ЧАЕС аварія потрясла світ

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

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

Час йде 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 більше 1 Кі/км2 зазнала 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 у ставленні до атомної енергії. Пропонована стаття написана одним з учасників робочої групи експертів, яка 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. Крамером, начальник лабораторії, яка займається реактор РБМК. Зрадів, що я вдома (день вихідний, багато роз'їхалися відпочивати). Попросив терміново зателефонувати 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 дві з кожної сторони 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. Уявлялося, що це найстрашніша 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. Відправляйтеся, каже, на Китайгородський 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 летить на ЧАЕС.

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

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

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

Годині о 12 ночі повернувся додому, зателефонував Ніні Василівні. З'єднала с 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-валізку з відрядження набором завжди готовий. На промислові реактори поїздки були частенько, іноді на аварії, але в основному інформаційно-ділові. На аварії з РБМК - третя (грудень 1975 р. - ЛАЕС; вересня 1982 - ЧАЕС, і ось квітень 1986 р.). Узяв з собою дві пелюстки-респіратора, які колись привіз із відрядження до м. Томська. 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 «рафіку» окраїнними вулицями Києва. Мирне 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, в біло-рожевому вишнево-яблучному цвітінні.

По дорозі двічі зупинялися. Дозиметристи з «вісімки» (НДІКІЕТ) расчехлялі прилади, вимірювали фон. Відчувалося, що фон підвищений, але не катастрофічний (в цей час вітер дув не в нашу строну). Кілометрів за 10 до Прип'яті зупинилися в селі. Біля узбіччя дороги і на невеликій площі кілька автобусів з плачучими жінками, дітьми. Зрозуміли - евакуйовані. Близько автобусів багато людей, мабуть, місцевих. Розмовляють з 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, принишклий. На вулицях - ні душі. Під'їхали до міськкому. Поруч готель. У міськкомі людей багато, у вестибюлі - плаче жінка з хлопчиком років десяти. Чомусь не виїхали з усіма.

Знайшли В.А. Легасова. Він відправив нас у готель. Напутнє слово: працювати почнемо завтра. А поки відпочивайте.

Розташувалися в гостинці. Познайомився з сусідом по номеру. Киянин, лікар. Розповів, що вчора було видно легке заграва над зруйнованим блоком. Вранці та вдень - невелике ширяння. З вікна коридору (на 3-му або 4-му поверсі) видно верхні частини блоків станції. Ширяння не видно. Зібралися в номері у дозиметристів з «вісімки». Фон на вулиці біля одного рентгена на годину (~ 300 мкР / с). На вулицю краще не виходити. Це порада. Правда, захотілося їсти. Їдальня майже поруч. Пішли з Калугіним (начальник відділу РБК Курчатовського інституту). 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 мжичка, туман, глибокі сутінки. Подумалося: голова буде «брудна», немає ні кепки, ні чепчики. На підході до готелю зустріли якогось товариша. Він нас вилаяв: «Чого блукаєте, на вулиці три рентгени на годину!»

Зібралися в готелі в номері у К.К. Полушкіна. Показав відзняту відеоплівку. Побачили розвали станції, кратер центрального залу, завалений трубами, арматурою будівельної. В одному місці, на краю шахти реактора, - червона пляма у вигляді розмитого півмісяця. Значить, схема «Є» («Олена», верхня біологічний захист реактора) зрушена так, що вийшла з шахти, видно розпечений графіт. Проте практично вся шахта закрита «Єленою», яка ще тримається в горизонтальному положенні на частоколі сталевих ділянок каналів. Цирконієві труби, швидше за все, згоріли, тримається «Олена» на сталевих недогарка труб, які, мабуть, впираються в графіт. Диму і пари 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'ятку 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 пігулки 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 витягти з 15-ої кімнати (пультова операторів блоку). Переглянути доповідні записки операторів, які всі вже в Москві, в 6-ій клінічній лікарні.

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

Приїхали на блок, розмістилися з документацією та стрічками програми ДРЕГ (стрічки ДРЕГ - величезні аркуші паперу з інформацією з діагностики та реєстрації параметрів і стану систем реакторної установки перед і в момент аварії реактора) у великій підвальній кімнаті. Читали доповідні записки, говорили з декількома залишилися з нами місцевими інженерами - персоналом. Вразила 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 стержнях.

Години за три дні зателефонував Валерій Олексійович. Попросив приїхати до штабу. Зібралися, вийшли на майданчик перед входом в адміністративний корпус. До зруйнованого блоку кілька сот метрів, але його не видно. Закривають стіни цілих блоків, їх три. Молоді хлопці (зміна) на майданчику курять, базікають. 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, ні на одному 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 курна. У салоні - пилюка (автобус старий, дірявий), ще й гар від вихлопних газів. Згадав про «пелюстці». Витягнув. Прикрив рот і ніс рукою з розкритим «пелюсткою». От не пам'ятаю, чи віддав я другий «пелюстку» Калугину. У всякому 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 ємкості, трубопроводи. Вгорі - голі «ребра» барабана-сепаратора, чорні лахміття теплового захисту. Стіни зруйновані на дрібні шматки і похилій гіркою підступають до корпусів насосів.

Раптом увага переключилася 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 гару (точнісінько в точнісінько 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 кошлатими, 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 клубящихся 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 вертольота 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 біологічний захист, на яку спирається графітова кладка і деякі інші конструкції активної зони), що може призвести до «китайському синдрому», тобто до потрапляння 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, сходу прокоментувати намічені заходи, а в наступні години і дні продумати їх і оцінити, якщо буде достатньо кмітливості.

Докладно про реакцію Калугіна говорити не буду. Олександр Костянтинович відразу сказав, що ланцюгова реакція виключена, твели зруйновані, йде тільки горіння графіту.

Мої відповіді більш докладно.

В.М.Ф.: Горіння графіту припинити піском і свинцем неможливо, так як шахта реактора розкрита, але закрита «Єленою». 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 та 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 промисловій технології застосовують водяний пар для активізації горіння вугілля і коксу. Потік води у вигляді розрізнених крапель дощу перетвориться на пар на розжарених поверхнях конструкцій і графіту, винос активності з парою значно посилиться. Це все одно, що лити воду в не повністю прогорів багаття. Звичайно, з часом багаття згасне, але скільки попелу відлетить 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» та можливостей «пушки».

(На наступний день Валерій Олексійович сказав, що висока комісія відмовилася від застосування «гармати» після обговорення і категоричного «проти» пожежників).

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

Легасов: Де гарантія такого подання наслідків вибуху?

В.М.Ф.: Гарантії немає. Це перше, що спадає на думку, 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 був правий, але не зовсім. Схема «ОР» насправді перетворилася в колосник ковальського горна, не проплавили, 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 був 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), піднімалися хмари пилу, коли над ЧАЕС пролітали американські супутники-шпигуни. Вони повинні були зафіксувати бурхливу діяльність по ліквідації наслідків аварії.

Ми розсталися 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 з зелених ящиків явно військового походження. Поцікавився, що це таке. Стоїть поруч хлопець відповів, що військові в ящиках привезли свинцеву дріб. Як-то не повірилося: надто вже ящики будуть важкі, та від такої ваги самі розваляться. Цікавість узяла верх, пішов дивитися. Один ящик був розбитий, кришка збита. Усередині щільно укладені зелені військові респіратори. Розсовувати по кишенях штук п'ять. 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 вибіжу ГЦН від Донецкенерго. Прочитав програму експерименту. Звернув увагу на фразу (не дослівно): «Під час експерименту роботи проводяться відповідно до чинного 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 рядовим. 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 біля 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 невеликого села в кілометрі від нас. За огорожею ходить орач за плугом з конем. Обробляє присадибна ділянка. Сільська ідилія на радіоактивному полі.

Ще раз зупинилися по дорозі в піонертабір. Чому їхали так довго, якось забулося. Сиділи на торішній і молодий травичці. Підходять А.К. Калугін з Є.П. Сироткіна (фізик з НІКІТЕТа). Сіли. Олександр Костянтинович тихо каже: «А реактор-то вибухнув від скидання стрижнів аварійного захисту. Пам'ятаєш звіт Саші Краюшкіна? 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 навантажена піском і свинцем «Олена» перекинулася і встала майже у вертикальне положення вже в порожній шахті. Графіт практично повністю вигорів. Труби каналів обгоріли так, що зі схеми «Е» знизу стирчать лише недогарки.

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

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

Коли повернулися додому в кінці першої декади травня, на мені був вже 4-й комплект робочого одягу. У міру віддалення від станції довелося переодягатися. Остання перевдягання 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 із співробітниками Курчатовського інституту Є.О. Адамовим і А.Є. Бороховича. Переносний дозиметр у руках Адамова жваво тріщав, коли датчик підносили до черевиків, комбінезону. Авторучка в кишені затріщала жвавіше. Голова - тріск як кулеметна дріб. Знову тенькнуло селезінка, коли датчик піднесли до горла. Кулеметна дріб перейшла на суцільне рівномірний вискотіння. 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, У 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, - промовив він, - кілька разів на рік виходили на потужність після короткочасних зупинок у такому стані реактора. 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 потрібна енергія. Щастило. Такий був реактор ...

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

Пояснити причини вибуху реактора завдання непросте, тому що 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 заміщуючих потужностей по теплу, інакше міста-супутники Сіверськ і Желєзногорськ залишаться без комунального тепла.

Так ось, 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, стержні аварійного захисту повністю вводяться в активну зону за час близько 5-6 с, а «глушиться» реактор до 3-ої секунді, коли стрижні приблизно наполовину входять в його активну зону.

У технічних умовах на РБМК-1000 було записано таке ж вимогу. Однак у процесі роботи над проектом реактора виявилося, що здійснити прискорене введення стрижнів СУЗ в активну зону важко. У промислових реакторах контур охолодження стрижнів СУЗ розімкнений, охолоджуюча 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 спрощеним шляхом: фізичний «вага» стрижнів, 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 катастрофу), то дуже здивувалися, заявивши, що ще в 1953 р. ними було висунуто категоричну вимогу до швидкості введення аварійних стрижнів в 2-3 с. щоб виключити будь-яку можливість некерованого розгону реактора на миттєвих нейтронах (ця 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 підреакторних приміщеннях: аж надто воно здалося глибоким. У результаті обговорення було прийнято пропозицію заощадити бетон і зменшити його глибину майже на 2 метри. У результаті довелося зменшити довжину витиснювачів стрижнів СУЗ до 4.5 м, тому що повна їх довжина (7 м) вже містилася в підреакторних просторі, якщо стрижні СУЗ введені в активну зону на всю їх довжину. Загалом-то, рішення було обгрунтованим: витискувачі стрижнів СУЗ були введені в проект для економії нейтронів, а ефективність їх оптимальна, якщо витискувачі (у разі виведення поглинаючих стержнів повністю з активної зони) розташовуються в центральній її частині. Верхні і нижні краї витиснювачів, розташовуючись на периферії, практично непридатні, тому що там мало нейтронів. Пояснимо, що витискувачі виконані з графіту в оболонці зі сплаву алюмінію. Графіт значно менше поглинає нейтрони, ніж вода, тому витискувачі покликані видаляти воду з каналів СУЗ, коли поглинають стрижні виведені у верхнє положення і не беруть участь в регулюванні потужності реактора. Це рішення призвело до того, що в нижній частині активної зони в каналах СУЗ виявився стовп води близько 1,2 м заввишки, коли поглинаюча частина стрижнів виведена з активної зони. Така ситуація часто виникає в перехідних режимах, особливо після короткочасних зупинок або переведення 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 і 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 разі зростання потужності, зростає кількість пари, тобто зменшиться кількість «щільної» води, що поглинає здатність якої значно вище пара (цей ефект названий «плотностном 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 позитивному ефекті реактивності плотностном потужність реактора зростає із зростанням кількість пари, відповідно «підхльостувався» і зростання потужності реактора.

Як виявилося згодом, в результаті розрахунків за новими програмами, 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 достатньо усвідомлено - це «двогорбий» розподілу енерговиділення по висоті активної зони, що пов'язано з великим вигорянням палива в центрі зони у порівнянні з верхньої та нижньої периферією (в умовах стаціонарного режиму перевантажень палива ).

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

Тут слід сказати, що дещо все ж знали за розрахунками та експериментів. Ще за три роки до аварії розрахунком було показано: якщо всі стрижні СУЗ, розташовані у верхньому положенні, тобто коли поглинаюча (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 витіснювачами 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, обумовленим 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 поглинаюча частина стрижнів СУЗ, що знаходиться всередині активної зони, в міру 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 витиснювачів». 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 вибігу турбін привести до такого вибуху?

За стрічками самописців було видно, що за кілька (1-2) секунд до зростання тиску в сепараторах, і після зростання (значить, і вибуху) витрата на всіх 8-ми насосах різко впав практично до нуля. З'явилася ідея: при малій потужності і за їх нестійкої роботи, всі насоси закавітіровалі, так як 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. (На момент експерименту з вибігу частини насосів всі насоси працювали не в номінальному режимі з помітним перевищенням витрати, що збільшувало ймовірність їх зриву).

Ідея сподобалася майже всім, особливо представникам Головного конструктора реактора. Наступний 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 падав з-за «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 було шум у насосному приміщенні - кавітаційний гуркіт, з яким добре знайомий експлуатаційний персонал при порушенні оптимальних умов роботи насосів. Мабуть в цей момент оператор реактора зауважив невелике зростання потужності реактора, пов'язаний із зростанням кількості пари 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, так як в неї вводяться поглинають стрижні. Проте нижня її частина продовжує розганяти, так як реактор в якійсь мірі розділений на дві мало пов'язані один з одним частини внаслідок двогорбий кривої енерговиділення по висоті реактора. Розпочався розгін потужності реактора на миттєвих нейтронах внаслідок витіснення води з нижньої частини каналів СУЗ та 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 знаходилася практично при температурі насичення) призвело 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 зростання реактивності в нижній п'ятиметрової частині активної зони. Розгін потужності на миттєвих нейтронах в сотні разів від номіналу за перші 2-3 секунди «підірвав» твели. 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 і повного припинення витрати в насосах) перегрівся, в основному випромінюванням, труби технологічних каналів до температур, за яких стався їх розрив. Саме в цей час чулися шум і гуркіт з центрального залу, які прийняли за перший вибух у центральному залі. Вода і пар з перегрітої паливної «пилом» заповнили реакторний 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 біологічний 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 біологічний захист (схема «ОР»).

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

Перша, початкова фаза чорнобильської трагедії, як я її уявляю, закінчилася. Що залишилася у 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), леткі і газоподібні осколки ділення урану виявилися викинутими в атмосферу.

Чим же можна закінчити? Ось кілька ЯКБИ. Якщо б реактор був спроектований добротно, без зазначених вище недоліків в системі управління захисту (СУЗ) і в характеристиках активної зони, і ще якщо б вчасно модернізували СУЗ, якби був підготовлений, дисциплінований і кваліфікований персонал ... Якби проектанти-конструктори серйозно провели дослідження можливих аварійних ситуацій і довели їх результати до експлуатаційного персоналу ... Якби на початку 80-х років провели ІАБ реакторів РБМК ...

ІАБ - імовірнісний аналіз безпеки. У США його основні принципи були розроблені після аварії на атомній станції в Пенсільванії Тримайл Айленд в 1979 році. У ВАБ розглядаються найімовірніші і неймовірні, можливі і неможливі аварійні події та їх поєднання і накладення. Вже можливість цієї аварії була б ретельно розглянута, а її ймовірність була б мінімізована.

До речі, диверсія у вигляді осмисленого доведення реактора до аварійного стану в умовах порушення регламенту, швидше за все була б у ВАБ розглянута теж. Але все - це розумні думки на драбині.

А закінчити хочеться відомим висловом: не шукайте злого умислу там, де все пояснюється дурістю. Або не шукайте потойбічних сил там, де все пояснюється силами земними (з приводу фантазій на кшталт землетрусу під реактором).

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Безпека життєдіяльності та охорона праці | Стаття
70.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Трагедія яка потрясла і дай Бог напоумить світ
ЧАЕС - ліквідація наслідків
Наслідки аварії на ЧАЕС
Хвороби ліквідаторів аварії на ЧАЕС
Психофізіологічні особливості молодших школярів після ЧАЕС
Сучасний стан проблеми соціально-психологічних наслідків аварії на ЧАЕС
Грін а. - Світ мрійників і світ обивателів в повісті а. гріна червоні вітрила
Різне - Світ хаосу і світ порядку
Світ Заходу і світ Сходу
© Усі права захищені
написати до нас