Эндрю Ливербарроу - Чернобыль 01:23:40

• Название: Чернобыль 01:23:40
• Автор: Эндрю Ливербарроу
• Жанр: Прочая документальная литература
• Год: 2019
• ISBN: 978-5-17-119379-9

Эндрю Ливербарроу по кусочкам восстанавливает печально известные события 26 апреля 1986 года, прославившие Чернобыль на весь мир. Автор делится своими впечатлениями о Припяти и выводами, к которым он пришел в ходе собственного расследования. Материалы, собранные автором, использовались создателями культового сериала «Чернобыль», что позволило им добиться особой достоверности.

---

Отсутствие у РБМК самых критически важных радиационных барьеров не укладывается в голове, это конструктивный дефект, который нельзя было допускать даже в мыслях, не говоря о том, чтобы такой проект разрабатывать, утверждать и реализовывать. Еще до того как Совет министров приступил к отбору вариантов, его члены были осведомлены об этих недостатках, но все равно отдали предпочтение РБМК, а не конкурирующему ВВЭР («Водо-водяному энергетическому реактору»), модели более безопасной, но, правда, более дорогой и чуть-чуть менее мощной. В то время все считали, что на РБМК никаких масштабных инцидентов произойти не может, поскольку все принятые в отрасли инструкции будут неукоснительно соблюдаться. В итоге решили, что дополнительные меры безопасности ни к чему[85].

Реакция деления ядра обеспечивается замедлителем нейтронов, его функции в РБМК выполняют вертикальные графитовые блоки вокруг топливных каналов. В каждом реакторе РБМК – 1850 тонн графита. Графит замедляет скорость движения нейтронов в топливе, значительно увеличивая вероятность их столкновения с ядрами урана U-235. Если мячик при игре в гольф лежит в паре сантиметров от лунки, вы не станете лупить по нему изо всех сил, а лишь слегка подтолкнете. Тот же принцип работает и здесь. Чем чаще в результате столкновения расщепляется ядро, тем лучше самоподдерживается цепная реакция и тем больше выделяется энергии. Иными словами, замедлитель создает нужную среду для цепной реакции. Это как кислород для обычного огня: даже будь у вас все топливо мира, без кислорода оно гореть не будет.

Использовать графит в качестве замедлителя – дело чрезвычайно рискованное, поскольку в отсутствие охлаждающей воды или при наличии пузырьков пара (так называемых пустот) реакция продолжится и даже станет более интенсивной. Это явление измеряется пустотным коэффициентом реактивности, положительные значения которого свидетельствуют о серьезных недостатках конструкции. В США графитовые реакторы применялись в пятидесятые годы для исследовательских работ и производства плутония, но американцы вскоре поняли, насколько эти реакторы небезопасны. Сегодня почти на всех западных АЭС эксплуатируются либо реакторы с водой под давлением (PWR), либо водные реакторы кипящего типа (BWR). В этих реакторах замедлителем, обеспечивающим цепную реакцию, выступает та же вода, что подается в реактор в качестве теплоносителя. То есть, если прекращается подача воды, прекратится и деление ядер, поскольку реакция перестанет быть самоподдерживающейся, – и этот принцип куда более безопасен. Однако в некоторых моделях реакторов по-прежнему используется графит. Кроме РБМК и его модифицированной версии ЭГП-6, в их число входит лишь еще одна модель – британский AGR («Усовершенствованный газоохлаждаемый реактор»). Этот список вскоре пополнится реакторами нового типа на строящейся в Китае АЭС «Шидаовань». На станции будут работать высокотемпературные графитовые реакторы HTR PM, которые планируется запустить в 2017 году[86].

Поскольку в процессе ядерного распада выделяется огромное количество тепла, охлаждение активной зоны – насущная необходимость. Это особенно актуально в случае с РБМК, который, по словам английского ученого Эрика Войса, работает «на поразительно высоких температурах» в сравнении с другими реакторами – 500 °С, а в отдельных точках – до 700 °С. Рабочая температура в обычном PWR – порядка 275 °С. В разных моделях реакторов – разные типы теплоносителя. Это может быть газ, воздух, жидкий металл, соль, но в Чернобыле, как и в большинстве других реакторов, использовали легкую (читай – обычную) воду. Поначалу планировалось, что теплоносителем будет газ, но из-за дефицита необходимого оборудования решение изменили[87]. Вода под высоким давлением (65 атмосфер) подается в нижнюю часть реактора, откуда, закипев, поднимается вверх и отводится из реактора в сепаратор, который собирает пар, а оставшаяся вода закачивается обратно в реактор. Пар тем временем попадает в паровую турбину, генерирующую электроэнергию. Реактор РБМК производит 5800 тонн пара в час[88]. На выходе из турбогенератора пар конденсируется, и конденсат поступает к насосам, где цикл начинается заново.

Этому методу охлаждения органически присущ один серьезный недостаток. В отличие от обычного PWR, в реактор попадает та же вода, что прошла через насос системы охлаждения, а потом – в виде пара – через турбины, – то есть вода, подвергшаяся высоким уровням радиации, присутствует во всех частях системы. В PWR предусмотрен специальный теплообменник, обеспечивающий передачу тепла от воды из реактора подаваемой под более низким давлением чистой воде, что позволяет турбинам оставаться незагрязненными. С точки зрения безопасности, техобслуживания и управления отходами эта схема лучше. Вторая проблема РБМК в том, что парообразование происходит в активной зоне, а это повышает вероятность возникновения паровых пустот и, следовательно, увеличения пустотного коэффициента реактивности. В обычных водных реакторах кипящего типа (таких как PWR) этой проблемы нет, но в графитовых AGR она тоже присутствует.

Для контроля количества энергии, которую производит ядерный реактор, используются стержни управления. В РБМК это длинные тонкие цилиндры, заполненные главным образом карбидом бора, поглощающим нейтроны и замедляющим реакцию. Концевые секции стержней выполнены из графита: когда стержень поднимется из активной зоны, они не дают охлаждающей воде (которая тоже способна поглощать нейтроны) попасть туда, где находилась борная секция, – это повышает влияние стержней на то, как протекает реакция. Каждый из чернобыльских реакторов имел по 211 стержней управления, которые по мере необходимости можно было опускать внутрь активной зоны, а также дополнительно по 24 укороченных «стержня-поглотителя». Поглотители обеспечивают равномерное распределение энергии по всей ширине активной зоны и перемещаются снизу вверх. Чем больше стержней в активной зоне и чем глубже они в нее погружены, тем ниже интенсивность реакции. И наоборот: меньше стержней – больше энергии. Стержни управления можно перемещать одновременно на заданную оператором глубину, а можно их разъединить и перемещать группами – в зависимости от ситуации[89]. По западным стандартам, скорость движения стержней в РБМК невероятно низкая: перемещение из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее занимает от 18 до 21 секунды, тогда как, например, канадскому CANDU на ту же операцию достаточно одной секунды[90].

Мало кто знает, что еще до известной катастрофы 1986 года на ЧАЭС уже случалась авария, которая привела к частичному расплавлению активной зоны первого энергоблока. Инцидент произошел 9 сентября 1982 года, несколько лет информацию о нем держали в тайне. Трудно добыть подробные и надежные сведения (особенно на английском), но, судя по всему, причиной аварии стало перекрытие клапана в канале теплоносителя, что привело к перегреву канала и частичному повреждению топливных сборок и графита. В секретном рапорте КГБ, датированном следующим после аварии днем, говорится: «В связи с проведением планового капитального ремонта 1 энергоблока Чернобыльской АЭС, который намечено завершить 13 сентября с.г., 9.9.82 г. проводился пробный пуск реактора. При подъеме его мощности до 20 процентов произошел разрыв одного из тысячи шестисот сорока технологических каналов, загруженных ТВС (тепловыделяющие сборки). При этом произошел обрыв штанги, на которой крепятся ТВС, а также частичное увлажнение графитовой кладки»[91]. В результате началось вымывание топлива и графита через трубы, и продукты распада попали в вентиляционную систему, что, в свою очередь, преградило путь теплоносителю и привело к частичному расплавлению активной зоны.

Операторы долго не могли понять, что происходит, и почти полчаса не обращали внимания на сигналы оповещения. В проведенном КГБ расследовании халатность персонала (сознательное перекрытие теплоносителя), похоже, не рассматривалась. Две независимые друг от друга комиссии, замерявшие уровень радиации в окрестностях станции, тоже пришли к разным выводам: межведомственная комиссия практически никакого загрязнения не выявила, в то время как группа биофизиков из Института ядерных исследований украинской Академии наук выявила уровни радиации, в сотни раз превышающие допустимые нормы[92]. Два авторитетных специалиста, которые позднее будут анализировать катастрофу 1986 года, в 1982 году тоже не согласились с официальной трактовкой событий. Дежурившие в тот день операторы отрицали возможные оплошности со своей стороны. «Как очевидец этой аварии и участник ликвидации ее последствий, могу добавить немногое: версия НИКИЭТа [Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники], обвинившего инженера цеха наладки ЧАЭС в полном закрытии подачи воды в канал, так и осталась версией, – пишет Николай Карпан, работавший в 1979–1986 годах заместителем главного инженера станции по науке. – И руководитель работ, и вся бригада операторов, занимавшаяся в тот день регулировкой поканальных расходов, от навязываемой им ошибки упорно отбивалась. В тот день они работали, как всегда, строго по инструкции, которая обязывала до начала работы ставить на регулятор ограничительную планку, механически препятствующую полному закрытию клапана подачи воды в канал»[93]. Скорее всего, инцидент произошел главным образом из-за конструктивного дефекта или – еще вероятнее – из-за производственного брака, но политики решили пойти путем наименьшего сопротивления и свалить вину на дежурного инженера. Объявить о единичной человеческой ошибке легче, чем признать дефект в конструкции твоих новеньких с иголочки ядерных реакторов, разработка и создание которых стоили уйму денег; к тому же они уже эксплуатируются на двух других станциях. Эту неофициальную версию поддерживал и заместитель главного инженера по науке: «Исследования показали, что причиной разрушения канальных труб из циркония оказалось остаточное внутреннее напряжение в… стенках. Завод по своей инициативе изменил технологию изготовления канальных труб, и результатом этого “технологического новшества” стала авария»[94].