Над всеми конструкторами и эксплуатационниками ядерных энергетических 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 минут
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 установок, и персонал, уже по собственной инициативе, отключил сигналы аварийных установок с тем, чтобы реактор опять не отключился.
В 1 час 22 минуты 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 минуты 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 минуты 40 секунд 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.)
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
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 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.