Причины, хроника событий, выводы
Борис ГОРБАЧЁВ
1. Причины
1.1. Две точки зрения
Различных объяснений причин Чернобыльской аварии много. Их уже набралось свыше 110. А научно-разумных всего две. Первая из них появилась в августе 1986г. [1]. Суть её сводится к тому, что в ночь на 26 апреля 1986г. персонал 4-го блока ЧАЭС в процессе подготовки и проведения электротехнических испытаний 6 раз грубо нарушил Регламент, т.е. правила безопасной эксплуатации реактора. Причём в шестой раз так грубо, что грубее и не бывает – вывел из его активной зоны не менее 204 управляющих стержней из 211 штатных, т.е. более 96%. В то время, как Регламент требовал от них: «При снижении оперативного запаса реактивности до 15 стержней реактор должен быть немедленно заглушен» [2, стр.52]. А до этого они преднамеренно отключили почти все средства аварийной защиты. Тогда, как Регламент требовал от них: «11.1.8. Во всех случаях запрещается вмешиваться в работу защиты, автоматики и блокировок, кроме случаев их неисправности...» [2, стр.81]. В результате этих действий реактор попал в неуправляемое состояние, и в какой-то момент в нём началась неуправляемая цепная реакция, которая закончилась тепловым взрывом реактора. В [1] также отмечались «небрежность в управлении реакторной установкой», недостаточное понимание «персоналом особенностей протекания технологических процессов в ядерном реакторе» и потерю персоналом «чувства опасности».
Кроме этого, были указаны некоторые особенности конструкции реактора РБМК, которые «помогли» персоналу довести крупную аварию до размеров катастрофы. В частности, «Разработчики реакторной установки не предусмотрели создания защитных систем безопасности, способных предотвратить аварию при имевшем место наборе преднамеренных отключений технических средств защиты и нарушений регламента эксплуатации, так как считали такое сочетание событий невозможным». И с разработчиками нельзя не согласиться, ибо преднамеренно «отключать» и «нарушать» означает рыть себе могилу. Кто же на это пойдёт? И в заключение делается вывод, что «первопричиной аварии явилось крайне маловероятное сочетание нарушений порядка и режима эксплуатации, допущенных персоналом энергоблока» [1].
В 1991г. вторая государственная комиссия, образованная Госатомнадзором и состоящая в основном из эксплуатационщиков, дала другое объяснение причин Чернобыльской аварии [3]. Его суть сводилась к тому, что у реактора 4-го блока имеются некоторые «конструкционные недостатки», которые «помогли» дежурной смене довести реактор до взрыва. В качестве главных из них обычно приводят положительный коэффициент реактивности по пару и наличие длинных (до 1м) графитовых вытеснителей воды на концах управляющих стержней. Последние поглощают нейтроны хуже, чем вода, поэтому их одновременный ввод в активную зону после нажатия кнопки АЗ-5, вытеснив воду из каналов СУЗ, внёс такую дополнительную положительную реактивность, что оставшиеся 6...8 управляющих стержней уже не смогли её скомпенсировать. В реакторе началась неуправляемая цепная реакция, которая и привела его к тепловому взрыву.
При этом исходным событием аварии считается нажатие кнопки АЗ-5, которое вызвало движении стержней вниз. Вытеснение воды из нижних участков каналов СУЗ привело к возрастанию потока нейтронов в нижней части активной зоны. Локальные тепловые нагрузки на тепловыделяющие сборки достигли величин, превышающих пределы их механической прочности. Разрыв нескольких циркониевых оболочек тепловыделяющих сборок привёл к частичному отрыву верхней защитной плиты реактора от кожуха. Это повлекло массовый разрыв технологических каналов и заклинивание всех стержней СУЗ, которые к этому моменту прошли примерно половину пути до нижних концевиков.
Следовательно, в аварии виноваты учёные и проектировщики, которые создали и спроектировали такой реактор и графитовые вытеснители, а дежурный персонал здесь не причём.
В 1996г. третья государственная комиссия, в которой тоже тон задавали эксплуатационщики, проанализировав накопленные материалы, подтвердили выводы второй комиссии.
1.2. Равновесие мнений
Шли годы. Обе стороны оставались при своём мнении. В результате сложилось странное положению, когда три официальные государственные комиссии, в состав которых входили авторитетные каждый в своей области люди, изучали, фактически, одни и те же аварийные материалы, а пришли к диаметрально противоположным выводам. Чувствовалось, что там было что-то не то, или в самих материалах, или в работе комиссий. Тем более, что в материалах самих комиссий ряд важных моментов не доказывалось, а просто декларировалось. Наверно, поэтому бесспорно доказать свою правоту не могла ни одна сторона.
Само соотношение вины между персоналом и проектировщиками оставалось невыясненным, в частности, из-за того, что во время испытаний персоналом «регистрировались только те параметры, которые были важны с точки зрения анализа результатов проводимых испытаний» [4]. Так они потом объяснялись. Странное это было объяснение, ибо не была зарегистрирована даже часть основных параметров реактора, которые измеряются всегда и непрерывно. Например, реактивность. «Поэтому процесс развития аварии восстанавливался расчётным путём на математической модели энергоблока с использованием не только распечаток программы ДРЕГ, но и показаний приборов и результатов опроса персонала» [4].
Столь долгое существование противоречий между учёными и эксплуатационщиками поставило вопрос об объективном изучении всех накопленных за 16 лет материалов, связанных с Чернобыльской аварией. С самого начала представлялось, это надо сделать на принципах, принятых в Национальной академии наук Украины, – любое утверждение должно быть доказанным, а любое действие должно быть естественно объяснено.
При внимательном анализе материалов вышеуказанных комиссий становится очевидным, что при их подготовке явно сказались узковедомственные пристрастия глав этих комиссий, что, в общем-то, естественно. Поэтому автор убеждён, что в Украине действительно объективно и официально разобраться в истинных причинах Чернобыльской аварии реально способна только Национальная академия наук Украины, которая реактор РБМК не придумывала, не проектировала, не строила и не эксплуатировала. И поэтому ни в отношении реактора 4-го блока, ни в отношении его персонала у неё просто нет и быть не может каких-либо узковедомственных пристрастий. А её узковедомственный интерес и прямая служебная обязанность – поиск объективной истины, независимо от того, нравится она или не нравится отдельным чиновникам от украинской атомной энергетики.
Наиболее важные результаты такого анализа излагаются ниже.
1.3. О нажатии кнопки АЗ-5
(сомнения перерастают в подозрения)
Было замечено, что когда знакомишься с объёмными материалами Правительственной Комиссии по расследованию причин Чернобыльской аварии (далее – Комиссия) быстро, то возникает ощущение, что она сумела построить довольно стройную и взаимосвязанную картину аварии. Но когда начинаешь читать их медленно и очень внимательно, то в отдельных местах возникает ощущение какой-то недосказанности. Как будто Комиссия что-то недорасследовала или что-то недосказала. Особенно это относится к эпизоду нажатия кнопки АЗ-5.
«В 1ч 22мин 30с оператор на распечатке программы увидел, что оперативный запас реактивности составлял величину, требующую немедленной остановки реактора. Тем не менее, это персонал не остановило, и испытания начались.
В 1ч 23мин 04с были закрыты СРК (стопорно-регулирующие клапаны – авт.) ТГ (турбогенератор – авт.) №8. Имеющаяся аварийная защита по закрытию СРК... была заблокирована, чтобы иметь возможность повторить испытание, если первая попытка окажется неудачной...
Через некоторое время началось медленное повышение мощности.
В 1ч 23мин 40с начальник смены блока дал команду нажать кнопку аварийной защиты АЗ-5, по сигналу от которой в активную зону вводятся все регулирующие стержни аварийной защиты. Стержни пошли вниз, однако через несколько секунд раздались удары...» [4].
Кнопка АЗ-5 – это кнопка аварийного глушения реактора. Её нажимают в самом крайнем случае, когда в реакторе начинает развиваться какой-либо аварийный процесс, остановить который другими средствами нельзя. Но из цитаты ясно видно, что особых причин нажимать кнопку АЗ-5 не было, так как не было отмечено ни одного аварийного процесса.
Сами испытания должны были длиться 4 часа. Как видно из текста, персонал намеревался повторить свои испытания. А это заняло бы ещё 4 часа. То есть, персонал собирался проводить испытания 4 или 8 часов. Но вдруг уже на 36-й секунде испытаний его планы поменялись, и он стал срочно глушить реактор. Напомним, что 70 секунд назад, отчаянно рискуя, он этого не сделал вопреки требованиям Регламента. Практически все авторы отметили эту явную немотивированность нажатия кнопки АЗ-5 [5, 6, 9].
Более того, «Из совместного анализа распечаток ДРЕГ и телетайпов, в частности, следует, что сигнал аварийной защиты 5-й категории... АЗ-5 появлялся дважды, причём, первый – в 01ч 23мин 39с» [7]. Но есть сведения, что кнопка АЗ-5 нажималась три раза [8]. Спрашивается, зачем нажимать её два или три раза, если уже с первого раза «стержни пошли вниз»? И если всё идёт по порядку, то почему персонал проявляет такую нервозность? И у физиков зародились подозрения, что в 01ч 23мин 40с. или чуть раньше что-то очень опасное всё-таки произошло, о чём умолчала Комиссия и сами «экспериментаторы» и что заставило персонал резко поменять свои планы на прямо противоположные. Даже ценою срыва программы электротехнических испытаний со всеми вытекающими для них неприятностями – административными и материальными.
Эти подозрения усилились, когда учёные, изучавшие причины аварии по первичным документам (распечаткам ДРЕГ и осциллограммам), обнаружили отсутствие в них синхронизации во времени. Подозрения ещё больше усилились, когда обнаружилось, что для изучения им подсунули не подлинники документов, а их копии, «на которых отсутствуют отметки времени» [6]. Это сильно смахивало на попытку ввести учёных в заблуждение в отношении истинной хронологии аварийного процесса. И учёные вынуждены были официально отметить, что «наиболее полная информация по хронологии событий имеется лишь... до начала испытаний в 01ч 23мин 04с 26.04.86г.» [6]. А дальше «фактическая информация имеет существенные пробелы... и в хронологии восстановленных событий имеются существенные противоречия» [6]. В переводе с научно-дипломатического языка это означало выражение недоверия представленным копиям.
1.4. О движении управляющих стержней
И больше всего этих противоречий можно, пожалуй, найти в информации о движении управляющих стержней в активную зону реактора после нажатия кнопки АЗ-5. Напомним, что после нажатия кнопки АЗ-5 в активную зону реактора должны были погрузиться все управляющие стержни. Из них 203 стержня от верхних концевиков. Следовательно, к моменту взрыва они должны были погрузиться на одну и ту же глубину, что и должны были отразить стрелки сельсинов на БЩУ-4. А на самом деле картина совсем другая. Для примера процитируем несколько работ.
СЕЛЬСИН (англ. selsyn, от англ. self – сам и греч. synchronos – одновременный), электрическая машина для дистанционной передачи информации об угле поворота вала др. машины. Применяется, напр., для дистанционного управления, передачи на расстояние показаний измерительных приборов; обычно используется пара – сельсин-датчик и сельсин-приемник, которые электрически соединяются между собой так, что при повороте ротора сельсин-датчика синфазно и синхронно с ним поворачивается ротор сельсин-приемника.
«Стержни пошли вниз...» и больше ничего [1].
«01ч 23мин: сильные удары, стержни СУЗ остановились, не дойдя до нижних концевиков. Выведен ключ питания муфт». Так записано в оперативном журнале СИУР [9].
«...около 20 стержней остались в верхнем крайнем положении, а 14...15 стержней погрузились в активную зону не более, чем на 1...2м...» [16].
«...вытеснители аварийных стержней СУЗ прошли расстояние 1,2м и полностью вытеснили столбы воды, расположенные под ними...» [9].
«Поглощающие нейтроны стержни пошли вниз и почти сразу же остановились, углубившись в АЗ на 2...2,5м вместо положенных 7м» [6].
«Изучение конечных положений стержней СУЗ по датчикам сельсинов показало, что около половины стержней остановились на глубине от 3,5 до 5,5м» [12].
Спрашивается, а где же остановилась другая половина, ведь после нажатия кнопки АЗ-5 вниз должны пойти все(!) стержни?
«Сохранившееся после аварии положение стрелок указателей положения стержней позволяет предположить, что ...некоторые из них достигли нижних концевых выключателей (всего 17 стержней, из которых 12с верхних концевых выключателей)» [7].
Из приведенных цитат видно, что разные официальные документы описывают процесс движения стержней по-разному. А из устных рассказов персонала следует, что стержни дошли до отметки примерно 3,5м, а затем остановились. Таким образом, основными доказательствами движения стержней в активную зону являются устные рассказы персонала и положение стрелок сельсинов на БЩУ-4. Других доказательств найти не удалось.
Если бы положение стрелок было документально зафиксировано в момент аварии, тогда на этой основе можно было бы уверено восстанавливать процесс её протекания. Но, как было выяснено позже, это положение было «зафиксировано по показаниям сельсинов днём 26.04.86» [5], т.е. через 12...15 часов после аварии. И это очень важно, ибо физикам, работавшим с сельсинами, хорошо известны два их «коварных» свойства. Первое – если сельсин-датчики подвергаются неконтролируемому механическому воздействию, то стрелки сельсин-приёмников могут занять любое положение. Второе – если с сельсинов снято электропитание, то стрелки сельсин-приёмников тоже могут со временем занять любое положение. Это не механические часы, которые, разбившись, фиксируют, к примеру, момент падения самолёта.
Поэтому определение глубины ввода стержней в активную зону в момент аварии по положению стрелок сельсин-приёмников на БЩУ-4 через 12...15 часов после аварии является очень ненадёжным способом, ибо на 4-м блоке на сельсины воздействовали оба фактора. И на это указывают данные работы [7], согласно которой 12 стержней после нажатия кнопки АЗ-5 и до взрыва прошли путь длиной 7м от верхних концевиков до нижних. Естественно спросить, как они ухитрились это сделать за 9 секунд, если штатное время такого движения составляет 18...21 секунд [1]? Тут имеют место явно ошибочные показания. И как могли 20 стержней остаться в крайнем верхнем положении, если после нажатия кнопки АЗ-5 в активную зону реактора вводятся все(!) управляющие стержни? Это тоже явно ошибочные показания.
Таким образом, положение стрелок сельсин-приёмников на БЩУ-4, зафиксированное после аварии, вообще нельзя считать объективным научным доказательством ввода управляющих стержней в активную зону реактора после нажатия кнопки АЗ-5. Что же тогда остаётся из доказательств? Только субъективные показания сильно заинтересованных лиц. Поэтому вопрос о вводе стержней было бы более правильно оставить пока открытым.
1.5. Сейсмический толчок
В 1996г. в СМИ появилась новая гипотеза, согласно которой. Чернобыльскую аварию вызвало узконаправленное землетрясение силой 3...4 балла, которое произошло в районе ЧАЭС за 16...22с до аварии, что и было подтверждено соответствующим пиком на сейсмограмме [10]. Однако эту гипотезу учёные-атомщики сразу отвергли как ненаучную. К тому же они знали от сейсмологов, что землетрясение силой 3...4 бала с эпицентром на севере Киевской области – нонсенс.
Но в 1997г. вышла серьёзная научная работа [21], в которой на основании анализа сейсмограмм, полученных сразу на трёх сейсмостанциях, расположенных на расстоянии 100...180км от ЧАЭС, были получены наиболее точные данные об этом происшествии. Из них следовало, что в 1ч 23мин. 39с (±1с) по местному времени в 10км к востоку от ЧАЭС произошло «слабое сейсмическое событие». Магнитуда MPVA источника, определённая по поверхностным волнам, хорошо согласовывалась по всем трём станциям и составила 2,5. Тротиловый эквивалент его интенсивности составил 10т. Оценить глубину источника по имевшимся данным оказалось невозможным. Кроме этого, из-за низкого уровня амплитуд на сейсмограмме и одностороннего расположения сейсмостанций относительно эпицентра этого события погрешность определения его географических координат не могла быть более ±10км. Поэтому это «слабое сейсмическое событие» вполне могло произойти и в месте расположения ЧАЭС [21].
МАГНИТУДА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ (от лат. magnitudo – величина), условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясениями или взрывами; пропорциональна логарифму энергии землетрясений; позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии (см. Рихтера шкала). Максимальное значение – ок. 9.
Эти результаты заставили учёных более внимательно отнестись к геотектонической гипотезе, так как сейсмические станции, где они были получены, оказались не обычными, а сверхчувствительными, ибо следили за подземными ядерными взрывами во всём мире. И факт сотрясения земли за 10...16с до официального момента аварии стал неоспоримым аргументом, игнорировать который уже было нельзя.
Но сразу показалось странным, что на этих сейсмограммах отсутствуют пики от взрыва 4-го блока в его официальный момент. Объективно получалось, что сейсмические колебания, которые никто в мире не заметил, станционные приборы зарегистрировали. А вот взрыв 4-го блока, который потряс землю так, что его почувствовали многие, эти же приборы, способные обнаружить взрыв всего 100т тротила на расстоянии 12000км, почему-то не зарегистрировали. А ведь должны были зарегистрировать взрыв с эквивалентной мощностью 10тонн тротила на расстояния 100...180км. И это тоже никак не укладывалось в логику.
1.6. Новая версия
Все эти противоречия и многие другие, а также отсутствие ясности в материалах аварии по ряду вопросов только усилили подозрения учёных, что эксплуатационщики от них что-то скрывают. И со временем в голову стала закрадываться крамольная мысль, а не произошло ли на самом деле всё наоборот? Сначала грохнул двойной взрыв реактора. Над блоком взметнулось светло-фиолетовое пламя высотой 500м. Всё здание 4-го блока содрогнулось. Бетонные балки заходили ходуном. В помещение пульта управления (БЩУ-4) «ворвалась взрывная волна, насыщенная паром». Потух общий свет. Остались гореть только три лампы, запитанные от аккумуляторов. Персонал на БЩУ-4 не мог этого не заметить. И только после этого, оправившись от первого шока, бросился нажимать свой «стоп-кран» – кнопку АЗ-5. Но уже было поздно. Реактор ушёл в небытие. На всё это могло уйти 10...20...30 секунд после взрыва. Тогда, получается, что аварийный процесс начался не в 1ч 23мин 40с, с нажатия кнопки АЗ-5, а несколько раньше. А это означает, что неуправляемая цепная реакция в реакторе 4-го блока началась до нажатия кнопки АЗ-5.
В таком случае явно противоречащие логике пики сейсмической активности, зарегистрированные сверхчувствительными сейсмостанциями в районе ЧАЭС в 01ч 23мин 39с, получают естественное объяснение. Это был сейсмический отклик на взрыв 4-го блока ЧАЭС.
Также получают естественное объяснение и экстренное неоднократное нажатие кнопки АЗ-5 и нервозность персонала в условиях, когда он собирался спокойно работать с реактором, по крайней мере, ещё 4 часа. И наличие пика на сейсмограмме в 1ч 23мин 39с и его отсутствие в официальный момент аварии. Кроме того, такая гипотеза естественно объяснила бы необъяснённые до сих пор события, случившиеся перед самым взрывом, такие, например, как «вибрации», «нарастающий гул», «гидроудары» со стороны ГЦН [10], «подпрыгивание» двух тысяч 80-килограмовых чушек «сборки 11» в Центральном зале реактора и многое другое [11].
1.7. Количественные доказательства
Способность новой версии естественно объяснить ряд необъяснённых ранее явлений, безусловно, являются прямыми аргументами в её пользу. Но эти аргументы носят, скорее, качественный характер. А непримиримых оппонентов могут убедить только количественные аргументы. Поэтому воспользуемся методом «доказательство от противного». Предположим, что реактор взорвался «через несколько секунд» после нажатия кнопки АЗ-5 и введения в активную зону реактора графитовых наконечников. Такая схема заведомо предполагает, что до этих действий реактор находился в управляемом состоянии, т.е. его реактивность явно была близка к 0β. Известно, что ввод сразу всех графитовых наконечников может внести дополнительную положительную реактивность от 0,2β до 2β в зависимости от состояния реактора [5]. Тогда при такой последовательности событий суммарная реактивность в какой-то момент могла превысить величину 1β, когда в реакторе начинается неуправляемая цепная реакция на мгновенных нейтронах, т.е. взрывного типа.
Если всё так и происходило, то проектировщики и учёные должны разделить ответственность за аварию вместе с эксплуатационщиками. Если же реактор взорвался до нажатия кнопки АЗ-5 или в момент её нажатия, когда стержни ещё не дошли до активной зоны, то это означает, что его реактивность уже до этих моментов превышала 1β. Тогда со всей очевидностью вся вина за аварию ложится только на персонал, который, попросту говоря, упустил контроль над цепной реакцией после 01ч 22мин 30с, когда Регламент требовал от них заглушить реактор. Поэтому вопрос, какой величины была реактивность в момент взрыва, приобрёл принципиальное значение.
Помочь ответить на него определённо позволили бы показания штатного реактиметра ЗРТА-01. Но их не удалось найти в документах. Поэтому этот вопрос решался разными авторами с применением математического моделирования, в процессе которого были получены возможные значения полной реактивности, находящиеся в пределах от 4β до 10β [12]. Баланс полной реактивности в этих работах складывался, в основном, из эффекта положительного выбега реактивности при движении всех стержней СУЗ в активную зону реактора от верхних концевиков – до +2β, из парового эффекта реактивности – до +4β и из эффекта обезвоживания – до +4β. Эффекты от остальных процессов (кавитация и др.) считались эффектами второго порядка.
Во всех этих работах схема развития аварии начиналась с формирования сигнала аварийной защиты 5-й категории (АЗ-5). Дальше последовал ввод всех управляющих стержней в активную зону реактора, который внёс свой вклад в реактивность до +2β. Это привело к разгону реактора в нижней части активной зоны, который привёл к разрыву топливных каналов. Дальше сработали паровой и пустотный эффекты, которые, в свою очередь, могли довести полную реактивность до +10β в последний момент существования реактора. Наши собственные оценки полной реактивности в момент взрыва, проведенные методом аналогий на основании американских экспериментальных данных [13], дали близкую величину – 6β...7β.
Теперь, если взять наиболее правдоподобную величину реактивности 6β и вычесть из неё максимально возможные 2β, вносимые графитовыми наконечниками, то получится, что реактивность перед самым вводом стержней уже составляла 4β. А такая реактивность сама по себе вполне достаточна для практически мгновенного разрушения реактора. Время жизни реактора при таких величинах реактивности составляет 1...2 сотых долей секунды. Никакой персонал, даже самый отборный, не в состоянии так быстро отреагировать на возникшую угрозу.
Таким образом, и количественные оценки реактивности перед аварией показывают, что неуправляемая цепная реакция началась в реакторе 4-го блока до нажатия кнопки АЗ-5. Поэтому её нажатие не могло быть причиной теплового взрыва реактора. Более того, при вышеописанных обстоятельствах уже вообще не имело значения, когда была нажата эта кнопка – за несколько секунд до взрыва, в момент взрыва или после взрыва.
1.8. А что говорят свидетели?
Во время следствия и суда свидетели, находившиеся в момент аварии на пульте управления, фактически разделились на две группы. Те, кто юридически отвечал за безопасность реактора, говорили, что реактор взорвался после нажатия кнопки АЗ-5. Те, кто юридически не отвечал за безопасность реактора, говорили, что реактор взорвался то ли до, то ли сразу после нажатия кнопки АЗ-5. Естественно, что в своих воспоминаниях и показаниях и те, и другие стремились всячески оправдаться. Поэтому к такого рода материалам следует относиться с некоторой осторожностью, что автор и делает, рассматривая их только как вспомогательные материалы. Тем не менее, сквозь этот словесный поток оправданий довольно хорошо проявляется справедливость наших выводов. Процитируем ниже некоторые из показаний.
«Проводивший эксперимент главный инженер по эксплуатации второй очереди АЭС... доложил мне, что он, как это обычно делается, для глушения реактора при возникновении любой аварийной ситуации, нажал на кнопку аварийной защиты АЗ-5» [14].
Эта цитата из воспоминаний Б.В.Рогожкина, работавшего в аварийную ночь начальником смены станции, ясно показывает, что на 4-м блоке сначала возникла «аварийная ситуация», а уж потом персонал стал нажимать на кнопку АЗ-5. А «аварийная ситуация» при тепловом взрыве реактора возникает и проходит очень быстро – в течение секунд. Если она уже возникла, то персонал просто не успевает отреагировать.
«Все события происходили в течение 10...15 секунд. Появилась какая-то вибрация. Гул стремительно нарастал. Мощность реактора сначала упала, а потом стала увеличиваться, не поддаваясь регулированию. Затем – несколько резких хлопков и два «гидроудара». Второй мощнее – со стороны центрального зала реактора. На блочном щите погасло освещение, посыпались плиты подвесного потолка, отключилось всё оборудование» [15].
Так он же описывает ход самой аварии. Естественно, без привязки к временной шкале. А вот другое описание аварии, данное Н.Поповым.
«...послышался гул совершенно незнакомого характера, очень низкого тона, похожий на стон человека (о подобных эффектах рассказывали обычно очевидцы землетрясений или вулканических извержений). Сильно шатнуло пол и стены, с потолка посыпалась пыль и мелкая крошка, потухло люминесцентное освещение, затем сразу же раздался глухой удар, сопровождавшийся громоподобными раскатами...» [17].
«И.Киршенбаум, С.Газин, Г.Лысюк, присутствовавшие на пульте управления, показали, что команду глушить реактор они слышали непосредственно перед взрывом или сразу после него» [16].
«В это время услышал команду Акимова – глушить аппарат. Буквально сразу же раздался сильный грохот со стороны машзала» (Из показаний А.Кухаря) [16].
Из этих показаний уже следует, что взрыв и нажатие кнопки АЗ-5 практически совпали во времени.
На это важное обстоятельство указывают и объективные данные. Напомним, что первый раз кнопка АЗ-5 нажималась в 01ч 23мин 39с, а второй раз на две секунды позже (данные телетайпов). Анализ сейсмограмм показал, что взрыв на ЧАЭС произошёл в период от 01ч 23мин 38с ... 01ч 23мин 40с [21]. Если теперь учесть, что сдвиг временной шкалы телетайпов по отношению временной шкале общесоюзного эталонного времени мог составить ±2с [21], то можно уверенно прийти к тому же выводу – взрыв реактора и нажатие кнопки АЗ-5 практически совпали во времени. А это прямо означает, что неуправляемая цепная реакция в реакторе 4-го блока началась на самом деле до первого нажатия кнопки АЗ-5.
Но о каком взрыве идёт речь в показаниях свидетелей, о первом или втором? Ответ на этот вопрос содержится и в сейсмограммах, и в показаниях.
Если из двух слабых взрывов сейсмостанции зарегистрировали только один, то, естественно, считать, что они зарегистрировали более сильный. А таким по показаниям всех свидетелей был именно второй взрыв. Таким образом, можно уверенно принять, что именно второй взрыв произошёл в период от 01ч 23мин 38с ... 01ч 23мин 40с.
Этот вывод подтверждается свидетелями следующим эпизодом:
«Оператор реактора Л.Топтунов закричал об аварийном увеличении мощности реактора. Акимов громко крикнул: «Глуши реактор!» и метнулся к пульту управления реактором. Вот эту вторую команду глушить уже слышали все. Было это, видимо, после первого взрыва...». [16].
Отсюда следует, что к моменту второго нажатия кнопки АЗ-5 первый взрыв уже произошёл. И это очень важно для дальнейшего анализа. Как раз здесь полезно будет провести несложный расчёт времени. Достоверно известно, что первое нажатие кнопки АЗ-5 было сделано в 01ч 23мин 39с, а второе – в 01ч 23мин 41с [12]. Разница во времени между нажатиями составила 2 секунды. А на то, чтобы увидеть аварийные показания прибора, осознать их и закричать «об аварийном увеличении мощности», необходимо затратить не менее 4...5с. На то, чтобы выслушать, затем принять решение, отдать команду «Глуши реактор!», метнуться к пульту управления и нажать кнопку АЗ-5, необходимо затратить ещё не менее 4...5с. Итак, мы уже имеем запас в 8...10 секунд перед вторым нажатием кнопки АЗ-5. Напомним, что к этому моменту первый взрыв уже произошёл. То есть, он состоялся ещё раньше и явно до первого нажатия кнопки АЗ-5.
А насколько раньше? Учитывая инертность реакции человека на неожиданно возникшую опасность, измеряемую обычно несколькими и более секундами, набросим на неё ещё 8...10 секунд. И получаем отрезок времени, прошедший между первым и вторым взрывами, равный 16...20с.
Эта наша оценка в 16...20с подтверждается показаниями сотрудников ЧАЭС РоманцеваО.А., и РудыкаА.М., рыбачивших в аварийную ночь на берегу пруда-охладителя. В своих показаниях они практически повторяют друг друга. Поэтому приведём здесь показания только одного из них – РоманцеваО.А. Пожалуй, именно он описал картину взрыва в наибольшей подробности, как она виделась с большого расстояния. В этом, как раз и заключается их большая ценность.
«Я увидел очень хорошо пламя над блоком №4, которое по форме было похоже на пламя свечи или факел. Оно было очень тёмным, тёмно-фиолетовым, со всеми цветами радуги. Пламя было на уровне среза трубы блока №4. Оно вроде как пошло назад и раздался второй хлопок, похожий на лопнувший пузырь гейзера. Секунд через 15...20 появился другой факел, который был более узким, чем первый, но в 5...6 раз выше. Пламя также медленно выросло, а потом исчезло, как в первый раз. Звук был похож на выстрел из пушки. Гулкий и резкий. Мы поехали» [25]. При этом интересно отметить, что оба свидетеля звука после первого появления пламени не слышали. Это означает, что первый взрыв был очень слабый. Естественное объяснение этому будет дано ниже.
Правда, в показаниях РудыкаА.М. указывается несколько другое время, прошедшее между двумя взрывами, а именно 30с. Но этот разброс легко понять, если учесть, что оба свидетеля наблюдали картину взрыва без секундомера в руках. Поэтому их личные временные ощущения можно объективно охарактеризовать так – временной интервал между двумя взрывами был довольно заметен и составил время, измеряемое десятками секунд. Кстати, сотрудник ИАЭ им. И.В.Курчатова ВасилевскийВ.П., ссылаясь на свидетелей, тоже приходит к выводу, что время, прошедшее между двумя взрывами, составляет 20с [25]. Более точная оценка времени, прошедшего между двумя взрывами, проведена в данной работы выше – 16...20с.
Поэтому никак нельзя согласиться с оценками величины этого отрезка времени в 1...3с, как это делается в [22], ибо эти оценки делались на основании только показаний свидетелей, которые в момент аварии находились в различных помещениях ЧАЭС, общую картину взрывов не видели и руководствовались в показаниях лишь своими звуковыми ощущениями.
Хорошо известно, что неуправляемая цепная реакция взрывом заканчивается. Значит, началась она ещё на 10...15 секунд раньше. Тогда получается, что момент её начала лежит в интервале времени от 01ч 23мин 10с до 01ч 23мин 05с. Как это не удивительно, но именно этот момент времени главный свидетель аварии почему-то счёл необходимым выделить, когда обсуждал вопрос о правильности или неправильности нажатия кнопки АЗ-5 именно в 01ч 23мин 40с (по ДРЕГ): «я тогда не придавал этому никакого значения – взрыв бы произошёл на 36 секунд ранее» [16]. Т.е. в 01ч 23мин 04с. Как уже обсуждалось выше, на этот же момент времени ещё в 1986г. указали учёные ВНИИАЭС как на момент, после которого хронология аварии, восстановленная по представленным им официальным копиям аварийных документов, вызвала у них сомнения. Не слишком ли много совпадений? Такого не бывает просто так. По-видимому, первые признаки аварии («вибрации» и «гул совершенно незнакомого характера») появились примерно за 36 секунд до первого нажатия кнопки АЗ-5.
Такой вывод подтверждается показаниями начальника предаварийной, вечерней смены 4-го блока Ю.Трегуба, который остался на ночную смену, чтобы помочь при проведении электротехнического эксперимента:
«Начинается эксперимент на выбег.
Отключают турбину от пара и в это время смотрят – сколько будет длиться выбег.
И вот была дана команда...
Мы не знали, как работает оборудование от выбега, поэтому в первые секунды я воспринял... появился какой-то нехороший такой звук... как если бы «Волга» на полном ходу начала тормозить и юзом бы пошла. Такой звук: ду-ду-ду... Переходящий в грохот. Появилась вибрация здания...
БЩУ дрожал. Но не как при землетрясении. Если посчитать до десяти секунд – раздавался рокот, частота колебаний падала. А мощность их росла. Затем прозвучал удар...
Удар этот был не очень. По сравнению с тем, что было потом. Хотя сильный удар Сотрясло БЩУ. И когда СИУТ крикнул, я заметил, что заработала сигнализация главных предохранительных клапанов. Мелькнуло в уме: «Восемь клапанов... открытое состояние!». Я отскочил, и в это время последовал второй удар. Вот это был очень сильный удар. Посыпалась штукатурка, всё здание заходило... свет потух, потом восстановилось аварийное питание... Все были в шоке...».
Большая ценность этих показаний обусловлена тем, что свидетель, с одной стороны, работал начальником вечерней смены 4-го блока и, следовательно, хорошо знал его реальное состояние и трудности работы на нём, а, с другой стороны, в ночную смену он уже работал просто добровольным помощником и, следовательно, юридически ни за что не отвечал. Поэтому он смог запомнить и наиболее подробно из всех свидетелей воссоздать общую картину аварии.
В этих показаниях обращает на себя внимание слова: «в первые секунды... появился какой-то нехороший такой звук». Отсюда ясно следует, что аварийная ситуация на 4-м блоке, закончившаяся тепловым взрывом реактора, возникла уже «в первые секунды» после начала проведения электротехнических испытаний. А из хронологии аварии известно, что они начались в 01ч 23мин 04с. Если теперь к этому моменту добавить несколько «первых секунд» то получится, что неуправляемая цепная реакция на запаздывающих нейтронах в реакторе 4-го блока началась примерно в 01ч 23мин 8...10с, что довольно хорошо совпадает с нашими оценками этого момента, приведенными выше.
Таким образом, из сопоставления аварийных документов и процитированных выше показаний свидетелей можно сделать вывод, что первый взрыв произошёл примерно в период от 01ч 23мин 20с до 01ч 23мин 30с. Именно он и послужил причиной первого аварийного нажатия кнопки АЗ-5. Напомним, что ни одна официальная комиссия, ни один автор многочисленных версий не смогли дать естественного объяснения этому факту.
Но почему оперативный персонал 4-го блока, не являвшийся новичком в деле и к тому же работавший под руководством опытного зам главного инженера по эксплуатации, всё-таки упустил контроль над цепной реакцией? Воспоминания дают ответ и на этот вопрос.
«Нарушать ОЗР мы не собирались и не нарушали. Нарушение – когда сознательно игнорируется показание, а 26 апреля никто не видел запаса менее 15 стержней... Но, видимо, мы просмотрели...» [16].
«Почему Акимов задержался с командой на глушение реактора, теперь не выяснишь. В первые дни после аварии мы ещё общались, пока не разбросали по отдельным палатам...». [16].
Эти признания были написаны непосредственным, можно сказать, главным участником аварийных событий через много лет после аварии, когда никакие неприятности ему уже не грозили ни от правоохранительных органов, ни от бывшего начальства, и он мог писать откровенно. Из них для любого непредвзятого человека становится очевидным, что во взрыве реактора 4-го блока виноват только персонал. Скорее всего, увлёкшись рискованным процессом поддержания мощности реактора, попавшего в режим самоотравления по его же вине, на уровне 200МВт, оперативный персонал сначала «просмотрел» недопустимо опасный вывод управляющих стержней из активной зоны реактора в запрещённом Регламентом количестве, а затем «задержался» с нажатием кнопки АЗ-5. Это и есть непосредственная техническая причина Чернобыльской аварии. А всё остальное – дезинформация от лукавого.
И на этом пора заканчивать все эти надуманные споры о том, кто виноват в Чернобыльской аварии, и сваливать всё на науку, как это очень любят делать эксплуатационщики. Учёные были правы ещё в 1986г.
1.9. Об адекватности распечаток ДРЕГ
Можно возразить, что предлагаемая автором версия причин Чернобыльской аварии противоречит официальной её хронологии, основанной на распечатках ДРЕГ и приводимой, например, в [12]. И автор с этим согласен – действительно противоречит. Но если внимательно проанализировать эти распечатки, то легко заметить, что сама эта хронология после 01ч 23мин 41с не подтверждается другими аварийными документами, противоречит показаниям очевидцев и, главное, противоречит физике реакторов. И первыми на эти противоречия обратили внимание специалисты ВНИИАЭС ещё в 1986г., о чём уже упоминалось выше [5, 6].
Например, официальная хронология, основанная на распечатках ДРЕГ, описывает процесс аварии в следующей последовательности [12]:
01ч 23мин 39с (по телетайпу) – Зарегистрирован сигнал АЗ-5. Стержни АЗ и РР начали движение в активную зону.
01ч 23мин 40с (по ДРЕГ) – то же самое.
01ч 23мин 41с (по телетайпу) – Зарегистрирован сигнал аварийной защиты.
01ч 23мин 43с (по ДРЕГ) – По всем боковым ионизационным камерам (БИК) появились сигналы по периоду разгона (АЗС) и по превышению мощности (АЗМ).
01ч 23мин 45с (по ДРЕГ) – Снижение с 28000м3
/ч до 18000м3
/ч расходов ГЦН, не участвующих в выбеге, и недостоверные показания расходов ГЦН, участвующих в выбеге...
01ч 23мин 48с (по ДРЕГ) – Восстановление расходов ГЦН, не участвующих в выбеге, до 29000м3
/ч. Дальнейший рост давления в БС (левая половина – 75,2кг/см2
, правая – 88,2кг/см2
) и уровня БС. Срабатывание быстродействующих редукционных устройств сброса пара в конденсатор турбины.
01ч 23мин 49с – Сигнал аварийной защиты «повышение давления в реакторном пространстве».
В то время как свидетельские показания, например, ЛысюкаГ.В. говорят о другой последовательности аварийных событий:
«...меня что-то отвлекло. Наверно, это был крик Топтунова: «Мощность реактора растёт с аварийной скоростью!». Не уверен в точности этой фразы, но смысл запомнился именно такой. Акимов быстрым резким движением подскочил к пульту, сорвал крышку и нажал кнопку «АЗ-5»...» [22].
Аналогичную последовательность аварийных событий, уже процитированную выше, описывает и главный свидетель аварии [16].
При сравнении этих документов обращает на себя внимание следующее противоречие. Из официальной хронологии следует, что аварийный рост мощности начался через 3 секунды после первого нажатия кнопки АЗ-5. А свидетельские показания дают обратную картину, что сначала начался аварийный рост мощности реактора и лишь затем, через сколько-то секунд была нажата кнопка АЗ-5. Оценка же количества этих секунд, проведенная выше, показала, что отрезок времени между этими событиями мог составит от 10 до 20 секунд.
Физике же реакторов распечатки ДРЕГ противоречат прямо. Выше уже упоминалось, что время жизни реактора при реактивности свыше 4β составляет сотые доли секунды. А по распечаткам получается, что с момента аварийного роста мощности прошло целых 6 (!) секунд, прежде чем начали только разрываться технологические каналы.
Тем не менее, подавляющее большинство авторов почему-то полностью пренебрегают этими обстоятельствами и принимают распечатки ДРЕГ за документ, адекватно отражающий процесс аварии. Однако, как показано выше, на самом деле это не так. Причём, это обстоятельство давно и хорошо известно персоналу ЧАЭС, ибо программа ДРЕГ на 4-м блоке ЧАЭС «была: реализована как фоновая задача, прерываемая всеми другими функциями» [22]. Следовательно, «...время события в ДРЕГ не есть истинное время его проявления, а лишь время занесения сигнала о событии в буфер (для последующей записи на магнитную ленту)» [22]. Другими словами, указанные события могли происходить, но в другое, более раннее время.
Это важнейшее обстоятельство 15 лет скрывалось от учёных. В результате десятки специалистов впустую угробили уйму времени и средств на выяснение физических процессов, которые могли привести к такой масштабной аварии, опираясь на противоречивые, неадекватные распечатки ДРЕГ и показания свидетелей, юридически отвечавших за безопасность реактора и уже поэтому сильно лично заинтересованных в распространении версии – «реактор взорвался после нажатия кнопки АЗ-5». При этом, почему-то систематически не обращалось внимания на показания другой группы свидетелей, юридически не нёсших ответственности за безопасность реактора и, следовательно, более склонных к объективности. И это важнейшее, недавно открывшееся обстоятельство дополнительно подтверждает выводы, сделанные в данной работе.
1.10. Выводы «компетентных органов»
Сразу после Чернобыльской аварии для расследования её обстоятельств и причин было организовано пять комиссий и групп. Первая группа специалистов входила в состав Правительственной комиссии, которую возглавлял Б.Щербина. Вторая – комиссия учёных и специалистов при Правительственной комиссии, возглавляемая А.Мешковым и Г.Шашариным. Третья – следственная группа прокуратуры. Четвёртая – группа специалистов Минэнерго, возглавляемая Г.Шашариным. Пятая – комиссия эксплуатационщиков ЧАЭС, которая была вскоре ликвидирована распоряжением председателя Правительственной комиссии.
Каждая из них собирала информацию независимо от другой. Поэтому в их архивах образовалась некая разрозненность и неполнота в аварийных документах. По-видимому, это обусловило несколько декларативный характер ряда важных моментов в описании процесса аварии в подготовленных ими документах. Это хорошо просматривается при внимательном чтении, например, официального доклада Советского правительства в МАГАТЭ в августе 1986г. Позднее в 1991, 1995 и 2000гг. различными инстанциями были образованы дополнительные комиссии по расследованию причин Чернобыльской аварии (см. выше). Однако этот недостаток остался неизменным и в подготовленных ими материалах.
Мало известно, что сразу после Чернобыльской аварии для выяснения её причин работала шестая следственная группа, образованная «компетентными органами». Не привлекая к своей работе большого общественного внимания, она провела своё самостоятельное расследование обстоятельств и причин Чернобыльской аварии, опираясь на свои уникальные информационные возможности. По свежим следам в течение первых пяти дней были опрошены и проведены допросы 48 человек, а также сделаны фотокопии многих аварийных документов. В те времена, как известно, «компетентные органы» уважали даже бандиты, ну, а нормальные сотрудники ЧАЭС тем более не стали бы им врать. Поэтому выводы «органов» представляли чрезвычайный интерес для учёных.
Однако с этими выводами, шедшими под грифом «совершенно секретно», был ознакомлен очень узкий круг лиц. Лишь недавно СБУ решило рассекретить часть своих чернобыльских материалов, хранившихся в архивах. И хотя эти материалы официально уже не являются секретными, они по-прежнему остаются практически недоступными для широкого круга исследователей. Тем не менее, благодаря своей настойчивости автору удалось с ними подробно познакомиться.
Оказалось, что предварительные выводы были сделаны уже к 4-му мая 1986г., а окончательные к 11 мая того же года. Для краткости приведём только две цитаты из этих уникальных документов, непосредственно относящихся к теме данной статьи.
«...общей причиной аварии явилась низкая культура работников АЭС. Речь идёт не о квалификации, а о культуре работы, внутренней дисциплине и чувстве ответственности» (документ №29 от 7 мая 1986г) [24].
«Взрыв произошёл вследствие ряда грубых нарушений правил работы, технологии и несоблюдения режима безопасности при работе реактора 4-го блока АЭС» (документ №31 от 11 мая 1986г) [24].
Это был окончательный вывод «компетентных органов». Больше к этому вопросу они не возвращались.
Как видно, их вывод практически полностью совпадает с выводами этой статьи. Но есть «небольшая» разница. В Национальной академии наук Украины к ним пришли только через 15 лет после аварии, образно выражаясь, сквозь густой туман дезинформации со стороны заинтересованных лиц. А «компетентные органы» истинные причины Чернобыльской аварии окончательно установили всего за две недели.
2. Сценарий аварии
2.1. Исходное событие
Новая версия позволила обосновать наиболее естественный сценарий аварии. В настоящий момент он представляется таким.
В 00 часов 28мин 26.04.86г., переходя в режим электротехнических испытаний, персонал на БЩУ-4 допустил ошибку при переключении управления с системы локального автоматического регулирования (ЛАР) на систему автоматического регулирования мощности основного диапазона (АР). Из-за этого тепловая мощность реактора упала ниже 30МВт, а нейтронная мощность упала до нуля и оставалась таковой в течение 5минут, судя по показаниям самописца нейтронной мощности [5]. В реакторе автоматически начался процесс самоотравления короткоживущими продуктами деления. Сам по себе этот процесс никакой ядерной угрозы не представлял. Даже, наоборот, по мере его развития способность реактора поддерживать цепную реакцию уменьшается вплоть до полной его остановки независимо от воли операторов. Во всём мире в таких случаях реактор просто глушат, затем сутки-двое выжидают, пока реактор не восстановит свою работоспособность. А затем запускают его снова. Процедура эта считается рядовой, и никаких трудностей для опытного персонала 4-го блока не представляла.
Но на реакторах АЭС эта процедура весьма хлопотная и занимает много времени. А в нашем случае она ещё срывала выполнение программы электротехнических испытаний со всеми вытекающими неприятностями. И тогда, стремясь «быстрее закончить испытания», как потом объяснялся персонал, они стали постепенно выводить из активной зоны реактора управляющие стержни. Такой вывод должен был компенсировать снижение мощности реактора из-за процессов самоотравления. Эта процедура на реакторах АЭС тоже обычная и ядерную угрозу представляет только в том случае, если вывести их слишком много для данного состояния реактора. Когда количество оставшихся стержней достигло 15, оперативный персонал должен был реактор заглушить. Это было его прямой служебной обязанностью. Но он этого не сделал.
Рис. 1. Мощность (Np
) и оперативный запас реактивности (Rоп
) реактора 4-го блока на отрезке времени от 25.04.1986 до официального момента аварии 26.04.1986 [12] (овалом выделен предаварийный и аварийный отрезки времени)
Кстати, первый раз такое нарушение случилось в 7ч 10мин 25 апреля 1986г., т.е. чуть ли не за сутки до аварии, и продолжалось примерно до 14часов (см. рис.1). Интересно отметить, что в течение этого времени поменялись смены оперативного персонала, поменялись начальники смены 4-го блока, поменялись начальники смены станции и другое станционное начальство и, как это не странно, никто из них не поднял тревоги, как будто всё было в порядке, хотя реактор уже находился на грани взрыва.. Невольно напрашивается вывод, что нарушения такого типа, по-видимому, были обычным явлением не только у 5-й смены 4-го блока.
Этот вывод подтверждают и показания И.И.Казачкова, работавшего 25 апреля 1986г. начальником дневной смены 4-го блока: «Я так скажу: у нас неоднократно было менее допустимого количества стержней – и ничего...», «...никто из нас не представлял, что это чревато ядерной аварией. Мы знали, что делать этого нельзя, но не думали...» [18]. Образно выражаясь, реактор долго «сопротивлялся» столь вольному обращению с ним, но персонал всё-таки сумел его «изнасиловать» и довести до взрыва.
Второй раз это случилось уже 26 апреля 1986г. вскоре после полуночи. Но по какой-то причине персонал не стал глушить реактор, а продолжал выводить стержни. В результате в 01ч 22мин 30с. в активной зоне оставалось 6...8 управляющих стержней. Но и это персонал не остановило, и он приступил к электротехническим испытаниям. При этом можно уверенно предположить, что персонал продолжал вывод стержней до самого момента взрыва. На это указывает фраза «началось медленное повышение мощности» [1] и экспериментальная кривая изменения мощности реактора в зависимости от времени [12] (см. рис.2).
Рис. 2. Изменение мощности (Np
) реактора 4-го блока на отрезке времени от 23ч 00мин 25.04.1986 до официального момента аварии 26.04.1986 (увеличенный участок графика, обведённого овалом на рис.1). Обращает на себя внимание постоянный рост мощности реактора вплоть до самого взрыва
Во всём мире никто так не работает, ибо нет технических средств безопасного управления реактором, находящимся в процессе самоотравления. Не было их и у персонала 4-го блока. Конечно, никто из них не хотел взрывать реактор. Поэтому вывод стержней свыше разрешённых 15-ти мог осуществляться только на основе интуиции. С профессиональной точки зрения это уже была авантюра в чистом её виде. Почему они на неё пошли? Это отдельный вопрос.
В какой-то момент между 01ч 22мин 30с и 01ч 23мин 40с интуиция персоналу, по-видимому, изменила, и из активной зоны реактора оказалось выведено избыточное количество стержней. Реактор перешёл в режим поддержания цепной реакции на мгновенных нейтронах. Ещё не созданы и вряд ли когда будут созданы технические средства управления реакторами в таком режиме. Поэтому в течение сотых долей секунды тепловыделение в реакторе возросла в 1500...2000 раз [5,6], ядерное топливо нагрелось до температуры 2500...3000 градусов [23], а далее начался процесс, который называется тепловым взрывом реактора. Его последствия сделали ЧАЭС «знаменитой» на весь мир.
Поэтому событием, инициировавшим неуправляемую цепную реакцию, было бы более правильно считать избыточный вывод стержней из активной зоны реактора. Как это произошло в остальных ядерных авариях, закончившихся тепловым взрывом реактора, в 1961г. и в 1985г. А уже после разрыва каналов полная реактивность могла возрасти за счёт парового и пустотного эффектов. Для оценки индивидуального вклада каждого из этих процессов необходимо детальное моделирование самой сложной и наименее разработанной, второй фазы аварии.
Предлагаемая автором схема развития Чернобыльской аварии представляется более убедительной и более естественной, чем ввод всех стержней в активную зону реактора после запоздалого нажатия кнопки АЗ-5. Ибо количественный эффект последнего у разных авторов имеет довольно большой разброс от достаточно больших 2β до пренебрежимо малых 0,2β. А какой из них реализовался при аварии и реализовался ли вообще, неизвестно. Кроме того, «в результате исследований различных коллективов специалистов... стало ясно, что одного ввода положительной реактивности только стержнями СУЗ с учётом всех обратных связей, воздействующих на паросодержание, недостаточно для воспроизведения такого всплеска мощности, начало которого зарегистрировано системой централизованного контроля СЦК СКАЛА IV энергоблока ЧАЭС» [7] (см. рис.1).
В то же время давно известно, что вывод управляющих стержней из активной зоны реактора сам по себе может дать гораздо больший выбег реактивности – более 4β [13]. Это, во-первых. А, во-вторых, научно ещё не доказано, что стержни вообще входили в активную зону. Из новой же версии следует, что они и не могли туда войти, ибо в момент нажатия кнопки АЗ-5 уже не существовало ни стержней, ни активной зоны.
Таким образом, версия эксплуатационщиков, выдержав проверку аргументами качественного характера, не выдержала количественной проверки и её можно сдавать в архив. А версия учёных после небольшой поправки получила дополнительные количественные подтверждения.
2.2. «Первый взрыв»
Неуправляемая цепная реакция в реакторе 4-го блока началась в некоторой, не очень большой части активной зоны и вызвала местный перегрев охлаждающей воды. Скорее всего, она началась в юго-восточном квадранте активной зоны на высоте от 1,5 до 2,5м от основания реактора [23]. Когда давление пароводяной смеси превысило пределы прочности циркониевых труб технологических каналов, они разорвались. Изрядно перегретая вода почти мгновенно превратилась в пар довольно высокого давления. Этот пар, расширяясь, подтолкнул массивную 2500-тонную крышку реактора вверх. Для этого, как оказалось вполне достаточно разрыва всего нескольких технологических каналов. На этом закончилась начальная стадия разрушения реактора и началась основная.
Двигаясь вверх, крышка последовательно, как в домино, разорвала остальную часть технологических каналов. Многие тонны перегретой воды почти мгновенно превратились в пар, и сила его давления уже довольно легко подкинула «крышку» на высоту 10...14 метров. В образовавшееся жерло ринулась смесь пара, обломков графитовой кладки, ядерного топлива, технологических каналов и других конструкционных элементов активной зоны реактора. Крышка реактора развернулась в воздухе и упала обратно ребром, раздавив верхнюю часть активной зоны и вызвав дополнительный выброс радиоактивных веществ в атмосферу. Ударом от этого падения можно объяснить двойной характер «первого взрыва».
Таким образом, с точки зрения физики «первый взрыв» собственно не был взрывом, как физическим явлением, а представлял собой процесс разрушения активной зоны реактора перегретым паром. Поэтому сотрудники ЧАЭС, рыбачившие в аварийную ночь на берегу пруда-охладителя, не услышали звука после него. Именно поэтому сейсмические приборы на трёх сверхчувствительных сейсмостанциях с расстояния 100...180км смогли зарегистрировать только второй взрыв.
2.3. «Второй взрыв»
Параллельно с этими механическими процессами в активной зоне реактора начались различные химические реакции. Из них особый интерес вызывает экзотермическая пароциркониевая реакция. Она начинается при 900°C и бурно проходит уже при 1100°C. Её возможная роль более подробно изучалась в работе [19], в которой было показано, что в условиях аварии в активной зоне реактора 4-го блока только за счёт этой реакции в течение 3с могло образоваться до 5000м3
водорода.
Когда верхняя «крышка» взлетала в воздух, в центральный зал из шахты реактора вырвалась эта масса водорода. Перемешавшись с воздухом центрального зала, водород образовал детонационную воздушно-водородную смесь, которая затем взорвалась, скорее всего, от случайной искры или раскалённого графита. Сам взрыв, судя по характеру разрушений центрального зала, носил бризантный и объёмный характер, аналогичный взрыву известной «вакуумной бомбы» [19]. Именно он и разнёс вдребезги крышу, центральный зал и другие помещения 4-го блока.
После этих взрывов в подреакторных помещениях начался процесс образования лавообразных топливосодержащих материалов. Но это уникальное явление является уже следствием аварии и здесь не рассматривается.
3. Основные выводы
1. Первопричиной Чернобыльской аварии стали непрофессиональные действия персонала 5-й смены 4-го блока ЧАЭС, который, скорее всего, увлёкшись рискованным процессом поддержания мощности реактора, попавшего в режим самоотравления по вине самого персонала, на уровне 200МВт, сначала «просмотрел» недопустимо опасный и запрещённый регламентом вывод управляющих стержней из активной зоны реактора, а затем «задержался» с нажатием кнопки аварийного глушения реактора АЗ-5. В результате в реакторе началась неуправляемая цепная реакция, которая закончилась его тепловым взрывом.
2. Ввод графитовых вытеснителей управляющих стержней в активную зону реактора не мог быть причиной Чернобыльской аварии, так как в момент первого нажатия кнопки АЗ-5 в 01ч 23мин 39с уже не существовало ни управляющих стержней, ни активной зоны.
3. Причиной первого нажатия кнопки АЗ-5 послужил «первый взрыв» реактора 4-го блока, который произошёл примерно в период от 01ч 23мин 20с до 01ч 23мин 30с и разрушил активную зону реактора.
4. Второе нажатие кнопки АЗ-5 произошло в 01ч 23мин 41с и практически совпало во времени со вторым, уже настоящим взрывом воздушно-водородной смеси, который полностью разрушил здание реакторного отделения 4-го блока.
5. Официальная хронология Чернобыльской аварии, основанная на распечатках ДРЕГ, неадекватно описывает процесс аварии после 01ч 23мин 41с Первыми на эти противоречия обратили внимание специалисты ВНИИАЭС. Возникает необходимость её официального пересмотра с учётом недавно открывшихся новых обстоятельств.
В заключение автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность члену-корреспонденту НАНУ А.А.Ключникову, доктору физико-математических наук А.А.Боровому, доктору физико-математических наук Е.В.Бурлакову, доктору технических наук Э.М.Пазухину и кандидату технических наук В.Н.Щербину за критическое, но доброжелательное обсуждение полученных результатов и моральную поддержку.
Автор также считает своим особо приятным долгом выразить глубокую благодарность генералу СБУ Ю.В.Петрову за предоставленную возможность подробно ознакомиться с частью архивных материалов СБУ, связанных с Чернобыльской аварией, и за устные комментарии к ним. Они окончательно убедили автора в том, что «компетентные органы» являются органами действительно компетентными.
Список литературы
Авария на Чернобыльской АЭС и её последствия: Информация ГК АЭ СССР, подготовленная для совещания в МАГАТЭ (Вена, 25...29 августа 1986г.).
Типовой технологический регламент по эксплуатации блоков АЭС с ректором РБМК-1000. НИКИЭТ. Отчёт №33/262982 от 28.09.1982г.
О причинах и обстоятельствах аварии на 4 блоке ЧАЭС 26 апреля 1986г. Доклад ГПАН СССР, Москва, 1991.
Информация об аварии на Чернобыльской АЭС и её последствиях, подготовленная для МАГАТЭ. Атомная энергия, т.61, вып.5, ноябрь 1986.
Отчёт ИРЭП. Арх. №1236 от 27.02.97.
Отчёт ИРЭП. Арх. №1235 от 27.02.97.
НовосельскийО.Ю., ПодлазовЛ.Н., ЧеркашовЮ.М Чернобыльская авария. Исходные данные для анализа. РНЦ «КИ», ВАНТ, сер. Физика ядерных реакторов, вып.1, 1994.
МедведевТ. Чернобыльская тетрадь. Новый мир, №6, 1989.
Доклад Правительственной комиссии «Причины и обстоятельства аварии 26 апреля 1986г. на блоке 4 Чернобыльской АЭС. Действия по управлению аварией и ослаблению её последствий» (Обобщение выводов и результатов работ международных и отечественных учреждений и организаций) под рук. СмышляеваА.Е. Держкоматомнагляд України. Рег. №995Б1.
Новая газета, №3 (105), октябрь 1996г.
Хронология процесса развития последствий аварии на 4-м блоке ЧАЭС и действия персонала по их ликвидации. Отчёт ИЯИ АН УССР, 1990 и Свидетельства очевидцев. Приложение к отчёту.
A.A.Abagyan, E.O.Adamov, E.V.Burlakovet. al. «Chernobyl accident causes: overview of studies over the decade», IAEA International conferens «One decade after Chernobyl: nuclear safety aspects», Vienna, april 1...3, 1996, IAEA-J4-TC972, p.46...65.
Мак-Каллех, Милле, Теллер. Безопасность ядерных реакторов. // Мат-лы Междунар. конф. по мирному использованию атомной энергии, состоявшейся 8...20 августа 1955г. Т.13. М.: Изд-во иностр. лит., 1958.
Интервью Б.В.Рогожкина в газете «Киевские Ведомости», 14 мая 2001г.
О.Гусев. «У заграві чорнобильських блискавиць». Т.4, К.: Варта, 1998.
А.С.Дятлов. Чернобыль. Как это было. М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2000.
Н.Попов. «Страницы Чернобыльской трагедии». Статья в газете «Вестник Чернобыля» №21 (1173), 26-05-01.
Ю.Щербак. «Чернобыль», Москва, 1987.
Э.М.Пазухин. «Взрыв водородно-воздушной смеси как возможная причина разрушения центрального зала 4-го блока Чернобыльской АЭС во время аварии 26 апреля 1986г.», Радиохимия, т.39, вып.4,1997.
«Анализ текущей безопасности объекта «Укрытие» и прогнозные оценки развития ситуации». Отчёт МНТЦ «Укрытие», рег. №3836 от 25.12.2001. Под научным руководством доктора физ.-мат. наук А.А.Борового. Чернобыль, 2001.
В.Н.Страхов, В.И.Старостенко, О.М.Харитонов и др. «Сейсмические явления в районе Чернобыльской АЭС». Геофизический журнал, т.19, №3, 1997.
Карпан Н.В.Хронология аварии на 4-м блоке ЧАЭС. Аналитический отчёт, Д. №17-2001, Киев, 2001.
В.А.Кашпаров, Ю.А.Иванов, В.П.Процак и др. «Оценка максимальной эффективной температуры и времени неизотермического отжига чернобыльских топливных частиц во время аварии». Радиохимия, т.39, вып.1, 1997г.
«З архівів ВУЧК, ГПУ, НКВД, КГБ», Спецвипуск №1, 2001г. Видавництво «Сфера».
Аналіз аварії на четвертому блоці ЧАЕС. Звіт. Част. 1. Обставини аварії. Шифр 20/6н-2000. НВП «РОСА». Київ, 2001.
|