ЧАЕС: аварія, що потрясла світ

В.М. Федуленко, кандидат технічних наук (РНЦ «Курчатовський інститут»)

Час минає швидко, біжать року. Ось уже настав трагічний ювілей - двадцятиріччя аварії на Чорнобильській АЕС. Вибух 26 квітня 1986 четвертого блоку ЧАЕС - сама зловісна ядерно-радіаційна аварія XX століття. Некерована ланцюгова реакція в активній зоні реактора, що містить близько 180 тонн уранового палива, спровокувала тепловий вибух страшної сили. Блок був практично повністю зруйнований, частина палива (діоксид урану) і всі летючі і газоподібні продукти поділу урану з радіоактивністю понад 50 млн. Кі -- викинуті з реактора. Радіоактивного забруднення з щільністю понад 1 Кі/км2 піддалася територія в 130 тис. км2 з населенням понад 5 млн. чоловік. Аварія на ЧАЕС потрясла світ. У ліквідації аварії взяли участь більше 500 тис. чоловік. Постраждало здоров'я багатьох з них, як і тисяч мирних жителів. Чорнобильський синдром - масова радіофобія - на багато років визначив негативний соціально-психологічний настрій світової громадськості щодо до атомної енергії. Пропонована стаття написана одним з учасників робочої групи експертів, що на другий день після аварії була спрямована на ЧАЕС з метою з'ясування причини аварії та вироблення заходів щодо зниження її радіаційних наслідків.

Перші дні після аварії 26 квітня 1986 годин на 10 ранку зателефонував А.Я. Крамер, начальник лабораторії, яка займається реактор РБМК. Зрадів, що я вдома (день вихідний, багато хто роз'їхалися відпочивати). Попросив терміново подзвонити А.П. Александрову (АП, як звали його колеги по Інституту атомної енергії ім. І.В. Курчатова). На питання, що сталося, відповів: «На ЧАЕС велика аварія на 4-му блоці ». «Що-небудь з сепаратором?» - Запитав я. -- «Здається, гірше», - відповів Крамером.

Що може бути гірше вибуху БС - барабана-сепаратора, громіздкою 30-метрової бочки? І таких бочок чотири, по два з кожного боку реактора. Кожна пронизана майже п'ятьма сотнями труб, та зверху - паропроводи, знизу - опускні труби. Про можливість вибуху БС іноді говорили під час обговорення аварійних ситуацій на РБМК. Представляється, що це сама страшна аварія, яка може бути на реакторі. Адже вибухи БС бували на теплових електростанціях з котлами на природній циркуляції - зі страшними руйнуваннями.

Телефоную А.П. Ніна Василівна, його секретар, з'єднує.

А.П. повідомив про аварію. Яка вона - не ясно. Ідіть, каже, на Китайгородский проїзд у «Союзатоменерго», будете представником Інституту. У главку зберуться всі зацікавлені і замішані. Увечері зателефонуйте мені і розкажіть, що і як. Валерій Олексійович Легасов вже відлітає на ЧАЕС.

Так я опинився в кабінеті Г.А. Веретенникова у великій групі сумую за інформації. Інформація була мізерною: щось вибухнуло, реактор розхолоджує, в активну зону подають воду.

Тільки до вечора зателефонував К.К. Полушкина (від Головного конструктора - НДІКІЕТ): реактор підірваний, активна зона зруйнована, горить графіт. Реакторний цех в руїнах (він облетів реактор на вертольоті, знімав на відео).

Всі в шоці. По коридору блукає під міцним градусом С.П. Кузнєцов (начальник лабораторії теплотехнічних розрахунків РБМК в НДІКІЕТ) і без кінця повторює: «Хохли висадили в повітря реактор ...».

Годині о 12 ночі повернувся додому, зателефонував Ніні Василівні. З'єднала з А.П. Розмова коротка: «Завтра (вже сьогодні) о 8 ранку бути в главку. Вранці вилітає літак до Києва. Будете в робочій групі В.А. Легасова з А.К. Калугіна. Тільки що прийнято рішення евакуювати місто Прип'ять. Спробуйте зрозуміти, що сталося. Валерій Олексійович - не реакторщік. Станете йому на допомогу і в радники ». Таке було напуття А.П.

Портфель-валізка з відрядження набором завжди готовий. На промислові реактори поїздки були частенько, іноді на аварії, але в основному інформаційно-ділові. На аварії з РБМК - третій (грудень 1975 р. -- ЛАЕС; вересня 1982 - ЧАЕС, і ось квітень 1986 р.). Взяв із собою дві пелюстки-респіратора, які колись привіз з відрядження в Томськ. Подумав: стануть в нагоді. Це була вся підготовка до поїздки на аварію. Без оформлення документів.

Вранці 27.04.1986 вже були в Биково. Міністерський спецлітак годині о 12 приземлився на аеродромі під Києвом (здається, Бориспіль). Проїхали на «рафик» окраїнними вулицями Києва. Мирний місто, спокійний, нічого не знає. Понеслися по шосе до Прип'яті. Обабіч шляху - Квітучі сади, спокійні люди. Іноді орють на конях присадибні ділянки. Селища і села чистенькі, весняні, у біло-рожевому вишнево-яблучному цвітінні.

По дорозі зупинялися двічі. Дозиметристи з «Вісімки» (НДІКІЕТ) расчехлялі прилади, вимірювали фон. Відчувалося, що фон підвищений, але не катастрофічно (в цей час вітер дув не в нашу сторону). Кілометрів за 10 до Прип'яті зупинилися в селі. Біля узбіччя дороги та на невеликій площі кілька автобусів з отими, хто плаче жінками, дітьми. Зрозуміли -- евакуйовані. Близько автобусів багато людей, мабуть, місцевих. Розмовляють із які сидять в автобусах. Розмови тихі, без гучних емоцій, але відчувається тривога в очах, поведінці.

На під'їзді до Прип'яті зустріли колону порожніх автобусів. Було близько 3-х годин дня. Значить, евакуювали всіх, залишилися навіть порожні автобуси. Багато даішників. В'їхали в місто. Порожній, притихлий. На вулицях - Ні душі. Доїхали до міськкому. Поруч готель. У міськкомі людей багато, в вестибюлі - плаче жінка з хлопчиком років десяти. Чомусь не виїхали з усіма.

Знайшли В.А. Легасова. Він відправив нас до готелю. Напуття: працювати почнемо завтра. А поки відпочивайте.

Розташувалися в гостинці. Познайомився з сусідом по номером. Киянин, лікар. Розповів, що вчора було видно легке заграва над зруйнованим блоком. Вранці та вдень - невеликий ширяння. З вікна коридору (на 3-м або 4-му поверсі) видно верхні частини блоків станції. Хлопець не видно. Зібралися в номері у дозиметристів з «вісімки». Фон на вулиці біля одного рентгену в год (~ 300 мкР/с). На вулицю краще не виходити. Це порада. Правда, захотілося є. Їдальня майже поруч. Пішли з Калугін (начальник відділу РБК Курчатовський інститут). Сіли за столик. Виявляється, в їдальні - комунізм, самообслуговування. Вечеря безкоштовний. Їдальня ліквідується. У буфеті бери все, що можеш і хочеш. Молоді хлопці (працівники станції) запасалися блоками сигарет «BT». Набирали повні сіточки. Взагалі-то я не курю, але один блок прихопив.

На вулиці дрібна мряка, туман, глибокі сутінки. Подумалося: голова буде «брудна», немає ні кепки, ні чіпця. На підході до готелі зустріли якогось товариша. Він нас вилаяв: «Чого бродите, на вулиці три рентгену в час! »

Зібралися в готелі у номері у К.К. Полушкина. Показав зняту відеоплівку. Побачили розвали станції, кратер центрального зали, завалений трубами, арматурою будівельної. В одному місці, на краю шахти реактора, - червона пляма у вигляді розмитої півмісяця. Отже, схема «Е» ( «Олена», верхня біологічна безпека реактора) зрушена так, що вийшла з шахти, видно розпечений графіт. Проте практично вся закрита шахта «Оленою», яка ще тримається в горизонтальному положенні на частокіл сталевих ділянок каналів. Цирконієві труби, швидше за все, згоріли, тримається «Олена» на сталевих недогарка труб, які, мабуть, впираються в графіт. Диму і пара в шахті немає. Так ми обговорили побачене і пішли спати.

Прийшов Ю.Е. Хандаміров (інженер-дозиметрист з «Вісімки») і порадив ліжка зрушити від вікна подалі (від вікна сильний фон). А краще взагалі перебратися з ліжками в коридор. Показав шкалу дозпрібора. Біля вікна свідчення довелося перевести на два клацання вище. Тут вперше тьохнуло селезінка, щось защеміло під ложечкою. Господар дозпрібора заспокоїв: нічого страшного. А поснули, кошмари не снилися.

28.04.1986 вранці пішли до райвиконкому, в штаб. Поснідали в сухом'ятки хлібом з вареною ковбасою, випили склянку чаю. Все це на ходу, на підвіконні. Про тлі від вікна забули. Дали нам ще жменю таблеток з йодом. Як ковтати, чим запивати - ніхто не знає. Потім з'ясувалося, що таблетки ми ковтали занадто пізно, щитовидка вже була заповнена йодом з реактора.

Валерій Олексійович Легасов (ВАЛ) на ходу, поспіхом зустрівся з нами, попросив побувати на блоці, подивитися документацію, яку повинні були отримати з 15-ї кімнати (пультова операторів блоку). Переглянути доповідні записки операторів, які все вже в Москві, в 6-ої клінічної лікарні.

Забезпечив нас ВАЛ товстими, блискучими дозиметрами-олівцями. Я сунув дозиметр в кишеню і забув про нього. Як потім виявилося, дозиметри були не заряджені, не підготовлені до використання.

Приїхали на блок, розмістилися з документацією і стрічками програми ДРЕГ (стрічки ДРЕГ - величезні листи паперу з інформацією з діагностиці та реєстрації параметрів і стану систем реакторної установки перед і в момент аварії реактора) у великій підвальній кімнаті. Читали доповідні записки, говорили з декількома що залишилися з нами місцевими інженерами - Персоналом. Вразив розповідь А.Л. Гобова, начальника лабораторії з безпеки реакторів. Він мені був знайомий ще по томським промишленнним реакторів. Олександр Львович показав фотографії шматків валяється біля стін 4-го блоку графіту разом із залишками труб технологічних каналів, а в них - шматки твелів! Перше враження - не може бути. Як? Звідки! Тут тільки стали прояснюватися масштаби аварійного вибуху! Графітові блоки вилетіли з шахти реактора! Як знімав, докладно не став розповідати, але «катався» він на майданчику біля зруйнованого блоку на бронетранспортері.

Розглядаючи стрічки ДРЕГ, Калугін виявив запис оперативного запасу реактивності перед вибухом: всього 2 стрижня. Це катастрофічне, грубе порушення Технологічного регламенту: при зниженні запасу реактивності до 15 стрижнів реактор повинен бути негайно заглушений. А перед вибухом він працював при 2-х стрижнях.

Години в три дні зателефонував Валерій Олексійович. Попросив приїхати до штабу. Зібралися, вийшли на майданчик перед входом до адміністративного корпус. До зруйнованого блоку кілька сот метрів, але його не видно. Закривають стіни цілих блоків, їх три. Молоді хлопці (зміна) на майданчику курять, брешуть. Пролетів вертоліт. На підвісці сітка з вантажем. Висота невелика, все видно. Завис над зруйнованим блоком. Скинув вантаж. Полетів. Натовп на відкритому майданчику спокійна. Особи, веселі, на жодному немає навіть «пелюстки». Тут я намацав у кишені свої «пелюстки», згадав! Одягати якось ніяково, у всіх фізіономії-то відкриті.

Підійшов автобус, львівський. Заповнили автобус повністю. Їдемо стоячи. Проїжджаємо повз зруйнованого блоку з північної сторони, де дорога менш забруднена, але вся розбита і страшно пильна. У салоні - пилюка (автобус старий, дірявий), ще і гар від вихлопних газів. Згадав про «Пелюстці». Витягнув. Прикрив рот і ніс рукою з розкритим «пелюсткою». От не пам'ятаю, віддав я другий «пелюстка» Калугіна. В усякому разі, свій я потім викинув, а другий більше мені не попадався.

Проїжджаючи повз зруйнованого блоку, на власні очі побачили масштаб катастрофи з відстані не більше 100 м (може бути і менше). Так здалося. Автобус йшов дуже повільно, розвал як на долоні: голубенькі корпусу вертикальних насосів, якісь вертикальні ємності, трубопроводи. Вгорі - голі «ребра» барабана-сепаратора, чорні лахміття теплового захисту. Стіни зруйновані на дрібні шматки і похилої гіркою підступають до корпусів насосів.

Раптом увагу перемкнулася на що з'явився над блоком вертоліт. Знову скинув мішки з піском (як потім з'ясувалося) в розвал шахти реактора. Через секунду над зруйнованим блоком піднявся чорний гриб пилу і диму (точь-в-точь як гриб атомного вибуху, тільки мініатюрний). Капелюх чорного зловісного гриба на 3-4 секунди досягла висоти приблизно двох третин вентиляційної труби і повільно почала осідати вниз чорними волохаті, важкими струменями, схожими на дощ із хмари на тлі сірого неба. Через 10-12 секунд гриб зник, небо очистилося. Вітер зніс хмару-гриб не в нашу сторону. Пощастило: автобус направили по самому безпечному маршруту. Ця картинка з вируючім чорним грибом над зруйнованим реактором в голові і перед очима вже 20 років.

Зустрілися з В.А. Легасова. Завдання нове, а причина вибуху реактора - потім. Головне - що робити зараз, до чого готуватися? Як поведе себе зруйнований реактор, як погасити графіт, чи не буде нової ланцюгової реакції?

Високою урядовою комісією прийнято рішення -- закидати з гелікоптера шахту реактора піском (щоб припинити горіння графіту), кидати борну кислоту (щоб виключити виникнення нової ланцюгової реакції), кидати свинець (щоб знизити температуру палаючого графіту). Завтра привезуть водяну гармату для заливки шахти водою з відстані близько 100 м. Є небезпека плавлення і руйнування схеми «ОР» ( «Ольга - Роман» - нижня біологічна безпека, на яку спирається графітова кладка і деякі інші конструкції активної зони), що може призвести до «китайському синдрому», тобто до попадання розплавленого палива в підгрунтові води крізь проплавлення фундаментну плиту. Прийнято рішення будувати під реактором теплообмінник, щоб зловити і охолодити розплав. Був ще розмова про рідкому азоті. Ідея зовсім була незрозумілою: азоту в повітрі і так повно, головне - надходження кисню, його не відведеш від кладки. Приблизно про такий сценарій розвитку робіт розповів В.А. Легасов. Попросив відразу, одразу прокоментувати намічені заходи, а в наступні години і дні продумати їх і оцінити, якщо буде достатньо кмітливості.

Детально про реакцію Калугина говорити не буду. Олександр Костянтинович відразу сказав, що ланцюгова реакція виключена, ТВЕЛ зруйновані, йде тільки горіння графіту.

Мої відповіді більш докладно.

В.М.Ф.: Горіння графіту припинити піском і свинцем неможливо, тому що шахта реактора розкрита, але закрита «Оленою». Кидати пісок і свинець марно, на графіт не потраплять. Навіть шкідливо і дуже: кожен кидок-порція викликає зрушення радіоактивного пилу, залишків діспергіроване палива, все це вилітає з розпеченими газами назовні після скидання порції піску. Тому ми були свідки. Азот не припинить надходження в кладку кисню. Про забруднення околиць свинцем тоді не говорили.

Легасов: Ці дії рекомендували в передачі по радіо шведи. Рішення прийнято.

В.М.Ф.: Але шведи не знають реальної картини руйнування і ситуації з шахтою реактора.

Легасов: Так, активність після початку скидання піску і іншого різко полізла вгору. Але, швидше за все, це тимчасово.

В.М.Ф.: Дія водяної гармати марно і навіть шкідливо. Вода посилить, активізує горіння графіту. Недарма вугілля в минулі військові часи в «буржуйках» змочували водою для кращого горіння. Та й у промислової технології застосовують водяна пара для активізації горіння вугілля і коксу. Потік води у вигляді розрізнених крапель дощу перетвориться в пар на розпечених поверхнях конструкцій і графіту, викид активності з парою значно посилиться. Це все одно, що лити воду в не повністю прогорілий багаття. Звичайно, з часом багаття згасне, але скільки попелу полетить з парою?

Легасов: Ця пропозиція прозвучала у радіопередачі від англійців. Вони пропонують залити активну зону великою кількістю води.

В.М.Ф.: Навряд чи англійці вірно представляють масштаби нашого «багаття» і можливостей «гармати».

(Наступного дня Валерій Олексійович сказав, що висока комісія відмовилася від застосування «гармати» після обговорення і категоричного «проти» пожежних).

В.М.Ф.: підкопується під реактор і будувати під ним теплообменік не потрібно. Проплавлення схеми «ОР» не буде. Чому? Схема «ОР» зараз перетворилася на колосники ковальського горна. Нижні водяні комунікації вибухом зірвані ( «дядьки» каналів відірвані). Верхні ділянки каналів теж відірвані (схема «Е» помітно зміщена вгору і убік, це було видно на відеоплівці). Цирконієві труби каналів згоріли. Стіни приміщень головних циркуляційних насосів (ГЦН) зруйновані. Вибухова хвиля дійшла до ГЦН, а це означає, що «дядьки» відірвані, доступ повітрю через отвори в схемі «ОР» до палаючого графіті знизу відкритий, зверху теж відтік газів вільний. Так що горіти графіт буде безперешкодно, поки не згорить весь, а схема «ОР» - колосники залишиться цілою, тому що охолоджується потоком повітря знизу.

Легасов: Де гарантія такого подання наслідків вибуху?

В.М.Ф.: Гарантії немає. Це перше, що спадає на голову,коли прокручуєш подумки всю картину швидкості підйому чорного стовпа пилу над шахтою реактора після скидання порції піску. Повітря явно проходить через «ОР» і кладку і розпечений виходить назовні.

Потім виявилося, що я мав рацію, але не зовсім. Схема «ОР» насправді перетворилася в колосники ковальського горна, не проплавілась, тільки від парового вибуху активної зони вона просіла вниз на кілька метрів, так як був зім'ятий «хрест» схеми «С», на якому трималася схема «ОР». Доступ повітря було все одно вільним, інакше горіння графіту тривало б значно довше.

Я зрозумів, що рішення високої комісії не змінити; там, в комісії, більш вагомі радники, коли почув заключну фразу нашої зустрічі: «Нас не зрозуміють, якщо ми нічого не будемо робити ...».

Ось чому ходив анекдот (а може бути це бувальщина): навколо зруйнованого блоку починалося активний рух техніки (бронетранспортерів), підіймалися хмари пилу, коли над ЧАЕС пролітали американські супутники-шпигуни. Вони повинні були зафіксувати бурхливу діяльність з ліквідації наслідків аварії.

Ми розлучилися з Валерієм Олексійовичем після отримання нового завдання: оцінити, скільки часу буде горіти графіт.

Я підійшов до вікна на сходах. Біля будівлі (у дворі) була споруджена піраміда із зелених ящиків явно військового походження. Поцікавився, що це таке. ящиках привезли свинцеву дріб. Як-то не повірилося: надто вже ящики будуть важкі, та від такої тяжкості самі розваляться. Цікавість узяла гору, пішов дивитися. Один ящик був розбитий, кришка збита. Всередині щільно укладені зелені військові респіратори. Рассовал п'ять штук по кишенях. Подумав - стануть в нагоді. Поділюся з Калугіна.

29.04.1986 в штабі вранці зустрілися і обговорювали доповідну Мельниченко. Він був відповідальним за проведення експерименту з вибігу ГЦН від Донецкенерго. Прочитав програму експерименту. Звернув увагу на фразу (не дослівно): «Під час експерименту роботи проводяться відповідно до чинним Технологічним регламентом реактора ». Якби трапився мені ця програма раніше, я б її підписав, хоча в ній і не було серйозного обгрунтування безпеки експерименту, аналізу роботи самого реактора під час експерименту. Та й не могло бути. Експеримент вважався пересічним. Ось тільки операториреакторщікі порушили кілька вимог Регламенту, коли проводили експеримент. Але зараз не про це мова.

Години до 12-ти всю нашу робочу комісію посадили в автобус і повезли подалі від радіоактивного вулкана - палаючого нутра реактора. Пункт призначення - піонертабір «Казковий». По дорозі зупинилися близько місця, де набивали піском паперові мішки для скидання в шахту реактора 4-го блоку. Про щось розмовляли керівники робіт. Вразила картина, яка довго ще буде перед очима: на тлі туманною громади станції будиночки невеликий села за кілометр від нас. За огорожею ходить орач за плугом з конем. Обробляє присадибну ділянку. Сільська ідилія на радіоактивному полі.

Ще раз зупинилися по дорозі в піонертабір. Чому їхали так довго, як-то забулося. Сиділи на торішній і молодий травичці. Підходять А.К. Калугін з Є.П. Сироткіна (фізик з НІКІТЕТа). Сіли. Олександр Костянтинович тихо говорить: «А реактор-то вибухнув від скидання стрижнів аварійного захисту. Пам'ятаєш звіт Саші Краюшкін? 10 номіналів за потужністю після скидання стрижнів A3, якщо всі вони перед скиданням знаходяться у верхньому положенні ».

У піонертаборі оцінили, скільки часу буде горіти графіт. Склали доповідну записку В.А. Легасова, За оцінкою - горіти йому 10-15 діб, В основу оцінки лягло спостереження радіоактивного «гриба» над шахтою реактора (здається, помилився за часом небагато). До кінця першої декади травня в навантажений піском і свинцем «Олена» перекинулася і встала майже в вертикальне положення вже в порожній шахті. Графіт практично повністю вигорів. Труби каналів обгоріли так, що зі схеми «Е» знизу стирчать лише огарки.

Переворот «Олени» взяли за вибух. Було незрозуміло, за якої причини він стався. З'явилося багато радіоактивного пилу і розмов про те, що реактор знову «задихав». Аналіз викидів показав, що це не так.

У піонертаборі нас вперше переодягли в робочі комбінезони. У їдальні стояли тарілки, повні таблеток з йодом.

Коли повернулися додому в кінці першої декади травня, на мені було вже 4-й комплект робочого одягу. У міру віддалення від станції довелося переодягатися. Остання переодягання було на аеродромі. Довго чекали посадки в літак. Сиділи в автобусі з відкритими дверима. Автобус привертав увагу: всі пасажири в сірих робах-комбінезонах. Підходили, питали про аварію. Прислухалися до розмов. Ми мовчали.

У Биково прямо в літаку нас зустріла група наших дозиметристів на чолі зі співробітниками Курчатовський інститут Е.О. Адамових і А.Е. Борохович. Переносний дозиметр в руках Адамова жваво тріщав, коли датчик підносили до черевиків, комбінезону. Авторучка в кишені затріщала жвавіше. Голова - тріск як кулеметна дріб. Знову тьохнуло селезінка, коли датчик піднесли до горла. Кулеметна дріб перейшла на суцільне рівномірне верещаніе. Дозиметристи, може бути, посміються над моєю оцінкою ситуації, але голову після лазні в санпропускнику я довго і безнадійно мив. Довелося обстригти.

У серпні 1986 р. я повертався з відрядження на ЧАЕС разом з начальником групи з безпеки Чернишовим. Прізвище запам'ятав, так як по материнській лінії я Чернишов, В літаку і у мене на квартирі довго розмовляли про причини вибуху реактора. Співрозмовник мій страшенно здивувався, коли дізнався, що реактор РБМК-1000 на ЧАЕС міг вибухнути в будь-який момент, якщо порушити Регламент, допустити зниження оперативного запасу реактивності до стану, коли всі стрижні СУЗ знаходяться у верхньому положенні, потужність знижена, а температура води на вході в канали максимальна. Якщо в цей момент спрацює аварійний захист реактора, вибух неминучий. А ми, - мовив він, -- кілька разів на рік виходили на потужність після короткочасних зупинок у такому Не встигали вчасно піднятися і втрачали запас реактивності, боялися потрапити в «йодну яму». Диспетчер вимагав підйому потужності реактора (для нього - «самовара») будь-яку ціну. Зазвичай ця ситуація виникала взимку, коли особливо була потрібна енергія. Щастило. Такий був реактор ...

Що ж сталося на 4-му блоці 26 квітня 1986г.?

Пояснити причини вибуху реактора завдання непросте, так як єдина точка зору до цих пір відсутня.

Як відомо, прототипом реактора РБМК став промисловий реактор-наработчік збройового плутонію. Два таких реактора недалеко від Томська і один - недалеко від Красноярська до цих пір надійно працюють (ось вже більше 40 років) і виробляють тепло та електроенергію. Зупинені вони будуть, швидше за все, після пуску заміщають потужностей по теплу, інакше міста-супутники Сіверськ і Железногорськ залишаться без комунального тепла.

Так от, в технічних умовах на промисловий реактор було записано, що стрижні аварійного захисту повинні зупиняти реактор за 2-3 с. Ця вимога на промислових реакторах виконується з моменту їх будівництва, стрижні аварійного захисту повністю вводяться в активну зону за час близько 5-6 с, а «глушиться» реактор до 3-ій секунді, коли стрижні приблизно наполовину входять до його активну зону.

У технічних умовах на РБМК-1000 було записано така ж вимога. Проте в процесі роботи над проектом реактора виявилося, що здійснити прискорене введення стрижнів СУЗ в активну зону важко. У промислових реакторах контур охолодження стрижнів СУЗ розімкнути, що охолоджує вода, пройшовши реактор, не повертається назад в контур, тому в ньому порівняно легко організувати охолодження каналів СУЗ шляхом так званого плівкового охолодження, при якому стрижні під власною вагою «падають» практично в порожній канал. У реакторі РБМК контур замкнутий, канали СУЗ заповнені водою, плівкове охолодження організувати важко, тому стрижні СУЗ вводяться примусово і з меншою швидкістю. Проектанти пішли по спрощеного шляху: фізичний «вага» стержнів, тобто здатність поглинати нейтрони, збільшили, а швидкість введення зменшили так, що в активну зону стрижні вводилися за 18 с, тобто майже в три рази повільніше, ніж у промислових реакторах. Коли про цю особливість реактора почули американці у Відні в МАГАТЕ в 1986 р. з вуст В.А. Легасова (він розповідав про Чорнобильську катастрофи), то дуже здивувалися, заявивши, що ще в 1953 р. ними було висунуто категорична вимога до швидкості введення аварійних стрижнів у 2-3 с. щоб виключити будь-яку можливість некерованого розгону реактора на миттєвих нейтронах (це вимога на промислових реакторах реалізовано з моменту їх пуску.

Ще про одну фатальний особливості аварійного захисту реактора. Одного разу, в середині 70-х років, в інституті Курчатова обговорювалися будівельні конструкції ЧАЕС. Мова зайшла про бетонних конструкціях підреакторні приміщення: надто вже воно здалося глибоким. У результаті обговорення було прийнято пропозицію заощадити бетон і зменшити його глибину майже на 2 метри. У результаті довелося зменшити довжину Витискувач стрижнів СУЗ до 4.5 м, тому що повна їхня довжина (7 м) вже містилася в підреакторні просторі, якщо стрижні СУЗ введені в активну зону на всю їхню довжину. У Загалом-то, рішення було обгрунтованим: Витискувач стрижнів СУЗ були введені в проект для економії нейтронів, а ефективність їх оптимальна, якщо Витискувач (в разі виведення поглинаючих стержнів повністю з активної зони) розташовуються в центральній її частині. Верхні і нижні краї Витискувач, розташовуючись на периферії, практично не приносять користі, тому що там мало нейтронів. Пояснимо, що Витискувач виконані з графіту в оболонці зі сплаву алюмінію. Графіт значно менше поглинає нейтрони, ніж вода, тому Витискувач покликані видаляти воду з каналів СУЗ, коли поглинають стрижні виведені у верхнє становище і не беруть участь в регулюванні потужності реактора. Це рішення призвело до того, що в нижній частині активної зони в каналах СУЗ опинився стовп води близько 1,2 м заввишки, коли поглинає частину стрижнів виведена з активної зони. Така ситуація часто виникає в перехідних режимах, особливо після короткочасних зупинок або перекладу реактора з більшої потужності на меншу. У цей час знижується запас реактивності внаслідок «отруєння» активної зони Ксеноном, стрижні з реактора виводяться у верхнє положення. Щоб підтримати потужність на меншому рівні або вивести її на необхідний рівень при пуску, потрібно зменшити «марне» поглинання теплових нейтронів, що й робиться шляхом вилучення стрижнів СУЗ з активної зони.

І третя особливість РБМК. Під час проектування реактора та й у наступні роки не знали з достатньою впевненістю (не було розрахункових програм і умов для надійних реакторних експериментів), які будуть зміни реактивності, якщо в робочих каналах, у випадку збільшення потужності, зростає кількість пари, тобто зменшиться кількість «щільної» води, поглинає здатність якої значно вище пара (цей ефект названий «Плотностним ефектом реактивності»). Тоді вважалося, що плотностной (або паровий) ефект реактивності якщо і позитивний, то тільки на етапі середнього зміни щільності теплоносія, а коли вода в каналі повністю замінюється пором - ефект негативний, тобто потужність реактора повинна знижуватися. При плотностном позитивному ефекті реактивності потужність реактора зростає з зростанням кількість пари, відповідно «підхльостує» і зростання потужності реактора.

Як виявилося згодом, в результаті розрахунків за нових програм, заміна води парою викликала різкий стрибок реактивності, причому такої величини, що потужність реактора повинна була зростати на «миттєвих» нейтронах за кілька секунд до значень, що перевищують початкову в десятки і сотні разів.

Є ще один ефект, значення якого для стійкої роботи реактора не було досить усвідомлено - це «двогорбий» розподілу енерговиділення по висоті активної зони, що пов'язано з великим вигорянням палива в центрі зони в порівнянні з верхньою та нижньою периферією (в умовах стаціонарного режиму перевантажень палива).

Ось чотири ефекту, які призвели до вибуху реактора такого масштабу, про можливості якого розробники того часу практично не знали і не здогадувалися.

Тут слід сказати, що де-не-що все ж таки знали по розрахунками і експериментів. Ще за три роки до аварії розрахунком було показано: якщо всі стрижні СУЗ, розташовані у верхньому положенні, тобто коли поглинає (активна) їх частина виведена з активної зони, будуть вводитися в активну зону, то в перші секунди дії стрижнів внаслідок витіснення води з нижньої частини каналів СУЗ графітовими Витискувач можливий короткочасний сплеск потужності реактора до десяти разів від початкової потужності.

Можливе зростання реактивності внаслідок заміщення води в каналі пором із зростанням потужності в даному розрахунку не розглядалося. У зв'язку з цим та з інших причин, обумовленою стійкістю роботи реактора, в технологічному регламенті існував пункт, категорично вимагає «глушити» потужність реактора, якщо кількість стрижнів СУЗ в активній зоні досягає п'ятнадцяти. У цьому випадку поглинає частину стрижнів СУЗ, що перебуває всередині активної зони, по мірі їх подальшого введення в активну зону знижувала реактивність реактора і приводила до його зупинки.

За три роки до аварії були прийняті рішення про переробку стрижнів СУЗ з метою виключити «ефект Витискувач». Однак нічого не було зроблено.

Наша робоча комісія відразу помітила порушення Регламенту в діях операторів: в активній зоні перебувало всього 2 стрижня СУЗ замість необхідних більше п'ятнадцяти для продовження роботи. Але чи міг скидання стрижнів СУЗ в умовах експерименту з вибіг турбіни призвести до такого вибуху?

За стрічок самописців було видно, що за кілька (1-2) секунд до зростання тиску в сепараторах, і після зростання (отже, і вибуху) витрата на всіх 8-ми насосах різко впав практично до нуля. З'явилася ідея: при малої потужності і при їх нестійкої роботи, всі насоси закавітіровалі, тому що там з'явився пар, стався зрив їх роботи і подачі води в реактор. Саме тому стався перегрів твелів і труб ТК, що призвело до їх розриву і подальшому розвитку аварії. (У момент експерименту з вибігу частини насосів все насоси працювали не в номінальному режимі з помітним перевищенням витрат, що збільшувало ймовірність їх зриву).

Ідея сподобалася майже всім, особливо представникам Головного конструктора реактора. Подальший розрахунковий аналіз за більш досконалим програмами показав, що причина вибуху реактора була в іншому. Ось як розвивалися події, за моїми уявленнями.

Під час експерименту з відключенням турбін і вибігу насосів потужність ректора з працею підтримувалася на низькому рівні (~ 20% від номіналу). Запас реактивності знижувався через «отруєння» Ксеноном. Щоб підтримати потужність і довести експеримент до логічного кінця, оператори практично всі стрижні СУЗ вивели з активної зони (залишилося відповідно до записами на стрічках дрег всього 2 стрижня). Тим самим було порушено важливе для безпеки положення Регламенту. Експеримент майже закінчили, реактор працював нестійка. Чути був шум у насосному приміщенні - кавітаційний гуркіт, з яким добре знайомий експлуатаційний персонал при порушенні оптимальних умов роботи насосів. Мабуть в цей момент оператор реактора помітив невелике зростання потужності реактора, пов'язаний зі зростанням кількості пара в каналах. Ситуація напружена, стрижні автоматичного регулювання потужності не діють. Їм ухвалено цілком розумне рішення «глушити» реактор «кнопкою» аварійного захисту. Через два-три секунди вода була витіснена з усіх каналів СУЗ, введена позитивна реактивність, достатня для зростання потужності нижній частині активної зони. Верхня частина активної зони знижує свою потужність, тому що в неї вводяться що поглинають стрижні. Однак нижня її частина продовжує розганятися, тому що реактор в якійсь мірі розділений на дві мало пов'язані один з одним частини внаслідок двогорбий кривий енерговиділення по висоті реактора. Розпочався розгін потужності реактора на миттєвих нейтронах внаслідок витіснення води з нижньої частини канал?? в СУЗ і позитивного ефекту реактивності через зростання кількості пари в нижній частині робочих каналів. Поява пари в нижній частині робочих каналів (для початку кипіння великого зростання потужності не було потрібно, тому що вода перебувала практично при температурі насичення) привело до повного виштовхування води з технологічних каналів. Поглинаюча частина стрижнів СУЗ до цього моменту увійшла в активну зону лише на 1,5-2 метри і не перешкоджала зростанню реактивності в нижній частині п'ятиметрової активної зони. Розгін потужності на миттєвих нейтронах в сотні разів від номіналу за перші 2-3 секунди «підірвав» твелів. Насоси припинили подачу води внаслідок різкого підвищення гідравлічного опору активної зони. Розпечена паливна «пил» з парою (на тлі зростання тиску в активній зоні і в сепараторі до 80-85 атмосфер та повного припинення витрати в насосах) перегрівся, в основному випромінюванням, труби технологічних каналів до температур, при яких відбувся їх розрив. Саме в цей час було чути шум і гуркіт з центрального зали, які взяли за перший вибух у центральному залі. Вода і пар з перегрітої паливної «пилом» заповнили реакторне простір, потрапили на гарячий графіт, температура якого до цього часу була близько 350-400 ° С. Тиск у реакторному просторі зросла до значень, при яких була зірвана верхня біологічна захист (схема «Е», «Олена»), розірвані вгорі канали, обірвані нижні труби-калачі, що підводять воду до робочих каналах. Під тиском в РП просів нижній «хрест» (схема «С»), на який спирається нижня біологічна безпека (схема «ОР»).

Тепловий вибух реактора був другим вибухом, який чув персонал. У цей момент були зруйновані верхні і нижні комунікації, відводять пароводяної суміш і що підводять воду до технологічних каналом, приміщення насосів і барабанів-сепараторів. Разом з парою в отвір після підйому та зсуву схеми «Е» були викинуті назовні графітові блоки з шматками цирконієвих труб і тепловиділяючих збірок. Знаходиться зовні будівлі реактора персонал (з доповідної записки) бачив іскри і розпечені шматки чогось, нагадують «палаючі ганчірки».

Перша, початкова фаза чорнобильської трагедії, як я її уявляю, закінчилася. , Що залишилася в шахті реактора велика частина палива і графіту стала розігріватися за рахунок залишкового енерговиділення продуктів поділу в паливі. Охолоджуюча вода в принципі вже не могла потрапити в активну зону, тому що всі комунікації були порвані. Графіт нагрівся до 700-800 ° С і сам став горіти. Температура палаючого графіту, могла зрости до 1500 ° С. За кілька днів графіт, цирконієві труби, цирконієві оболонки твелів практично повністю вигоріли. Важкі фракції палива в шахті реактора залишилися (деякі експерти стверджують, що там нічого не залишилося), летючі і газоподібні осколки поділу урану виявилися викинутими в атмосферу.

Чим же можна закінчити? Ось кілька ЯКБИ. Якщо б реактор був спроектований добротно, без зазначених вище недоліків