22
Ядерная катастрофа, произошедшая на АЭС 26 апреля 1986 года в Чернобыле, была далеко не первой такого рода, но самой страшной по своим последствиям. Сравнимой трагедией можно считать аварию на АЭС Фукусима-Дайичи в Японии 2011 года. Но есть одно существенное отличие. Причиной японской катастрофы стало сильнейшее землетрясение и произошедшее затем цунами. Станция была обесточена, произошёл перегрев реакторов и взрыв трёх энергоблоков (такое же может произойти на Запорожской АЭС, после обстрелов со стороны ВСУ).
Чернобыльская катастрофа была целиком рукотворной. Причин катастрофы несколько и каждая имеет веское обоснование. После катастрофы было подготовлено две официальные версии и несколько неофициальных. Рассмотрим некоторые из них.
Чернобыльская АЭС длительное время была лучшей атомной станцией в СССР. Сюда стремились устроиться на работу, а для руководящего персонала работа на этой АЭС становилась трамплином для дальнейшего повышения по службе. 26 апреля был обычный рабочий день на пульте управления 4 энергоблоком Чернобыльской АЭС. Ничем не выделяющийся персонал, подготовка к многократно проводившемуся на разных атомных станциях эксперименту. В некоторых СМИ того времени утверждалось, что методика проведения не была согласована с министерством, но это не совсем так. Программа эксперимента была направлена на утверждение в Гидропроект (генеральный проектировщик АЭС) и в Госатомэнергонадзор, но ответа не последовало. Как у Троцкого – ни войны, ни мира. Не разрешали, но и не запрещали. Администрацию Чернобыльской АЭС это, судя по всему, устраивало.
Суть эксперимента в том, что при аварийном обесточивании АЭС, все системы реактора (в том числе насосы охлаждения) переходили на питание от генератора, работающего от вращения по инерции ротора основной турбины (ввиду большой массы, ротор основной турбины вращается довольно долго, постепенно снижая обороты, но энергии должно хватать для нужд останавливающегося реактора). На четвёртом энергоблоке эксперимент впервые предлагалось провести при реальном отключении систем аварийного глушения реактора (ранее отключение аварийных систем лишь имитировалось). Проведение такого «реального» испытания сулило многие научные и материальные перспективы всем испытателям, не исключая высших руководителей отрасли. В надёжности и безопасности реактора все были уверены, иначе не решились бы на такую авантюру. Но благословив директора АЭС В.П. Брюханова устно (самовольно тот никогда бы не разрешил проведение испытаний) на проведение рискованного эксперимента, все контролирующие организации письменный ответ задержали. Пройдёт всё гладко – победителей не судят! Возникнут сложности – мы согласия не давали.
Почему не предвидели возможностей катастрофы? Проанализировав биографии руководителей отрасли можно сделать вывод, что физиков-ядерщиков, глубоко разбиравшихся в процессах, протекающих в реакторе, среди них не было. На ЧАЭС функционировал реактор РБМК (Ректор Большой Мощности Канальный), разработанный в качестве промышленного прототипа реакторов, используемых на объектах Министерства Среднего машиностроения для производства оружейного плутония. Опытные физики-разработчики Минсредмаша считали его абсолютно надёжным и безопасным.
К сожалению, где-то в середине 60-х годов прошлого века, эксплуатация всех АЭС была поручена Министерству энергетики и электрификации СССР, начали создавать соответствующие научные и производственные организации, но работа эта проходила не слишком быстро. В результате количество физиков в штате эксплуатационников станций стало уменьшаться.
За сутки до начала рокового эксперимента, 25 апреля 1986 г. в 1 час ночи инженеры приступили к снижению мощности реактора РБМК для проведения испытаний. Заметим, что ядерные реакторы этого типа всегда стабильны при работе на штатных режимах максимальной мощности, но при малых уровнях реактор становится трудно управляемым. В 2 часа дня по программе эксперимента отключили систему аварийного охлаждения реактора и в 23 часа продолжили снижение мощности агрегата.
В полночь, 26 апреля произошла замена команды управления реактором. К работе приступили начальник смены А. Акимов и старший инженер управления реактором (СИУР) Л. Топтунов. Ядерный агрегат работал в тот момент на половинном уровне мощности. Управление реактором осуществляется погружением или подъёмом групп регулирующих цепную реакцию графитовых стержней. Молодой специалист Л. Топтунов не сумел погасить разбаланс в системе регулирования мощностью агрегата и плавно продолжить снижение мощности реактора. Уровень упал меньше допустимого по регламенту и в активной зоне начались нежелательные реакции «отравляющие» её. Персоналу можно было или совсем остановить реактор, или достаточно быстро поднять уровень мощности до рабочего. Начальник смены А.Акимов и СИУР Л. Топтунов предложили первый вариант решения, что означало срыв запланированного эксперимента. Однако Заместитель главного инженера по эксплуатации блока А. Дятлов (старший по должности и отвечавший за проведение испытаний) резко возразил: падение уровня мощности произошло не с 80% от максимальной мощности, а всего лишь с 50%. В этом случае регламент не запрещает увеличения мощности реактора. Формально он был прав, но разве всё можно предусмотреть в документах по эксплуатации?
Сначала СИУР отказался выполнять распоряжение Дятлова, но руководитель пригрозил Л. Топтунову отстранением от смены, и молодой парень не выдержал давления, начал подъём регулирующих реакцию стержней. Однако было бы неправильным все последствия списывать на ошибки персонала. У реакторов РБМК есть опасная конструктивная особенность. Семиметровые графитовые стержни аварийной защиты имеют полые (около метра) концы. При погружении в активную зону реактора за счёт этих полостей в первый момент происходит всплеск цепной реакции. Но поскольку аварийные стержни падают в каналы реактора быстро, а тепловые процессы в массивной активной зоне происходят инерционно, ничего опасного никогда не происходило.
Ранее, в соответствии с методикой проведения эксперимента, персонал
отключил питание аварийного охлаждающего насоса. Это было колоссальной ошибкой, но отвечать за неё должен не только рабочий персонал смен. На всех уровнях, начиная с министерского и кончая операторами смен, как огня боялись резко подать сотни тонн холодной воды в активную зону. Понимали правильно – реактор разрушится, но до того ли при аварии? Ошибочно считали, что ядерный агрегат на сложнее самовара, и столь же неприхотлив к разного рода воздействиям.
Произошедшая ранее нестабильная работа аппарата, задержки при принятии решения о быстром подъёме мощности, отключение аварийного охлаждающего насоса и проведение эксперимента с выбегом ротора при работающем реакторе (во всех ранее проводившихся экспериментах реактор сначала останавливали), сделали своё дело. В активной зоне накопились отравляющие реактор вещества, главные циркуляционные насосы работали нестабильно (не хватало мощности электрогенератора). В результате насосы «сорвало», они сократили подачу охлаждающей воды, температура в технологических каналах существенно возросла, произошёл самопроизвольный, резкий, неконтролируемый скачок мощности. Реактор начал «разгоняться».
В 1 час 23 минуты 40 секунд начальник смены мгновенно среагировал на
ситуацию – сбросил в реактор защитные графитовые стержни, заглушающие цепную реакцию. Однако все они по непонятной, не нашедшей объяснение до сих пор причине вошли в активную зону только наполовину, застряли, и за счёт полых концов вызвали дальнейший рост цепной реакции. Это и стало началом катастрофы!
В активной зоне произошёл быстрый рост температуры, в технологических
каналах реактора вскипел теплоноситель (деионизованная вода), начался процесс гидролиза воды, с образованием водорода и кислорода. Смесь газов начала собираться под куполом огромного реакторного зала и предохранительный клапан не успевал сбрасывать нарастающее с огромной скоростью давление. Смесь водорода и кислорода – гремучий газ, взрывчатое вещество огромной разрушительной силы и объём этой смеси был колоссальным. Гремучая смесь за секунды заполнила весь реакторный зал, а раскалённые циркониевые трубки ТВЭЛов в активной зоне начали разрушаться (ТВЭЛ – тепловыделяющий элемент, трубка, заполненная ураном). Раскалённые ТВЭЛы послужили детонатором. ВЗРЫВ!
Не ядерный, для этого степень обогащения урана была недостаточной. Но
мощности взрыва с избытком хватило для полного разрушения четвёртого энергоблока. Из реактора было выброшено около половины ядерного топлива, раскалённый докрасна радиоактивный графит, были оторваны и деформированы все подающие охлаждающую воду трубопроводы, разрушен зал ГНЦ (главных циркуляционных насосов), превращены в радиоактивный щебень вспомогательные помещения.
Но почему защитные поглощающие стержни не вошли в каналы полностью? Почему все они погрузились на одинаковую глубину? Тепловые процессы не развиваются мгновенно, а нейтронное поле активной зоны принципиально неоднородно. Периферийные стержни должны были погрузиться глубже центральных, и возможно погасили бы развитие неуправляемого ядерного процесса. Истины, к сожалению, установить уже не удастся, а переложить всю вину на персонал, умерший вскоре от переоблучения, очень удобно. Заметим только, что в МАГАТЕ предоставленный Советским Союзом отчёт об аварии признали неполным.
Был подготовлен другой отчёт, в котором главным были признаны конструктивные особенности РБМК. Надо ли напоминать, что автором первого отчёта были конструктора Минсредмаша, а второго – Минэнерго. Что же послужило главной причиной Чернобыльской катастрофы? Все вышеназванные факторы сделали своё дело.
По одной из альтернативных версий могли сказать слово геологические катаклизмы. Многие москвичи хорошо помнят московское землетрясение в августе 1986 года. Со стен зданий обваливалась облицовочная плитка, раскачивались люстры, на верхних этажах домов перемещалась мебель. До столицы докатилась волна землетрясения, произошедшего в Карпатских горах. Отсюда до Чернобыльской АЭС намного ближе, и где-то в начале апреля в Карпатах произошло незначительное геологическое событие (малых всплесков землетрясений происходит довольно много в любых горных местностях).
В результате воздействия волны в земной коре могло произойти смещение (наклон) корпуса энергоблока, а это в свою очередь, помешало стержням аварийной защиты полностью войти в деформированные технологические каналы. Геологическая версия объясняет, почему за неделю перед аварией, специалистам-турбинщикам никак не удавалось убрать разбалансировку ротора турбины. Выполнят работу, а назавтра опять происходят биения ротора. Процесс деформации корпусов станции мог происходить постепенно. Сейчас подтвердить версию невозможно, корпуса 4-го энергоблока полностью разрушены.
После чернобыльской аварии все реакторы такого типа были полностью модернизированы, работы по производству более совершенных корпусных реакторов ВВЭР-1000 резко ускорены.
Напрашивается вопрос – необходима ли вообще ядерная энергетика в нашей стране, где имеется огромное количество залежей углеводородного сырья? Конечно, нужна! Кроме выработки электроэнергии, АЭС обеспечивают безопасность страны, поддерживают в боевой готовности ядерный щит государства. В процессе работы, в отработанных ТВЭЛах накапливается сырьё для изготовления ядерных зарядов – оружейный плутоний. В природе он не встречается, а «специального» заряда без плутония не изготовишь.
