Сравнение последствий аварий на АЭС (на примере проектной работы по физике в 9 классе)

Комитет по делам образования города Челябинска

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГИМНАЗИЯ № 10 г. ЧЕЛЯБИНСКА»

 

 

 

 

 

 

 

Проектная работа

«Авария на Чернобыльской АЭС и «Фукусима-Дайити»»

Тип проекта: практико-ориентированный

 

 

 

Выполнил: Вайнерт

Андрей Сергеевич

9-б класса

 

Руководитель проекта:

Петрякова

Лариса Леонидовна

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение                                                                                                        3

I.  Теоретическая часть                                                                                 4

I.1 Авария на АЭС «Фукусима-дайити»                                                     4

I.2 Авария на Чернобыльской АЭС                                                             6

I.3 Сравнение последствий аварий в Чернобыли и Фукусиме               8

II. Практическая часть                                                                                  9

II.1 Создание видеоролика. План создания                                               9

II.2 Текст из продукта проекта                                                                   10

Заключение                                                                                                  13

Приложение                                                                                                 14

Список литературы                                                                                    19        

 

Введение

 

Актуальность:

Уже несколько лет мое внимание приковывает авария на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС). Я изучил множество художественных и документальных произведений на эту тему. И мне стало интересно, были ли похожие аварии в других местах. Мой выбор пал на аварию на «Фукусима – Дайити»  

(Фукусима —1), которая имела другие последствия и причины, поэтому я решил сравнить их с последствиями аварии на ЧАЭС.
        

Цель: Создать видеоролик, посвященный авариями на ЧАЭС и Фукусиме, для учеников 9-11 классов.

Задачи:

1.                 Собрать информацию о причинах аварии.

2.                 Изучить последствия аварии и провести сравнение.

3.                 Создать текст для видеоролика

4.                 Создать видеоролик на теме «Авария на ЧАЭС и Фукусиме»

Продукт проекта: видеоролик для учеников 9-11 класса.

 

 

 

 

I. Теоретическая часть

I.1 Авария на АЭС «Фукусима-дайити»

 

11 марта 2011 года из-за землетрясения силой 9 баллов и последовавшего за ним цунами было прервано электроснабжение на атомной электростанции «Фукусима-дайити» в Японии. Три энергоблока, работавших в момент землетрясения, были остановлены срабатыванием аварийной защиты. Однако, из-за потери электроснабжения прекратилось охлаждение реакторов. Это, в свою очередь, привело к росту температуры и давления в реакторах 1, 2 и 3. В тот момент Агентство по ядерной и индустриальной безопасности Японии (NISA) объявило о том, что на АЭС в Фукусиме произошло ядерное событие 3 уровня по шкале INES. Радиоактивные выбросы начались утром 12 марта примерно в 5:00 по Японскому поясному времени.

 Поначалу они состояли в основном из благородных газов, таких, как ксенон-133. Как только начались выбросы, NISA немедленно повысила степень тяжести аварии до 5 уровня по шкале INES. За взрывом водорода, произошедшим в первом энергоблоке днём 12 марта в 15:30, последовали более мощные выбросы. На тот момент объём выбросов иода-131 оценивался как 1015 Бк/час (Беккере́ль в час). Тогда же ветер сменил направление на северо-западное, и радиоактивное облако двинулось к суше, а не в Тихий океан. По общему консенсусу, пик радиоактивных выбросов пришёлся на период с 12 по 15 марта, и они продолжались с меньшей интенсивностью до апреля. По оценкам французского Агентства ядерной безопасности, 15 марта выбросы на АЭС в Фукусиме соответствовали аварии 6 уровня по шкале INES (Международная шкала ядерных событий). В те дни ветер сменил восточное направление на западное, и большая часть радиоактивных веществ оказалась на суше к северо-западу от электростанции. Вместе с тем, благодаря преобладавшему западному ветру, основная часть радионуклидов, выброшенных в марте-апреле, оказалась в Тихом океане.  

Опираясь на текущие данные о выбросах, 23 марта Greenpeace классифицировал аварию в Фукусиме как событие 7 уровня по шкале INES11. NISA изменило классификацию на 7 уровень лишь 12 апреля, месяц спустя после начала выбросов. МАГАТЭ не оспаривало выводы NISA. Всего в окружающую среду было выброшено примерно 520 ПБк (петабеккерель) радиоактивных веществ, не считая благородных газов, что составляет около 10% всех выбросов при аварии в Чернобыле.     

 Помимо выбросов радиации в атмосферу, при аварии на АЭС в Фукусиме произошло существенное загрязнение Тихого океана из-за утечки воды, загрязнённой радионуклидами. Основные выбросы в океан пришлись на март-апрель 2011 г. Объём иода-131, попавшего в океан, оценивается в пределах от 10 до 20 ПБк, цезия-137 — от 1 до 6 ПБк.

Утечки загрязнённой воды продолжаются и 5 лет спустя, пока Токийская энергетическая компания (TEPCO) пытается ликвидировать последствия аварии.  В 2012 году Независимая следственная комиссия при Парламенте Японии пришла к заключению, что, хотя причиной аварии на АЭС «Фукусима-дайити» стали землетрясение и цунами, её нельзя классифицировать как катастрофу природного характера. «Это была абсолютно техногенная катастрофа, которую могли и должны были предвидеть и предупредить. А более эффективные действия могли бы смягчить последствия», — говорится в отчёте.[1]

 

 

 

 

I.2 Авария на Чернобыльской АЭС

 

26 апреля 1986 года на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС произошли два почти одновременных взрыва, которые сразу же привели к мощному выбросу радиоактивных веществ. Высокая температура в реакторе вызвала расплавление остатков топлива и дальнейшие выбросы. Выброс радиоактивных веществ продолжался в меньших объёмах на протяжении примерно месяца.  

Причиной Чернобыльской аварии стало сочетание ошибок операторов и конструктивных недостатков реактора. В ходе плановых испытаний операторы снизили мощность реактора до запрещённого уровня, а затем попытались ввести стержни аварийной защиты в активную зону. Но реактор не был заглушен; вместо этого произошёл мощный удар, вызванный недостатками конструкции чернобыльского реактора.   

В результате взрыва в окружающую среду было выброшено порядка 450 ПБк радиоактивных веществ. Радиоактивные изотопы поднялись в атмосферу на высоту 7–9 км18; на этой высоте они преодолели огромное расстояние и распространились по Европе и всему северному полушарию.  

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), объём радиоактивных веществ, выброшенных при аварии на ЧАЭС (в беккерелях), в 200 раз превысил выбросы при взрывах атомных бомб над Хиросимой и Нагасаки. Активность веществ, выброшенных в окружающую среду, составила примерно 85 ПБк цезия-13720 и 1760 ПБк иода-131, основная доля которых пришлась на первые три дня после аварии21. Суммарная активность веществ, выброшенных в результате Чернобыльской аварии, составила 5300 ПБк22.

Территории Украины, Белоруссии и России больше всего пострадали от радиоактивных осадков. Европейские страны пострадали в значительно меньшей степени. Наибольшие уровни загрязнения были отмечены в Скандинавии и Альпах. Из-за интенсивного загрязнения радионуклидами всё население в радиусе 30 км от Чернобыльской АЭС было эвакуировано. Более того, в радиоактивных осадках содержались «горячие частицы», схожие по составу с облучённым ядерным топливом, выброшенным при аварии из 4-го энергоблока. Частицы топлива были обнаружены вокруг энергоблока и на большом расстоянии от него в ряде европейских стран23. Зона, прилегающая к ЧАЭС, может оставаться непригодной для проживания ещё многие десятки тысячелетий. [1]

 

I.3 Сравнение последствий аварий в Чернобыли и Фукусиме

 

И авария на ЧАЭС в 1986 году, и авария в Фукусиме в 2011 году — это крупные радиационные аварии максимального 7-го уровня по Международной шкале ядерных событий.

В аварии на ЧАЭС участвовал 1-канальный реактор типа РБМК-1000, в Фукусимской аварии участвуют 4 реактора типа ВВЭР. Обе аварии привели к значительному выбросу радиоактивных веществ в окружающую среду. В Управлении ядерной и промышленной безопасности (NISA) оценивают радиоактивное излучение от японской станции в момент аварии на порядок ниже, чем от Чернобыльской.

Оценка выброса Фукусимской аварии составляет ~ 11% по 1-131 и 35% по Cs-137 от выброса при аварии на Чернобыльской АЭС. Однако многие специалисты предупреждают, что остается вероятность превышения суммарных выбросов радиации с Фукусимы ввиду малой эффективности мероприятий японской стороны по ликвидации аварии.

Подробное сравнение приведу в таблице. (Прил. I)

 

II. Практическая часть

II.1 Создание видеоролика. План создания

 

1.                 Прежде чем начать создание видеоролика, нужно изучить имеющиеся аналоги на просторах Интернета.

2.                 Далее я при помощи поисковика «Google» и видеосервиса «YouTube» искал и выбирал фото- и видеоматериалы для.

3.                 Для того, чтобы материал был понятен, нужно создать емкий и понятный для всех текст. Поэтому я занялся подбором и поиском текста, а после его создание. [1,3,5]

4.                 Выбор программного обеспечения для монтажа видеоролика.

5.                 Монтаж видеоролика. [2,6](Прил. Б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II.2 Текст к видео

 

Всем привет! Сегодня я хотел бы рассказать вам об аварии на Чернобыльской АЭС и на Фукусима Дайити

Фукусима

Крупная радиационная авария максимального 7-го уровня по Международной шкале ядерных событий произошла 12 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами.

Сработавшая система аварийной защиты остановила три работающих энергоблока. Но через час отключились генераторы, питающие систему охлаждения реакторов. В результате на следующий день произошел взрыв и последовавший выброс радиоактивного цезия. Чуть позже было еще несколько выбросов радиации.

Основные мероприятия по ликвидации аварии на АЭС «Фукусима-1» выполнили 50 добровольцев. На смертельно опасную работу записывались только пожилые люди. Среди ликвидаторов есть как сотрудники станции, так и добровольцы из японских Сил самообороны, полицейских и пожарных.

Аварийные энергоблоки заливали водой военные пожарные машины. Также была предпринята попытка использовать полицейские и пожарные водомёты, которая оказалась неудачной. Заливка энергоблоков сопровождалась выбросами радиоактивного пара, что, несомненно, сказалось на здоровье спасателей…

В 2012 году ООН отметила самоотверженный подвиг японских пожарных при ликвидации последствий на АЭС «Фукусима-1». Орден «За Спасение Человечества» получили 12 человек, которые остались в живых после событий марта 2011 года.

Вот что сказал на церемонии награждения один из героев, кавалер ордена Хироши Ватари: «67 лет назад моя страна уже познала ужас атомной смерти. И Тень моего предка навсегда осталась на мосту Ярозуйо в Хиросиме. Я в Фукусиме делал свою работу и помнил о своих близких, о тех, кто должен жить после меня. У меня было для этого время. Оно есть и теперь».

Чернобыль

Чернобыльская авария – одна из крупнейших катастроф в истории мирного атома, заставившая мир по-новому взглянуть на развитие технического прогресса. Взрыв выбросил в воздух более 50 тонн летучих радиоактивных веществ, которые были разнесены воздушными потоками на сотни и тысячи километров, оказав негативное воздействие на здоровье людей и окружающую среду.

Это событие оказало серьезное влияние на развитие системы гражданской обороны страны. Не умаляя подвига ликвидаторов последствий аварии, трагедия в Чернобыле четко высветила те недостатки, которые накопились в организации и ведении гражданской обороны в предыдущие годы. Вскрылись явные недоработки в подготовке руководящего состава ГО, ее органов управления, командно-начальствующего и личного состава невоенизированных формирований, обучения населения гражданской обороне.

На 25 апреля 1986 г. была запланирована остановка 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС для очередного планово-предупредительного ремонта. Во время таких остановок обычно проводились различные испытания оборудования, как регламентные, так и нестандартные. В этот раз целью одного из них было испытание режима «выбега ротора турбогенератора», предложенного генеральным проектировщиком (институтом Гидропроект) в качестве дополнительной системы аварийного электроснабжения.

Примерно за сутки до аварии (к 3:47 25 апреля) мощность реактора была снижена примерно до 50 % (1600 МВт). В соответствии с программой отключили систему аварийного охлаждения реактора. В последующие часы продолжалось постепенное снижение мощности реактора.

В ликвидации последствий аварии приняли участие около 600 тысяч человек. Из районов, подвергшихся радиоактивному загрязнению, были эвакуированы 116 тысяч человек. Вокруг АЭС создали 30-километровую зону отчуждения. Из сельскохозяйственного оборота вывели 5 млн. гектаров земли. Загрязнению подверглась территория площадью более 200 тысяч квадратных километров. Ущерб, причиненный катастрофой за период с 1986 по 2000 гг., оценили от 170 до 215 млрд. рублей. От лучевой болезни, ожогов и полученного облучения погибли несколько тысяч человек. Число жертв аварии до сих пор остается предметом споров.

Государственная комиссия, сформированная в СССР для расследования причин катастрофы, основную ответственность за аварию на ЧАЭС возложила на оперативный персонал и руководство электростанции. Эту точку зрения поддержала консультативная группа МАГАТЭ. Утверждалось, что авария явилась следствием маловероятного совпадения нарушений правил и регламентов со стороны персонала, а катастрофические последствия возникли из-за того, что реактор был приведён в «не регламентное состояние». Однако в 1991 г. комиссия Госатомнадзора СССР заново рассмотрела этот вопрос и пришла к заключению, что «начавшаяся из-за действий оперативного персонала Чернобыльская авария приобрела неадекватные катастрофические масштабы вследствие неудовлетворительной конструкции реактора». Кроме того, комиссия проанализировала действовавшие на момент аварии нормативные документы и не подтвердила некоторые обвинения из ранее выдвигавшихся в адрес персонала. [1,3,5]

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В заключение, можно сказать, что аварии на Чернобыльской АЭС и Фукусимской АЭС являются крупнейшими и наиболее катастрофическими ядерными авариями в истории человечества. Обе эти аварии привели к серьезным последствиям для окружающей среды, здоровья людей и экономики страны.

Однако, несмотря на различия в причинах и масштабах аварий, они обе подчеркнули необходимость строгого соблюдения безопасных методов работы на ядерных объектах и подчеркнули важность разработки эффективных систем безопасности.

Несмотря на то, что были сделаны значительные усилия по обеспечению безопасности ядерных объектов, необходимо продолжать работу в этом направлении и не забывать об опасностях, связанных с ядерной энергетикой. Безопасность должна оставаться на первом месте во всех аспектах проектирования, строительства и эксплуатации ядерных объектов, чтобы предотвратить повторение подобных аварий в будущем.

Поставленные мною задачи и цели были успешно выполнены.

 

Приложение

 

Приложение А. Сравнительная таблица

АЭС	Фукусима-1	Чернобыльская АЭС
1	2	3
Дата аварии	11 марта 2011	26 апреля 1986
INES уровень	7	7
Тип реактора	Кипящий водный реактор. Реактор 1 – BWR 3; остальные – BWR 4.	РБМК-1000 графитно- водяной, 2-го поколения
Количество реакторов	6 на АЭС. В аварии 4 (и резервуары для отработанного топлива)	4 на АЭС. 1 в аварии
Количество ядерного Топлива в реакторах	4 реактора – 1852 тонны	1 реактор – 210 тонн
1	2	3
Причины аварии	Станция не была рассчитана на цунами такой мощности. Большое землетрясение и цунами вызвало выход из строя линий электропередач и запасных генераторов. На обесточенной электростанции с затопленными генераторами про изошло остаточное тепловыделение, которое разрушило реакторы.	Непосредственная причина – человеческие ошибки при выполнении процедур. Непродуманный дизайн реактора вызвал нестабильность на маленькой мощности из-за дополнительного коэффициента реактивности и создания пара. После выполнения недопустимого теста на малой мощности реактор перешел в критическое состояние. После этого произошел паровой взрыв, который высвободил ядерное топливо, графитные стрежни и расплавил реакторов.
Максимальный уровень замеренной радиации	210 Зв/г (зиверт на год) непосредственно внутри реактора №3	300 Зв/г сразу после взрыва в непосредственной близости к реактору.
Радиоактивные  выбросы.	900 Петабеккерелей в атмосферу только в марте 2011 года. ТЕРСО признала, что радиация продолжает попадать в океан через подземные воды.	5200 Петабеккерелей
1	2	3
Загрязненная вода	Уровни радиации, превышающие годовые нормы замечены, за 60 км. Точные данные о загрязнении Тихого океана неизвестны.	Площадь на расстояние в 500км от места аварии.
Запрещённая зона	20 км	30 км
Отселенное население	154 000 человек	335 000 человек
Непосредственные смерти от аварии	Нет	2 сразу умерли от травм. 28 умерло от лучевой болезни.  4 от аварии вертолета. Точное число неизвестно до сих пор
Состояние	16 декабря 2011 – остановка реакторов. Однако вывод с эксплуатации займет 30-40 лет. Вынуты все топливные стержни 4 реактора	Все реакторы остановлены до 2000 года. В 2019 году закончилось строительство нового саркофага, начата разборка АЭС

                                                                                                              [4]

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение Б. Снимки экрана из приложения «DaVinci Resolve»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1.                                                                               Авария на АЭС «ФУКУСИМА-1». — Текст : электронный // МЧС России : [сайт]. — URL: https://43.mchs.gov.ru/deyatelnost/press-centr/vyatskiy-uchebno-spasatelnyy-centr-prometey/avariya-na-aes-fukusima-1

2.                                                                               Антон, Птушкин Чернобыль сегодня: туризм, радиация, люди. Большой выпуск. / Птушкин Антон. — Видео  // YouTube : [сайт]. — URL: https://youtu.be/aG4-PPMSbFY

3.                                                                               Атомные шрамы: продолжающиеся последствия  Чернобыля и Фукусимы. — Текст : электронный // Greenpeace : [сайт]. — URL: https://greenpeace.ru/wp-content/uploads/2020/10/Nuclear_scars_report_RUSSIAN.pdf

4.                                                                               Герасимчук, Н. Н. Сравнение последствий аварий Чернобыльской АЭС и АЭС Фукусима-1 / Н. Н. Герасимчук. — Текст : электронный // БНТУ : [сайт]. — URL: https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/36005/Sravnenie_posledstvij_avarij_CHernobylskoj_AEHS_i_AEHS_Fukusima-1.pdf;jsessionid=791CFD1A51760117337D7430FE71AEDF?sequence=1

5.                                                                               Катастрофа на Чернобыльской АЭС им. В.И. Ленина. — Текст : электронный // МЧС России : [сайт]. — URL: https://23.mchs.gov.ru/glavnoe-upravlenie/professionalnye-prazdniki/4-oktyabrya-den-grazhdanskoy-oborony/istoriya-grazhdanskoy-oborony-rossii/katastrofa-na-chernobylskoy-aes-im-v-i-lenina

6.                                                                               Steve, Ronin ABANDONED RADIATION CITY Fukushima, Japan 8 Years Later / Ronin Steve. — Видео // YouTube : [сайт]. — URL: https://youtu.be/dhaw_-7rZzQ

 

7.