Виндскейл огонь

Виндскейл огонь

Сваи Виндскейл (в центре и справа) в 1985 году.
Дата	10 октября 1957 г.
Расположение	Виндскейл, Сискейл , Камбрия , Великобритания (ныне Селлафилд )
Координаты	 54,4243 ° с.ш. 3,4982 ° з.д.  / 54,4243; -3,4982
Исход	Уровень 5 INES (авария с более широкими последствиями)
Летальные исходы	погибнет от 100 до 240 человек. от рака По оценкам, в долгосрочной перспективе
Несмертельные травмы	Максимум 140 из примерно 240 дополнительных случаев рака несмертельных.

Пожар в Виндскейле 10 октября 1957 года стал крупнейшей ядерной аварией в истории Соединенного Королевства и одной из самых страшных в мире, получив по степени серьезности 5-й уровень из 7 по Международной шкале ядерных событий . Пожар произошел в блоке 1 двухсвайной площадки Уиндскейл на северо-западном побережье Англии в Камберленде (ныне Селлафилд , Камбрия ). Два реактора с графитовым замедлителем , называемые в то время «сваями», были построены в рамках послевоенного британского проекта атомной бомбы . Свая № 1 Виндскейл была введена в эксплуатацию в октябре 1950 года, а свая № 2 - в июне 1951 года.

Пожар горел три дня и выбросил радиоактивные осадки , которые распространились по Великобритании и остальной Европе. Радиоактивный изотоп йод-131 , который может привести к раку щитовидной железы , вызывал в то время особую озабоченность. С тех пор выяснилось, что были также выброшены небольшие, но значительные количества крайне опасного радиоактивного изотопа полония-210 . По оценкам, утечка радиации могла стать причиной еще 240 случаев рака, из которых от 100 до 240 закончились смертельным исходом.

На момент происшествия из окрестностей никто не был эвакуирован, а молоко находилось примерно в 500 км. ² (190 квадратных миль) близлежащей сельской местности были размыты и разрушены примерно на месяц из-за опасений по поводу радиационного воздействия. Правительство Великобритании в то время преуменьшало значение событий, а сообщения о пожаре подвергались жесткой цензуре, поскольку премьер-министр Гарольд Макмиллан опасался, что инцидент нанесет ущерб британско-американским ядерным отношениям.

Это событие не было единичным инцидентом; За годы, предшествовавшие аварии, из отвалов произошла серия радиоактивных выбросов. Весной 1957 года, всего за несколько месяцев до пожара, произошла утечка радиоактивного материала , в результате которого стронция-90 . в окружающую среду попали изотопы Как и более поздний пожар, этот инцидент также был скрыт британским правительством. Более поздние исследования выброса радиоактивных материалов в результате пожара в Виндскейле показали, что большая часть загрязнения возникла в результате таких утечек радиации до пожара.

Исследование, проведенное в 2010 году среди рабочих, участвовавших в ликвидации последствий аварии, не выявило каких-либо значительных долгосрочных последствий для здоровья от их участия.

Фон

Открытие в декабре 1938 года ядерного деления после Отто Ханом и Фрицем Штрассманом его предсказания Идой Ноддак в 1934 году – а также его объяснение и название Лизой Мейтнер и Отто Фришем – повысило вероятность чрезвычайно мощной атомной бомбы . создания Во время Второй мировой войны Фриш и Рудольф Пайерлс из Бирмингемского университета рассчитали критическую массу металлической сферы из чистого урана-235 и обнаружили, что от 1 до 10 кг (от 2,2 до 22,0 фунтов) могут взорваться при мощности тысяч тонн динамита.

В ответ британское правительство инициировало проект создания атомной бомбы под кодовым названием Tube Alloys . августа 1943 года Квебекское соглашение объединило компанию Tube Alloys с американским Манхэттенским проектом . Будучи главным руководителем британского вклада в Манхэттенский проект , Джеймс Чедвик наладил тесное и успешное партнерство с американцами. и обеспечил полное и искреннее участие Великобритании.

После окончания войны особые отношения между Великобританией и Соединенными Штатами «стали гораздо менее особенными». Британское правительство предполагало, что Америка продолжит делиться ядерными технологиями, которые оно считало совместным открытием. но сразу после войны обмен информацией осуществлялся мало. Закон об атомной энергии 1946 года (Закон Мак-Магона) официально положил конец техническому сотрудничеству. Его контроль над «ограниченными данными» не позволял союзникам США получать какую-либо информацию.

Британское правительство увидело в этом возрождение изоляционизма Соединенных Штатов, подобное тому, что произошло после Первой мировой войны . Это повысило вероятность того, что Британии придется сражаться с агрессором в одиночку. Они также опасались, что Великобритания может потерять свой статус великой державы и, следовательно, свое влияние в мировых делах. Премьер -министр Соединенного Королевства Клемент Эттли учредил подкомитет кабинета министров — Комитет «Поколение 75» (известный неофициально как «Комитет по атомной бомбе»). 10 августа 1945 года для изучения возможности возобновления программы создания ядерного оружия.

1 ноября 1945 года Управление трубных сплавов было переведено из Департамента научных и промышленных исследований в Министерство снабжения. а лорд Портал был назначен контролером производства атомной энергии (CPAE) с прямым доступом к премьер-министру. под руководством , был создан Исследовательский институт атомной энергии (AERE) На базе ВВС Великобритании в Харвелле , к югу от Оксфорда Джона Кокрофта . Кристофер Хинтон согласился контролировать проектирование, строительство и эксплуатацию новых объектов ядерного оружия. в том числе завод по производству металлического урана в Спрингфилдсе в Ланкашире , а также ядерные реакторы и плутония предприятия по переработке в Виндскейле в Камбрии . Он основал свою штаб-квартиру в бывшем Королевском артиллерийском заводе в Рисли в Ланкашире 4 февраля 1946 года.

В июле 1946 года Комитет начальников штабов рекомендовал Великобритании приобрести ядерное оружие. По их оценкам, к 1957 году потребуется 200 бомб. Заседание Комитета Gen 163, подкомитета Комитета Gen 75, состоявшееся 8 января 1947 года, согласилось продолжить разработку атомных бомб и одобрило предложение Портала разместить Пенни, ныне главного суперинтенданта по исследованиям вооружений (CSAR), в Форт-Холстеде в Кент, отвечающий за разработку, который имел кодовое название High Explosive Research . Пенни утверждал, что «дискриминационным критерием первоклассной державы является то, создала ли она атомную бомбу, и нам придется либо пройти это испытание, либо потерпеть серьезную потерю престижа как внутри страны, так и за рубежом».

Виндскейл Сваи

Основная статья: Сваи Виндскейл

Проиллюстрирована конструкция сваи Виндскейл № 1 с одним из множества топливных каналов.

Схема реактора Виндскейл в разрезе.

Благодаря участию в военном проекте Tube Alloys и Манхэттенском проекте британские ученые накопили значительные знания о производстве расщепляющихся материалов. Американцы создали два вида урана-235 и плутоний и использовали три различных метода обогащения урана . Необходимо было заранее принять решение о том, следует ли сосредоточить исследования взрывчатых веществ на уране-235 или плутонии. Хотя всем хотелось бы использовать все возможности, как это сделали американцы, было сомнительно, сможет ли послевоенная британская экономика, испытывающая нехватку денежных средств, позволить себе деньги или квалифицированную рабочую силу, которые для этого потребуются.

Ученые, оставшиеся в Британии, отдавали предпочтение урану-235, но те, кто работал в Америке, решительно поддерживали плутоний. По их оценкам, для производства бомбы на основе урана-235 потребуется в десять раз больше расщепляющегося материала, чем для бомбы, использующей плутоний, для производства половины тротилового эквивалента . Оценки стоимости ядерных реакторов различались, но считалось, что завод по обогащению урана будет стоить в десять раз дороже, чтобы произвести такое же количество атомных бомб, как реактор. Поэтому решение было принято в пользу плутония.

Реакторы были построены в короткие сроки недалеко от деревни Сискейл , Камберленд . Они были известны как «Свая 1» и «Свая 2» Виндскейла и располагались в больших бетонных зданиях на расстоянии нескольких сотен футов друг от друга. Активная зона реакторов представляла собой большой блок графита с просверленными в нем горизонтальными каналами для топливных картриджей. Каждый патрон состоял из уранового стержня длиной около 30 см (12 дюймов), заключенного в алюминиевый контейнер для защиты от воздуха, поскольку в горячем состоянии уран становится очень реактивным и может загореться.

Картридж имел оребрение, что позволяло осуществлять теплообмен с окружающей средой для охлаждения топливных стержней, пока они находились в реакторе. Стержни вставлялись в переднюю часть активной зоны, «лицо заряда», при этом новые стержни добавлялись с расчетной скоростью. Это подтолкнуло другие картриджи в канале к задней части реактора, в конечном итоге заставив их выпасть через заднюю часть, «выпускную поверхность», в заполненный водой канал, где они охладились и могли быть собраны.

Цепная реакция в активной зоне превратила уран в различные изотопы, включая некоторое количество плутония, который был отделен от других материалов с помощью химической обработки. Поскольку этот плутоний предназначался для оружейных целей , выгорание топлива поддерживалось на низком уровне. сократить производство более тяжелых изотопов плутония, таких как плутоний-240 и плутоний-241 .

Первоначально конструкция предусматривала охлаждение активной зоны, как в реакторе B , в котором использовалась постоянная подача воды, которая лилась через каналы в графите. С конструкцией с водяным охлаждением возникли две проблемы. Первый заключался в подаче больших объемов воды высокой чистоты, без которой топливные картриджи быстро подвергались коррозии. Этот объект также должен был находиться в отдаленном месте и близко к морю, чтобы можно было сбрасывать радиоактивные стоки. Единственный участок, отвечающий этим критериям (в Британии), находился рядом с озером Лох-Морар , недалеко от Арисайга . Однако высокое содержание хлора в озере Лох-Морар означало, что потребуется большая и сложная установка по очистке воды. Эти факторы означали, что проект мог быть отложен на два года.

Также существовала серьезная обеспокоенность тем, что система с водяным охлаждением может выйти из строя в случае аварии с потерей охлаждающей жидкости . Это приведет к тому, что реактор выйдет из-под контроля за считанные секунды. , потенциально взрывающийся. В Хэнфорде эту возможность решили, построив 30-мильную (48-километровую) дорогу для эвакуации персонала, если бы это произошло, и покинули это место.

Не имея места, где можно было бы покинуть 30-мильную территорию, если бы подобное событие произошло в Великобритании, проектировщикам потребовалась пассивно безопасная система охлаждения. Вместо воды они использовали воздушное охлаждение, приводимое в движение двумя вспомогательными вентиляторами (и четырьмя остановными вентиляторами, когда это необходимо) через сваи и наружу через дымовую трубу высотой 400 футов (120 м), которая могла создать достаточный поток воздуха для охлаждения реактора при нормальных условиях. и условия останова эксплуатации. Дымовая труба была устроена так, что воздух проходил через каналы активной зоны, охлаждая топливо через ребра на картриджах.

Во время строительства физик Теренс Прайс рассматривал возможность раскола топливного картриджа, если, например, новый картридж будет вставлен слишком сильно, в результате чего тот, что находится в задней части канала, упадет мимо относительно узкого водного канала и разобьется об пол. за этим. Горячий облученный уран может загореться, а мелкая пыль оксида урана вылетит в дымоход и улетучится.

Подняв этот вопрос на совещании, он предложил установить в дымоходы фильтры, но его опасения были отвергнуты как слишком трудные для решения и даже не зафиксированы в протоколе. Сэр Джон Кокрофт, возглавлявший проектную группу, был достаточно встревожен и заказал фильтры. Их нельзя было установить у основания, поскольку строительство дымоходов уже началось, и они были построены на земле, а затем подняты лебедкой наверх, как только бетон дымохода застыл.

Они стали известны как « Безумие Кокрофта », поскольку многие считали вызванную ими задержку и огромные расходы ненужной тратой. Во время пожара фильтры уловили около 95% радиоактивной пыли и спасли большую часть северной Англии от большего загрязнения. Теренс Прайс сказал, что «после аварии слово «глупость» показалось неуместным».

В конце концов опасения Прайса оправдались. Так много картриджей не попало в водный канал, что для персонала стало обычным ходить по воздуховоду дымохода с лопатами и зачерпывать картриджи обратно в воду. В других случаях топливные баллончики застревали в каналах и разрывались еще в активной зоне. Несмотря на эти меры предосторожности и фильтры дымовой трубы, ученый Фрэнк Лесли обнаружил радиоактивность вокруг этого места и деревни, но эта информация держалась в секрете даже от персонала станции.

Вигнер Энерджи

Основная статья: Эффект Вигнера

После ввода в эксплуатацию и ввода в эксплуатацию на блоке 2 произошло загадочное повышение температуры ядра. В отличие от американцев и Советов, у британцев было мало опыта в поведении графита при воздействии нейтронов. Американский физик венгерского происхождения Юджин Вигнер обнаружил, что графит при бомбардировке нейтронами испытывает дислокации в своей кристаллической структуре, вызывая накопление потенциальной энергии. Эта энергия, если ей позволить накопиться, может спонтанно вырваться наружу в виде мощного прилива тепла. Американцы давно предупреждали об этой проблеме и даже предупреждали, что такой выброс может привести к пожару в реакторе. Таким образом, британский проект имел фатальный недостаток.

Внезапные всплески энергии обеспокоили операторов, которые обратились к единственному жизнеспособному решению — нагреву активной зоны реактора в процессе, известном как отжиг . Когда графит нагревается выше 250 ° C (482 ° F), он становится пластичным, и дислокации Вигнера могут релаксировать до своего естественного состояния. Этот процесс был постепенным и вызвал равномерный выброс, который распространился по всему ядру. Этот импровизированный процесс регулярно проводился в Виндскейле, но с годами вытеснять накопленную энергию становилось все труднее. Энергетическое выделение Вигнера, детали реакторов и другие детали аварии обсуждаются Форманом в его обзоре аварий на реакторах.

Производство трития

Уинстон Черчилль публично обязал Великобританию создать водородную бомбу и дал ученым жесткий график для этого. Затем этот процесс ускорился после того, как США и СССР начали работать над запретом испытаний и возможными соглашениями о разоружении, которые должны были вступить в силу в 1958 году. Чтобы уложиться в этот срок, не было никаких шансов построить новый реактор для производства необходимого трития , поэтому Виндскейл Топливные загрузки реактора 1 были модифицированы путем добавления обогащенного урана и литий - магния , последний из которых будет производить тритий во время нейтронной бомбардировки. Все эти материалы были легковоспламеняющимися, и некоторые сотрудники Виндскейла подняли вопрос об опасностях, присущих новым загрузкам топлива. Эти опасения были отброшены.

Когда их первое испытание водородной бомбы провалилось, было принято решение вместо этого создать большое оружие деления, усиленное термоядерным синтезом . Для этого требовалось огромное количество трития, в пять раз больше, и производить его нужно было как можно быстрее по мере приближения сроков испытаний. Чтобы повысить производительность, они использовали прием, который в прошлом был успешным для увеличения производства плутония: за счет уменьшения размера охлаждающих ребер на топливных картриджах они смогли повысить температуру топливных загрузок, что вызвало небольшое, но полезное увеличение скорости нейтронного обогащения. На этот раз они также воспользовались преимуществом меньших ребер, увеличив внутреннюю часть картриджей, что позволило разместить больше топлива в каждом из них. Эти изменения вызвали дальнейшие предупреждения со стороны технического персонала, которые снова были проигнорированы. Кристофер Хинтон , директор Windscale, ушел в разочаровании.

После первого успешного производства трития в блоке 1 считалось, что проблема с теплом незначительна, и началось полномасштабное производство. Но, подняв температуру реактора выше проектных спецификаций, ученые изменили нормальное распределение тепла в активной зоне, что привело к образованию горячих точек в блоке 1. Они не были обнаружены, поскольку термопары, используемые для измерения температуры активной зоны, были расположены основаны на оригинальной конструкции распределения тепла и не измеряли части реактора, которые стали наиболее горячими.

Несчастный случай

Зажигание

7 октября 1957 года мощность блока 1 достигла отметки в 40 000 МВтч, и пришло время девятого выпуска Вигнера . В прошлом это проводилось восемь раз, и было известно, что этот цикл приведет к равномерному нагреву всей активной зоны реактора. Во время этой попытки температура аномально начала падать по всей активной зоне реактора, за исключением канала 20/53, температура которого повышалась. Придя к выводу, что 20/53 высвобождал энергию, а остальные - нет, утром 8 октября было принято решение попробовать второй выпуск Вигнера. Эта попытка привела к повышению температуры всего реактора, что указывает на успешный выброс.

Рано утром 10 октября возникли подозрения, что происходит что-то необычное. Предполагалось, что температура в ядре постепенно упадет по мере прекращения выделения энергии Вигнера, но оборудование для мониторинга показало нечто более неоднозначное, и одна термопара показала, что температура ядра вместо этого росла. По мере продолжения этого процесса температура продолжала расти и в конечном итоге достигла 400 ° C (750 ° F).

Чтобы охладить груду, охлаждающие вентиляторы увеличили скорость и увеличили поток воздуха. Детекторы радиации в дымоходе тогда указали на выброс, и было предположено, что картридж лопнул. Это не было фатальной проблемой и случалось в прошлом. Однако без ведома операторов патрон не просто лопнул, а загорелся, и именно это и стало источником аномального нагрева в канале 20/53, а не выброса Вигнера.

Огонь

Ускорение вентиляторов увеличило поток воздуха в канале, раздувая пламя. Огонь распространился на окружающие топливные каналы, и вскоре радиоактивность в дымоходе стала стремительно возрастать. Бригадир, придя на работу, заметил дым, идущий из трубы. Температура активной зоны продолжала расти, и операторы начали подозревать, что активная зона горит.

Операторы попытались осмотреть груду с помощью дистанционного сканера, но он заклинил. Том Хьюз, заместитель начальника реактора, предложил осмотреть реактор лично, и поэтому он и еще один оператор, оба одетые в защитное снаряжение, отправились к загрузочной части реактора. Ревизионную пробку топливного канала вынули рядом с термопарой, регистрирующей высокие температуры, и именно тогда операторы увидели, что топливо раскалилось докрасна.

«Проверочная пробка была вынута, — рассказал Том Хьюз в более позднем интервью, — и мы, к нашему полному ужасу, увидели четыре канала топлива, светящихся ярко-вишнево-красным светом».

Теперь не было никаких сомнений в том, что реактор горел уже почти 48   часов. Менеджер реактора Том Туохи надел полное защитное снаряжение и дыхательный аппарат и взобрался по лестнице высотой 80 футов (24 м) на вершину здания реактора, где встал на крышку реактора, чтобы осмотреть заднюю часть реактора, выпускную поверхность. Поступая так, он рисковал своей жизнью, подвергая себя воздействию большого количества радиации. Он сообщил о видимом тусклом красном свечении, освещающем пустоту между задней частью реактора и задней защитной оболочкой.

В топливных каналах на разгрузочной стороне пылали раскаленные топливные баллончики. За время инцидента он несколько раз возвращался в верхнюю защитную оболочку реактора, в разгар которого яростный пожар бушевал со стороны выпускного зала и играл на задней стороне железобетонной защитной оболочки – бетона, технические характеристики которого требовали поддержания его ниже определенной температуры. чтобы предотвратить его крах.

Первые попытки тушения пожара

Операторы не знали, что делать с пожаром. Сначала они попытались потушить пламя, включив вентиляторы на максимальную скорость, но это только усилило пламя. Том Хьюз и его коллега уже создали противопожарную преграду , выбросив несколько неповрежденных топливных баллончиков из-под огня, а Том Туохи предложил попытаться выбросить часть из очага пожара, пробивая расплавленные баллончики через реактор в пруд-охладитель позади него. это с опорами лесов.

Это оказалось невозможным, и топливные стержни отказывались сдвигаться с места, сколько бы силы ни прилагалось. Полюса вытащили с раскаленными концами; один вернулся, капая расплавленным металлом. Хьюз знал, что это, должно быть, расплавленный облученный уран, вызывающий серьезные радиационные проблемы на самом зарядном подъемнике.

«Он [открытый топливный канал] был раскален добела, — сказал коллега Хьюза, находившийся вместе с ним на зарядном подъемнике, — он был просто раскален добела. Никто, я имею в виду, никто не может поверить, насколько горячим он может быть».

Углекислый газ

Далее операторы попытались потушить пожар с помощью углекислого газа . Новые реакторы Колдер-Холла с газовым охлаждением , находящиеся на площадке, только что получили 25   тонн жидкого диоксида углерода, и он был установлен на загрузке реактора № 1 Виндскейла, но возникли проблемы с доставкой его в огонь в полезных количествах.

«Итак, мы все это установили, — вспоминает Туохи, — и у нас была эта бедная маленькая трубка с углекислым газом, и у меня не было абсолютно никакой надежды, что она сработает». В конце концов выяснилось, что это не дало никакого эффекта.

Использование воды

В 01:30 в пятницу, 11 октября, когда пожар был самым сильным, горело одиннадцать тонн урана. Магний в картриджах теперь горел: одна термопара зарегистрировала температуру 3100 ° C (5600 ° F), а биологическая защита вокруг пострадавшего реактора теперь находилась в серьезной опасности разрушения. Столкнувшись с этим кризисом, Туохи предложил использовать воду. Это было рискованно, поскольку расплавленный металл окисляется при контакте с водой, вырывая кислород из молекул воды и оставляя свободный водород, который мог смешаться с поступающим воздухом и взорваться, разрывая ослабленную защитную оболочку. Столкнувшись с отсутствием других вариантов, операторы решили реализовать этот план.

К забою реактора было протянуто около дюжины пожарных рукавов; их сопла были отрезаны, а сами линии подключены к опорам лесов и поданы в топливные каналы примерно в 1 метре (3 фута) над очагом пожара. Туохи снова забрался на защиту реактора и приказал включить воду, внимательно прислушиваясь к смотровым отверстиям на предмет каких-либо признаков водородной реакции при увеличении давления. Вода не смогла потушить пожар, что потребовало принятия дальнейших мер.

Отключение воздуха

Затем Туохи приказал всем покинуть здание реактора, кроме себя и начальника пожарной охраны, чтобы перекрыть весь охлаждающий и вентиляционный воздух, поступающий в реактор. К этому времени рассматривалась возможность эвакуации окрестностей, и действия Туохи были последней авантюрой рабочих. Туохи несколько раз поднимался наверх и сообщил, что видел, как пламя, вырывающееся из выпускного отверстия, медленно угасало. Во время одной из проверок он обнаружил, что смотровые пластины, которые снимались с помощью металлического крючка, чтобы облегчить просмотр выходной поверхности активной зоны, крепко застряли. По его словам, это произошло из-за того, что огонь пытался всасывать воздух откуда только мог.

«Я не сомневаюсь, что в этот момент он даже всасывал воздух через дымоход, чтобы попытаться сохранить себя», - заметил он в интервью.

Наконец ему удалось снять смотровую пластину, и он увидел угасающий огонь.

«Сначала пламя погасло, затем пламя уменьшилось, и свечение начало угасать», - описал он. «Я несколько раз подходил, чтобы проверить, пока не убедился, что огонь потух. Я все же стоял в стороне, вроде как с надеждой. ", - продолжил он, - "но если вы смотрите прямо на активную зону остановленного реактора, вы получите довольно много радиации". (Туохи дожил до 90 лет, несмотря на разоблачение.)

Вода текла через кучу еще 24 часа, пока не остыла полностью. После того, как водопроводные шланги были отключены, загрязненная вода вылилась на привокзальную площадь.

Сам бак реактора после аварии оставался герметичным и до сих пор содержит около 15   тонн уранового топлива. Считалось, что оставшееся топливо все еще может повторно воспламениться, если его потревожить, из-за присутствия пирофорного гидрида урана, образовавшегося при первоначальном обливании водой. Последующие исследования, проведенные в рамках процесса вывода из эксплуатации, исключили такую ​​возможность. Окончательный вывод котла из эксплуатации запланирован не ранее 2037 года.

Последствия

Радиоактивный выброс

Произошел выброс в атмосферу радиоактивного материала, который распространился по Великобритании и Европе. В результате пожара было выброшено около 740   терабеккерелей (20 000   кюри ) йода-131 , а также 22   ТБк (594   кюри) цезия-137 и 12 000   ТБк (324 000   кюри) ксенона-133 , а также других радионуклидов. Правительство Великобритании под руководством Гарольда Макмиллана приказало строго цензурировать первоначальные сообщения о пожаре и держать информацию об инциденте в секрете. Позже выяснилось, что небольшие, но значительные количества очень опасного радиоактивного изотопа полония-210 были выброшены во время пожара. огонь.

Более поздняя обработка данных о загрязнении показала, что загрязнение на национальном и международном уровне могло быть выше, чем предполагалось ранее. Для сравнения, в результате взрыва на Чернобыльской АЭС в 1986 году было выделено примерно 1 760 000   ТБк йода-131; 79 500   ТБк цезия-137; 6 500 000   ТБк ксенона-133; 80 000   ТБк стронция-90 ; и 6100   ТБк плутония, а также около дюжины других радионуклидов в больших количествах.

Авария на острове Три-Майл в 1979 году выбросила в 25 раз больше ксенона-135, чем в Виндскейле, но гораздо меньше йода, цезия и стронция. По оценкам Норвежского института исследований воздуха, выбросы ксенона-133 в атмосферу в результате ядерной катастрофы на Фукусиме-дайити были в целом аналогичны выбросам в Чернобыле и, таким образом, значительно превышали выбросы при пожаре в Виндскейле.

Сравнение радиоактивных выбросов (ТБк)

Материал	Период полураспада	Виндскейл	Три-Майл-Айленд (по сравнению с Виндскейлом)	Чернобыль	Фукусима-дайити (атмосферный)
Йод-131	8,0197 дней	740	гораздо меньше	1,760,000	130,000
Цезий-137	30,17 лет	22	гораздо меньше	79,500	35,000
Ксенон-133	5,243 дня	12,000		6,500,000	17,000,000
Ксенон-135	9,2 часа		25 × Виндскейл
Стронций-90	28,79 лет		гораздо меньше	80,000
Плутоний-239 оценивается 0,08 ТБк 239Pu				6,100
Полоний-210	138,376 дней

Присутствие скрубберов дымохода в Виндскейле способствовало поддержанию частичной локализации и, таким образом, минимизации радиоактивного содержания дыма, выходящего из дымохода во время пожара. Эти скрубберы были установлены за большие деньги по настоянию Джона Кокрофта и до пожара 1957 года были известны как «Безумие Кокрофта».

Влияние на здоровье

Особую озабоченность в то время вызывал радиоактивный изотоп йод-131, период полураспада которого составлял около восьми дней. Йод, поступающий в организм человека, преимущественно накапливается в щитовидной железе . В результате потребление йода-131 может повысить вероятность развития рака щитовидной железы в дальнейшем . В частности, дети особенно подвержены риску из-за того, что их щитовидная железа еще не полностью развита. Через несколько дней после катастрофы были проведены анализы местных образцов молока, и выяснилось, что молоко опасно загрязнено йодом-131.

Таким образом, было решено, что потребление молока из прилегающей территории должно быть прекращено, и в конечном итоге были введены ограничения на потребление молока с территории площадью 200 квадратных миль (520 км²). ² ) территория вокруг свай. Молоко примерно за 500 км ² близлежащей сельской местности было разрушено (разбавлено в тысячу раз и сброшено в Ирландское море) примерно за месяц. Однако из окрестностей никто не был эвакуирован.

Первоначальный отчет об инциденте, «Доклад Пенни», был подвергнут жесткой цензуре премьер-министром Гарольдом Макмилланом . Макмиллан опасался, что известие об инциденте подорвет общественное доверие к ядерной энергетике и нанесет ущерб британско-американским ядерным отношениям. В результате информация о выбросе радиоактивных осадков была скрыта правительством. Только в 1988 году отчет Пенни был опубликован полностью.

Частично из-за этой цензуры консенсус относительно масштабов долгосрочных последствий для здоровья, вызванных утечкой радиации, со временем изменился по мере того, как стало известно все больше информации об инциденте. Выброс крайне опасного радиоактивного изотопа полония-210, который в то время скрывался, не учитывался в правительственных отчетах до 1983 года, когда было подсчитано, что от рака . в долгосрочной перспективе выбросы стали причиной 33 смертей

Эти смерти были связаны не только с раком щитовидной железы, но и с раком легких . В обновленном отчете правительства Великобритании за 1988 год (самая последняя правительственная оценка) подсчитано, что 100 человек погибли «вероятно» в результате рака в результате выбросов за 40–50 лет. В правительственном отчете также подсчитано, что инцидент вызвал 90 несмертельных случаев рака, а также 10 наследственных дефектов .

Другие исследования дополнительных случаев рака и смертности в результате радиоактивного выброса дали иные результаты. В 2007 году, в 50-летнюю годовщину пожара, новое научное исследование последствий инцидента для здоровья было опубликовано Ричардом Уэйкфордом, приглашенным профессором Ядерного института Далтона Манчестерского университета , и бывшим исследователем Управления по атомной энергии Великобритании Джоном Гарландом. . Их исследование пришло к выводу, что, поскольку фактическое количество радиации, высвободившейся в результате пожара, могло вдвое превысить предыдущие оценки, и что радиоактивный шлейф фактически распространился дальше на восток, в долгосрочной перспективе в результате пожара, вероятно, погибнет от 100 до 240 человек. огонь.

Исследование, проведенное в 2010 году среди рабочих, непосредственно участвовавших в уборке (и, следовательно, ожидавших, что у них будет самый высокий уровень воздействия), не выявило каких-либо значительных долгосрочных последствий для здоровья от их участия.

Спасательные операции

Реактор был непригоден для спасения; там, где это было возможно, топливные стержни были удалены, а биозащита реактора герметизирована и оставлена ​​неповрежденной. В штабеле осталось около 6700 поврежденных огнем топливных элементов и 1700 поврежденных огнем изотопных кассет. Поврежденная активная зона реактора все еще была слегка теплой в результате продолжающихся ядерных реакций. В 2000 году было подсчитано, что в ядре все еще содержится

• 1470 ТБк (4,1 г ) трития (период полураспада 12 лет),
• 213 ТБк (69 г) цезия-137 (период полураспада 30 лет),
• По 189 ТБк (37 г) стронция-90 (период полураспада 29 лет) и его дочернего иттрия-90 ,
• 9,12 ТБк (4,0 кг) плутония-239 (период полураспада 24 100 лет),
• 1,14 ТБк (0,29 г) плутония-241 (период полураспада 14 лет)

а также меньшая активность других радионуклидов . Свая Виндскейл 2, хотя и не пострадала от пожара, была сочтена слишком небезопасной для дальнейшего использования. Вскоре после этого его закрыли. С тех пор реакторы с воздушным охлаждением не строились. Окончательное удаление топлива из поврежденного реактора планировалось начать в 2008 году и продолжать еще четыре года.

Осмотры показали, что возгорания графита не было, а повреждение графита было локализованным и вызвано сильно перегретыми находившимися поблизости урановыми тепловыделяющими сборками.

Комиссия по расследованию

Комиссия по расследованию собиралась под председательством сэра Уильяма Пенни с 17 по 25 октября 1957 года. «Отчет Пенни» был представлен председателю Управления по атомной энергии Соединенного Королевства и лег в основу правительственной Белой книги , представленной парламенту в ноябре. 1957. В январе 1988 года он был выпущен Государственным архивом . В 1989 году была выпущена исправленная стенограмма после работы по улучшению транскрипции оригинальных записей.

Пенни сообщил 26 октября 1957 года, через 16 дней после тушения пожара: и пришел к четырем выводам:

• «Основной причиной аварии стал второй ядерный нагрев 8 октября, примененный слишком рано и слишком быстро.
• Меры, предпринятые для устранения аварии, как только она была обнаружена, были «быстрыми и эффективными и продемонстрировали значительную преданность своему долгу со стороны всех заинтересованных сторон».
• Меры, принятые для ликвидации последствий аварии, были адекватными, и «непосредственного ущерба здоровью населения или работников Виндскейла не было». Крайне маловероятно, что возникнут какие-либо вредные последствия. Но в докладе очень критически высказывались технические и организационные недостатки.
• Требовалась более детальная техническая оценка, которая привела бы к организационным изменениям, более четкой ответственности за здоровье и безопасность и лучшему определению пределов доз радиации».

Свая 1 демонтируется в 2018 году.

Тех, кто принимал непосредственное участие в событиях, воодушевил вывод Пенни о том, что предпринятые шаги были «быстрыми и эффективными» и «продемонстрировали значительную преданность долгу». Некоторые считали, что решимость и мужество, проявленные Томасом Туохи, а также решающая роль, которую он сыграл в предотвращении полной катастрофы, не получили должного признания. Туохи умер 12 марта 2008 года, так и не получив никакого общественного признания за свои решительные действия.

В отчете Комиссии по расследованию официально сделан вывод, что пожар был вызван «ошибкой суждения» тех же людей, которые затем рисковали своей жизнью, чтобы сдержать пламя. Внук Гарольда Макмиллана, премьер-министра на момент пожара, позже предположил, что Конгресс США мог бы наложить вето на планы Макмиллана и президента США Дуайта Эйзенхауэра по совместной разработке ядерного оружия, если бы они знали, что авария произошла из-за безрассудных решений правительство Великобритании и что Макмиллан скрыл то, что произошло на самом деле. Туохи сказал о чиновниках, которые сообщили США, что его сотрудники устроили пожар, что «они были толпой ублюдков».

Площадка в Виндскейле была дезактивирована и используется до сих пор. Часть объекта позже была переименована в Селлафилд после передачи BNFL , а весь объект теперь принадлежит Управлению по выводу из эксплуатации ядерных объектов .

Сравнение с другими авариями

Выброс радиации в результате пожара в Виндскейле значительно превысил чернобыльскую катастрофу в 1986 году, но этот пожар был описан как самая серьезная авария на реакторе до Три-Майл-Айленда в 1979 году. По эпидемиологическим оценкам, количество дополнительных случаев рака, вызванных Три-Майл-Айлендом, ДТП не более одного; только Чернобыль привел к непосредственным жертвам.

Три-Майл-Айленд был гражданским реактором, и в первую очередь Чернобылем, поскольку оба использовались для производства электроэнергии. Напротив, Виндскейл использовался исключительно в военных целях.

Реакторы на Три-Майл-Айленде, в отличие от реакторов в Уиндскейле и Чернобыле, находились в зданиях, спроектированных так, чтобы содержать радиоактивные материалы, выброшенные в результате аварии на реакторе.

Другие военные реакторы привели к непосредственным, известным жертвам, например, инцидент в 1961 году на заводе SL-1 в Айдахо , в результате которого погибли три оператора.

Авария в Виндскейле была также современницей Кыштымской катастрофы , гораздо более серьезной катастрофы. , произошедший 29 сентября 1957 года на заводе «Маяк» в Советском Союзе , когда выход из строя системы охлаждения резервуара, хранившего десятки тысяч тонн растворенных ядерных отходов, привел к неядерному взрыву.

Пожару в Виндскейле ретроспективно был присвоен 5-й уровень аварии с более широкими последствиями по Международной шкале ядерных событий .

Загрязнение моря в Ирландии

В 1968 году в журнале Nature была опубликована статья об исследовании радиоизотопов, обнаруженных в устрицах Ирландского моря, с помощью гамма-спектроскопии . Было обнаружено, что в устрицах содержится ¹⁴¹ Этот , ¹⁴⁴ Этот , ¹⁰³ Ру , ¹⁰⁶ Ру , ¹³⁷ С , ⁹⁵ Зр и ⁹⁵ Нб . Кроме того, продукт активации цинка ( ⁶⁵ Zn ) обнаружен; Считается, что это происходит из-за коррозии оболочек магноксового топлива в прудах-охладителях . ряд труднообнаружимых чистых альфа- и бета- распадающихся радионуклидов, таких как Также присутствовал ⁹⁰ старший и ²³⁹ Pu , но они не появляются в гамма-спектроскопии, поскольку не генерируют заметных гамма-лучей при распаде.

Телевизионные документальные фильмы

В 1983 году Йоркширское телевидение выпустило документальный фильм о последствиях пожара для здоровья под названием « Виндскейл – ядерная прачечная» . В нем утверждалось, что скопления лейкемии у детей в районе Уиндскейла были вызваны радиоактивными осадками от пожара.

В 1990 году был показан первый из трех документальных фильмов BBC об этом инциденте. под названием « Наш реактор горит В документальном фильме » представлены интервью с ключевыми работниками станции, в том числе с Томом Туохи, заместителем генерального директора Windscale на момент инцидента.

В 1999 году BBC выпустила образовательный драматический документальный фильм о пожаре в виде 30-минутного эпизода сериала «Катастрофа» (серия 3) под названием «Атомный ад» . Впоследствии он был выпущен на DVD .

В 2007 году BBC выпустила еще один документальный фильм об аварии под названием «Виндскейл: крупнейшая ядерная катастрофа в Великобритании». который исследует историю первого британского ядерного объекта и его роль в разработке ядерного оружия . В документальном фильме представлены интервью с ведущими учёными и операторами электростанций, такими как Том Туохи. В документальном фильме предполагается, что пожар – первый пожар на любом ядерном объекте – был вызван ослаблением мер безопасности в результате давления со стороны британского правительства с целью быстрого производства расщепляющихся материалов для ядерного оружия.

Изотопные картриджи

Следующие вещества были помещены в металлические картриджи и подвергнуты нейтронному облучению для создания радиоизотопов. Как целевой материал, так и некоторые изотопы продукта перечислены ниже. Из них выброс полония-210 внес наиболее значительный вклад в коллективную дозу населения в целом.

• Литий-магниевый сплав : тритий
• Нитрид алюминия : углерод-14
• Калий хлорид : хлор-36
• Кобальт : кобальт-60
• Тулий : ​​тулий-170
• Таллий : таллий-204
• Оксид висмута : полоний-210
• Торий : уран-233.

См. также

• Ядерная катастрофа ВВС Великобритании в Лейкенхите

Ссылки

• Арнольд, Лорна (2007). Виндскейл, 1957: Анатомия ядерной аварии . Нью-Йорк: Пэлгрейв Макмиллан. ISBN  978-0230573178 . OCLC   471012298 .
• Бейлис, Джон; Стоддарт, Кристан (2015). Британский ядерный опыт: роль убеждений, культуры и идентичности . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0198702023 . OCLC   900506637 .
• Кэткарт, Брайан (1995). Испытание величия: борьба Великобритании за атомную бомбу . Лондон: Джон Мюррей. ISBN  978-0719552250 . OCLC   31241690 .
• Гольдберг, Альфред (июль 1964 г.). «Атомное происхождение британского ядерного сдерживания». Международные дела . 40 (3): 409–429. дои : 10.2307/2610825 . JSTOR   2610825 .
• Гоуинг, Маргарет (1964). Великобритания и атомная энергия 1939–1945 гг . Лондон: Макмиллан. ОСЛК   3195209 .
• Гоуинг, Маргарет ; Арнольд, Лорна (1974a). Независимость и сдерживание: Великобритания и атомная энергия, 1945–1952, Том 1, Разработка политики . Лондон: Макмиллан. ISBN  978-0333157817 . OCLC   611555258 .
• Гоуинг, Маргарет ; Арнольд, Лорна (1974b). Независимость и сдерживание: Великобритания и атомная энергия, 1945–1952, Том 2, Политика и исполнение . Лондон: Пэлгрейв Макмиллан. ISBN  978-0333166956 . OCLC   946341039 .
• Пенни, Уильям ; Шонланд, Бэзил Ф.Дж .; Кей, Дж. М.; Даймонд, Джек ; Пирсон, Дэвид Э.Х. (2017). «Отчет об аварии на свае № 1 Виндскейл 10 октября 1957 года» . Журнал радиологической защиты . 37 (3): 780–796. Бибкод : 2017JRP....37..780P . дои : 10.1088/1361-6498/aa7788 . ПМИД   28854153 .
• Уэйкфорд, Р. (2007). «Авария реактора в Виндскейле - 50 лет спустя». Журнал радиологической защиты . 27 (3): 211–215. Бибкод : 2007JRP....27..211W . дои : 10.1088/0952-4746/27/3/e02 . PMID   17768324 . S2CID   2115012 .
• Винн, Хамфри (1997). Стратегические силы ядерного сдерживания ВВС Великобритании, их происхождение, роль и развертывание, 1946–1969 гг. Документальная история . Лондон: Канцелярский офис. ISBN  978-0117728332 .
• Виндскейл: крупнейшая ядерная катастрофа в Британии . Би-би-си. 8 октября 2007 г. Архивировано из оригинала 13 декабря 2021 г.

Дальнейшее чтение

• Журнал Общества радиационной защиты, В центре внимания 60-летие Кыштымской аварии и пожара в Виндскейле
• «Осадки Уиндскейла обрушились на всю Европу», Роб Эдвардс. New Scientist , 6 октября 2007 г.
• «Чернобыль: худшее, но не первое», Уолтер К. Паттерсон . Бюллетень ученых-атомщиков , август/сентябрь 1986 г.
• «Тайны пожара в Виндскейле раскрыты», Ф. Пирс. New Scientist, том 99, 29 сентября 1983 г., с. 911
• «Виндскейл; предполагаемое увеличение заболеваемости раком», Т. Бердсли. Nature vol 306 Выпуск 5938 3 ноября 1983 г. с. 5
• « Авария в Виндскейле: первая в мире атомная тревога », Хартли Хоу. Популярная наука , октябрь 1958 г., Vol. 173, № 4.
• «Оценка радиологического воздействия пожара реактора Виндскейл», М. Дж. Крик, Г. С. Линсли. Отчеты NRPB, октябрь 1957 г., ноябрь 1982 г.
• Воздушная радиометрическая съемка района Виндскейл, 19–22 октября 1957 года. Как сообщает AERE, нет. 2890 рэндов. (Научно-исследовательский институт атомной энергии).
• Отложение стронция-89 и стронция-90 на сельскохозяйственных землях и попадание их в молоко после аварии реактора в Виндскейле в октябре 1957 года. AHSB (Управление по атомной энергии Соединенного Королевства).
• «Несчастный случай в Виндскейле», Британский медицинский журнал, 16 ноября 1957 г.; 2 (5054), стр. 1166–1168 .

Внешние ссылки

• Видео лекции профессора Р. Уэйкфорда, посвященной памяти Джона Данстера на ежегодной конференции SRP 2017. Включает радиологические аспекты пожара в Виндскейле.
• «Виндскейл» . Управление по выводу из эксплуатации ядерных объектов. Архивировано из оригинала 25 марта 2014 года.
• «Пожар в Виндскейле 1957 года» . Lakestay.co.uk. 5 июля 2009 г.
• «Ядерный инцидент в Виндскейле» . Виртуальный ядерный турист. 22 декабря 2005 г. Архивировано из оригинала 4 февраля 2012 г. Проверено 14 мая 2006 г.
• «1957: Расследование сообщает причину ядерного пожара» . Би-би-си. 8 ноября 1957 года.
• Марсден, Би Джей; Престон, Южная Дакота; Уикхэм, Эй Джей ( AEA Technology plc , Уоррингтон (Великобритания)); Тайсон, А. (Отдел химии технологических процессов и радиоактивных отходов, AEA TEchnology plc, Виндскейл (Великобритания)) (8–10 сентября 1997 г.). «Оценка проблем безопасности графита для британских добывающих свай в Виндскейле» (PDF) . МАГАТЭ . {{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
• Пол Доджсон (8–9 октября 2007 г.). «Радиоспектакли - Энергетика: ВЕТРОВАЯ ШКАЛА....2007» . suttonelms.org.uk.