Томас Маклафлин - Обзор ядерных аварий с возникновением СЦР (LA-13638)

За день до аварии заводской выпарной аппарат стал плохо работать, поэтому пришлось его разобрать для очистки. В процессе очистки на соединительной линии была обнаружена пробка из кристаллов нитрата урана. Кристаллы были растворены паром, и получившийся в результате концентрированный раствор урана (256 г/л) был слит в полиэтиленовые бутыли, идентичные тем, в которых обычно содержались растворы ТХЭ очень низкой концентрации. На все бутыли с раствором высокой концентрации были прикреплены соответствующие этикетки.

В пятницу 24 июля примерно в 18 ч 00 мин оператор, направленный на выполнение работ с экстракционными колоннами, спросил своего начальника смены, нужно ли промывать ТХЭ. Поскольку использованный раствор ТХЭ должен был пойти на промывку технологической колонны, начальник ответил оператору, что промывать раствор ТХЭ не обязательно. Тем не менее, оператор пошел искать бутыль с раствором ТХЭ, чтобы промыть его. К несчастью, оператор перепутал бутыли и взял раствор с высокой концентрацией урана вместо ТХЭ низкой концентрации. Бутыль перевезли на тележке к лестнице, а потом вручную подняли на третий этаж, где находилась емкость с карбонатом натрия. Этикетка с этой бутыли, на которой было правильно указано ее содержимое, т. е. раствор урана высокой концентрации, была найдена после аварии на полу возле тележки.

Поднявшись на третий этаж, оператор перелил содержимое бутыли в емкость, содержащую 41 л раствора карбоната натрия, оборудованную механизмом для перемешивания с электроприводом. Критичность была достигнута, когда почти весь уран в растворе был перелит. При всплеске мощности (выход составил от 1,0 X 1017 до 1,1 X 10 17делений) примерно 20 % раствора выплеснулось из емкости, облив потолок, стены и самого оператора. Упавший на пол оператор смог встать на ноги и убежать с участка в убежище (на расстоянии 180 м).

Через полтора часа после аварии в здание вошли начальник производства завода и начальник смены участка для того, чтобы слить раствор из емкости. Когда они поднялись на третий этаж, начальник производства завода вошел в комнату и подошел к емкости для приготовления карбоната натрия, а начальник смены остался в дверном проеме. Начальник производства убрал бутыль (все еще вставленную вверх дном в емкость) и отключил мешалку. После этого он вышел из комнаты, обошел начальника смены и пошел впереди него вниз по лестнице. Для всех в этот момент оставалось неизвестным (поскольку после первого всплеска мощности продолжала работать аварийная сигнализация), что после выключения мешалки произошло изменение геометрии раствора: схлопнулась воронка. При этом добавилась реактивность, достаточная для того, чтобы вызвать второй большой всплеск мощности или, может быть, серию маленьких всплесков. По оценке, энерговыделение во втором всплеске мощности составило от 2 до 3 X 10 16делений, при этом раствор больше не выплескивался из емкости. Начальник производства и начальник смены спустились на второй этаж, потом на первый этаж и начали сливать раствор из емкости через вентили, которые там находились. Когда дренажная линия оказалась забитой осадком, начальник производства вернулся к емкости, снова включил мешалку, а потом вернулся к начальнику смены, который на первом этаже сливал раствор в 4-литровые бутыли.

То, что произошел второй всплеск мощности, осознали только после того, как оценили дозы, полученные начальником производства и начальником смены. Начальник смены получил примерно 100 рад, а начальник производства — примерно 60 рад. Обе дозы намного превысили ожидаемые значения и противоречили данным предоставленных ими отчетов об их действиях. Только после тщательного анализа удалось понять, что оба облучились в результате второго всплеска мощности, который, наиболее вероятно, произошел как раз тогда, когда начальник производства обходил начальника смены на пути к лестнице.

Доза радиации, полученная оператором в результате первого всплеска мощности, составила, по оценке, около 10000 рад. Он умер спустя 49 часов. Остальной персонал завода получил незначительные дозы. В результате проведенного расследования было установлено, что к моменту первого всплеска мощности в 51 литре раствора в емкости для карбоната натрия содержалось 2820 граммов урана. Система не получила механических повреждений, хотя впоследствии понадобилось удалить расплескавшийся раствор. Полное энерговыделение было эквивалентно 1,30 ± 0,25 X 10 17делений.