сағаттан кейін көз жұмғанын көрсетеді. Үшеуі де физикалық жарақаттан қайтыс болды. Бақылау жинағы немесе у шығарылған жағдайда реактордың тек жедел нейтрондарда ғана (яғни жедел-критикалық) критикалық болуы мүмкін. Реактор жедел-критикалық болған кезде қуатты екі есеге көбейту уақыты шамамен 10 микросекундқа жетеді. Температураның қуат деңгейіне сәйкес келуіне қажетті уақыт реактор ядросының конструкциясына байланысты. Әдетте, салқындатқыш температурасы конвенциялық LWR-де қуаттан 3-5 секундқа қалып қояды. SL 1 конструкциясында будың пайда болуына 6 миллисекунд уақыт қалды. Бұл отыннан шыққан жылу алюминий қаптамасы арқылы тез өтіп, ядроның барлық бөліктерінде қуат өсуін теріс модератор температурасы мен бос кері байланыс арқылы толығымен тоқтату үшін жеткілікті суды қайнатуға жеткілікті болды. Бастапқыда ешқандай ерекшелік байқалмады, ғимараттан тек аздаған бу көтеріліп тұрды, бұл суық түнгі уақытта қалыпты жағдай. SL 1 нысанына ешкімді шақыра алмағандықтан, өрт сөндірушілер қақпаны ашу үшін күзетшіге жүгінді. Олар Скотт Аэропактарын киіп, тергеу үшін қолдау ғимараттарына келді. Ғимарат қалыпты көрінді, бірақ бос болды. Демалыс бөлмесінде үш ыдыс ыстық кофе және жақын жерде үш жакет ілінген. Олар реактор бөлмесіне көз тастап, кері шегінді. Жоғары масштабтағы иондық камера детекторын тауып, екеуі реактор бөлмесінің ішіне үш жоғалған адамды іздеу үшін баспалдақтардың жоғарғы жағына жетті. Маккинлидің қозғалысы кезінде екі адамның Скотт Аэропактары тоңазып, жұмыс істемей қалды. Дакворт ақаулықтан кейін эвакуацияланды, ал Валларио маскасын алып тастады және Маккинлиді эвакуациялауды аяқтау үшін ластанған ауамен дем алды. Автордың айтуынша, құтқарушылар Байрнсті тірідей табылған адам деп таныды, Леггтің денесі реактор қалқанының жанында табылған және апаттан кейін түнде табылған деп сенді, ал Маккинлиді басқару таяғымен реактордың үстіне тікелей төбеге түйді. Жәбірленушілердің жарылыстан алған ауыр жарақаттарынан туындаған қателік Кларенс Лушбау жүргізген дәрігерлік сараптама кезінде түзетілді, бірақ бұл бірқазан уақытқа шатасуға себеп болды. Маккинлиді алып жүрген және Карнеги Қаһармандық қорынан Карнеги Қаһармандық сыйлығын алған жеті құтқарушы: Пол Дакворт, SL 1 операциялық бақылаушысы; Сидни Коэн, SL 1 сынақ бақылаушысы; Уильям Рауш, SL 1 операциялық бақылаушысының көмекшісі; Эд Валларио, SL 1 денсаулық физигі; Уильям Гамилл, кезекші AEC учаскелік сарапшысы; Ловелл Дж. Каллистер, денсаулық физигі және Делос Е. Ричардс, денсаулық физигінің техникалық мамандығы.

Себеп

Қажетті техникалық қызмет көрсету процедураларының бірі 9-шы таяқты автоматты басқару механизміне қосу үшін оны қолмен шығаруды талап етті. Апаттан кейінгі есептеулер, сондай-ақ 9-шы таяқтың сызақтарын зерттеу, ол шын мәнінде шамамен , реактордың жылдам критикалық күйге түсуіне және будың жарылуына әкеліп соғады деп бағалайды. Таяқты шығарудың ең көп таралған теориялары: 1) операторлардың бірі саботаж немесе өзін-өзі өлтіру, 2) басқа операторлардың бірінің әйелімен қарым-қатынас жасайтын кісі өлтіру, 3) негізгі басқару таяғын байқаусызда шығару немесе 4) таяқты "жұмылуға" (оның қабығында тегіс жүруге) қасақана әрекет ету. Апаттан кейінгі тәжірибелер бірдей салмақты бақылау таяғымен жүргізілді, бұл бір немесе екі адамның 9-шы таяқты 20 дюймге шығаруы мүмкін немесе мүмкін екенін анықтау үшін. Тәжірибелер бірнеше қатысушы үшін қолмен таяқты шығару жылдамдығын өлшейтін модель үшін SL 1 бақылау таяғының актуаторының жиынтығын пайдалану мүмкіндігін симуляциялауды қамтыды. Жабдық SL 1-дегідей, бірақ басқару таяғы, ол 84 фунт жалпы жылжымалы жүктемені, SL 1 жылжымалы жиынтығының судағы таза салмағын беру үшін салмақпен симуляцияланды. Сынақ қатысушыға таяқты мүмкіндігінше тез көтеруді тапсыру арқылы жүргізілді, ал электрлік таймер таяқтың қозғалысының басталуынан бастап алдын ала белгіленген қашықтықтағы кері қашуға дейінгі уақытты өлшеді. Қашықтық 30 дюймге дейін өлшенді. Жоғарыда келтірілген дәлелденгендей, 5,3 миллисекунд уақыт аралығын қамтамасыз ету үшін талап етілетін таяқтың кері тартылу жылдамдығы адамның мүмкіндіктерінің шегінде болды. Реактордың өзегінің қалпына келтірілген бөліктері, оның ішінде отын және апатты тергеу үшін маңызды болған реактордың барлық басқа бөліктері зерттеу үшін ANP ыстық цехына жеткізілді. Апат туралы тергеу аяқталғаннан кейін реактор отыны қайта өңдеу үшін Айдахо химиялық өңдеу зауытына жіберілді. Реактордың ядросы жанармайдан басқа, басқа компоненттермен бірге зерттеу үшін Ыстық цехқа жіберілді, ақырында радиоактивті қалдықтарды басқару кешенінде жойылды. Жерлеу орны үш қазбадан тұрады, онда ластанған материалдың жалпы көлемі орналастырылған. Қазбалар базальтқа жақын жерде жүргізілді, өйткені пайдаланылған жабдықтар бұған мүмкіндік берді және тереңдікте болды. Әр қазбаның үстінде кем дегенде 1 метр таза төсеніш орналастырылды. 1962 жылдың қыркүйек айында тазалау жұмыстары аяқталғаннан кейін қазба жұмыстарының үстінде жердің жаппай үйінділері қосылды. Жерлеу орны мен қабір үйіндісі АҚШ-тың Қоршаған ортаны қорғау агенттігінің 5 05 Суперфондымен жұмыс істейтін бөлім ретінде белгілі. SL 1 апатынан кейін жылдар бойы зираттың және оның айналасындағы аумақтың радиациялық зерттеулері мен тазалануы жүргізілді. EG&G Las Vegas 1974, 1982, 1990 және 1993 жылдары әуеден суреттеу жұмыстарын жүргізді. Радиологиялық және экологиялық ғылымдар зертханасы гамма сәулеленуін 1973 жылдан 1987 жылға дейін әр үш-төрт жылда бір рет және 1987 жылдан 1994 жылға дейін жыл сайын зерттеді. Бұл жерде 1985 және 1993 жылдары бөлшектер жиналды. Зерттеулердің нәтижелері бойынша, цезий-137 және оның ұрпақтары (тазалану өнімдері) жер бетіндегі топырақтың негізгі ластаушылары болып табылады. 1994 жылы маусымда жер бетіндегі топырақты зерттеу барысында жерлеу орнында 0,1 - 50 миллироентген (мР) /сағаттық белсенділігі бар радиоактивтілігі жоғары "қызыл нүктелер" табылды. 1994 жылдың 17 қарашасында SL 1 жерлеу орнында жер бетінен 1 метр биіктікте өлшенген ең жоғары сәулелену 0,5 мР/сағат болды; жергілікті фондық сәулелену 0,2 мР/сағат болды. 1995 жылы EPA жасаған бағалауда қабір үйінділерінің үстінде қалпақ қою ұсынылды. SL 1-ге қарсы негізгі шара - негізінен жергілікті материалдардан жасалған инженерлік кедергімен жабу арқылы оқшаулау болды. және YouTube. SL 1 - 1983 жылы Диана Орр мен К. Ларри Робертс жазған және режиссерлік еткен ядролық реактордың жарылуы туралы фильмнің атауы. Фильмде ғалымдармен сұхбаттар, мұрағаттық фильмдер, қазіргі заманғы кадрлар, сондай-ақ баяу қозғалыс сызықтары пайдаланылды. Авария оқиғалары бір кітаптың тақырыбы болып табылады: Айдахо шарлауығы: Американың алғашқы ядролық апатының айтылмаған тарихы (2003) 1975 жылы Джон Г. Фуллердің "Біз Детройтті жоғалтып алдық" атты ядролық кітабы жарық көрді, ол бір кезде Айдахо шарлауығы апатына сілтеме жасады. Prompt Critical - 2012 жылы YouTube-та көруге болатын қысқа фильмнің атауы, Джеймс Лоуренс Сикардтың сценариі мен режиссері, SL 1 апатына байланысты оқиғаларды драмалық түрде бейнелейді. Апат туралы документалды фильм History Channel арнасында көрсетілді. Тағы бір автор, Тодд Такер, апатты зерттеді және АҚШ әскери тармақтарының ядролық реактор бағдарламаларының тарихи аспектілерін баяндайтын кітап жариялады. Такер құрбандардың сіңірген денелерін, олар қалай өлді және олардың денелерінің бөліктері қалай тілінді, талданды және радиоактивті қалдық ретінде көмілді екенін егжей-тегжейлі сипаттау үшін Ақпаратты ашу туралы заңды пайдаланды. Сіңірген денелерді зерттеуді Сесил Келлидің сындығынан кейінгі жұмысымен танымал патолог жүргізді. Такер сіңірген денелердің және құрбандардың дене бөліктерінің тілінуінің себептерін түсіндіреді, олардың бірі тілген кезде сағат сайын 1500 Р сәулелендірді. SL 1 апаты оқиға орнындағы үш әскери оператордың өліміне себеп болғандықтан, Такер оны "АҚШ тарихындағы ең қауіпті ядролық реактор оқиғасы" деп атайды.