Что такое отравление ядерного реактора

Что именно произошло на Чернобыльской АЭС

Авария на Чернобыльской АЭС стала самой масштабной катастрофой за всю историю существования ядерной энергетики. До 2011 года, когда землетрясение и цунами спровоцировали аварию на японской АЭС "Фукусима-1", чернобыльская катастрофа оставалась единственной в истории, которой был присвоен максимальный седьмой уровень опасности.

Изучение последствий аварии и всех доступных данных позволило специалистам воспроизвести практически посекундный сценарий произошедшего на четвертом энергоблоке ЧАЭС, хотя в деталях оценки произошедшего эксперты до сих пор расходятся. Ниже приведен сильно упрощенный вариант развития событий в ночь с 25 на 26 апреля 1986 года и разобраны механизмы, послужившие причиной взрыва.

Немного теории

"Сердцем" АЭС является реактор - именно в его активной зоне происходит ядерный распад. Тяжелые ядра урана-235 распадаются на ядра более легких элементов, и этот процесс, помимо выделения тепла, сопровождается вылетом свободных нейтронов - элементарных частиц, которые, наряду с протонами, входят в состав атомных ядер. Сталкиваясь с ядрами урана-235, нейтроны стимулируют их распад, при котором также выделяются нейтроны - этот каскад получил название цепной реакции.

Если при распаде ядер число вылетевших нейтронов равно числу нейтронов, вызвавших деление, то в реакторе все время выделяется одно и то же количество энергии. Если нейтронов образуется больше - количество выделяющейся энергии растет, а если меньше - то падает. Для стабильной работы АЭС необходимо, чтобы реализовывался первый из описанных выше вариантов. Если же число образующихся при делении ядер свободных нейтронов растет, то рано или поздно этот процесс закончится взрывом.

При прохождении цепной реакции число свободных нейтронов, по определению, со временем будет расти. Чтобы не допустить катастрофического исхода, интенсивность реакций распада в АЭС регулируется при помощи так называемых управляющих стержней, которые содержат материал, хорошо поглощающий нейтроны (например, кадмий или бор). Когда число свободных нейтронов в реакторе становится опасно большим, стержни погружают в активную зону, и количество распадов в единицу времени уменьшается.

Для того чтобы работа АЭС была безопасной, операторам необходимо принимать во внимание еще один процесс - так называемое ксеноновое отравление реактора и вызываемое им падение в йодную яму. При делении ядер урана-235 в результате цепочки вторичных распадов образуется изотоп ксенона-135, в ядрах которого эффективно "застревают" свободные нейтроны. Когда реактор активно работает, все образующиеся ядра ксенона-135 быстро насыщаются нейтронами до максимума - говорят, что они выгорают. Кроме того, часть ядер распадается на ядра других элементов. Если же мощность работы реактора низка, ксенон не успевает выгорать и накапливается в активной зоне - это и есть ксеноновое отравление.

При отравлении реактора предшественник ксенона-135 по цепочке распадов - изотоп йода-135 - начинает превращаться в ксенон с еще большей активностью (это и есть йодная яма). В таком состоянии реактор становится нестабилен и плохо реагирует на движения управляющих стержней, что может привести к плачевным последствиям.

Ксенон-135 поглощает много нейтронов, количество делящихся ядер урана в единицу времени остается низким, и для того, чтобы поднять мощность реактора, необходимо выдвинуть стержни из активной зоны. Если ксенона накопилось достаточно много, то при небольшой амплитуде движения стержней заметных изменений в реакторе не произойдет и может возникнуть соблазн выдвинуть их посильнее.

В какой-то момент количество ядерных распадов достигает определенного порогового значения, мощность реактора (а заодно и тепловыделение) возрастают скачком, и погасить этот процесс быстрым опусканием стержней удается не всегда. По этой причине при ксеноновом отравлении реактора его необходимо полностью заглушить и дождаться естественной убыли ксенона - период его полураспада равен 9 часам. Когда реактор заглушен, турбина не вращается и электричество не вырабатывается.

Хронология

В ночь с 25 на 26 апреля 1986 года на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС должны были пройти испытания новой перспективной методики, которая позволила бы в случае аварийной остановки реактора сразу подавать на него электропитание, поступающее от все еще вращающейся по инерции турбины (так называемый режим выбега). Заглушенному реактору необходимо электричество, так как в нем все равно идут реакции распада и, соответственно, растет температура. Для того чтобы охлаждать активную зону, через нее при помощи насосов непрерывно прокачивают воду, и для работы насосов нужна электроэнергия. Предполагалось проверить работу методики при нескольких исходных параметрах системы, поэтому операторам категорически не хотелось глушить реактор - в этом случае эксперимент пришлось бы проводить повторно в какой-нибудь другой день.

Для тестирования новой методики необходимо было снизить мощность реактора до значения около 700 мегаватт - при этом системы аварийного охлаждения (САОР) неизбежно заглушили бы его, так что операторы приняли решение отключить их. Эксперимент был начат около 23 часов 25 апреля - персонал начал постепенно снижать мощность реактора, причем операторы не дали автоматике команду поддерживать мощность на приемлемом уровне. В итоге она снизилась до 30 мегаватт, и началось ксеноновое отравление реактора. Чтобы поднять мощность, операторы вывели из активной зоны все управляющие стержни, и им удалось разогнать реактор до 200 мегаватт, хотя процесс ксенонового отравления продолжился.

Изначально планировалось, что эксперимент пройдет при мощности реактора от 700 до 1000 мегаватт, но, несмотря на то, что довести реактор до этого значения не удалось, персонал принял решение продолжить апробацию методики. Около часу ночи операторы для проведения необходимых тестов включили все главные циркуляционные насосы (ГЦН) энергоблока, при помощи которых вода прокачивается через реактор. Эта нагрузка оказалась чрезмерной - на работу всех насосов стало не хватать воды, в реакторе, омываемом огромными объемами H₂O, снизилось парообразование, и автоматика полностью вывела управляющие стержни из активной зоны.

Опасаясь аварийной остановки реактора и срыва эксперимента, операторы отключили систему, которая глушит реактор при предельно низких значениях уровня воды и давления пара. Мощность реактора все равно оставалась низкой, и персонал в 01:19 вывел из активной зоны все еще находившиеся там стержни ручного управления. В итоге операторы лишились всех рычагов воздействия на систему. Сотрудники ЧАЭС отключили часть насосов, но при внешней стабильности работы реактора приборы выдали сообщение, что он потребляет нерасчетное количество воды и (главное) что процессы в активной зоне практически невозможно регулировать извне (это называется низкой реактивностью). В подобных случаях инструкции по безопасности предписывают немедленно заглушить реактор, но операторы приняли решение продолжить эксперимент.

Более того, чтобы избежать аварийной остановки реактора при проведении опытов, операторы заблокировали систему его отключения в случае прекращения подачи пара на вторую турбину, если до этого уже была выключена первая, что строго запрещено. Одну из турбин предполагалось отключить для того, чтобы протестировать изучаемую методику. После того как это было сделано, ГЦН резко снизили активность, и поток воды через активную зону также стал менее интенсивным. В результате в реакторе стало расти парообразование.

Часть управляющих стержней автоматически начали вдвигаться в активную зону, но их емкости было недостаточно для снижения мощности реактора. Так как подача пара на турбину была отключена, она вращалась все медленнее, и, соответственно, в реакторе сокращалось количество воды, так как вся H₂O в системе является "общей". В 01:23:40 начальник смены приказал нажать кнопку АЗ-5, которая заставляет управляющие стержни максимально быстро вдвигаться в активную зону.

Этот приказ стал роковым из-за так называемого концевого эффекта стержней. Вещество-поглотитель занимает не весь объем стержня - в самом низу находится вытеснитель (в случае ЧАЭС это был графит), который должен "убрать" воду с пути движения поглотителя. При нажатии кнопки АЗ-5 первыми в активную зону вошли вытеснители, которые как поршни вытолкнули оттуда часть воды. Парообразование в реакторе еще подскочило, и стержни "зависли" на слое пара, так и не погрузив поглотитель в активную зону. Операторы прибегли к последнему средству и отключили электромагниты, которые удерживают стержни на арматуре, но это не помогло - пар был слишком плотным. В 01:23:43 реактор "пошел вразнос" (еще несколько аварийных систем успели сработать, но все они давали команду АЗ-5), и в 01:23:44 произошел тепловой взрыв ядерной природы, разрушивший активную зону реактора.

Циркониевая оболочка топливных стержней начала реагировать с паром, в итоге стал выделяться водород (так называемая пароциркониевая реакция), образовавший с кислородом воздуха "гремучую смесь", которая в 01:23:46 взорвалась. С реактора сорвало тяжеленную бетонную крышку, которая взлетела в воздух и упала рядом с четвертым энергоблоком. В атмосферу было выброшено огромное количество радиоактивных веществ из активной зоны реактора, а "загрязненные" раскаленные обломки разбросало по территории станции. Начались многочисленные пожары. Первый пожарный расчет под командованием лейтенанта Правика выехал к ЧАЭС в 01:30 и во многом благодаря его действиям удалось предотвратить широкое распространение огня.

Кто виноват

Сразу после аварии в СССР была сформирована специальная комиссия по расследованию причин произошедшего. Она восстановила хронологию событий и пришла к выводу, что причиной катастрофы стали действия операторов станции. Позже (но также в 1986 году) это мнение на основании данных, предоставленных советской стороной, поддержала экспертная группа МАГАТЭ под названием INSAG (International Nuclear Safety Advisory Group - Консультативный комитет по вопросам ядерной безопасности).

В 1991 году комиссия Госатомнадзора СССР заново изучила имеющуюся информацию и заключила, что авария стала результатом действий персонала, но их последствия приобрели столь катастрофические масштабы из-за некоторых конструктивных недостатков реактора ЧАЭС. К таким недостаткам, в частности, относятся концевой эффект стержней и так называемую положительную реактивность при некоторых режимах работы. Положительной реактивностью называют свойство реактора увеличивать мощность в ответ на некоторые условия, и при проведении эксперимента на ЧАЭС 26 апреля 1986 года создалась ситуация, когда эти условия постоянно поддерживались и даже усиливались, вызывая быстрый и в конечном итоге неконтролируемый рост мощности. INSAG также пересмотрела свои выводы и опять согласилась с коллегами из СССР.

В настоящее время большинство специалистов придерживаются именно такой точки зрения. Авария на ЧАЭС стала результатом необдуманных и безграмотных действий операторов, которые последовательно делали все возможное, чтобы привести ситуацию к катастрофе, но, во-первых, некоторые их решения, которые сейчас кажутся безумными, тогда не считались опасными (просто не было соответствующих данных) и не были запрещены регламентом, а, во-вторых, катастрофический итог стал возможным из-за несовершенства конструкции станции и систем ее безопасности (в частности, они допускали полное отключение защит).

После Чернобыльской аварии во многих странах были заморожены программы развития атомной энергетики, но постепенно такая реакция отторжения ослабла. Анализ произошедшего позволил специалистам выявить многие недостатки реакторов и других систем АЭС, которые, как оказалось, могут сыграть фатальную роль, и устранить их при конструировании новых типов реакторов.

Как уже говорилось, двадцать пятого апреля на ЧАЭС планировался эксперимент с так называемым выбегом генератора. Суть эксперимента проста: при прекращении подачи пара на турбину (скажем, при серьезной аварии с разрывом трубопровода) турбина какое-то время вращается по инерции и генератор продолжает вырабатывать ток. Этот ток можно использовать для аварийного расхолаживания реактора и его остановки. Вообще-то говоря, штатно на АЭС на случай подобной аварии есть дизель-генераторы, задача которых - обеспечить снабжение током ответственных потребителей, прежде всего, систем управления реактором и ГЦНов. Но был большой интерес к тому, хватит ли энергии выбега для того, чтобы управлять реактором в момент ядерной аварии.

В принципе, такие опыты уже проводились, и не раз, но "понарошку", то есть без реального обесточивания реактора и с подготовленными к немедленному пуску дизелями. На этот раз инженеры захотели, а руководство станции согласилось провести "чистый эксперимент".

Сделать это было не очень просто. Дело в том, что если отключается турбина, то реактор автоматически блокируется: "падает" аварийная защита (211 стержней), в реактор немедленно начинает подаваться холодная вода из системы аварийного охлаждения реактора (САОР), запускаются дизель-генераторы и насосы аварийного питания реактора. Немного подумав, операторы все эти системы отключили, обесточили, а трубопроводы закрыли на задвижки. Никакой оценки этому мы не даем: так было.

До 1.00 25 апреля 1986 года реактор работал на номинальной мощности 3.000 МВт тепловых. Затем мощность установки начали медленно снижать, и к 13.05 она составила 1.600 МВт тепловых, турбогенератор № 7 был отключен, питание собственных нужд переключено на турбогенератор № 8, который и был выбран для эксперимента.

В 14.00 система САОР была отключена.

Практически в тот же момент поступило распоряжение диспетчера Киевэнерго задержать отключение энергоблока от нагрузки. В течение последующих часов реактор работал с полностью отключенными системами аварийной защиты.

В 23.10 возобновилось снижение мощности, и она была снижена до 700 МВт тепловых. В 24.00 Юрий Трегуб сдал смену Александру Акимову, на пост инженера по управлению реактором (СИУРа) заступил Леонид Топтунов.

Топтунов в соответствии с регламентом отключает одну из локальных систем автоматического регулирования (ЛАР). При этом по непонятной причине возникает дисбаланс в системе регулирования, СИУР не может быстро справиться с ним, и мощность реактора резко падает - до 30 МВт тепловых. При таких мощностях (1% от номинала) идет быстрое "отравление" реактора продуктами распада, прежде всего йодом. Называется эта ситуация "йодная яма".

Здесь, по Г. Медведеву, происходит резкая перебранка присутствующего при эксперименте главного инженера по эксплуатации 2-й очереди ЧАЭС А Дятлова с Л. Топтуновым. А. Дятлов этот момент в своей книге обходит молчанием, которое в данном случае есть знак согласия. Опять-таки, оценки давать не буду, замечу лишь, что формально "старшим вахтенным офицером" в помещении БЩУ-4 в тот момент был Александр Акимов. Топтунов подчинялся только ему, и Дятлов непосредственно приказывать Топтунову не мог и кричать на него не имел права. Если Акимов не пресек такие действия своего начальника, то этим он уже нарушил свои должностные обязанности. Причем это - общие рассуждения об организации "службы" на ЧАЭС, к катастрофе это имеет лишь самое косвенное отношение.

Как бы то ни было, Л. Топтунов согласился вновь поднимать мощность реактора. Г. Медведев указывает, что это было прямым нарушением инструкции. А. Дятлов возражает: "Инструкция запрещала подъем ранее чем через сутки после падения с 80% мощности, в данном же случае падение было с мощности менее 50%".

В. Асмолов: "Вот два подхода к оператору: российский и американский. Американский подход - это среднее образование, это ученая обезьяна, которая должна наизусть знать все инструкции и этими инструкциями пользоваться. Эти ребята на своем Тримайл Айленде, действуя строго по инструкции, целые сутки, не понимая, что происходит, привели блок к расплавлению активной зоны. Но выброс наружу был очень маленький, 15 кюри всего, практически это была чисто экономическая авария, утрата блока. В нашем случае -оператор - это инженер с высшим образованием, выпускник МИФИ, МЭИ, всех наших престижных вузов, часто человек, который по складу характера, по всему должен быть естествоиспытателем. Тот оператор, который сидел тогда на блоке, был очень сильный человек. Он совершил ряд ошибок, которые привели к тому, что блок сел в йодную яму. По всем инструкциям его нельзя было вытаскивать из йодной ямы, но надо было обладать огромным мастерством, чтобы немедленно после остановки блока выйти на тот уровень, который нужен для того, чтобы проводить этот эксперимент. На тот уровень он выйти не смог, но блок из йодной ямы он вытащил, реактор снова работал. Он соревновался с техникой, он получал удовольствие от этого, от своего мастерства, как он, оперируя зоной, смог реактор вытащить. И тот и другой подход абсолютно неправильные. Я лично считаю, что оператором должен быть инженер, который понимает в физике, но не естествоиспытатель, не исследователь. Есть люди определенного психологического склада. Холериков туда пускать нельзя. Там должен быть флегматик или сангвиник. Два человеческих типа, которые способны отсидеть смену, смотря на неподвижную стрелку, и все время ждать, что ему придется вступить в управление, если что-то вдруг изменится".

Итак, по мнению В. Асмолова, проблема была не в Дятлове, не в формуле "ослушаюсь - уволят". Мне кажется, для советского инженера 1980-х годов формула малореальная. Может быть, действительно самому Топтунову было интересно, удастся поднять реактор из ямы или нет и чем кончится эксперимент?

"Поднимая" реактор, Топтунов один за другим выводил управляющие стержни из активной зоны, "разогревая" цепную реакцию. К 1.00 26 апреля он стабилизировал реактор на 200 МВт тепловых, при этом снизив запас стержней в активной зоне ниже регламентного. Насколько, Бог знает. По заявлениям СССР в МАГАТЭ - оставалось 6-8 стержней, по показаниям умирающего Топтунова - 18, по письму А Дятлова Г. Медведеву - 12, но в своей книге он указывает уже 24 стержня: "Стержни СУЗ в количестве 187 штук пошли в активную зону и по всем канонам должны были прервать цепную реакцию". 211 - 187 = 24. Специалисты Курчатовника утверждают, что штатно стержей должно быть не менее 30. По регламенту, действующему на ЧАЭС, однако, только 16.

Как бы то ни было, реактор оказался в предельно нестабильном состоянии, чего, судя по всему, никто из операторов не понимал. В принципе реактор уже имел полное право пойти в неуправляемый разгон, тем более что средства воздействия на него Топтунов исчерпал. Но пока все было нормально.

Здесь надо иметь в виду, что реактор РБМК имел одну занятную конструктивную особенность: его стержни аварийной защиты поглощали нейтроны только в средней своей части - пять метров из семи. Концы были полые, а нижние концевики - графитовыми. Поэтому, когда стержни погружались в активную зону, вначале из технологических каналов вытеснялась вода, затем в зону входил графит и лишь потом - поглощающий материал. Таким образом, непосредственно в момент включения защиты происходил короткий всплеск мощности, и лишь затем она начинала падать. Понятно, что всплеск будет тем сильнее, чем больше стержней поднято вверх.

В принципе в этом нет ничего страшного, тем более что конструкция стержней была персоналу станции известна и об эффекте мгновенного роста реактивности они знали. Другой вопрос, что его величину специалисты НИКИЭТа оценивали неправильно. Так ведь и в такой режим реактор никто никогда не вводил.

Поскольку опыт желали поставить максимально чистый, к шести уже работающим гидронасосам в 1.03 и в 1.07 подсоединили еще два. Эти 8 ГЦНов (максимально возможное количество) должны были работать на энергии выбега. Поскольку мощность реактора была всего 200 МВт, гидравлическое сопротивление активной зоны оказалось мало и расход воды превысил регламентный. По сути, насосы работали вхолостую. Началась разбалансировка тепловой системы реактора: падение давления пара в сепараторах, падение уровня воды. Отключили автоматические защиты и по этим параметрам.

В 1.22.30 распечатка данных вычислительного комплекса показала, что запас управляемости реактора намного меньше нормы. Операторы задумались.

В 1.23.04 турбогенератор № 8 был отключен от реактора, начался выбег турбины. В этот момент, возможно, из-за скачка напряжения в сети ответственных потребителей произошел срыв подачи воды главными циркуляционными насосами, началось вскипание воды в технологических каналах. Создалась аварийная обстановка, но пока не более того.
По мере запаривания технологических каналов температура в активной зоне росла и реактор разгонялся. В этой ситуации А. Акимов включил аварийную защиту, в результате все управляющие стержни одновременно пошли вниз.

Это произошло в 1.23.40.

В 1.23.43 проходят разовые команды "Превышение мощности", "Уменьшение периода разгона реактора". Растет давление в первом контуре. По этим командам должна включаться аварийная защита, но она уже включена, а подача холодной воды системы САОР технологически заблокирована (задвижками, которые в несколько секунд не откроешь). Воздействовать на реактор операторам нечем.

Начался разгон на мгновенных нейтронах.

Версия Г. Медведева: "Через три секунды после нажатия кнопки "A3" мощность реактора превысила 530 МВт, а период разгона стал намного меньше 20 секунд.

С ростом мощности реактора гидравлическое сопротивление активной зоны резко возросло, расход воды еще более снизился, возникло интенсивное парообразование, кризис теплоотдачи, разрушение топливных ядерных кассет, бурное вскипание теплоносителя, в который попали уже частицы разрушенного топлива, резко повысилось давление в технологических каналах, и они стали разрушаться.

В период резкого роста давления в реакторе захлопнулись обратные клапаны главных циркуляционных насосов и полностью прекратилась подача воды через активную зону. Парообразование усилилось. Давление росло со скоростью 15 атмосфер в секунду".

Разрушение и деформация технологических каналов привела к тому, что управляющие стержни заклинило. Все и сразу.

А. Акимов, увидев, что стержни не идут вниз, обесточил сервопроводы, чтобы стержни упали вниз сами, под действием силы тяжести. Разумеется, это было бесполезно.

Сработали главные предохранительные клапаны реактора, произошел мощный паровой выброс. Клапаны были рассчитаны на разрушение нескольких технологических каналов, но не всех же.

Взрывным ростом давления оторвало водяные и пароводяные коммуникации реактора. Это была полная катастрофа, не имеющая аналогов в истории ядерной энергетики, но разрушительные процессы еще только начинались.

Цирконий является одним из лучших "ядерных материалов", но при высоких температурах он вступает во взаимодействие с водяным паром, разлагая его на водород и кислород. Реакция шла по всему объему активной зоны и протекала бурно.

В 1.23.58 взорвалась гремучая смесь. "Взрывы должны были прозвучать справа и слева в шахтах опускных трубопроводов прочно-плотного бокса, справа и слева в помещениях барабанов-сепараторов, в парораспределительном коридоре под самим реактором. В результате этой серии взрывов разрушились помещения барабанов-сепараторов, сами барабаны-сепараторы, весом 130 тонн каждый, сдвинуло с мертвых опор и оторвало от трубопроводов. Взрывы в шахтах опускных трубопроводов разрушили помещения главных циркуляционных насосов справа и слева. (. )

Затем должен был последовать большой взрыв в центральном зале. Этим взрывом снесло железобетонный шатер, пятидесятитонный кран и двухсотпятидесятитонную перегрузочную машину вместе с мостовым краном, на котором она смонтирована.

Взрыв в центральном зале был как бы запалом для атомного реактора, который был откупорен и в котором было полно водорода. Возможно, оба взрыва - в центральном зале и реакторе - произошли одновременно. Во всяком случае, произошел самый страшный и последний взрыв гремучей смеси в активной зоне, которая была разрушена внутренними разрывами технологических каналов, частью расплавлена, частью доведена до газообразного состояния".

Куски ядерного топлива и раскаленного графита вызвали возгорание машинного зала. Около 50 тонн топлива испарилось и было выброшено в атмосферу, 70 тонн разбросало вокруг реактора. Активность выброшенного топлива в полном согласии с теорией составляла свыше 15 000 рентген в час.

В этот момент А. Акимов произносит историческую фразу: "Ничего не понимаю! Что за чертовщина? Мы все правильно делали. "

"Примерно пятьдесят тонн ядерного топлива и около восьмисот тонн реакторного графита (всего загрузка графита - 1700 тонн) остались в шахте реактора, образовав воронку, напоминающую кратер вулкана. (Оставшийся в реакторе графит в последующие дни полностью выгорел.) Частично ядерная труха через образовавшиеся дыры просыпалась вниз, в под-реакторное пространство, на пол, ведь нижние водяные коммуникации были оторваны взрывом. "

На этом описание собственно катастрофы заканчивается, и начинается стадия "пост-мортум".

В 1.25 в помещение БЩУ-4 вбежал старший турбинист В. Бражник, крикнул, что машинный зал горит. Началась развертывание пожарного расчета. На третьем энергоблоке включилась аварийная сигнализация.

В 2.30 в помещение БЩУ-4 пришел В. Брюханов, и произошел еще один исторический разговор: "Могу я доложить, что реактор цел?"- спросил он у А. Акимова. - "Да, можете".

"В Москву: в ЦК КПСС Марьину, министру Майорцу, начальнику Союзатомэнерго Веретенникову. В Киев: министру энергетики Украины Склярову, секретарю обкома Ревенко (. ):

"Реактор цел. Подаем воду в аппарат. Взорвался бак аварийной воды СУЗ в центральном зале. Взрывом снесло шатер. Радиационная обстановка в пределах нормы. Погиб один человек - Валерий Ходемчук. У Владимира Шатенка - стопроцентный ожог. В тяжелом состоянии"".

Далее идет классический форсированный вариант. Все, что можно было сделать, было сделано. К утру турбинисты взяли под контроль обстановку в машинном зале, ликвидировали возгорания. Руководитель смены третьего блока Ю. Багдасаров, работая в условиях высокой радиации и дезориентирующих распоряжений начальства, заглушил свой реактор, предотвратив распространение катастрофы. Извлекли из-под обломков тех, кто был еще жив. Из числа находившихся на станции в момент взрыва двое погибли сразу, один дожил только до утра. Пожарные погасили все, кроме самого реактора. Там продолжалась цепная реакция деления, рождающая мощное нейтронное излучение, и горел графит.

Для полноты замечу, что на 4-м энергоблоке отсутствовали респираторы и таблетки йодистого калия (на 3-м блоке все это почему-то было) и на всей станции не удалось найти исправного радиометра со шкалой на 300 рентген и выше. Прибор на 1000 миллирентген, естественно, показывал "зашкал" везде до города Припять включительно.

Далее начинается действие второе: ликвидация последствий аварии.

"В 9.00 26 апреля из Москвы вылетает первый самолет со специалистами. Второй борт уходит в Киев в 16.00.

С 27 апреля по 5 мая более 30 военных вертолетов постоянно вылетали к реактору. С вертолетов было сброшено среди прочих материалов 2400 тонн свинца и 1800 тонн песка. "

Это все должно было потушить пожар и задержать излучение. Но ничего не вышло. Под песком теплота стала накапливаться. Температура в реакторе снова поднялась, а с этим увеличилась активность. Потом реактор уже охлаждали азотом.

"Только к 6 мая пожар и радиоактивная эмиссия были взяты под контроль. (. )

. 27 апреля, спустя 36 часов после аварии, на автобусах были эвакуированы 45 000 жителей города Припять, расположенного в 4 километрах от Чернобыльской АЭС. Этот город до сих пор остается выселенным. В 30-километровой зоне вокруг реактора люди должны были покинуть свои дома до 5 мая. В течение 10 дней было эвакуировано 130 000 человек из 76 населенных пунктов этой зоны. (. )

С 1 мая 1986 года на зараженных территориях начал проводиться радиометрический контроль молока и питьевой воды.

Только 23 мая 1986 года началось официальное распространение среди населения йодсодержащих препаратов, которые должны были препятствовать поглощению щитовидной железой радиоактивного йода".

(опубликовано в "Нашей городской газете" в апреле 2006 года)

МЫ ВСЕ ПОД ЧЕРНОБЫЛЕМ ХОДИМ - 1

Чернобыль. 20 лет назад это слово перестало быть географическим понятием. 20 лет назад мало кто мог предположить, что Чернобыль станет символом, клеймом, кошмаром, позором, подвигом. 20 лет назад никто не мог предположить, что Рубикон уже пройден, и отныне все человечество будет жить под постоянным страхом повторения Чернобыля.

20 лет назад произошла величайшая в истории техногенная катастрофа. Все прошедшие 20 лет ученые всего мира пытаются разобраться в причинах происшедшего.

О Чернобыле известно все. И неизвестно главное – почему это случилось?

Не хочется перегружать читателя техническими терминами, и все же без некоторой терминологии не обойтись.

Четвертый блок ЧАЭС был введен в эксплуатацию в декабре 1983 года. На 25 апреля 1986 года планировалась остановка блока на средний ремонт. Перед остановкой турбогенераторов было решено - экспериментально проверить возможности использования механической энергии ротора в режиме выбега для собственных нужд станции.

25 апреля в 1час 00 минут персонал приступил к снижению мощности реактора. В 14 часов, когда реактор работал на половине мощности (около 500 МВт электрических, или около 1600 МВт тепловых) от диспетчера Киевэнерго последовал запрет на вывод блока из работы. То есть сам эксперимент мог быть проведен еще 25 апреля около двух часов пополудни, однако был отложен. Киев запрашивали каждые два часа, однако разрешение на остановку реактора было получено только в 23 часа 10 минут. Запомним это, читатель.

В это же время (в 14 часов) была отключена система аварийного охлаждения реактора – САОР. Вот здесь мне хотелось бы остановиться чуточку поподробнее. Во всех публикациях посвященных причинам аварии на ЧАЭС отключение САОР называется едва ли не главной причиной взрыва. Между тем, несмотря на звучное название, это – лишь вспомогательная система безопасности. Общий запас воды в емкостях САОР – всего-то 350 кубов. Назначение САОР – в случае максимальной проектной аварии, то есть в случае разрыва труб контура многократной принудительной циркуляции (КМПЦ) подавать в технологические каналы воду до включения основных насосов.

Для того, чтобы читатель понял, что представляет из себя КМПЦ, приведу один показатель – главные циркуляционные насосы (ГЦН) прокачивают по КМПЦ через реактор 45 тысяч кубов теплоносителя (воды) в час. Подпитка КМПЦ осуществляется постоянно (!) из баков чистого конденсата (БЧК), баков планово-предупредительного ремонта (ППР), суммарный объем баков – несколько тысяч кубов.

Кроме этого в запасе на случай аварии для надежного охлаждения активной зоны имеется несколько тысяч кубов химобессоленной воды (ХОВ) и две тысячи кубов в контрольных баках чистого конденсата (КБЧК). Так что 350 кубов воды в гидробаллонах САОР – это капля в море, и реактор от взрыва они уберечь не смогли бы. Тем не менее, отключение САОР – это все-таки нарушение технологического регламента.

Персонал ЧАЭС по официальной версии, кроме отключения САОР, допустил еще пять ошибок.

Пока еще не ошибка

Итак, в 24 часа 25 апреля (или в 00 часов 26 апреля) реактор находился в стабильном, управляемом состоянии. Проведение эксперимента предполагалось провести при 700-1000 МВт (тепловых). На малой мощности отключают систему локального автоматического регулирования (ЛАР) и переходят на автоматические регуляторы (АР). При этом переходе мощность реактора упала (по вине персонала) практически до нуля. Началось отравление реактора продуктами распада. Это, по мнению экспертов, вторая ошибка. Но на самом деле еще ничего страшного не произошло. Эх, если бы в этот момент была нажата кнопка АЗ-5, как это предписывал Регламент.

В процессе цепной реакции образуется целый спектр химических элементов. В том числе, при делении ядер урана появляется изотоп йода-131, имеющий период полураспада около восьми часов. Затем он переходит в изотоп ксенона-135, обладающего свойством активно поглощать нейтроны.

Однако, по требованию ЗГИСа (зам. главного инженера станции по эксплуатации второй очереди) А.С. Дятлова, несмотря на начавшееся отравление реактора, был начат подъем мощности. А для этого из активной зоны вывели несколько стержней-поглотителей. В результате, оперативный запас реактивности (иными словами, количество стержней, полностью погруженных в активную зону) оказался ниже допустимой величины. По отчету СССР в МАГАТЭ он составлял 6-8 стержней вместо 30 регламентных. То есть, реактор оказался беззащитным в случае неожиданного повышения мощности нейтронного потока.

К 1 часу 00 минут сумели поднять мощность до 200 МВт, но реактор уже находился в трудно управляемом состоянии. Это была третья, а с моей точки зрения, первая грубая ошибка.

Четвертая ошибка (и, с моей точки зрения, самая грубая ошибка) – это подключение дополнительно к шести работающим ГЦН еще двух (по одному на каждую петлю). В результате чего суммарный расход теплоносителя через реактор возрос до 58 тысяч кубометров в час. Такой режим работы запрещен из-за опасности срыва подачи насосов и возможности возникновения явления кавитации. Что в дальнейшем и произошло.

Пятая – блокировка защиты реактора по сигналу отключения пара от двух турбогенераторов.

Шестая – блокировка защиты реактора по уровню воды и давлению пара в барабан-сепараторах.

Последние две ошибки на развитие событий никакой роли не играли. Дело в том, что реактор уже находился в таком состоянии, что, сработай защита по двум последним параметрам, взрыв все равно произошел бы, только немного раньше. Но с теми же последствиями.

Такова была официальная версия аварии. Перед экспертами стояла задача – найти виновных, и они были найдены и примерно наказаны. Но, как это часто бывает, истинные виновники трагедии ушли от наказания. А п ерсонал станции во всеуслышание, во многом огульно и бездоказательно обвинили в непрофессионализме.

И еще несколько слов в оправдание персонала пятой смены.

Главный инженер ЧАЭС Николай Штейнберг, сменивший на этом посту А.Фомина, провел собственное расследование причин аварии на ЧАЭС. Так вот, по Штейнбергу, четыре из шести пунктов доклада о виновности персонала в 1986 году были сфальсифицированы. Один – спорный. Последний можно трактовать двояко. Кроме того, было доказано, что ранее представленные в МАГАТЭ графики протекания аварии сдвинуты на 6,5 секунды. Для той ситуации каждая секунда равнялась годам.

Восьмидесятистраничный доклад был направлен в МАГАТЭ. Международное агентство по атомной энергии с выводами комиссии Штейнберга согласилось.

Итак, в 1 час 23 минуты 04 секунды начались испытания. В этот момент стала расти мощность реактора, что и послужило причиной нажатия кнопки аварийной защиты в 1 час 23 минуты 40 секунд. Стержни аварийной защиты пошли было вниз, но замерли. И сразу же раздались один за другим два взрыва.

Версия вторая – ошибка разработчиков

В июле 1987 года в Чернобыле состоялся суд, перед которым предстали двадцать человек, из них шестеро получили различные сроки. Но уже тогда мнение большинства сводилось к следующему: судили стрелочников, козлов отпущения. Ибо основная причина аварии – не ошибочные действия персонала, а конструктивные недоработки реактора.

В том же 1987 году по факту конструктивных недостатков реактора РБМК-1000 было возбуждено уголовное дело. Однако оно было прекращено вскоре после рассмотрения основного дела в отношении персонала ЧАЭС. Во время судебного заседания многие проектно-конструкторские недостатки реактора, ставшие фактически причиной аварии, не рассматривались.

1 октября 1990 года постановлением Президиума Верховного Совета СССР была образована комиссия по рассмотрению причин аварии на ЧАЭС и оценке действий должностных лиц в послеаварийный период. Тогда же была создана экспертная группа, подготовившая заключение о конструктивных недоработках реактора. По результатам работы этой группы 25 января 1991 года было возбуждено новое уголовное дело.

Что же удалось выяснить?

Первое. В нижней части реактора РБМК-1000 (реактор большой мощности канальный) в силу особенностей нейтронного поля в активной зоне возникает как бы отдельный взрывной реактор. Развитие аварийных процессов происходит за 3-4 секунды. Между тем, на опускание стержней-поглотителей при срабатывании аварийной защиты уходит от 6 до 18 секунд.

Об этом еще в 1983 году (за три года до аварии!) Институт Атомной Энергии им. И.В.Курчатова официально уведомил Главного конструктора реактора академика Доллежаля. Меры приняты не были.

Этим занялись гораздо позже, уже после аварии. В 1989-1990 годах все реакторы чернобыльского типа были снабжены вновь сконструированными поглотителями и была внедрена система БАЗ (быстродействующая аварийная защита), стержни-поглотители которой входят в активную зону за 2,5 секунды и надежно гасят реактор.

Второе. Стержни-поглотители на ЧАЭС были сконструированы таким образом, что при введении в активную зону они вносили положительную реактивность, то есть сначала разгоняли реактор, и лишь затем гасили. После аварии внесены конструктивные изменения.

Разработчики не только не прогнозировали вероятность взрыва и разрушение реактора в процессе эксплуатации, но и дали обоснование невозможности подобных аварий. Хотя, повторим, практически все конструктивные недостатки реактора и системы управления и защиты (СУЗ) были известны конструкторам (но не эксплуатационникам) задолго до аварии. Как были ясны и технические мероприятия для их устранения.

Защищая свое детище, академик Доллежаль говорил, мол, если водитель вместо тормоза нажал на газ и допустил аварию, то разве в этом виноват конструктор автомобиля? Все так, только в нашем случае все выглядит с точностью до наоборот. То есть водитель, желая предотвратить аварию, нажимает на тормоз, а автомобиль, вместо того, чтобы остановиться, сначала в течение нескольких секунд резко ускоряется, и лишь потом сбрасывает скорость. Так кто будет виноват в аварии в этом случае, водитель или все-таки конструктор?

В декабре 1991 года уголовное дело было передано в прокуратуру. Декабрь 1991 года. Только что агонизирующий Советский Союз был распилен на части в Беловежской Пуще кравчуками, шушкевичами и ельцинами. Из-за похмельного плеча первого президента России слышится характерное для упыря причмокивание желеобразного внука детского писателя и видны рыжие вихры бывшего завлаба. Ох, и лихое же времечко наступало! До Чернобыля ли?

В начале 1992 года в связи с ликвидацией Прокуратуры СССР дело было прекращено. На Украине и в Белоруссии уголовные дела той же направленности также прекращены.

Осужденные, получившие огромные дозы радиации, продолжали оставаться за колючей проволокой.

Дмитрий НИКАНОРОВ, участник ЛПА на ЧАЭС