Взрыв на ЧАЭС. Как это было?

Тридцать лет назад произошло событие, нанесшее существенный ущерб авторитету ядерной энергетики.

26 апреля 1986 года на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС) взорвался ядерный реактор. Вниманию читателей ШЖ предлагается хронология событий того «черного» дня, но нужна небольшая преамбула.

Над всеми конструкторами и эксплуатационниками ядерных энегетических реакторов, как дамоклов меч, висят неисправности, способные привести к взрыву реактора и заражению окружающей местности. Не считая совсем маловероятных, вроде падения самолета на АЭС или сильного землетрясения на равнинной местности, наиболее грозными считаются три:

1. Резкое неконтролируемое повышение мощности ядерного реактора (что и произошло на ЧАЭС);
2. Полный разрыв главного паропровода между реактором и турбинами;
3. Полное отключение электропитания всей системы управления энергоблока или электростанции.

Причем предполагается, что 2-я и 3-я неисправности могут возникнуть одновременно.

Ученые и конструкторы ядерных реакторов стараются максимально снизить риск, связанный с работой атомной техники. С этой целью на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС, пока он исправно работал, но уже подошло время планового ремонта, был намечен эксперимент, заключавшийся в использовании инерции отключившегося турбогенератора для питания наиболее важных узлов ядерного реактора в первые секунды после возникновения неисправности №3. Такой прием уже широко применялся на других АЭС как в СССР, так и за рубежом.

Согласно плану работы Чернобыльской станции, 25 апреля в 1 час 00 минут, за сутки до аварии, персонал 4-го энергоблока приступил к постепенному снижению мощности реактора с тем, чтобы остановить его для ремонта. К 13 часам мощность была снижена вдвое и один из двух турбогенераторов этого блока был выключен. Перед остановкой реактора предполагалось провести вышеописанный эксперимент по выбегу второго турбогенератора.

По плану эксперимента, нужно было отключить систему аварийного расхолаживания реактора, что и было сделано в 14 час. 00 мин. 25.04.1986 г. Это отключение было принципиально необходимым, поскольку включившаяся система не позволила бы успешно провести эксперимент.

Однако после этого отключения произошла первая неожиданность. Внезапно поступило распоряжение диспетчера энергосистемы о запрещении отсоединения энергоблока. Реактор продолжил работу на половинной мощности и с отключенной системой расхолаживания.

В 23 часа 10 минут диспетчер разрешил отсоединить энергоблок, и эксперимент был продолжен.

В соответствии с его планом, мощность реактора нужно было снизить до 25% от максимальной. Однако при попытке выполнить этот пункт плана произошла вторая неожиданность: вместо снижения мощности с 50 до 25% реактор выключился совсем, и проведение эксперимента стало невозможным.

Тут бы персоналу энергоблока оставить реактор в покое и доложить начальству о случившемся. Но вместо этого операторы реактора, пытаясь самостоятельно исправить ситуацию, начали включать его снова и кое-как вывели на мощность 6–7% от максимальной к 1 часу 00 минут уже 26 апреля 1986 года.

В 1 час 07 минут был выполнен следующий пункт плана: рабочее (не аварийное) охлаждение реактора было включено на полную мощность. Это привело к резким колебаниям параметров, характеризующих работу реактора, выходящих за пределы аварийных уставок, и персонал, уже по собственной инициативе, отключил сигналы аварийных уставок с тем, чтобы реактор опять не отключился.

В 1 час 22 минут 30 секунд ЭВМ, входящая в систему управления реактора, выдала очень малое значение реактивности, требующее, по инструкции, немедленной остановки работы.

Парадокс здесь заключается в том, что реактивность – это некоторая величина, характеризующая способность реактора поддерживать цепную ядерную реакцию, и чем она выше, тем более опасен в обращении реактор. Однако при ее снижении резко ограничиваются возможности управления цепной реакцией.

Персонал, понадеявшись на русский «авось», продолжил эксперимент и в 1 час 23 минут 04 секунды перекрыл подачу пара на турбогенератор, при этом (опять же по собственной инициативе) выключил еще одну блокировку реактора по полной отсечке пара на турбогенератор с тем, чтобы повторить решающую часть эксперимента в случае неудачи.

Турбогенератор продолжал вращение по инерции, при этом часть важнейших узлов реактора питалась от его генератора, в чем и была суть эксперимента.

А что же реактор? Он вначале вел себя довольно спокойно, но в 1 час 23 мин. 40 сек. начальник смены энергоблока дал команду нажать кнопку полной остановки реактора.

Чем было вызвано такое решение начальника, неизвестно – то ли успешным окончанием эксперимента, то ли тем, что он увидел резкий рост мощности реактора. Скорее всего, второе.

Здесь персонал поджидала последняя, самая ужасная неожиданность: управляющие стержни пошли вниз, но через несколько секунд остановились, не войдя в реактор. Оператор нажал еще одну кнопку – аварийного сброса стержней, но она помочь уже ничем не могла – стержни, которые должны были остановить реактор, застряли в своих каналах, деформированных резким ростом давления пара в реакторе.

В общем, реактор опередил в развитии мощности управляющие стержни, которые ползли, иначе не скажешь, с проектной скоростью 0,4 м/сек. (Для сравнения: даже в самых первых реакторах стержни при аварии падали в реактор с ускорением свободного падения – 9,8 м/сек за секунду.)

Оставшись без управления, реактор взорвался через несколько секунд. Такова в общих чертах история чернобыльской катастрофы.

Возникает законный вопрос о распределении степени вины в случившемся между персоналом станции и ее проектировщиками.

Следует сказать, что ни одна из пресловутых шести ошибок персонала не являлась непосредственной причиной аварии.

Непреложное требование к системе управления ядерным реактором – эта система должна быстро останавливать цепную ядерную реакцию при любых мыслимых состояниях реактора.

Как показал печальный чернобыльский опыт, реактор РБМК-1000 до 1986 года был похож на автомобиль, который прекрасно управляется при любой скорости, но, если она снижается на крутом уклоне ниже 1 км/час, у него внезапно отказывают тормоза.

Конечно, после аварии этот реактор сильно усовершенствовали – изменили конструкцию управляющих стержней, увеличили скорость их ввода в реактор, запретили какие-либо эксперименты на АЭС и т.п.

По моему личному мнению, 45% вины в случившемся лежит на персонале станции, 45% – на проектировщиках, ну и 10% нужно отнести на «коварство природы». Кто бы мог предположить, что с трудом разогнанный, еле «дышащий» реактор способен в считанные секунды развить чудовищную мощность.

Несколько слов о последующих событиях.

До чернобыля самой крупной аварией считалась авария на американской станции «Три мейл айленд». Естественно, было проведено расследование, и после его окончания председатель комиссии, проводившей следствие, на встрече с журналистами сказал, что, если бы персонал увидев первые признаки аварии, просто убежал бы со станции, ее последствия были бы существенно меньше. Автоматика сама бы остановила станцию с наименьшими потерями.

По-видимому, эти его слова необходимо отнести ко всем ядерным объектам. Попытки потушить пожар на ЧАЭС больше всего напоминали битву слона с муравейником. Мощь ядерного реактора не идет ни в какое сравнение с тем, что ему могли противопоставить люди. Ядерные реакции невозможно остановить ни водой, ни доломитом, ни какими-либо иными химическими воздействиями.

Но в той обстановке, которая сложилась после взрыва, доказать эту точку зрения было невозможно. Да и сегодня я предвижу многочисленные возражения.