«Во всем виноват человеческий фактор»: авария на первой экспериментальной американской АЭС

В 1951 году в американском штате Айдахо была запущена работа первого экспериментального ядерного реактора EBR-I, способного вырабатывать электроэнергию. Через 4 года местные ученые решили провести на реакторе эксперимент и получили весьма опасные результаты.
«Во всем виноват человеческий фактор»: авария на первой экспериментальной американской АЭС
Wikimedia Commons

Реактор EBR-I был построен в пустыне Айдахо, недалеко от города Арко, в качестве пробного варианта для воплощения задуманных ядерных экспериментов. Ядерную установку собрали с использованием частей реактора, который в начале 1940-х годов был собран под руководством Энрико Ферми в рамках Манхэттенского проекта.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Результаты работы EBR-I

Первые попытки попытки ввести установку в рабочий режим стали предприниматься еще в мае 1951 года, однако они не принесли желаемых результатов. После корректировки конструкции зоны, 24 августа 1951 года, реактор EBR-I начал выдавать необходимый режим работы. К декабрю ученым удалось выработать первую электроэнергию.

До 20 декабря 1951 года EBR-I ядерные реакции использовались для производства только самого малого количества электроэнергии, однако в тот день экспериментальная установка произвела достаточно энергии, чтобы зажечь четыре лампочки по 200 ватт. На следующий день реактор смог обеспечить энергией уже целое здание. Это был первый в истории пример мирного широкого использования атомной энергии для освещения дома.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Реактор EBR-I
Wikimedia Commons

Помимо демонстрации того, что ядерная энергия может быть жизнеспособным источником энергии, ученые хотели показать, что они способны создать высокоэффективный реактор, который сможет создать больше ядерного топлива, подвергающегося делению для получения энергии, чем потребляет. Например, в EBR-I в качестве источника топлива использовался уран, а в качестве побочного продукта создавался изотоп плутония другого расщепляющегося материала. Такие эксперименты стали возникать под давлением мировой гонки — на тот момент в СССР, в Обнинске, уже открылась первая АЭС, подключенная к общей энергетической сети.

К 1955 году реактор сделал все, на что был рассчитан, но оставалась еще одна загадка, которую команда сотрудников EBR-I хотела разгадать. Ученые пытались выяснить, почему на изменения потока теплоносителя EBR-I реагирует не самым стабильным образом.

Авария на EBR-I 1955 года

Срок службы реактора EBR-I уже подходил к концу, поэтому ученые решили провести интересующий их экспериммент. Ядерщики не рассчитали, что опыт окажется более рискованным, чем они могли себе представить. Как говорили об этом случае позже — аварию вызвал «человеческий фактор».

Что было сделано 29 ноября 1955 года

В тот день ученые решили отключить теплоноситель, медленно повышая мощность, в надежде определить, что заставило реактор вести себя тем самым странным образом. Они знали, что существует риск разрушения активной зоны, но планировали действовать медленно и отступать при первых признаках опасности.

Как несложно догадаться, все пошло не по плану и эксперимент закончился быстрее, чем предполагали ученые. Мощность, вырабатываемая реактором, начала не просто расти, а стремительно зашкаливать. Руководитель операции крикнул технику, чтобы тот остановил реактор, однако из-за неправильных действий оператора реактор саморазрушился, а 40% его активной зоны выгорело.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В тот момент за пределами комнаты управления единственным признаком того, что эксперимент пошел не по плану была зазвеневшая радиационная тревога. Здание реактора было приказано освободить, однако некоторые из сотрудников в соседней пристройке решили остаться на местах и продолжить работу.

Эвакуация и попытки разгадать эксперимент

Большинство эвакуированных людей не понимали, что только что произошло. За год до этого, в 1954, на той же площадке исследователи уже разрушали другой реактор, отслуживший свой срок, BORAX-I, чтобы посмотреть, что произойдет и получить представление о том, как вспышка энергии может расплавить всю активную зону.

Через несколько часов после произошедшего последствия аварии стали исследовать приехавшие на место специалисты. Первоначальные опыты не дали достаточных результатов, которые могли бы объяснить, что именно произошло внутри реактора. Самим же ученым в него заглянуть не разрешили.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Расплавленное ядро
Министерство энергетики США

Из Комиссии по атомной энергии на EBR-I пришел приказ — не открывать реактор и не выпускать радиоактивный газ, скопившийся внутри. Большее беспокойство вызывала не человеческая безопасность для работников EBR-I, а отдельная программа мониторинга, призванная следить за прогрессом Советского Союза в разработке собственной атомной бомбы. Выброс газа мог поставить под угрозу ее результаты.

«При свободе действий мы были бы склонны заглянуть внутрь. Вместо этого нам пришлось ждать несколько месяцев. Тем временем нам не разрешали публично рассказывать об испытаниях, даже после того, как глава AEC упомянул об аварии на одной из конференций. СМИ приходилось сочинять истории на основе скудной информации, в этих статьях мы превратились из "блестящих ученых", в "некомпетентных ученых"»
 Рэй Гарольдсен
Рэй Гарольдсен сотрудник ​​реактора EBR-1

Через пять месяцев после остановки реактора команде EBR-I наконец разрешили заглянуть в него. Урановая активная зона размером с футбольный мяч частично расплавилась и срослась в центре. Чтобы разгадать загадку, почему она деформировалась под влиянием температур, нужно было перестроить весь реактор и запустить его снова.

Однако конструкция новой постройки была несколько иной, поэтому ученым не удалось воссоздать проблему. Зато —новый опыт подарил достаточно подсказок для выяснения причины инцидента. В старой конструкции топливные стержни могли изгибаться совсем немного — этого было достаточно, чтобы мощность в реакторе колебалась по мере того, как стержни перемещались к центру реактора или от него.

Для ядерного расплава инцидент на EBR-I не был драматичным. Сегодня история фигурирует как ядерная авария далеко не во всех списках. Ученые и инженеры понимали, что идут на риск ради эксперимента. При этом они не столько совершали ошибку, сколько пытались узнать «грань» дозволенного изучения.