Войти
 29 ноября 1961 года: SL-1 корпус реактора удаляется из здания реактора, которое в значительной степени похоже на здание защитной оболочки, используемое на современных ядерных установках. 60-тонный кран Manitowoc Model 3900 имел стальной щит 5,25 дюйма (13,3 см) с окном из свинцового стекла толщиной 9 дюймов (23 см) для защиты оператора. | |
| Дата | 3 января 1961 г. |
|---|---|
| Местоположение | Национальная испытательная станция реакторов, Айдахо-Фолс, Айдахо (ныне Национальная лаборатория Айдахо ) |
| Координаты | 43 ° 31'06 ″ N 112 ° 49'25 ″ W / 43,5182 ° N 112,8237 ° W / 43,5182; -112,8237 Координаты : 43 ° 31'06 ″ N 112 ° 49′25 ″ W / 43,5182 ° N 112,8237 ° W / 43,5182; -112,8237 |
| Результат | INES Уровень 4 (авария с локальными последствиями) |
| Смертность | 3 |
SL-1 Местоположение в западе США 
SL-1 Местоположение в Айдахо, к западу от Айдахо-Фоллс SL- 1, или стационарный маломощный реактор номер один, был экспериментальным экспериментальным ядерным энергетическим реактором армии США в Соединенных Штатах, который 3 января 1961 года подвергся паровому взрыву и расплавлению, в результате чего погибли три его оператора ор. Непосредственной причиной было неправильное извлечение центрального стержня управления , ответственного за поглощение нейтронов в активной зоне реактора. Это единственная авария на реакторе в истории США, которая привела к немедленным человеческим жертвам. В результате аварии было выделено около 80 кюри (3,0 ТБк ) йода-131, что не считалось значительным из-за его расположения в отдаленной высокогорной пустыне восточный Айдахо. Около 1100 кюри (41 ТБк) продуктов деления было выброшено в атмосферу.
Объект, расположенный на Национальной станции испытаний реакторов (NRTS) примерно в сорока милях (65 км) к западу от Айдахо-Фолс, штат Айдахо, входил в программу Армейской ядерной энергетики и на этапе проектирования и строительства был известен как аргоннский реактор малой мощности (ALPR). Он был предназначен для обеспечения электроэнергией и теплом небольших удаленных военных объектов, таких как радиолокационные станции около Полярного круга и на линии DEW. Расчетная мощность составляла 3 MW (тепловая ), но за несколько месяцев до аварии было проведено около 4,7 МВт испытаний. Рабочая мощность составила 200 kW электрическая и 400 кВт тепловая для обогрева помещений.
Во время аварии уровень мощности активной зоны достиг почти 20 ГВт всего за четыре миллисекунды, выделив пар
С 1954 по 1955 год армия США оценила свою потребность в ядерные реакторные установки, которые будут эксплуатироваться в отдаленных районах Арктики. Реакторы должны были заменить дизельные генераторы и котлы, которые обеспечивали электроэнергией и обогрев помещений армейских радиолокационных станций. Отделение армейских реакторов разработало руководство для проекта и заключило контракт с Аргоннской национальной лабораторией (ANL) на проектирование, строительство и испытание прототипа реакторной установки, которая будет называться аргоннским реактором малой мощности (ALPR)..
Некоторые из наиболее важных критериев включали:
Опытный образец строился на площадке НРТС с июля 1957 по июль 1958 года. Он вышел из строя 11 августа 1958 года, вступил в строй 24 октября. и был официально открыт 2 декабря 1958 года. Реактор с кипящей водой (BWR) мощностью 3 МВт (тепловой) использовал 93,20% высокообогащенное урановое топливо. Он работал с естественной циркуляцией, используя легкую воду в качестве хладагента (по сравнению с тяжелой водой ) и замедлителя. ANL использовала свой опыт экспериментов с BORAX для разработки BWR. Система циркуляции воды работала при 300 фунтах на квадратный дюйм (2100 кПа), протекающей через топливные пластины из уран-алюминиевого сплава. Завод был передан армии США для обучения и эксплуатации в декабре 1958 года после обширных испытаний, при этом Combustion Engineering Incorporated (CEI) выступала в качестве ведущего подрядчика с 5 февраля 1959 года.
CEI была отвечает за фактическую работу реактора SL-1, за текущую подготовку военнослужащих и за программы опытно-конструкторских исследований.
Подрядчик предоставил на объекте менеджера проекта, руководителя производства, руководителя тестирования и технический персонал из примерно шести человек. В последние месяцы менеджер проекта проводил примерно половину рабочего времени на объекте и половину рабочего времени в офисе подрядчика в Коннектикуте. В его отсутствие руководителем проекта был назначен либо руководитель производства, либо руководитель тестирования.
... Согласно показаниям перед Правлением, было понятно, что CEI будет обеспечивать надзор за любыми сменами, когда выполнялась внеплановая работа.
... Управление AEC в Айдахо и Управление армейских реакторов явно считали, что добавление ночных диспетчеров, когда речь идет только о рутинной работе, частично нарушит цель эксплуатации реактора в рамках существующей схемы, т. Е. получить опыт эксплуатации станции только с военнослужащими.
— Отчет об инциденте SL-1, 3 января 1961 г., стр. 6-7.Среди стажеров армейской программы подготовки реакторов были военнослужащие армии США, называемые кадрами, которые в основном были операторами станции, хотя многие «Морские» гражданские лица (см. Н.С. Саванна ) прошли обучение вместе с несколькими военнослужащими ВВС США и ВМС США. В то время как эксплуатация станции, как правило, выполнялась кадрами из двух человек, любая разработка реактора должна была контролироваться непосредственно персоналом CEI. CEI решила провести опытно-конструкторские работы над реактором совсем недавно, во второй половине 1960 года, когда реактор должен был работать с мощностью 4,7 МВт тепловая для «испытания конденсатора PL-1». Поскольку активная зона реактора подверглась старению и полосы бора «яд » корродировали и отслаивались, CEI подсчитала, что около 18% бора в активной зоне было «потеряно». Это привело к добавлению «листов кадмия » (также «яда») 11 ноября 1960 года, за два месяца до аварии. Меры по исправлению отслаивания и / или коррозии полосок борного яда включали недавнее изменение активной зоны реактора, в котором новые кадмиевые пластины были установлены «на несколько позиций тройников для увеличения запаса на останов реактора». Эта модификация была произведена 15 ноября 1960 года, за несколько недель до аварии.
ALPR до аварии. В большом цилиндрическом здании находится ядерный реактор, засыпанный гравием внизу, основная рабочая зона или операционный этаж посередине, а вентиляторное отделение конденсатора - вверху. Его окружают различные вспомогательные и административные здания. Большая часть оборудования станции находилась в цилиндрическом стальном здании реактора диаметром 38,5 футов (11,7 м) и общей высотой 48 футов (15 м). Здание реактора, известное как ARA-602, было изготовлено из листовой стали, большая часть которой имела толщину 1/4 дюйма (6 мм). Доступ в здание осуществлялся через обычную дверь через закрытую внешнюю лестничную клетку из ARA-603, здания вспомогательных помещений. Также была предусмотрена дверь запасного выхода с внешней лестницей, ведущей на уровень земли. Здание реактора не являлось защитной оболочкой высокого давления, которая использовалась бы для реакторов, расположенных в населенных пунктах. Тем не менее, здание смогло вместить большую часть радиоактивных частиц, выпущенных в результате возможного взрыва.
Структура активной зоны реактора построена на 59 тепловыделяющих сборок, 1 сборку пускового источника нейтронов и 9 стержней управления. Однако в активной зоне было 40 твэлов и управлялось 5 крестообразными стержнями. 5 активных стержней имели форму плюса (+) в поперечном сечении: 1 в центре (стержень номер 9) и 4 на периферии активного сердечника (стержни 1, 3, 5 и 7). Управляющие стержни были изготовлены из кадмия толщиной 60 мил (1,5 мм), плакированного алюминием толщиной 80 мил (2,0 мм). Они имели общий размах 14 дюймов (36 см) и эффективную длину 32 дюйма (81 см). 40 тепловыделяющих сборок состояли из 9 твэлов каждая. Пластины имели толщину 120 мил (3,0 мм) и состояли из 50 мил (1,3 мм) «мяса» из уран-алюминиевого сплава, покрытого алюминиевой оболочкой Х-8001 толщиной 35 мил (0,89 мм). Мясо имело длину 25,8 дюйма (66 см) и ширину 3,5 дюйма (8,9 см). Водяной зазор между топливными пластинами составлял 310 мил (7,9 мм). Каналы для воды внутри кожухов управляющих стержней были 0,5 дюйма (13 мм). Первоначальная загрузка активной зоны сборки 40 была сильно обогащена 93,2% урана-235 и содержала 31 фунт (14 кг) U-235.
Сознательный выбор меньшей загрузки топлива привел к тому, что область была близка к центру. активнее, чем было бы с 59 ТВС. Четыре внешних управляющих стержня даже не использовались в меньшей активной зоне после того, как испытания показали, что в них нет необходимости. В действующем сердечнике SL-1 стержни № 2, 4, 6 и 8 были фиктивными стержнями, имели кадмиевые прокладки после 11 ноября 1960 г. или были заполнены тестовыми датчиками и имели форму заглавной буквы T. минимизация размера активной зоны давала центральному стержню аномально большую реактивность.
21 декабря 1960 г. реактор был остановлен на техническое обслуживание, калибровку приборов, установку вспомогательных приборов и установку 44 магнитопроводов для наблюдения за нейтронный поток уровней в активной зоне реактора. Проволока была сделана из алюминия и содержала пробки из сплава алюминий-кобальт .
3 января 1961 года реактор готовился к перезапуску после остановки на одиннадцать дней по праздникам. Процедуры технического обслуживания требовали, чтобы главный центральный стержень управления был вручную выдвинут на несколько дюймов, чтобы снова подсоединить его к его приводному механизму. В 21.01 этот стержень был внезапно выведен слишком далеко, в результате чего SL-1 мгновенно перешел на мгновенно критический. За четыре миллисекунды тепло, выделяемое в результате огромного скачка мощности, привело к расплавлению топлива внутри активной зоны и взрывному испарению. Расширяющееся топливо создало волну экстремального давления, которая взорвала воду вверх, ударяясь о верхнюю часть корпуса реактора с максимальным давлением 10 000 фунтов на квадратный дюйм (69 000 кПа). Слиток воды двигался со скоростью около 159 футов в секунду (48 м / с) со средним давлением около 500 фунтов на квадратный дюйм (3400 кПа). Эта экстремальная форма гидроудара перемещала весь корпус реактора вверх со скоростью примерно 27 футов в секунду (8,2 м / с), в то время как защитные заглушки выбрасывались со скоростью примерно 85 футов в секунду (26 м / с). Через 6 отверстий в верхней части корпуса реактора вода и пар под высоким давлением обрызгали все помещение радиоактивными обломками из поврежденной активной зоны. Более позднее расследование пришло к выводу, что судно весом 26000 фунтов (12000 кг) (или 13 коротких тонн) совершило прыжок на 9 футов 1 дюйм (2,77 м), части которого ударились о потолок здания реактора, прежде чем осесть на прежнее место, и нанесение теплоизоляции и гравия на операционный пол. Если бы корпус уплотнения № 5 не ударился о мостовой кран, у сосуда высокого давления было достаточно восходящего импульса, чтобы подняться примерно на 10 футов (3,0 м). Все время на экскурсию, паровой взрыв и движение судна занимало от двух до четырех секунд.
брызги воды и пара сбили двух операторов на пол, убив одного и сильно ранив другого. Защитная пробка № 7 наверху корпуса реактора проткнула третьего человека через пах и вышла из плеча, прижав его к потолку. Жертвами стали армейские специалисты Джон А. Бирнс (22 года) и Ричард Лерой МакКинли (27 лет), а также военно-морской флот Сиби электрик-строитель Первый класс (CE1) Ричард К. Легг (26 лет). Позже автор Тодд Такер установил, что Бирнс (оператор реактора) поднял стержень и вызвал отклонение; Легг (начальник смены) стоял на вершине корпуса реактора и был пронзен и прижат к потолку; и МакКинли (стажер) стоял рядом. Только МакКинли был найден спасателями живым, но без сознания и в глубоком шоке. Это соответствовало анализу комиссии по расследованию SL-1 и результатам вскрытия, которые предполагали, что Бирнс и Легг умерли мгновенно, в то время как у Мак-Кинли были признаки диффузного кровотечения в черепе, что указывает на то, что он выжил примерно за два часа до этого. умирает от его ран. Все трое скончались в результате физических травм; однако радиация от ядерной экспедиции не дала бы людям никаких шансов выжить, даже если бы они не были убиты взрывом, произошедшим в результате аварии с критичностью.
Несколько "кинетических" «факторы влияют на скорость, с которой мощность (тепло), производимая в ядерном реакторе, реагирует на изменения положения регулирующего стержня. Другие особенности конструкции определяют, насколько быстро тепло передается от топлива реактора к теплоносителю.
ядерная цепная реакция имеет компонент положительной обратной связи всякий раз, когда создается критическая масса; в частности, избыточные нейтроны производятся при каждом делении. Внутри ядерного реактора эти избыточные нейтроны необходимо контролировать до тех пор, пока существует критическая масса. Наиболее важным и эффективным механизмом управления является использование регулирующих стержней для поглощения избыточных нейтронов. Другие меры контроля включают размер и форму реактора, а также наличие отражателей нейтронов внутри и вокруг активной зоны. Изменение количества поглощения или отражения нейтронов повлияет на поток нейтронов и, следовательно, на мощность реактора.
Одним из кинетических факторов является тенденция большинства конструкций реакторов с легководным замедлителем (LWR) иметь отрицательную температуру замедлителя и пустотные коэффициенты реактивности. (Из-за низкой плотности пара карманы водяного пара известны как «пустоты» в LWR.) Отрицательный коэффициент реактивности означает, что по мере нагревания водяного замедлителя молекулы отдаляются друг от друга (вода расширяется и в конечном итоге закипает) и нейтроны менее вероятно, что столкновения замедлят их до энергий, способствующих расщеплению топлива. Из-за этих механизмов отрицательной обратной связи большинство LWR, естественно, имеют тенденцию к снижению скорости деления в ответ на дополнительное тепло, выделяемое внутри активной зоны реактора. Если вырабатывается достаточно тепла, чтобы вода закипела внутри активной зоны, деление в этой области резко уменьшится.
Однако, когда мощность ядерной реакции быстро увеличивается, вода может нагреваться и закипать дольше, чем пустоты, чтобы вызвать уменьшение ядерных реакций. В таком случае мощность реактора может быстро расти без какой-либо отрицательной обратной связи от расширения или кипения воды, даже если он находится в канале на расстоянии всего 1 см (0,39 дюйма). Ядерное топливо будет сильно нагреваться, что приведет к плавлению и испарению металлов внутри активной зоны. Быстрое расширение, повышение давления и выход из строя компонентов активной зоны могут привести к разрушению ядерного реактора, как это было в случае с SL-1. Поскольку энергия расширения и тепло передаются от ядерного топлива к воде и судну, становится вероятным, что ядерная реакция прекратится либо из-за отсутствия достаточного замедлителя, либо из-за расширения топлива за пределы критическая масса. В ходе послеаварийного анализа SL-1 ученые определили, что два механизма отключения были почти одинаково согласованы (см. Ниже).
Другой важный кинетический фактор - это вклад так называемых запаздывающих нейтронов в цепную реакцию в активной зоне. Большинство нейтронов (быстрые нейтроны) производятся почти мгновенно в результате деления. Но некоторые из них - примерно 0,7% в реакторе с топливом U-235, работающем в стационарном режиме, - образуются в результате относительно медленного радиоактивного распада определенных продуктов деления. (Эти продукты деления задерживаются внутри топливных пластин в непосредственной близости от топлива из урана-235.) Отсроченное производство части нейтронов - вот что позволяет управлять изменениями мощности реактора во временном масштабе, доступном для людей и оборудования.
В случае выброса блока управления или яда, реактор может стать критическим только по мгновенным нейтронам (то есть мгновенный критический ). Когда реактор находится в критическом состоянии, время удвоения мощности составляет порядка 10 микросекунд. Время, необходимое для того, чтобы температура соответствовала уровню мощности, зависит от конструкции активной зоны реактора. Обычно температура охлаждающей жидкости отстает от мощности на 3-5 секунд в обычном LWR. В конструкции SL-1 до начала парообразования оставалось около 6 миллисекунд.
SL-1 был сконструирован с главным центральным стержнем управления, который был способен производить очень большой избыток реактивности, если его полностью удалить. Дополнительная стоимость стержня была частично связана с решением загрузить ядерным топливом только 40 из 59 тепловыделяющих сборок, что сделало активную зону прототипа реактора более активной в центре. При нормальной работе регулирующие стержни извлекаются только для того, чтобы вызвать реактивность, достаточную для устойчивой ядерной реакции и выработки электроэнергии. Однако в этой аварии добавленной реактивности было достаточно, чтобы реактор стал критическим за время, оцениваемое в 4 миллисекунды. Это было слишком быстро, чтобы тепло от топлива могло пройти через алюминиевую оболочку и вскипятить достаточно воды, чтобы полностью остановить рост мощности во всех частях активной зоны за счет отрицательной температуры замедлителя и отсутствия обратной связи.
Анализ после аварии. пришел к выводу, что окончательный метод управления (т.е. диссипация мгновенного критического состояния и прекращение устойчивой ядерной реакции) произошел посредством катастрофической разборки активной зоны: деструктивного плавления, испарения и последующего обычного взрывного расширения частей активной зоны реактора, где наибольшее количество тепла производилось быстрее всего. Было подсчитано, что этот процесс нагрева и испарения активной зоны произошел примерно за 7,5 миллисекунд, прежде чем образовалось достаточно пара, чтобы остановить реакцию, опередив отключение пара на несколько миллисекунд. Ключевая статистика проясняет, почему разорвалась активная зона: реактор, рассчитанный на выходную мощность 3 МВт, кратковременно работал на пике около 20 ГВт, плотность мощности более чем в 6000 раз превышала его безопасный рабочий предел. Эта авария с критичностью, по оценкам, произвела 4,4 x 10 делений, или около 133 мегаджоулей (32 кг в тротиловом эквиваленте).
Проверка на радиоактивности загрязнение на близлежащей трассе 20 Других людей на площадке реактора не было. Окончание ядерной реакции было вызвано исключительно конструкцией реактора и фундаментальной физикой плавления нагретой воды и элементов активной зоны, разделения элементов активной зоны и удаления замедлителя.
Тепловые датчики над реактором подняли тревогу на центральном охранном пункте полигона в 21.01. MST, время аварии. Утром и днем в тот же день сработали ложные тревоги. Первая бригада из шести пожарных (Кен Дирден, старший лейтенант, Мел Хесс, Боб Арчер, Карл Джонсон, Эгон Лампрехт, Джеральд Стюарт и Верн Конлон) прибыла девять минут спустя, ожидая еще одной ложной тревоги. Сначала они не заметили ничего необычного, только небольшое количество пара поднималось от здания, что нормально для холодной ночи с 6 ° F (-14 ° C). Здание управления выглядело нормально. Пожарные вошли в здание реактора и заметили сигнальную лампу радиации. Их детекторы излучения резко подскочили до предела максимальной дальности, когда они поднимались по лестнице на уровень пола SL-1. Перед тем как удалиться, они заглянули в реакторную.
В 21.17 прибыл физик-медик. Он и пожарный, оба в баллонах с воздухом и масках с избыточным давлением в маске, чтобы вытеснить любые потенциальные загрязнители, подошли к лестнице здания реактора. Их детекторы показывали 25 рентген в час (R / hr), когда они начали подниматься по лестнице, и они вышли.
Несколько минут спустя прибыла группа медико-санитарного реагирования с радиометрами, способными измерять гамма-излучение до 500 Р / ч, и защитной одеждой для всего тела. Один медицинский физик и двое пожарных поднялись по лестнице и сверху увидели повреждение реакторной комнаты. Поскольку измеритель показывает максимальные показания шкалы, они скорее удалялись, чем приближались к реактору, и рисковали дальнейшим облучением.
Носилки. Армейские добровольцы из специального химико-радиологического отделения на испытательном полигоне Дагвей практиковались до того, как кран вставил буровую установку в здание реактора SL-1, чтобы забрать тело человека (Легг), приколотого к потолку прямо над реактором. судно. Около 22:30 MST, руководитель подрядчика, работающего на объекте (Combustion Engineering ), и главный физик-медик прибыли. Они вошли в здание реактора около 22:45 и обнаружили двух изуродованных мужчин, пропитанных водой: один явно мертв (Бирнс), другой слегка двигался (Мак-Кинли) и стонал. При одном входе на человека и ограничении в 1 минуту группа из 5 человек с носилками вытащила оператора, который все еще дышал около 10:50; он не пришел в сознание и умер от травмы головы около 23:00. Даже в обнаженном виде его тело было настолько загрязнено, что выделяло около 500 Р / час. Между тем, третий мужчина был обнаружен около 23:38, прижатым к потолку. Теперь, когда все потенциальные выжившие выздоровели, безопасность спасателей стала приоритетной, и работа по их защите была замедлена.
Третий человек был обнаружен последним, потому что он был прижат к потолку над реактором защитной заглушкой и его было трудно узнать. Ночью 4 января команда из шести добровольцев использовала план с участием групп из двух человек, чтобы вернуть тело Бирнса. 9 января в эстафете по двое за раз команда из десяти человек, выдерживая не более 65 секунд каждому, использовала острые крючки на концах длинных шестов, чтобы вытащить тело Легга из защитной заглушки и бросить его на Носилки 5 на 20 футов (1,5 на 6,1 м), прикрепленные к крану за пределами здания.
Радиоактивное золото Au из золотой пряжки для часов мужчины и медь Cu от винта в прикуривателе впоследствии доказали, что реактор действительно быстро перешел в критический режим. До обнаружения нейтронно-активированных элементов в личных вещах мужчин ученые сомневались в том, что ядерный взрыв произошел, полагая, что реактор по своей сути безопасен. Эти данные опровергли ранние предположения о том, что авария произошла в результате химического взрыва.
Тела всех троих были похоронены в гробах с покрытием из свинца, запечатанных бетоном и помещенных в металлические хранилища с бетонным покрытием. Некоторые высокорадиоактивные части тела были захоронены в пустыне Айдахо как радиоактивные отходы. Армейский специалист Ричард Лерой МакКинли похоронен на участке 31 Арлингтонского национального кладбища.
Некоторые источники и свидетельства очевидцев путают имена и должности каждой жертвы. В книге «Айдахо-Фоллс: нерассказанная история о первой ядерной аварии в Америке» автор указывает, что первые команды спасателей опознали Бирнса как человека, найденного изначально живым, полагая, что тело Легга было тем, которое было найдено рядом с защитой реактора и обнаружено ночью после аварии. и что Мак-Кинли был проткнут стержнем управления к потолку прямо над реактором. Эта неправильная идентификация, вызванная тяжелыми ранениями пострадавших от взрыва, была позже исправлена во время вскрытия, но это могло вызвать замешательство на некоторое время.
Одна из требуемых процедур технического обслуживания требовала центральный стержень управления необходимо вручную выдвинуть примерно на 4 дюйма (10 см), чтобы прикрепить его к механизму автоматического управления, от которого он был отключен. По оценкам послеаварийных расчетов, главный регулирующий стержень был фактически извлечен примерно на 26 дюймов (66 см), что привело к переходу реактора на мгновенно критический, что привело к паровому взрыву. Топливо, части топливных пластин и вода, окружающая топливные пластины, испарялись при очень высокой температуре. Расширение, вызванное этим процессом нагрева, вызвало гидравлический удар, поскольку вода ускорялась вверх по направлению к головке корпуса реактора, создавая пиковое давление в 10 000 фунтов на квадратный дюйм (69 000 кПа) на головке корпуса реактора, когда воздух и затем вода ударила в головку со скоростью 160 футов в секунду (50 м / с).
Гидравлический удар не только вызвал серьезные физические повреждения и деформацию корпуса реактора, но и вызвал смещение защитных пробок корпуса. катапультировался, один из которых пронзил Легга. Самыми удивительными и непредвиденными свидетельствами парового взрыва и гидравлического удара были отпечатки, сделанные на потолке над корпусом реактора, когда он подпрыгнул в воздухе на 9 футов 1 дюйм (2,77 м), прежде чем вернуться на прежнее место. Послеаварийный анализ также пришел к выводу, что корпус реактора был сухим, поскольку большая часть воды и водяного пара была либо немедленно выброшена, либо испарилась из-за тепла внутри реактора. Для подтверждения этого перед снятием реактора использовали бороскоп .
Это был гидравлический удар, который вызвал физическое повреждение реактора, гибель персонала, который стоял наверху и поблизости, и выброс радиоактивных изотопов в окружающую среду. Один из уроков, извлеченных из SL-1, заключался в том, что существует чрезвычайная опасность гидравлического удара всякий раз, когда остановленный реактор охлаждается до комнатной температуры и есть воздушный зазор между верхом воды и крышкой корпуса реактора. Одна из рекомендаций при анализе аварии заключалась в том, что остановленные реакторы должны быть доверху заполнены водой, чтобы скачок мощности не мог вызвать такой мощный гидроудар. Воздух недостаточно плотный, чтобы заметно замедлить движение воды, в то время как вода (будучи почти несжимаемой) способна распределять взрывные силы и ограничивать пиковое давление. Дополнительная вода также является очень эффективной защитой от радиации для тех, кто находится прямо над судном. Письменные процедуры на SL-1 включали директиву по откачиванию уровня воды в реакторе до процедуры обслуживания, которая его разрушила.
Наиболее распространенные теории, предлагаемые для извлечения стержня: (1) саботаж или самоубийство одним из операторов, (2) самоубийство-убийство, связанное с интрижкой с женой одного из других операторов, (3) непреднамеренное извлечение основной тяги управления или (4) преднамеренная попытка «задействовать» тягу (чтобы заставить ее двигаться более плавно в корпусе). Журналы технического обслуживания не содержат сведений о том, что пытались сделать техники, и, таким образом, действительная причина аварии никогда не будет известна. На расследование ушло почти два года.
Исследователи проанализировали флюсовые провода, установленные во время обслуживания, чтобы определить уровень выходной мощности. Они также исследовали царапины на центральной штанге управления. Используя эти данные, они пришли к выводу, что центральный стержень был извлечен на 26,25 дюйма (66,7 см). Реактор был бы критическим на высоте 23 дюйма (58,4 см), и стержню потребовалось приблизительно 100 мс, чтобы пройти последние 3,25 дюйма (8,3 см). После того, как это было рассчитано, были проведены эксперименты с имитацией контрольного стержня с одинаковым весом, чтобы определить, возможно ли это сделать для одного или двух мужчин. Эксперименты включали моделирование возможности того, что центральный стержень весом 48 фунтов (22 кг) застрял, и один человек освободил его сам, воспроизведя сценарий, который исследователи сочли лучшим объяснением: Бирнс сломал стержень управления и случайно вытащил его, убив всех. трое мужчин. При проверке теории о том, что центральный стержень был быстро извлечен вручную, трое мужчин приняли участие в хронометрированных испытаниях, и их усилия были сопоставлены с энергией произошедшего ядерного выброса.
Был использован запасной узел исполнительного механизма стержня управления SL-1 для макета, на котором измерялась скорость ручного извлечения стержня у нескольких испытуемых. Оборудование такое же, как и на SL-1, за исключением тяги управления, которая имитируется весом, который дает общую подвижную нагрузку в 84 фунта, то есть вес нетто подвижного узла SL-1 в воде. [...] Испытание проводилось путем инструктирования испытуемого поднять стержень как можно быстрее, в то время как электрический таймер измерял время, прошедшее от начала движения стержня до некоторого заранее определенного расстояния отвода. Были измерены расстояния до 30 дюймов.
[...]
Вышеупомянутое рассуждение указывает на то, что требуемая скорость извлечения стержня для получения периода всего 5,3 миллисекунды находилась в пределах возможностей человека.
— IDO -19300, Авария на реакторе SL-1 3 января 1961 г., Промежуточный отчет, 15 мая 1961 г.На SL-1 регулирующие стержни время от времени застревали в канале регулирующих стержней. Были проведены многочисленные процедуры для оценки управляющих стержней, чтобы убедиться, что они работают должным образом. В дополнение к периодическим тренировкам и извлечению штанги для нормальной работы проводились испытания на падение и подъем каждой штанги. С февраля 1959 года по 18 ноября 1960 года было зарегистрировано 40 случаев заклинивания управляющей тяги при испытаниях на остановку и падение тяги, а также частота отказов около 2,5%. С 18 ноября 1960 г. по 23 декабря 1960 г. наблюдалось резкое увеличение количества прихваченных стержней - 23 штанги за этот период времени и 13,0% отказов. Помимо этих неудачных испытаний, с февраля 1959 года по декабрь 1960 года произошел еще 21 случай заклинивания стержня; 4 из них произошли в последний месяц работы при обычном извлечении стержня. Центральная тяга управления № 9 показала наилучшие эксплуатационные характеристики, хотя она использовалась чаще, чем любая другая тяга.
Заедание штанги было связано с перекосом, накоплением продуктов коррозии, износом подшипников, износом сцепления и износом уплотнения приводного механизма. Многие виды отказов, которые привели к заклиниванию штока во время испытаний (например, износ подшипников и сцепления), применимы только к движению, выполняемому приводным механизмом штока управления. Поскольку стержень № 9 расположен по центру, его выравнивание могло быть лучше, чем стержень № 1, 3, 5 и 7, которые были более склонны к залипанию. После аварии были проведены консультации с журналами учета и бывшими операторами завода, чтобы определить, не застряли ли какие-либо стержни во время операции повторной сборки, которую выполнял Бирнс. Один человек проделал это примерно 300 раз, а другой 250 раз; ни один из них никогда не чувствовал заедания стержня управления при подъеме вручную во время этой процедуры. Более того, никто никогда не сообщал о застревании стержня во время ручного переподключения.
Механические и вещественные доказательства в сочетании с ядерными и химическими доказательствами заставили их поверить, что центральный стержень управления был извлечен очень быстро.... Ученые спросили [бывших операторов SL-1]: «Вы знали, что реактор выйдет из строя, если будет удален центральный стержень управления?» Ответ: «Конечно! Мы часто говорили о том, что бы мы делали, если бы были на радиолокационной станции и подошли бы русские. Мы вытащили бы это».
— Сьюзен М. Стейси, Доказательство принципа, 2000Авария привела к отказу от этой конструкции и проектированию будущих реакторов таким образом, чтобы одно удаление регулирующего стержня не имело возможности производить очень большой избыточный реактивность, который был возможен с этой конструкцией. Сегодня это известно как критерий «одного прихвата стержня», и он требует возможности полного отключения, даже если наиболее реактивный стержень застревает в полностью выдвинутом положении. Уменьшение избыточной реактивности ограничивает возможный размер и скорость скачка напряжения. Критерий «одна застрявшая штанга» возник не в результате аварии SL-1. Фактически, это был жесткий и точный критерий проектирования задолго до SL-1, с самого начала программы Naval Reactors под руководством адмирала Хаймана Риковера. Этот критерий проектирования начался с USS Nautilus и продолжался в последующих конструкциях подводных лодок и надводных кораблей, а также с гражданской атомной станции Шиппорт. Это по-прежнему является требованием для всех конструкций реакторов в США и по сей день.
Хотя части центральной части активной зоны реактора были испарены на короткое время, было извлечено очень мало кориума. Топливные пластины показали признаки катастрофического разрушения, оставив пустоты, но «никакого заметного количества застекленного расплавленного материала не было обнаружено и не наблюдалось». Кроме того, «Нет никаких доказательств вытекания расплавленного материала между пластинами». Считается, что быстрое охлаждение активной зоны было причиной небольшого количества расплавленного материала. Вырабатываемого тепла было недостаточно для того, чтобы кориум мог достичь дна корпуса реактора или проникнуть через него. Корпус реактора был демонтирован 29 ноября 1961 г. без происшествий. Единственными отверстиями в дне сосуда были те, которые просверлены, чтобы можно было вставить бороскопы для определения состояния расплавленного ядра.
Даже без спроектированного здания защитной оболочки, подобных тем, которые используются сегодня, здание реактора SL-1 содержало большую часть радиоактивности, хотя уровни йода-131 в зданиях станции во время За несколько дней наблюдения фоновый уровень с подветренной стороны превышал в 50 раз. Например, радиационные обследования здания вспомогательных сооружений показали высокое загрязнение залов и небольшое загрязнение офисов.
Пределы радиационного воздействия до аварии составляли 100 рентген для спасения жизни и 25 для спасения ценного имущества. В ходе ликвидации последствий аварии 22 человека получили дозы от 3 до 27 рентгеновских лучей на все тело. Удаление радиоактивных отходов и захоронение трех тел в конечном итоге подвергло 790 человек воздействию вредного излучения. В марте 1962 года Комиссия по атомной энергии вручила грамоты за героизм 32 участникам ответа.
Документация и процедуры, необходимые для эксплуатации ядерных реакторов, существенно расширились, став гораздо более формальными, поскольку процедуры, которые раньше занимали две страницы, расширились до сотен. Измерители радиации были изменены, чтобы диапазоны для действий в чрезвычайных ситуациях.
После паузы для оценки процедур армия продолжила использование реакторов, эксплуатируя мобильный реактор малой мощности (ML-1 ), который начал работу на полной мощности 28 февраля. 1963 г., став самой маленькой в истории атомной электростанцией. В конечном итоге от этой конструкции отказались из-за проблем коррозии. Хотя испытания показали, что ядерная энергия, вероятно, будет иметь более низкие общие затраты, финансовое давление войны во Вьетнаме заставило армию отдать предпочтение более низким начальным затратам и остановило разработку своей реакторной программы в 1965 году, хотя действующие реакторы продолжали работать (MH-1A до 1977 г.).
Корпорации General Electric было поручено демонтировать корпус реактора, а также демонтировать и очистить загрязненные здания на площадке проекта SL-1. В период с 1961 по 1962 год участок очищали, удалив большую часть зараженного мусора и захоронив его. Массовая операция по очистке включала транспортировку корпуса реактора в ближайший «горячий цех» для всестороннего анализа. Остальные менее важные предметы были либо утилизированы, либо транспортированы на участки дезактивации для различных видов очистки. Около 475 человек приняли участие в очистке площадки SL-1, в том числе добровольцы из армии США и Комиссии по атомной энергии.
Операция по восстановлению включала очистку пола операционной от радиоактивного мусора. Области чрезвычайно высокой радиации, окружающие корпус реактора, и вентиляторное помещение непосредственно над ним усложнили восстановление корпуса реактора. Дистанционно управляемое оборудование, краны, самосвалы и меры безопасности должны были быть разработаны и протестированы командой спасателей. Радиационные исследования и фотографический анализ использовались для определения того, какие предметы необходимо было удалить из здания в первую очередь. Мощные пылесосы, которыми бригады мужчин управляют вручную, собирали огромное количество мусора. Ручной мостовой кран над операционным полом использовался для перемещения большого количества тяжелых предметов весом до 19 600 фунтов (8900 кг) для их сброса на землю снаружи. Были обнаружены и удалены горячие точки до 400 р / час.
С относительно чистым полом операционной и управляемыми радиационными полями, ручной мостовой кран был использован для пробного подъема корпуса реактора. Кран был оснащен индикатором нагрузки с круговой шкалой, и судно было поднято на несколько дюймов. Успешное испытание показало, что судно весом около 23 000 фунтов (10 000 кг) плюс неизвестное количество обломков весило около 26 000 фунтов (12 000 кг). После демонтажа большого количества строительной конструкции над корпусом реактора 60-тонный кран Manitowoc Model 3900 поднял судно из здания в ожидающий транспортный контейнер, прикрепленный к автопоезду с тягачом с 60-тонной грузоподъемностью. трейлер. После поднятия или удаления 45 линий электропередачи, телефонных линий и растяжек с предполагаемой проезжей части, тягач с прицепом в сопровождении многочисленных наблюдателей и контролеров проследовал со скоростью около 10 миль в час (16 км / ч) к горячему цеху ANP (первоначально связанному с ним). с программой Aircraft Nuclear Propulsion ), расположенной в удаленной зоне NRTS, известной как Test Area North, на расстоянии около 35 миль (56 км).
A могильник был построен примерно в 1600 футов (500 м) к северо-востоку от первоначального места расположения реактора. Он был открыт 21 мая 1961 года. Захоронение отходов помогло свести к минимуму радиационное облучение населения и рабочих площадки, которое могло возникнуть в результате транспортировки загрязненных обломков из SL-1 в Комплекс по обращению с радиоактивными отходами на расстояние более 16 миль (26 км). дороги общего пользования. Первоначальная очистка сайта заняла около 18 месяцев. Все здание реактора, загрязненные материалы из близлежащих зданий, а также почва и гравий, загрязненные во время операций по очистке, были захоронены в могильнике. Большинство захороненных материалов состоит из грунта и гравия.
Могильник SL-1 в 2003 г., перекрытый каменной наброской Извлеченные части активной зоны реактора, включая топливо и все другие части реактора, которые были важны для расследования аварии, были доставлены в горячую лабораторию АНП для изучения. После завершения расследования аварии топливо реактора было отправлено на переработку. Активная зона реактора без топлива вместе с другими компонентами, отправленными в горячий цех для изучения, в конечном итоге была захоронена в Комплексе обращения с радиоактивными отходами.
Остатки реактора SL-1 сейчас захоронены рядом с исходный участок 43 ° 31'17,8 ″ N 112 ° 49'04,8 ″ W / 43,521611 ° N 112,818000 ° W / 43,521611; -112,818000. Могильник SL-1 состоит из трех раскопов, в которых был размещен общий объем загрязненного материала в размере 99 000 кубических футов (2800 м). Раскопки проводились настолько близко к базальту, насколько позволяло используемое оборудование, и имели глубину от 8 до 14 футов (от 2,4 до 4,3 м). По крайней мере, 2 фута (0,6 м) чистой засыпки закладывались поверх каждой выемки. Неглубокие насыпи почвы над раскопками были добавлены после завершения работ по очистке в сентябре 1962 года. Место и могильник вместе известны как Агентство по охране окружающей среды США Суперфонд Действующий блок 5- 05.
За годы, прошедшие после аварии SL-1, были проведены многочисленные радиационные исследования и очистка поверхности могильника и прилегающей территории. Аэрофотосъемка проводилась EGG в Лас-Вегасе в 1974, 1982, 1990 и 1993 годах. Лаборатория радиологических и экологических наук проводила исследования гамма-излучения каждые 3-4 года с 1973 по 1987 год и каждый год с 1987 по 1994 год. это было выполнено в 1985 и 1993 годах. Результаты исследований показали, что цезий-137 и его дочерние продукты (продукты распада) являются основными загрязнителями поверхности почвы. Во время обследования поверхности почвы в июне 1994 года в могильнике были обнаружены «горячие точки», области с повышенной радиоактивностью с активностью от 0,1 до 50 миллирентген (мР) / час. 17 ноября 1994 г. максимальное значение радиации, измеренное на высоте 2,5 фута (0,75 м) над поверхностью могильника SL-1, составило 0,5 мР / час; местный радиационный фон составлял 0,2 мР / час. В оценке 1995 года, проведенной Агентством по охране окружающей среды, рекомендуется надеть на курганы шапку. Основным средством защиты от SL-1 должно было стать сдерживание путем перекрытия инженерного барьера, построенного в основном из природных материалов. Это корректирующее действие было завершено в 2000 году и впервые рассмотрено Агентством по охране окружающей среды в 2003 году.
Анимация к фильму, произведенная Комиссией по атомной энергии, доступна по адресу Интернет-архив.Правительство США сняло фильм об аварии для внутреннего использования в 1960-х годах. Видео было впоследствии опубликовано, и его можно посмотреть на The Internet Archive и YouTube. SL-1 - это название фильма 1983 года, написанного и снятого Дайан Орр и Ч. Ларри Робертс, о взрыве ядерного реактора. В фильме использованы интервью с учеными, архивный фильм и современные кадры, а также замедленные кадры. События аварии также являются предметом одной книги: «Айдахо-Фоллс: нерассказанная история первой ядерной аварии в Америке» (2003 г.) и двух глав в «Доказательстве принципа - история Национальной инженерной и экологической лаборатории штата Айдахо, 1949–1999» ( 2000).
В 1975 году была опубликована антиядерная книга Мы почти потеряли Детройт, написанная Джоном Г. Фуллером, в которой в одном месте упоминается водопад Айдахо. авария. Быстрый критический - это название короткометражного фильма 2012 года, который можно посмотреть на YouTube, сценарий и режиссер Джеймс Лоуренс Сикард, в котором драматизируются события, связанные с аварией SL-1. Документальный фильм об аварии был показан на History Channel.
Плакат по безопасности, разработанный для инженерных бюро, с изображением расплавленной активной зоны реактора SL-1. Другой автор, Тодд Такер, изучал авария и опубликовал книгу, подробно описывающую исторические аспекты программ ядерных реакторов военного ведомства США. Такер использовал Закон о свободе информации для получения отчетов, включая вскрытия жертв, подробно описывая, как каждый человек умер и как части их тел были отрезаны, проанализированы и захоронены как радиоактивные отходы. Вскрытие было проведено тем же патологом, который известен своей работой после аварии с критичностью Сесила Келли. Такер объясняет причины вскрытия трупов и отделения частей тела жертв, при контакте с одной из которых расходуется 1500 р / час. Поскольку в результате аварии SL-1 погибли все трое военных операторов на месте происшествия, Такер называет это «самым смертоносным инцидентом с ядерным реактором в истории США».
Энергетический портал 
Портал ядерных технологий  | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Реактором SL-1. |
