Canada: Kỷ lục sự cố hạt nhân kép ở Ontario

Khám phá
Rate this post

Tai nạn hạt nhân sông Chalk năm 1952

Câu chuyện bắt đầu tại Đại học Montréal. Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, trường đại học này có một phòng thí nghiệm bí mật thông qua liên minh giữa Canada, Anh và Hoa Kỳ. Hàng trăm nhà nghiên cứu và kỹ thuật viên đã tiến hành nghiên cứu hạt nhân ở đó.

Canada: Kỷ lục sự cố hạt nhân kép Ontario -0
Công nhân mặc đồ bảo hộ tại nhà máy Chalk River năm 1954.

Gilles Sabourin, tác giả của cuốn sách “Montreal và quả bom” sẽ được xuất bản ở Anh vào năm 2021, giải thích: “Phòng thí nghiệm ở Montreal có hai mục tiêu: xây dựng các lò phản ứng để cung cấp điện và sản xuất plutonium để tạo ra bom.

Phòng thí nghiệm tiến hành các thí nghiệm và làm việc trên thiết kế của lò phản ứng NRX (Thử nghiệm Nghiên cứu Quốc gia) và một nhà máy khai thác plutonium. ” Nhà máy là nơi đặt các cơ sở hạt nhân tại Chalk River, cách Ottawa khoảng 180 km về phía bắc. Sau đó vào năm 1945, quả bom nguyên tử đầu tiên trên thế giới được thử nghiệm ở New Mexico. Hai chiếc nữa đã bị rơi ở Nhật Bản chỉ vài tuần sau đó.

Một tháng sau vụ đánh bom, CRL (thực tế đã từng nằm ở Deep River) mở cửa. Công chúng được thông báo rằng các phòng thí nghiệm sẽ tiến hành nghiên cứu hạt nhân vì mục đích hòa bình. Tuy nhiên, các mục tiêu quân sự vẫn được duy trì: trong hai thập kỷ sau chiến tranh, Canada đã cung cấp uranium cho mục đích quân sự cho Hoa Kỳ, cùng với 252 kg plutonium từ năm 1959 đến năm 1964. NRX được đưa vào hoạt động. hoạt động từ năm 1947.

Với công suất 20 megawatt, theo James Ungrin (người từng làm việc trong ngành vật lý máy gia tốc), “đây là lò phản ứng mạnh nhất và tốt nhất trên thế giới để thực hiện các thí nghiệm”. Ông Ungrin đã tham quan bảo tàng do Hiệp hội Bảo tồn Di sản Hạt nhân Canada thành lập nằm ở sông Deep và khẳng định: “Tất cả các thí nghiệm đều được thực hiện ở đây mà không thể thực hiện ở bất kỳ nơi nào khác trên thế giới. giới tính. Các chuyên gia từng đổ về đây ”.

Bình phản ứng (gọi là Calandria) chứa 175 thanh dài thẳng đứng. Tất nhiên, 163 trong số chúng chứa đầy nhiên liệu uranium và 12 chiếc còn lại chứa cacbua Boron có thể hấp thụ neutron và dừng phản ứng dây chuyền phân hạch. Nếu bất kỳ thanh điều khiển nào trong số 12 thanh điều khiển này được hạ xuống lò phản ứng, hoặc không có sự phân hạch nào xảy ra, các thanh điều khiển cần được nâng lên để khởi động lò phản ứng.

Khả năng phản ứng cũng có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh mức nước nặng trong lõi. Nước nặng tương tự như nước thông thường về mọi mặt, nhưng các nguyên tử hydro của nó là đồng vị nặng hơn. Sự hiện diện của nó trong lò phản ứng làm chậm các neutron khiến chúng phân hạch hiệu quả hơn. Xả nước nặng có thể làm ngừng phản ứng dây chuyền. Cuối cùng, nước bình thường sẽ luân chuyển xung quanh các thanh nhiên liệu để giữ nhiệt độ ở mức chấp nhận được.

Trong phòng điều khiển của nhà máy có bốn nút chính, như tác giả James Mahaffey giải thích trong cuốn sách năm 2014 của ông, Sự cố nguyên tử: Lịch sử của các thảm họa hạt nhân và nóng chảy. : 1) Nút số 1 nâng một gờ gồm 4 thanh điều khiển ra khỏi lò phản ứng; 2) Nút số 2 nâng 8 thanh điều khiển còn lại; 3) Nút số 3 tăng cường độ dòng điện trong nam châm điện để giữ các thanh ở vị trí; 4) Nút 4 dẫn 12 thanh vào lò phản ứng bằng hệ thống khí nén. Nếu hệ thống này không thành công, một mình trọng lực sẽ kéo các thanh xuống. Sự kết hợp của bốn nút này đã kích hoạt cái gọi là “Thứ Sáu Đen” của Chalk River.

Canada: Kỷ lục sự cố hạt nhân kép Ontario -0
Một kỹ thuật viên đang sử dụng máy đếm Geiger để đo độ bức xạ của các vật dụng khác nhau tại nhà máy Chalk River vào năm 1948.

Thứ sáu đen, ngày 12 tháng 12 năm 1952

Vào lúc 3 giờ chiều, thí nghiệm cuối cùng trong ngày sắp bắt đầu. Hệ thống làm mát của lò phản ứng đã được sửa đổi và lưu lượng nước của nó giảm, những điều chỉnh này không được coi là đáng lo ngại vì yêu cầu điện năng rất thấp. Có một người điều hành ở tầng hầm để thực hiện các kiểm tra định kỳ. Anh ta nhầm tưởng rằng các van của hệ thống khí nén được đặt sai vị trí. Anh ta “sửa đúng” khiến 4 thanh điều khiển nhấc ra khỏi lõi. Đèn đỏ bật sáng trong phòng điều khiển.

Một người điều khiển vội vã chạy xuống tầng dưới và vô cùng sửng sốt khi nhìn thấy cảnh tượng ở đó. Anh ta cố gắng hạ các thanh điều khiển xuống. Nhưng tiếc là chỉ có 1 vạch quay trở lại lò phản ứng, trong khi những vạch khác rơi chỉ đủ xa để đèn đỏ vụt tắt. Để đưa bốn que trở lại lò phản ứng, người giám sát gọi trợ lý và yêu cầu anh ta nhấn bốn nút từ một đến bốn. Người trợ lý vội vàng đặt điện thoại xuống để làm theo lệnh của sếp và vì vậy anh ta không thể nghe thấy sếp hét lên rằng anh ta có ý nhấn nút 3 và 4.

Bốn thanh điều khiển bổ sung đã được lấy ra khỏi lò phản ứng, tổng cộng có 7 trong số 12 thanh đã được loại bỏ. Bây giờ cứ sau 2 giây, điện năng trong lò phản ứng tăng gấp đôi. Đèn đỏ lại bật sáng. Sự hoảng loạn hiện rõ trong phòng thí nghiệm. Tác giả Gilles Sabourin khẳng định: “Sẽ không có chuyện này xảy ra nếu hệ thống làm mát không được sửa vào ngày hôm đó”.

Nước lạnh bắt đầu sôi, thay vì phải luân chuyển để lấy nhiệt ra khỏi lò phản ứng. Nhiệt kế cũng hoạt động không liên tục. Các thanh uranium tan chảy và làm nhiễm độc nước lạnh. Được thiết kế với nguồn điện 30 megawatt, lò phản ứng đã tăng sản lượng điện từ 60 lên 100 megawatt. Các nhân viên sau đó đổ nước nặng vào một bể chứa và ngăn chặn thành công sự phân hạch. Việc mất kiểm soát hoàn toàn chỉ kéo dài trong 60 giây, nhưng nhiều rắc rối sẽ xảy ra ở phía trước. Người giám sát ở tầng hầm nghe thấy âm thanh của các piston được kích hoạt bằng không khí.

Thật vậy, âm thanh là từ một vụ nổ được hình thành khi hydro hình thành trong lò phản ứng từ uranium nóng chảy tiếp xúc với không khí đi vào lò phản ứng. Chất làm mát hiện đã được đổ ra khỏi bộ phận bị hư hỏng. Sự cố kết thúc nhưng bức xạ lan rộng. Tổng cộng 4,5 triệu lít nước đã tích tụ dưới tầng hầm. Nước này chứa lượng phóng xạ cao gấp bảy lần tổng lượng uranium trên thế giới vào thời điểm đó, như được tiết lộ trong cuốn sách “Câu chuyện hạt nhân của Canada”, một cuốn sách do AECL ủy quyền từ những năm 1960 và được xuất bản bởi AECL. do nhà báo Wilfrid Eggleston viết.

Vụ việc là vụ vỡ lõi lò phản ứng tan chảy đầu tiên trên thế giới. Nó đánh dấu một bước lùi cho AECL và một số lo lắng rằng có lẽ NRX sẽ kết thúc. Phải mất 14 tháng dọn dẹp địa điểm để đưa lò phản ứng hoạt động trở lại. Một đường ống được xây dựng để đưa nước ra một vùng cát để lọc trước khi nước chảy ra sông. Lõi lò phản ứng cũng bị chôn vùi trong cát. Khoảng 800 nhân viên AECL, cùng với người Canada và quân nhân Hoa Kỳ, đã giúp dọn dẹp. Chỉ 2 ngày sau sự cố hạt nhân sông Chalk, hai nhà báo của tờ Ottawa Citizen đã đến hiện trường và cố tình viết một bài báo để hạ thấp sự kiện này.

Sự cố là một kinh nghiệm đắt giá cho Tổ hợp Phòng thí nghiệm Sông Chalk. Trong nhiều thập kỷ sau đó, AECL đã nghiên cứu mở rộng việc lưu trữ chất thải phóng xạ và cải thiện phương pháp tiếp cận của mình, đặc biệt là với ứng biến có từ năm 1952. Năm 2005, các chuyên gia đã kiểm tra hiện trường nơi các thanh nhiên liệu nấu chảy được chôn trong các thùng gỗ.

Họ phát hiện ra rằng các thùng đã mục nát theo thời gian và các thanh nhiên liệu tiếp xúc trực tiếp với mặt đất. Cũng theo báo cáo của hội nghị AECL, 32 thanh nhiên liệu đã được thu hồi, nhiều hơn 19 thanh được liệt kê trong hồ sơ. Vào năm 2007, tất cả các thanh nhiên liệu này đã được chuyển đến một khu vực chứa phù hợp hơn. NRX ngừng hoạt động vào năm 1993.

Canada: Kỷ lục sự cố hạt nhân kép Ontario -0
Các lò phản ứng tại nhà máy Chalk River bao gồm ZEEP (trái), NRX (phải) và NRU (sau) trong bức ảnh năm 1954 này.

Vụ tai nạn hạt nhân năm 1958 của NRU

Một lò phản ứng hạt nhân mạnh mẽ khác có tên NRU (National Research Popularity) được xây dựng trong một tòa nhà gần NRX và bắt đầu hoạt động vào năm 1957 với công suất 200 megawatt. Vào ngày 24 tháng 5 năm 1958, lò đóng cửa để các thanh nhiên liệu có thể được thu hồi bằng cần cẩu và thùng nhiên liệu được làm mát bằng nước, sau đó được đặt vào thùng chứa.

Trong cuốn sách Tai nạn nguyên tử của mình, tác giả James Mahaffey nói rằng khi các công nhân tháo thanh nhiên liệu thứ hai, họ thấy rằng bình nhiên liệu đã cạn sạch một giọt nước. Người lái cần cẩu đã cố gắng đưa thanh nhiên liệu vào lò phản ứng nhưng nó bị kẹt và không vào được. Công nhân mặc bộ quần áo cao su và mặt nạ phòng độc đã cố gắng phun nước nhưng không thành công. Khi cần cẩu cố gắng kéo nó lại, thanh bị gãy và bốc cháy. Trong khi cần cẩu di chuyển một phần thanh nhiên liệu về phía bồn chứa, một mẫu uranium dài khoảng 90cm trở nên lỏng lẻo và rơi xuống hố sửa chữa.

Trong một báo cáo được trích dẫn bởi nhà báo Wilfrid Eggleston, David A. Keys, tổng giám đốc của nhà máy Chalk Rivber, viết: “Hoạt động vô tuyến từ việc đốt uranium đã thải ra khói ở dạng bụi làm ô nhiễm cả khu vực. phòng lò phản ứng và các khu vực khác của tòa nhà NRU. Vì trời quá nóng nên không ai ở đó quá 2 phút. Họ thi nhau đổ từng xô cát lên thanh kim loại đang cháy. Trong khoảng 15 phút, con lừa đã chết.

Đối với sự cố thứ hai đó, Al Donohue đang làm việc cho nhóm vận hành nhà máy NRU, người đã mang những xô cát lên thang máy ngay sau khi sự cố xảy ra. Donohue cho biết anh và các đồng nghiệp đã vượt quá giới hạn bức xạ có thể chấp nhận được. Khi đó, ông George Kiely cũng thuộc nhân viên của Al Donohue và được giao nhiệm vụ đưa ống chân không để hút “viên huỳnh quang” trên sàn nhà trong 10 phút. Một lần nữa, hơn 800 nhân viên AECL cũng như 300 quân nhân đã tham gia vào cuộc dọn dẹp.

Sự cố hạt nhân năm 1958 nghiêm trọng hơn sự cố năm 1952 khi nó chưa bao giờ được phân loại nhưng có khả năng đạt cấp độ 4 hoặc 5. Lần này lò phản ứng chỉ ngừng hoạt động trong 6 tháng. Nó là nguồn cung cấp đồng vị y tế chính cho toàn hành tinh trong nhiều thập kỷ và đã kết thúc hoạt động vào năm 2018.

Đối với hai vụ tai nạn hạt nhân 1952 và 1958, có một biện pháp an ninh bổ sung khi đến lượt thiết kế các lò phản ứng CANDU để tạo ra điện. Tác giả Gilles Sabourin giải thích: “Ở Canada, bên cạnh việc sử dụng trọng lực để thả các thanh điều khiển, họ còn sử dụng một hệ thống hoàn toàn độc lập, đó là tiêm chất độc Gadolinium để hấp thụ neutron”. .

“Cả NRX và NRU đều được sử dụng để thử nghiệm nhiên liệu,” Rosaura Ham-Su, Giám đốc Lò phản ứng tiên tiến tại Hiệp hội Phòng thí nghiệm Hạt nhân Canada (CNL) cho biết. Ví dụ, tại NRU có một cơ sở được sử dụng để thử nghiệm nhiên liệu CANDU trong điều kiện hơi nước. Tất cả những thử nghiệm này đều mang tính quyết định để một lò phản ứng hoạt động an toàn ”. Mặc dù có ý nghĩa khoa học to lớn nhưng hai sự cố hạt nhân đã bị lãng quên.

Leave a Reply

Your email address will not be published.