Страница:
Поскольку техногенные аварии всегда связаны с высвобождением в окружающую среду энергии или вещества, это, как правило, сопровождается взрывами, пожарами, разрушением объектов и человеческими жертвами.
Особенно тяжелые последствия наблюдаются в тех случаях, когда на технических объектах используются горючие, высокотоксичные вещества, в том числе сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ), радиоактивные вещества, взрывчатые вещества.
Последние особо опасны, поскольку во время взрыва в очень короткий промежуток времени выделяется огромное количество энергии, сопровождающееся высокой температурой, ударной волной, механическим разрушением объектов и окружающей среды.
Собственно поражающие факторы, возникающие в очаге экстремальной ситуации, подразделяются на механические (ударная волна, сдавление, удар предметом или конструкцией, резкий перепад давлений), термические (повышение и понижение температуры, вызывающее ожоги или обморожение), химические (выброс токсических веществ в жидком или газообразном состоянии), радиационные (выброс радиоактивных веществ), электрические (поражение электрическим током), психогенные (стресс, шок), комбинированные (сочетание нескольких факторов) (схема 15).
Схема 15
Поражающие факторы экстремальных ситуаций
Каждый из вышеперечисленных факторов может обладать различной силой воздействия и длительностью. Вполне понятно, что комбинации этих двух составляющих могут оказывать различное действие на организм человека. Так, например, действие фактора резкого повышения температуры в короткий интервал времени менее опасно, чем термическое поражение при меньших температурах, но в течение длительного времени. Существуют довольно узкие интервалы силы и длительности воздействующих факторов, в которых возможны незначительные и, как правило, обратимые изменения структур и функций организма. В последующих главах эти данные будут приведены. Превышение этих показателей вызывает необратимые и, как правило, летальные исходы после поражения.
Постулируя определение экстремума, мы исходили из сопоставления различных моделей, факторов воздействия и динамики процессов, составляющих существо экстремальной ситуации.
ЭКСТРЕМУМ – система (состояние, процесс), возникающая вследствие воздействия дестабилизирующих факторов на некий объект – мишень и приводящих либо к его деструкции, либо к переходу на иной уровень гомеостаза.
Экстремум – это сложная динамичная система, в которой реализуются причинно-следственные связи и механизмы взаимодействия более простых составных частей – элементов. Динамичность системы экстремума обусловлена возникновением, развитием и угасанием процессов, происходящих в очаге экстремальной ситуации.
Фактор времени присутствует здесь не как отвлеченный, абстрактный показатель динамики процесса, а как вполне реальная (и, подчас, решающая!) составляющая процесса.
На схеме 16 показана структура экстремума в его наиболее общем, универсальном варианте.
Схема 16
Структура экстремума
Четыре блока, объединенные в схеме, как это видно, включают фактор воздействия (он может быть в свою очередь, простым, сложным, очень сложным, непредсказуемым, сверхсильным и т.д.).
Фактор воздействия может быть качественно многокомпонентным (пожар, наводнение, авария) или однокомпонентным (сирена, сигнал тревоги). Соответственно, и реакция системы-мишени (человека, группы людей, промышленного объекта, города и т.д.) в таких ситуациях может быть простой или сложной. В зависимости от изначальной структуры фактора (факторов) воздействия, развитие событий и формирование системы экстремума также может быть различным: простым, сложным, очень сложным, неуправляемым.
Вполне очевидно, что система экстремума имеет, как минимум, три основные фазы формирования: исходное состояние, формирования экстремума, стабилизации системы (исход). Разумеется, возможен и иной исход – полная дестабилизация, разрушение системы.
Один из вариантов динамики формирования системы экстремума представлен на схеме 17.
Для человека фаза формирования экстремума включает три последовательных этапа: оценку ситуации, принятие решения, организацию системы противодействия (антиэкстремум). В случае адекватной реакции на экстремальный фактор воздействия система может перейти в фазу стабилизации. При этом возможно возвращение системы к исходному уровню, либо (как это показано на схеме) переход ее на более высокий уровень стабильности.
Схема 17
Структура и динамика формирования экстремума
Система-мишень может быть биологическим объектом (человек, животные, популяция, коллектив и т.д.), небиологическим (неодушевленным) и включать предметы, окружающие человека, постройки, технические устройства и различные комплексы (сочетания) биологических и небиологических объектов, связанных между собой прямо или опосредованно.
При этом механизмы ответной реакции системы могут быть весьма различными по сложности, быстроте нарастания, активности вовлечения в сферу чрезвычайной ситуации все новых и новых элементов, процессов и систем, т.е. блок формирования чрезвычайной ситуации (II) – очень сложная система, развитие и формирование которой, тем не менее, поддается анализу и прогнозу с целью дальнейшего более успешного управления системой экстремума, предупреждением его возникновения и ликвидацией на стадии латентного периода.
Вполне очевидно, что исход (результат) процессов, возникших и сформировавшихся в системе экстремума, может быть различным: положительным, отрицательным или индифферентным. Здесь следует подчеркнуть, что поскольку в системе чрезвычайной ситуации всегда находится (прямо или опосредованно) человек, то качественная оценка результата может быть проведена только человеком, согласно критериям, разработанным для различных моделей (вариантов) чрезвычайных ситуаций.
Критериями оценки чрезвычайной ситуации являются: внезапность, скорость распространения, масштаб распространения, продолжительность действия.
Фактор внезапности (непрогнозируемости) является одним из наиболее значимых и опасных в чрезвычайной ситуации. Экстремум, возникший внезапно, может привести к неконтролируемому развитию событий и, следовательно, к наиболее выраженным негативным последствиям. Напротив – прогнозируемая, ожидаемая ситуация позволяет заблаговременно принять необходимые меры, вовремя локализовать очаг экстремальной ситуации или даже предотвратить его развитие. Разумеется, начавшееся землетрясение остановить невозможно, по предсказать его место и время – уже внести коррекцию в последствия стихийного бедствия.
Скорость распространения – также очень важный фактор формирования экстремума и его последствий. Очевидно, что скорость распространения ударной волны при взрыве очень высока и здесь изменить что-либо в самом очаге уже невозможно, поэтому и уровень поражений может быть достаточно высок. Скорость распространения пожара зависит от многих факторов: направления и скорости ветра, наличия горючих материалов в секторе пожара, естественных или искусственных преград для распространения огня и многого другого... Но в последнем случае скорость распространения воздействующего фактора измеряется метрами в секунду (м/с) и позволяет предпринимать меры по ликвидации пожара или ограничения его распространения. Наводнение, паводок, затопление – также могут носить относительно медленные (по сравнению с пожаром) скорости распространения, что позволяет предпринимать меры по спасению людей, объектов, находящихся на пути распространения водного потока.
Скорость распространения эпидемических заболеваний может измеряться неделями, месяцами или даже декадами относительно площадей и регионов распространения, по векторам предпочтения.
Масштаб распространения катастрофы также зависит от многих факторов: мощности первичного очага экстремальной ситуации, степени разрушения физических объектов, количества пострадавших людей, материальных затрат на ликвидацию последствий, организованности специальных служб и их действий, профилактических мер и т.д.
Масштаб таких катастроф, как, например, авария на Чернобыльской АЭС, не поддается оценке даже при сопоставлении реальных материальных и человеческих потерь во время аварии и до сегодняшнего дня, поскольку последствия радиоактивного заражения огромных площадей будут сказываться еще на протяжении многих десятков или даже сотен лет.
Масштаб распространения чрезвычайной ситуации, сложившейся в результате атаки террористов на здания торгового центра в Нью-Йорке, ограничен казалось бы «всего» двумя крупными офисами, но эхо этого теракта прокатилось по всей планете, вызвав гнев и сострадание миллионов людей... Можно исчислять масштабы чрезвычайных ситуаций в денежных единицах, человеческих потерях, количестве разрушенных или поврежденных объектов – все зависит от конкретных задач. Но истинные масштабы любой, даже очень локальной или сугубо личной экстремальной ситуации может оценить только конкретный человек, Личность, оказавшаяся либо прямым участником событий, либо мишенью информационной волны, сопровождавшей событие.
Продолжительность действия экстремального фактора, несомненно, весьма важный компонент события. Но и здесь оценки могут быть различными в зависимости от качества и силы действующего фактора. Например, взрыв атомной бомбы в Хиросиме и Нагасаки по длительности поражающего действия светового (теплового) потока не превышал нескольких секунд, однако возникшие последствия этого пожара продолжались более суток и унесли тысячи жизней. Длительность радиоактивного поражения непосредственно при взрыве бомбы исчислялась миллисекундами, а последствия радиоактивного заражения жители Японии испытывают и по сей день.
Фактор продолжительности тесно связан с фактором силы (амплитуды) воздействия и качественной характеристикой поражающего фактора. Сочетания этих факторов могут приводить к более значительному поражению людей и объектов в зоне экстремальной ситуации, чем каждый фактор в отдельном случае.
Резюме к содержанию раздела
3. Реальные модели экстремальных ситуаций
Авария на Чернобыльской АЭС
Особенно тяжелые последствия наблюдаются в тех случаях, когда на технических объектах используются горючие, высокотоксичные вещества, в том числе сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ), радиоактивные вещества, взрывчатые вещества.
Последние особо опасны, поскольку во время взрыва в очень короткий промежуток времени выделяется огромное количество энергии, сопровождающееся высокой температурой, ударной волной, механическим разрушением объектов и окружающей среды.
Собственно поражающие факторы, возникающие в очаге экстремальной ситуации, подразделяются на механические (ударная волна, сдавление, удар предметом или конструкцией, резкий перепад давлений), термические (повышение и понижение температуры, вызывающее ожоги или обморожение), химические (выброс токсических веществ в жидком или газообразном состоянии), радиационные (выброс радиоактивных веществ), электрические (поражение электрическим током), психогенные (стресс, шок), комбинированные (сочетание нескольких факторов) (схема 15).
Схема 15
Поражающие факторы экстремальных ситуаций
Каждый из вышеперечисленных факторов может обладать различной силой воздействия и длительностью. Вполне понятно, что комбинации этих двух составляющих могут оказывать различное действие на организм человека. Так, например, действие фактора резкого повышения температуры в короткий интервал времени менее опасно, чем термическое поражение при меньших температурах, но в течение длительного времени. Существуют довольно узкие интервалы силы и длительности воздействующих факторов, в которых возможны незначительные и, как правило, обратимые изменения структур и функций организма. В последующих главах эти данные будут приведены. Превышение этих показателей вызывает необратимые и, как правило, летальные исходы после поражения.
Постулируя определение экстремума, мы исходили из сопоставления различных моделей, факторов воздействия и динамики процессов, составляющих существо экстремальной ситуации.
ЭКСТРЕМУМ – система (состояние, процесс), возникающая вследствие воздействия дестабилизирующих факторов на некий объект – мишень и приводящих либо к его деструкции, либо к переходу на иной уровень гомеостаза.
Экстремум – это сложная динамичная система, в которой реализуются причинно-следственные связи и механизмы взаимодействия более простых составных частей – элементов. Динамичность системы экстремума обусловлена возникновением, развитием и угасанием процессов, происходящих в очаге экстремальной ситуации.
Фактор времени присутствует здесь не как отвлеченный, абстрактный показатель динамики процесса, а как вполне реальная (и, подчас, решающая!) составляющая процесса.
На схеме 16 показана структура экстремума в его наиболее общем, универсальном варианте.
Схема 16
Структура экстремума
Четыре блока, объединенные в схеме, как это видно, включают фактор воздействия (он может быть в свою очередь, простым, сложным, очень сложным, непредсказуемым, сверхсильным и т.д.).
Фактор воздействия может быть качественно многокомпонентным (пожар, наводнение, авария) или однокомпонентным (сирена, сигнал тревоги). Соответственно, и реакция системы-мишени (человека, группы людей, промышленного объекта, города и т.д.) в таких ситуациях может быть простой или сложной. В зависимости от изначальной структуры фактора (факторов) воздействия, развитие событий и формирование системы экстремума также может быть различным: простым, сложным, очень сложным, неуправляемым.
Вполне очевидно, что система экстремума имеет, как минимум, три основные фазы формирования: исходное состояние, формирования экстремума, стабилизации системы (исход). Разумеется, возможен и иной исход – полная дестабилизация, разрушение системы.
Один из вариантов динамики формирования системы экстремума представлен на схеме 17.
Для человека фаза формирования экстремума включает три последовательных этапа: оценку ситуации, принятие решения, организацию системы противодействия (антиэкстремум). В случае адекватной реакции на экстремальный фактор воздействия система может перейти в фазу стабилизации. При этом возможно возвращение системы к исходному уровню, либо (как это показано на схеме) переход ее на более высокий уровень стабильности.
Схема 17
Структура и динамика формирования экстремума
Система-мишень может быть биологическим объектом (человек, животные, популяция, коллектив и т.д.), небиологическим (неодушевленным) и включать предметы, окружающие человека, постройки, технические устройства и различные комплексы (сочетания) биологических и небиологических объектов, связанных между собой прямо или опосредованно.
При этом механизмы ответной реакции системы могут быть весьма различными по сложности, быстроте нарастания, активности вовлечения в сферу чрезвычайной ситуации все новых и новых элементов, процессов и систем, т.е. блок формирования чрезвычайной ситуации (II) – очень сложная система, развитие и формирование которой, тем не менее, поддается анализу и прогнозу с целью дальнейшего более успешного управления системой экстремума, предупреждением его возникновения и ликвидацией на стадии латентного периода.
Вполне очевидно, что исход (результат) процессов, возникших и сформировавшихся в системе экстремума, может быть различным: положительным, отрицательным или индифферентным. Здесь следует подчеркнуть, что поскольку в системе чрезвычайной ситуации всегда находится (прямо или опосредованно) человек, то качественная оценка результата может быть проведена только человеком, согласно критериям, разработанным для различных моделей (вариантов) чрезвычайных ситуаций.
Критериями оценки чрезвычайной ситуации являются: внезапность, скорость распространения, масштаб распространения, продолжительность действия.
Фактор внезапности (непрогнозируемости) является одним из наиболее значимых и опасных в чрезвычайной ситуации. Экстремум, возникший внезапно, может привести к неконтролируемому развитию событий и, следовательно, к наиболее выраженным негативным последствиям. Напротив – прогнозируемая, ожидаемая ситуация позволяет заблаговременно принять необходимые меры, вовремя локализовать очаг экстремальной ситуации или даже предотвратить его развитие. Разумеется, начавшееся землетрясение остановить невозможно, по предсказать его место и время – уже внести коррекцию в последствия стихийного бедствия.
Скорость распространения – также очень важный фактор формирования экстремума и его последствий. Очевидно, что скорость распространения ударной волны при взрыве очень высока и здесь изменить что-либо в самом очаге уже невозможно, поэтому и уровень поражений может быть достаточно высок. Скорость распространения пожара зависит от многих факторов: направления и скорости ветра, наличия горючих материалов в секторе пожара, естественных или искусственных преград для распространения огня и многого другого... Но в последнем случае скорость распространения воздействующего фактора измеряется метрами в секунду (м/с) и позволяет предпринимать меры по ликвидации пожара или ограничения его распространения. Наводнение, паводок, затопление – также могут носить относительно медленные (по сравнению с пожаром) скорости распространения, что позволяет предпринимать меры по спасению людей, объектов, находящихся на пути распространения водного потока.
Скорость распространения эпидемических заболеваний может измеряться неделями, месяцами или даже декадами относительно площадей и регионов распространения, по векторам предпочтения.
Масштаб распространения катастрофы также зависит от многих факторов: мощности первичного очага экстремальной ситуации, степени разрушения физических объектов, количества пострадавших людей, материальных затрат на ликвидацию последствий, организованности специальных служб и их действий, профилактических мер и т.д.
Масштаб таких катастроф, как, например, авария на Чернобыльской АЭС, не поддается оценке даже при сопоставлении реальных материальных и человеческих потерь во время аварии и до сегодняшнего дня, поскольку последствия радиоактивного заражения огромных площадей будут сказываться еще на протяжении многих десятков или даже сотен лет.
Масштаб распространения чрезвычайной ситуации, сложившейся в результате атаки террористов на здания торгового центра в Нью-Йорке, ограничен казалось бы «всего» двумя крупными офисами, но эхо этого теракта прокатилось по всей планете, вызвав гнев и сострадание миллионов людей... Можно исчислять масштабы чрезвычайных ситуаций в денежных единицах, человеческих потерях, количестве разрушенных или поврежденных объектов – все зависит от конкретных задач. Но истинные масштабы любой, даже очень локальной или сугубо личной экстремальной ситуации может оценить только конкретный человек, Личность, оказавшаяся либо прямым участником событий, либо мишенью информационной волны, сопровождавшей событие.
Продолжительность действия экстремального фактора, несомненно, весьма важный компонент события. Но и здесь оценки могут быть различными в зависимости от качества и силы действующего фактора. Например, взрыв атомной бомбы в Хиросиме и Нагасаки по длительности поражающего действия светового (теплового) потока не превышал нескольких секунд, однако возникшие последствия этого пожара продолжались более суток и унесли тысячи жизней. Длительность радиоактивного поражения непосредственно при взрыве бомбы исчислялась миллисекундами, а последствия радиоактивного заражения жители Японии испытывают и по сей день.
Фактор продолжительности тесно связан с фактором силы (амплитуды) воздействия и качественной характеристикой поражающего фактора. Сочетания этих факторов могут приводить к более значительному поражению людей и объектов в зоне экстремальной ситуации, чем каждый фактор в отдельном случае.
Резюме к содержанию раздела
Экстремальные ситуации возникают и формируются в результате воздействия на объекты естественного или техногенного характера факторов, дестабилизирующих структуру объекта или изменяющих динамику процессов гомеостазиса в самом объекте или в окружающей объект среде.
Эти факторы могут быть естественного происхождения (землетрясения, пожары, наводнения, смерчи, засухи и т.д.) либо носить антропогенный характер, т.е. провоцироваться человеком. В последнем случае мы говорим о техногенных катастрофах и чрезвычайных ситуациях.
Человеческий фактор в возникновении и развитии чрезвычайной ситуации вносит существенные коррективы в понимание механизмов и динамики развития экстремальной ситуации. Экстремальную ситуацию можно представить как систему, в которой цепочка причинно-следственных связей формирует сложные взаимоотношения между отдельными элементами системы: людьми, механизмами, объектами естественного и искусственного происхождения. Такая система – экстремум – включает не только систему-мишень (человека, группу людей, объекты и т.д.), но и сам воздействующий фактор, провоцирующий возникновение чрезвычайной ситуации.
Исследование механизмов формирования экстремума может дать новые, эффективные способы не только ликвидации последствий аварии или катастрофы, но, что более важно, суметь предусмотреть, предотвратить возникновение ситуации, т.е. сформировать систему антиэкстремума.
Эти факторы могут быть естественного происхождения (землетрясения, пожары, наводнения, смерчи, засухи и т.д.) либо носить антропогенный характер, т.е. провоцироваться человеком. В последнем случае мы говорим о техногенных катастрофах и чрезвычайных ситуациях.
Человеческий фактор в возникновении и развитии чрезвычайной ситуации вносит существенные коррективы в понимание механизмов и динамики развития экстремальной ситуации. Экстремальную ситуацию можно представить как систему, в которой цепочка причинно-следственных связей формирует сложные взаимоотношения между отдельными элементами системы: людьми, механизмами, объектами естественного и искусственного происхождения. Такая система – экстремум – включает не только систему-мишень (человека, группу людей, объекты и т.д.), но и сам воздействующий фактор, провоцирующий возникновение чрезвычайной ситуации.
Исследование механизмов формирования экстремума может дать новые, эффективные способы не только ликвидации последствий аварии или катастрофы, но, что более важно, суметь предусмотреть, предотвратить возникновение ситуации, т.е. сформировать систему антиэкстремума.
3. Реальные модели экстремальных ситуаций
Экстремальные ситуации и ситуации чрезвычайного характера – события, различающиеся по масштабам последствий, но по сути – это ситуации, возникающие вследствие воздействия на природу, людей, жилища, производственную сферу факторов, приводящих к нарушению структур и функций объектов, оказавшихся в зоне воздействия.
Чрезвычайные ситуации всегда создают экстремальные условия для людей, находящихся в очаге поражения техногенного, антропогенного или природного происхождения. Но экстремальная ситуация совершенно не обязательно должна перерастать в чрезвычайную, все зависит от конкретного случая.
События, которые будут рассмотрены ниже, несомненно являются событиями чрезвычайного характера и по масштабам проявлений, и по трагическим последствиям. Но люди, ставшие участниками этих событий, невольно оказались в экстремальных условиях, при которых воздействие чрезвычайных, экстремальных факторов могло продолжаться значительно дольше, чем сама ситуация.
Чрезвычайные ситуации всегда создают экстремальные условия для людей, находящихся в очаге поражения техногенного, антропогенного или природного происхождения. Но экстремальная ситуация совершенно не обязательно должна перерастать в чрезвычайную, все зависит от конкретного случая.
События, которые будут рассмотрены ниже, несомненно являются событиями чрезвычайного характера и по масштабам проявлений, и по трагическим последствиям. Но люди, ставшие участниками этих событий, невольно оказались в экстремальных условиях, при которых воздействие чрезвычайных, экстремальных факторов могло продолжаться значительно дольше, чем сама ситуация.
Авария на Чернобыльской АЭС
26 апреля 1986 г. на 4-м блоке Чернобыльской АЭС произошла авария, последствия которой продолжаются и в наше время, и будут пролонгированы в определенных проявлениях десятки лет. Сначала коротко о некоторых технических особенностях работы и эксплуатации АЭС подобного типа.
На АЭС в качестве ядерного топлива используется преимущественно двуокись урана-238, обогащенная ураном-235. Цепная реакция ядерного распада, сопровождающаяся большим выделением энергии, в том числе и в виде тепла, может идти именно в ура не-235. Ядерное топливо находится в специальных тепловыделяющих элементах – ТВЭЛах, которые размещаются в рабочей зоне ядерного реактора. Самоподдерживающаяся реакция распада ядер урана в зоне реактора регулируется автоматически за счет введения или выведения стержней, поглощающих нейтроны, выделяющиеся в результате цепной реакции.
Тепло, выделяющееся в результате ядерных реакций распада, нагревает теплоносители первого контура, которые затем передают его во второй контур, где пар высокого давления вращает турбины и электрогенераторы.
В результате ядерной реакции распада в ТВЭЛах образуются и накапливаются продукты ядерного деления (ПЯД), около 100 радиоактивных изотопов, в том числе и трансурановые элементы, например, плутоний, который затем может быть использован в качестве зарядов для атомных и водородных бомб. Здесь следует отметить, что радиоактивные изотопы, образующиеся в ядерных реакторах, по своему составу не отличаются от тех, которые образуются при атомных взрывах. При этом короткоживущие изотопы (элементы) успевают распадаться, а долгоживущие – накапливаются. Отсюда понятно, что АЭС – технические объекты высокой степени сложности и опасности, требующие чрезвычайно высоких мер контроля за течением технологических процессов, качеством изготовления и эксплуатации узлов, устройств и процессов.
За все время эксплуатации АЭС в странах, где они построены и работают, произошло более 300 случаев аварий, различных по причинам возникновения, масштабам и последствиям, особенно связанным с выбросами радиоактивных веществ в окружающую среду, с облучением и гибелью людей, не только из состава технического персонала станций, но и населения ближайших и отдаленных районов.
Время от времени, согласно регламенту и условиям эксплуатации, ядерные реакторы заглушаются, для ремонта, смены деталей и ТВЭЛов. Практически на всех АЭС ведутся и научно-исследовательские работы по разработке новых, более совершенных систем оборудования, средств контроля.
Реактор 4-го блока Чернобыльской АЭС должен был переводиться в режим, предшествующий плановой остановке. Тем не менее, по ряду причин, отчасти связанных с выполнением научно-исследовательской программы, отчасти с желанием руководства АЭС досрочно завершить регламентные работы, были нарушены инструкции и режимы работы реактора. Таким образом одной из причин того, что случилось позднее, стал человеческий фактор.
26 апреля атомный реактор 4-го блока взорвался. Но это был не ядерный взрыв, а тепловой, в результате резкого повышения температуры в контурах реактора. Активная зона реактора была разрушена и поскольку в нем накопилось большое количество радиоактивных продуктов деления, выброс радиоактивных веществ за пределы блока оказался огромным – около 50 МКи (миллионов кюри), т.е. приблизительно 3,5% общего количества радиоактивных веществ в реакторе на момент аварии. Сам блок реактора был также разрушен и фрагменты его конструкций вперемешку с кусками графита, обладающего высокой степенью радиоактивности, были разбросаны на значительной площади. Большое количество радиоактивной пыли, дыма от горевших конструкций поднимались вверх и разносились ветром, создавая угрозу радиоактивного заражения окрестностей. Практически, несмотря на экстренно принимаемые меры, радиоактивный выброс продолжался с 26 апреля по 5 мая. За это время атмосферные условия, постоянно меняясь, создавали возможность для распространения и движения радиоактивного облака по нескольким направлениям. Долевое распределение радиоактивных веществ, выброшенных при аварии из Чернобыльского реактора, составило: йод-131 – 20%, цезий-137 – 13%, цезий-134 – 10%, барий-140 – 5,6%, стронций-89 – 4%, другие элементы – менее 4%.
И хотя сам взрыв по мощности (в тротиловом эквиваленте) был сравнительно невелик, последствия радиоактивного заражения местности далеко превосходят таковые при взрывах первых атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки.
По определению ВОЗ, катастрофа – это явление (событие) природы или акции человека, представляющее угрозу для жизни людей конкретного региона и требующее помощи извне. В данном случае авария, приведшая к катастрофе, в ликвидации которой принимал участие не только весь Советский Союз, но и практически все страны мира, произошла по вине человека. Разумеется, не одного человека, но в этом случае у вины были и первые, и вторые, и третьи и т.д. роли.
Именно на долю человеческих ошибок приходится 45% аварий на АЭС, 60% авиакатастроф, 80% катастроф на море, 90% – на автомобильных трассах Из указанного количества аварийных ситуаций исключены те случаи, когда техника отказывает «сама по себе», без вмешательства человека или его ошибки. Но отказ техники, сделанной по проекту и руками человека, вовсе не исключает его опосредованной вины в том, что произошло. Так что реальное участие (доля вины) человеческого фактора во всех техногенных авариях и катастрофах значительно выше тех процентных соотношений, которые были приведены выше.
Непосредственно во время аварии на Чернобыльской АЭС погибли 32 человека. К сожалению, точных цифр о погибших затем в результате радиоактивного заражения и облучения не существует, отчасти потому, что некоторое время эти сведения скрывались, отчасти потому, что и ликвидаторы, получившие опасные и предельно допустимые дозы, и население, не знавшее о трагедии длительное время и остававшееся в зоне выпадения радиоактивных осадков, со временем мигрировало по стране, что естественно не давало возможности провести достаточно точный статистический анализ.
Однако точно известно, что в результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглось 23% территории Белоруссии, с расположенными на ней 3668 населенными пунктами и 20% населения.
Рис. 2. Зоны поражения радиацией при аварии на ЧАЭС
Вполне понятно, что судьба каждого, кто оказался вольным или невольным участником этой трагедии, не могла быть заранее «спланирована», так же, как не может быть полностью «спланирована» судьба каждого человека. Но при анализе подобных катастроф необходимо не только делать правильные, честные и объективные выводы, писать статьи, отчеты и давать рекомендации. Не менее важно все это – исполнять. Вряд ли можно предположить, что ответственные работники Чернобыльской АЭС и те, кто стоял над ними, не понимали всей степени риска, принимая решение об изменении режимов работы реактора. Наверняка знали, как и прекрасно знали инструкции и правила безопасности на таком ответственном, опасном режимном объекте.
И все же пошли на риск... Какие кодексы морали, чести, профессиональной честности, юрисдикции оценят то, что произошло, и то, что завтра может произойти по вине человека на других АЭС, на химических заводах, в ракетных воинских частях и везде, где ошибка (вольная или невольная) может привести к человеческим жертвам и разрушениям.
Трагедия атомохода «Курск» тоже явилась причиной для подобного рода размышлений. Взрыв торпеды мог и не произойти, если бы... где-то не была допущена роковая ошибка. Ошибка конкретного человека.
Итак, человеческий фактор. Попробуем более детально проанализировать его на модели Чернобыльской АЭС, выстраивая последовательно цепочку причинно-следственных связей.
Причиной, приведшей к аварии, было решение об изменении режимов работы реактора перед плановой его остановкой. Это, несомненно, человеческий фактор. Но и те, кто принимал решение, и те, кто непосредственно его исполнял, оказались в одном звене, в одном исполнительном блоке. Блок этот подчинялся в свою очередь тому, кто стоял над ним, поэтому вершина пирамиды уходит, вероятнее всего, в глубины Минсредмаша или еще выше и... теряется в коридорах власти, как это чаще всего и бывает. Тем не менее, вполне очевидно, что перед тем, как операторы на пультах управления реактором перевели в соответствующее положение соответствующие рукоятки и кнопки, конкретными людьми было принято конкретное ошибочное решение.
Схема 18
Последовательность событий в аварии на 4-м блоке Чернобыльской АЭС
Дальнейшие события в их примерной последовательности показаны на схеме 18. Но на схеме невозможно отразить реальные события и передать весь драматический накал того, что происходило на АЭС в первые минуты и часы после аварии. К самому блоку с разрушенным реактором подойти было невозможно, поскольку разбросанные вокруг фрагменты конструкций, ядерного топлива и графита являлись источником сильнейшей радиации. И, тем не менее пожарные подразделения, прибывшие к месту аварии, стали развертывать технику и приступили к тушению пожара, чтобы предотвратить дальнейшие еще более тяжелые последствия в случае возникновения аварийной ситуации на остальных блоках АЭС. Цена подвига этих людей чрезвычайно высока. Большинство из них, получив смертельную дозу радиации, погибло. Но ценой своей жизни они спасли жизни тысяч других, даже не подозревавших об этом, людей. Условия, в которых работали пожарные и первые ликвидаторы аварии, без сомнения являлись экстремальными и в плане высокой степени радиоактивности и в психологическом плане, поскольку все понимали цену каждой минуте.
Дело осложнялось еще и тем, что под разрушенным реактором с большим количеством сохранившегося ядерного топлива, находился резервуар с тяжелой водой. Когда было принято решение засыпать зону разрушенного реактора специальным составом из силикатов с веществами, поглощавшими радиоактивные частицы, и вертолеты ВВС приступили к работе, поочередно зависая над очагом пожара и опорожняя контейнеры со смесью, никто еще не мог сказать, какое количество тяжелой воды оставалось в резервуаре под реактором и какой вес насыпаемой горы смеси могут выдержать поврежденные взрывом конструкции. Если бы произошел обвал и остатки ядерного топлива попали в резервуар с тяжелой водой, могла начаться неуправляемая реакция ядерного деления и произошел бы ядерный взрыв большой мощности. Когда это стало очевидным, насыпку смеси срочно прекратили и к работе подключились специальные бригады Метростроя, которые начали пробивать под землей тоннель к резервуару с тяжелой водой. Опять же ценой невероятных усилий работа эта была проделана в рекордно короткие сроки и проходчики вышли к резервуару. К счастью оказалось, что во время взрыва реактора резервуар с тяжелой водой был разгерметизирован и вода ушла в почву.
Этот эпизод приводится здесь лишь с той целью, чтобы показать, насколько напряженной, драматичной и поистине экстремальной была обстановка, в которой работали тогда тысячи людей, ликвидируя последствия аварии на самом блоке АЭС, в близлежащих селах и городах, эвакуируя население.
Были привлечены подразделения гражданской обороны, воинские части, специалисты из разных отраслей, добровольцы – десятки тысяч людей, понимавших всю меру ответственности за то, что произошло, и что еще долгие и долгие годы будет сказываться на здоровье людей, казалось бы весьма далеких от всего происшедшего.
Здесь следует подчеркнуть следующее: катастрофические последствия аварии на Чернобыльской АЭС были преодолены усилиями всей страны, ее человеческими ресурсами, экономикой, организацией. Именно организация спасательных и восстановительных работ, четкая работа различных комиссий, штабов, ведомств, отдельных людей и коллективов позволили сделать то, что было необходимо. Но нельзя забывать и то, что все это происходило в мирное время и сам взрыв был не ядерный. Отсюда однозначно следует, что во время реальных боевых условий, с потенциально возможными ядерными ударами большой мощности реальная обстановка будет неизмеримо сложнее, драматичнее, экстремальнее. Отсюда понятна и необходимость изучения опыта по ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС, чтобы в иных условиях избежать ошибочных решений и бессмысленных или безответственных действий.
На АЭС в качестве ядерного топлива используется преимущественно двуокись урана-238, обогащенная ураном-235. Цепная реакция ядерного распада, сопровождающаяся большим выделением энергии, в том числе и в виде тепла, может идти именно в ура не-235. Ядерное топливо находится в специальных тепловыделяющих элементах – ТВЭЛах, которые размещаются в рабочей зоне ядерного реактора. Самоподдерживающаяся реакция распада ядер урана в зоне реактора регулируется автоматически за счет введения или выведения стержней, поглощающих нейтроны, выделяющиеся в результате цепной реакции.
Тепло, выделяющееся в результате ядерных реакций распада, нагревает теплоносители первого контура, которые затем передают его во второй контур, где пар высокого давления вращает турбины и электрогенераторы.
В результате ядерной реакции распада в ТВЭЛах образуются и накапливаются продукты ядерного деления (ПЯД), около 100 радиоактивных изотопов, в том числе и трансурановые элементы, например, плутоний, который затем может быть использован в качестве зарядов для атомных и водородных бомб. Здесь следует отметить, что радиоактивные изотопы, образующиеся в ядерных реакторах, по своему составу не отличаются от тех, которые образуются при атомных взрывах. При этом короткоживущие изотопы (элементы) успевают распадаться, а долгоживущие – накапливаются. Отсюда понятно, что АЭС – технические объекты высокой степени сложности и опасности, требующие чрезвычайно высоких мер контроля за течением технологических процессов, качеством изготовления и эксплуатации узлов, устройств и процессов.
За все время эксплуатации АЭС в странах, где они построены и работают, произошло более 300 случаев аварий, различных по причинам возникновения, масштабам и последствиям, особенно связанным с выбросами радиоактивных веществ в окружающую среду, с облучением и гибелью людей, не только из состава технического персонала станций, но и населения ближайших и отдаленных районов.
Время от времени, согласно регламенту и условиям эксплуатации, ядерные реакторы заглушаются, для ремонта, смены деталей и ТВЭЛов. Практически на всех АЭС ведутся и научно-исследовательские работы по разработке новых, более совершенных систем оборудования, средств контроля.
Реактор 4-го блока Чернобыльской АЭС должен был переводиться в режим, предшествующий плановой остановке. Тем не менее, по ряду причин, отчасти связанных с выполнением научно-исследовательской программы, отчасти с желанием руководства АЭС досрочно завершить регламентные работы, были нарушены инструкции и режимы работы реактора. Таким образом одной из причин того, что случилось позднее, стал человеческий фактор.
26 апреля атомный реактор 4-го блока взорвался. Но это был не ядерный взрыв, а тепловой, в результате резкого повышения температуры в контурах реактора. Активная зона реактора была разрушена и поскольку в нем накопилось большое количество радиоактивных продуктов деления, выброс радиоактивных веществ за пределы блока оказался огромным – около 50 МКи (миллионов кюри), т.е. приблизительно 3,5% общего количества радиоактивных веществ в реакторе на момент аварии. Сам блок реактора был также разрушен и фрагменты его конструкций вперемешку с кусками графита, обладающего высокой степенью радиоактивности, были разбросаны на значительной площади. Большое количество радиоактивной пыли, дыма от горевших конструкций поднимались вверх и разносились ветром, создавая угрозу радиоактивного заражения окрестностей. Практически, несмотря на экстренно принимаемые меры, радиоактивный выброс продолжался с 26 апреля по 5 мая. За это время атмосферные условия, постоянно меняясь, создавали возможность для распространения и движения радиоактивного облака по нескольким направлениям. Долевое распределение радиоактивных веществ, выброшенных при аварии из Чернобыльского реактора, составило: йод-131 – 20%, цезий-137 – 13%, цезий-134 – 10%, барий-140 – 5,6%, стронций-89 – 4%, другие элементы – менее 4%.
И хотя сам взрыв по мощности (в тротиловом эквиваленте) был сравнительно невелик, последствия радиоактивного заражения местности далеко превосходят таковые при взрывах первых атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки.
По определению ВОЗ, катастрофа – это явление (событие) природы или акции человека, представляющее угрозу для жизни людей конкретного региона и требующее помощи извне. В данном случае авария, приведшая к катастрофе, в ликвидации которой принимал участие не только весь Советский Союз, но и практически все страны мира, произошла по вине человека. Разумеется, не одного человека, но в этом случае у вины были и первые, и вторые, и третьи и т.д. роли.
Именно на долю человеческих ошибок приходится 45% аварий на АЭС, 60% авиакатастроф, 80% катастроф на море, 90% – на автомобильных трассах Из указанного количества аварийных ситуаций исключены те случаи, когда техника отказывает «сама по себе», без вмешательства человека или его ошибки. Но отказ техники, сделанной по проекту и руками человека, вовсе не исключает его опосредованной вины в том, что произошло. Так что реальное участие (доля вины) человеческого фактора во всех техногенных авариях и катастрофах значительно выше тех процентных соотношений, которые были приведены выше.
Непосредственно во время аварии на Чернобыльской АЭС погибли 32 человека. К сожалению, точных цифр о погибших затем в результате радиоактивного заражения и облучения не существует, отчасти потому, что некоторое время эти сведения скрывались, отчасти потому, что и ликвидаторы, получившие опасные и предельно допустимые дозы, и население, не знавшее о трагедии длительное время и остававшееся в зоне выпадения радиоактивных осадков, со временем мигрировало по стране, что естественно не давало возможности провести достаточно точный статистический анализ.
Однако точно известно, что в результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглось 23% территории Белоруссии, с расположенными на ней 3668 населенными пунктами и 20% населения.
Вполне понятно, что судьба каждого, кто оказался вольным или невольным участником этой трагедии, не могла быть заранее «спланирована», так же, как не может быть полностью «спланирована» судьба каждого человека. Но при анализе подобных катастроф необходимо не только делать правильные, честные и объективные выводы, писать статьи, отчеты и давать рекомендации. Не менее важно все это – исполнять. Вряд ли можно предположить, что ответственные работники Чернобыльской АЭС и те, кто стоял над ними, не понимали всей степени риска, принимая решение об изменении режимов работы реактора. Наверняка знали, как и прекрасно знали инструкции и правила безопасности на таком ответственном, опасном режимном объекте.
И все же пошли на риск... Какие кодексы морали, чести, профессиональной честности, юрисдикции оценят то, что произошло, и то, что завтра может произойти по вине человека на других АЭС, на химических заводах, в ракетных воинских частях и везде, где ошибка (вольная или невольная) может привести к человеческим жертвам и разрушениям.
Трагедия атомохода «Курск» тоже явилась причиной для подобного рода размышлений. Взрыв торпеды мог и не произойти, если бы... где-то не была допущена роковая ошибка. Ошибка конкретного человека.
Итак, человеческий фактор. Попробуем более детально проанализировать его на модели Чернобыльской АЭС, выстраивая последовательно цепочку причинно-следственных связей.
Причиной, приведшей к аварии, было решение об изменении режимов работы реактора перед плановой его остановкой. Это, несомненно, человеческий фактор. Но и те, кто принимал решение, и те, кто непосредственно его исполнял, оказались в одном звене, в одном исполнительном блоке. Блок этот подчинялся в свою очередь тому, кто стоял над ним, поэтому вершина пирамиды уходит, вероятнее всего, в глубины Минсредмаша или еще выше и... теряется в коридорах власти, как это чаще всего и бывает. Тем не менее, вполне очевидно, что перед тем, как операторы на пультах управления реактором перевели в соответствующее положение соответствующие рукоятки и кнопки, конкретными людьми было принято конкретное ошибочное решение.
Схема 18
Последовательность событий в аварии на 4-м блоке Чернобыльской АЭС
Дальнейшие события в их примерной последовательности показаны на схеме 18. Но на схеме невозможно отразить реальные события и передать весь драматический накал того, что происходило на АЭС в первые минуты и часы после аварии. К самому блоку с разрушенным реактором подойти было невозможно, поскольку разбросанные вокруг фрагменты конструкций, ядерного топлива и графита являлись источником сильнейшей радиации. И, тем не менее пожарные подразделения, прибывшие к месту аварии, стали развертывать технику и приступили к тушению пожара, чтобы предотвратить дальнейшие еще более тяжелые последствия в случае возникновения аварийной ситуации на остальных блоках АЭС. Цена подвига этих людей чрезвычайно высока. Большинство из них, получив смертельную дозу радиации, погибло. Но ценой своей жизни они спасли жизни тысяч других, даже не подозревавших об этом, людей. Условия, в которых работали пожарные и первые ликвидаторы аварии, без сомнения являлись экстремальными и в плане высокой степени радиоактивности и в психологическом плане, поскольку все понимали цену каждой минуте.
Дело осложнялось еще и тем, что под разрушенным реактором с большим количеством сохранившегося ядерного топлива, находился резервуар с тяжелой водой. Когда было принято решение засыпать зону разрушенного реактора специальным составом из силикатов с веществами, поглощавшими радиоактивные частицы, и вертолеты ВВС приступили к работе, поочередно зависая над очагом пожара и опорожняя контейнеры со смесью, никто еще не мог сказать, какое количество тяжелой воды оставалось в резервуаре под реактором и какой вес насыпаемой горы смеси могут выдержать поврежденные взрывом конструкции. Если бы произошел обвал и остатки ядерного топлива попали в резервуар с тяжелой водой, могла начаться неуправляемая реакция ядерного деления и произошел бы ядерный взрыв большой мощности. Когда это стало очевидным, насыпку смеси срочно прекратили и к работе подключились специальные бригады Метростроя, которые начали пробивать под землей тоннель к резервуару с тяжелой водой. Опять же ценой невероятных усилий работа эта была проделана в рекордно короткие сроки и проходчики вышли к резервуару. К счастью оказалось, что во время взрыва реактора резервуар с тяжелой водой был разгерметизирован и вода ушла в почву.
Этот эпизод приводится здесь лишь с той целью, чтобы показать, насколько напряженной, драматичной и поистине экстремальной была обстановка, в которой работали тогда тысячи людей, ликвидируя последствия аварии на самом блоке АЭС, в близлежащих селах и городах, эвакуируя население.
Были привлечены подразделения гражданской обороны, воинские части, специалисты из разных отраслей, добровольцы – десятки тысяч людей, понимавших всю меру ответственности за то, что произошло, и что еще долгие и долгие годы будет сказываться на здоровье людей, казалось бы весьма далеких от всего происшедшего.
Здесь следует подчеркнуть следующее: катастрофические последствия аварии на Чернобыльской АЭС были преодолены усилиями всей страны, ее человеческими ресурсами, экономикой, организацией. Именно организация спасательных и восстановительных работ, четкая работа различных комиссий, штабов, ведомств, отдельных людей и коллективов позволили сделать то, что было необходимо. Но нельзя забывать и то, что все это происходило в мирное время и сам взрыв был не ядерный. Отсюда однозначно следует, что во время реальных боевых условий, с потенциально возможными ядерными ударами большой мощности реальная обстановка будет неизмеримо сложнее, драматичнее, экстремальнее. Отсюда понятна и необходимость изучения опыта по ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС, чтобы в иных условиях избежать ошибочных решений и бессмысленных или безответственных действий.