Чернобыль: История ядерной катастрофы

Протокол перечислял основные характеристики реактора. Ядро реактора – графитовый цилиндр семь метров высотой и диаметром около двенадцати метров, заключенный в стальной кожух и размещенный в бетонной шахте шириной около двадцати двух метров и высотой в двадцать шесть метров. Графитовые блоки, из которых составлена активная зона, замедляют нейтроны и предотвращают затухание цепной реакции – столкновения нейтронов с ядрами урана. Ядра же, расщепляясь, высвобождают новые нейтроны. Вверху и внизу кожуха реактора расположены две громадные металлические плиты, которые служат для биологической защиты. Верхняя плита (формально: «схема Е», неформально: «Елена») пронизана трактами технологических каналов – для топливных и нейтронопоглощающих стержней. Реактор четвертого энергоблока насчитывал 1661 топливный канал. В такой канал помещали сборку из 18 таблеток с диоксидом урана, в котором 2–3 процента составлял уран-235. Система управления защитой имела 211 стержней с поглотителем нейтронов – карбидом бора. Поглотитель, не позволяя части нейтронов врезаться в ядра урана, замедляет цепную реакцию. Если же реакцию надо подстегнуть, то регулирующие стержни из активной зоны реактора выводят. По контуру проходит охлаждающая вода, частично выкипая за счет выделяемого при реакции тепла. Паро-водная смесь попадает в сепаратор, откуда вода возвращается в реактор, а пар выходит к турбине, которая генерирует электричество.

Как было принято в Советском Союзе, единственной защитой окружающей среды от потенциального выброса радиации служила бетонная оболочка, в которой находился реактор. В 1983 году комиссия нашла состояние реактора удовлетворительным – хоть и с оговорками. Имелись неисправности, которые следовало устранить. Среди прочего было рекомендовано улучшить конструкцию стержней с поглотителем. Как выяснилось, когда стержни вводят в ядро, они дают увеличение реактивности – разгоняют цепную реакцию, хотя должны ее замедлить. Причиной этому были прикрепленные к стержням снизу графитовые вытеснители. При усовершенствовании стержней комиссия советовала взять за образец третий энергоблок, где это уже было сделано. Эта проблема («концевой эффект») впервые дала о себе знать еще в 1975 году на Ленинградской атомной станции. Положительный коэффициент реактивности привел к потере управления реактором, скачку мощности, разрушению одного из каналов и утечке ядерного топлива. Подробности аварии, которая поставила реактор на грань взрыва, скрывали от сотрудников других атомных станций, но Борец хорошо представлял себе картину происшедшего – он тогда находился как раз на ЛАЭС [87] .

87

Акт комиссии по физическому пуску о завершении физического пуска реактора РБМК-1000 IV энергоблока Чернобыльской АЭС // Причины Чернобыльской аварии известны [accidont.ru/phys_start.html]; Дмитриев В. Концевой эффект // Там же [accidont.ru/PS_effect.html].

30 ноября 1975 года, приехав из Чернобыля на стажировку вместе с группой коллег, Борец оказался свидетелем худшего на тот момент инцидента в истории РБМК. В тот день он решил провести на Ленинградской станции две смены подряд, чтобы понаблюдать за изменением режима эксплуатации реактора – «переходными процессами на малой мощности с малым запасом реактивности». Вскоре Борец увидел, что дело принимает скверный оборот: скорость разгона мощности реактора самопроизвольно возрастала. Оператор пытался замедлить ядерную реакцию стандартным способом, то есть вводом в активную зону стержней с поглотителем – ручного регулирования и автоматических. Однако РБМК Ленинградской станции повел себя неадекватно. Даже мастерство оператора («виртуоза», по мнению Борца) не сумело привести реактор в норму. Неконтролируемый рост реактивности в итоге привел к аварии.

Борец понял, что в активной зоне мог произойти взрыв. Богатый опыт управления ядерной реакцией в Томске-7 позволил ему верно предсказать наихудший сценарий. На следующий день, пытаясь вразумить одного из руководителей станции, Борец так описал свои ощущения: «Представьте себя за рулем автомобиля. Заводите мотор, трогаетесь, плавно разгоняетесь, переключаете передачи. Скорость 60 километров в час. Снимаете ногу с педали газа. И вдруг автомобиль начинает самостоятельно разгоняться: 80, 100, 130, 150 километров в час. Тормозите – никакого эффекта, разгоняется. Как вы будете себя чувствовать?» [88]

88

Борец В. Указ. соч.

Вышедший из-под контроля реактор Ленинградской АЭС все же был дважды остановлен системой аварийной защиты. Взрыва удалось избежать, но скачки мощности привели к расплавлению топливного канала и попаданию топлива в активную зону. Реактор заглушили, его активную зону на следующий день продули азотом, загрязнив таким образом атмосферу – инцидент привел в итоге к выбросу радионуклидов суммарной активностью полтора миллиона кюри. Активность в один кюри эквивалентна распаду 37 миллионов атомов в секунду. Такой активности хватит для заражения десяти миллионов литров молока. Согласно МАГАТЭ, территория считается безопасной при уровне загрязнения до пяти кюри на квадратный километр. Никому точно не известно, какой эффект выброс полутора миллионов кюри оказал на побережье Финского залива и на местных жителей – включая ленинградцев. ЛАЭС находится примерно в полусотне километров от северной столицы России [89] .

89

Медведев Г. Ядерный загар. М., 2002. С. 206; Sternglass E. Secret Fallout: Low Level Radiation from Hiroshima to Three Mile Island. New York, 1981. P 120.

Виталию Борцу так и не объяснили, что именно произошло на энергоблоке, а сам он не мог знать, каким был изъян в конструкции реактора, давший подобный эффект. Эти сведения держали в тайне. Конструкторы решили, что РБМК и дальше может работать в таком виде – достаточно будет усовершенствовать регулирующие стержни. Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники выпустил инструкцию, не указывая в ней, почему возникла нужда в такой переделке. Документ в итоге повлиял на текст предписаний комиссии, которая обследовала четвертый энергоблок Чернобыльской АЭС. Однако комиссия не придала проблеме со стержнями большого значения – уроки из аварии на Ленинградской станции не извлекли. РБМК можно было улучшать и улучшать, но от сотрудников атомной станции ждали производства энергии, а не доработки старых реакторов или разработки новых. Модификацию отложили на потом.

У офицеров КГБ, неусыпно следивших за атомной станцией, состояние двух энергоблоков второй очереди тревоги в общем не вызывало. Наверх докладывали о том, что третий и четвертый в среднем надежнее первого и второго. В итоге они пришли к выводу, что уровень безопасности в целом повышается, несмотря на ряд серьезных проблем. Если в 1982 году на трех энергоблоках произошло три аварии и 16 отказов в работе оборудования, то за первые девять месяцев 1984 года уже на четырех энергоблоках аварий не случалось, а отказов насчитали десять [90] .

90

Спеціальне повідомлення 6-го відділу УКДБ УРСР по м. Києву та Київській області до 3-го відділу 6-го управління КДБ УРСР про основні інженерно-технічні недоліки діючих енергоблоків Чорнобильської АЕС, жовтень 1984 р. // З архівів ВУЧК-ГПУ-НКВД-КГБ. 2001. Т. 16. № 1. С. 58–60.

Казалось, ни у Борца, ни у других инженеров-атомщиков не было причин вспоминать инцидент на Ленинградской АЭС при подготовке к тестированию и остановке реактора четвертого энергоблока. Борец просто выполнил поставленную задачу: опросил различных специалистов о планируемых испытаниях, составил график и передал его лаборатории научно-исследовательского отдела, ответственной за остановку. Борец предложил начать остановку реактора 24 апреля в десять вечера. Таким образом, к часу дня 25 апреля персонал мог бы выполнить программу испытаний и затем заглушить реактор.

Из лаборатории ответили, что закончить надо к десяти утра, иначе мощность реактора упадет ниже допустимого уровня. Все согласились. Николай Фомин, главный инженер, утвердил график испытаний. Позднее он говорил, что вначале остановку реактора запланировали на 23 апреля, но потом решили перенести ее на выходные. Документ так и не дали завизировать представителям союзного Министерства энергетики и электрификации и завода, выпустившего реактор. Это предписывала инструкция, но ее мало кто соблюдал. Предполагалось, что к последним выходным апреля реактор четвертого энергоблока будет благополучно остановлен [91] .

91

Борец В. Указ. соч.

Подготовка к остановке реактора началась не 24-го, как предложил Борец, а 25 апреля, еще затемно – когда на четвертом энергоблоке приступила к работе новая смена операторов. Около пяти утра тепловую мощность реактора снизили наполовину и зафиксировали на уровне 1600 мегаватт [92] .

В восемь утра, по окончании ночной смены, остановку реактора продолжила дневная – под началом Игоря Казачкова. В свои тридцать с небольшим лет Казачков был одним из самых опытных руководителей среднего звена на Чернобыльской АЭС. В 1974 году, окончив Одесский политехнический институт, сразу же уехал в Припять и дорос на станции до начальника смены. В декабре 1985 года областная газета даже посвятила ему заметку с фотографией: герой дня стоит у экрана одной из ЭВМ станции в белом халате, белом колпаке, в очках и с бородкой и выглядит весьма умудренным для своих лет. В заметке его хвалили за «четкую организацию и трудовую дисциплину» [93] .

92

Карпан Н. Указ. соч. С. 326, 440.

93

Правофланговий п’ятирічки // Київська правда. 1985. 29 грудня.

Смена Казачкова приняла ответственность за реактор, в активную зону которого были введены почти все регулирующие стержни – для торможения ядерной реакции. Около пятнадцати стержней еще пребывали в верхнем положении – таким образом, у Казачкова оставалось пространство для маневра, хотя в такой ситуации инструкции завода-изготовителя предписывали заглушить реактор. Однако и ночная смена, и дневная инструкцией пренебрегли – следуя графику, утвержденному вышестоящим начальством. Они не успели еще провести тест выбега ротора турбогенератора, как и многие другие испытания и замеры. Что еще важнее, сотрудники энергоблока имели право заглушить реактор и отключить его от энергосистемы только при серьезной аварии. В противном случае директору станции требовалось разрешение диспетчера из Киева.