3Зачем нам угроза еще одного «Чернобыля»? Этот вопрос порождает сообщение о договоренности президентов Украины и США о поставках американских урановых тепловыделяющих стержней для украинских реакторов, построенных в СССР, грянувшее как гром среди ясного неба. Еще не зажили раны Чернобыля. Еще специалисты, и наши, и зарубежные, докапываются до деталей катастрофы...
Но оправданны ли подобные опасения? Не «пуганая ли это ворона, которая куста боится»? «Ведь если что и не подойдет, можно подогнать».
Беда в том, что думающие так люди, как и люди, принимавшие решение о поставках, не являются специалистами в области ядерной энергетики. А ведь это совершенно иной, незнакомый нам мир, несоизмеримый с нашими представлениями об окружающей среде, и не считаться с этим нельзя.
Ведь, например, при делении всех ядер одного кг урана 235, вмещающегося в шар диаметром около 4,6 см, выделяется количество тепловой энергии, как от сжигания около 2000 т бензина (30 железнодорожных цистерн).
Реактор первой советской атомной электростанции (АЭС) при номинальной тепловой мощности 30 МВт расходовал всего 34,5 г урана в сутки. Наш первый в мире атомный ледокол «Ленин» за одну навигацию прошел весь Северный путь туда и обратно. Отряд атомоходов обогнул весь земной шар, не всплывая на поверхность. Реакторы работают годами без перезарядки их топливом.
Но это при строжайшем соблюдении всех эксплуатационных инструкций и норм. Примером является работа аналогичных реакторов с парообразованием в активной зоне типа РБМК-1000 на других АЭС. На Ленинградской АЭС они работают уже более 35 лет. ЧАЭС стала отрицательным примером, продемонстрировав всему миру, чем кончается нарушение правил эксплуатации реакторов.
Как известно, 25 апреля 1986 г. на 4-м блоке ЧАЭС началось снижение мощности реактора в связи с его остановкой для планового ремонта. Одновременно электрики намечали испытания генератора на выбеге (вращения по инерции) для выработки электроэнергии для собственных нужд останавливаемого блока.
Эта программа не была согласована со специалистами по управлению реактором. Однако были допущены многие отступления и от этой программы, когда через сутки, 26 апреля, в 1 час 23 мин. 04 сек. было начато ее выполнение. Был остановлен последний работавший турбогенератор №8.
В этот момент из 211 стержней-поглотителей, способных регулировать мощность реактора, в активной зоне находилось всего 8 или 9 вместо допустимого по регламенту минимума – 15. При 6 работающих главных циркуляционных насосах, охлаждающих активную зону, для обеспечения полной нагрузки на генератор было запущено еще 2 насоса, что привело к превышению необходимого расхода воды на сниженной мощности реактора в 4 раза.
В интересах возможности повторных испытаний была отключена аварийная защита реактора по остановке двух генераторов, в результате чего была утрачена возможность избежать катастрофы. При прекращении расхода пара реактор продолжал работать на мощности 200 МВт (тепловой). Хронология последних секунд 4-го блока ЧАЭС, подтверждающая скоротечность сложнейших процессов в активной зоне реактора, коротка.
В 1 ч. 23 мин. 10 с. (через 6 с.). Рост давления в охлаждающем контуре снижает парообразование. Для его сохранения поднимаются стержни автоматического регулирования, увеличивая и без того излишнюю мощность реактора.
В 1 ч. 23 мин. 21 с. (через 11 с.). Оператор снижает расход теплоносителя, что повышает его температуру на входе в активную зону; увеличивает положительный мощностной эффект, определяемый на малой мощности паровым, и вызывает рост мощности.
В 1 ч. 23 мин. 31 с. (через 10 с.). Оставшиеся в активной зоне восемь стержней автоматического регулирования вместо пятнадцати не могут задержать уже неуправляемый рост мощности.
Начальник реакторного цеха наблюдает «непонятное» ему свечение в зале над реактором! «Неожиданно» начавшееся подпрыгивание металлических кирпичей биозащиты реактора (масса каждого 350 кг) вынуждает начальника цеха отказаться от продолжения эксперимента.
Раздается сигнал аварийной защиты: «Повышение давления в реакторном пространстве». Он вызван одномоментным вскипанием массы воды, поступающей из разрушившихся технологических каналов с давлением около 70 атм. в пространство с атмосферным давлением. Это объясняет ситуацию в активной зоне.
В 1 ч. 23 мин. 40 с. (через 9 с.). Начальник смены с опозданием на 36 с. дает бесполезную уже команду нажать кнопку аварийной защиты-5, по сигналу которой в активную зону должны были войти за 17,5 с. все стержни аварийной защиты со скоростью 0,4 метра в секунду (высота активной зоны 7 м). Но... после ряда ударов стержни аварийной защиты, не дойдя до низа активной зоны, остановились. Попытка оператора сбросить стержни за счет их веса, очевидно, не удалась.
1 ч. 23 мин. 43 с. (через 3 с.). Резкий рост мощности и температуры топлива. Кризис теплообмена.
1 ч. 23 мин. 44 с. (через 1 с.). Возрастание мощности в 100 раз (по расчетам).
Последовательно, с интервалом 2–3 с. следуют два мощных взрыва с известными последствиями.
Десятки секунд решили судьбу катастрофы. Взрывы выбросили часть уранового топлива из активной зоны, что, возможно, спасло от образования расплавленным ураном критической массы, необходимой для ядерного взрыва с неизмеримо большими последствиями.
Катастрофа потрясла мир и объединила ученых. В августе 1986 г. более 500 высококвалифицированных экспертов из 62 стран заслушали доклады советских экспертов и участвовали в дискуссиях. В следующем месяце на специальной сессии Генеральной конференции МАГАТЭ участвовало уже 93 страны.
Волна различных международных совещаний, сопровождаемая потоком научной информации, докатилась до наших дней. Так, в работе Объединенного экспертного комитета (Минск–Москва– Киев) только в первом из четырех томов содержится ссылка на 247 научных трудов. Исследования причин катастрофы продолжаются до сих пор.
Очевидно, наиболее объективно причины аварии были изложены в отчете ИАЭ на совещании экспертов МАГАТЭ, в котором было сказано:
«Первопричиной аварии явилось крайне маловероятное сочетание нарушений порядка и режима эксплуатации, допущенных персоналом энергоблока, при которых проявились недостатки в конструкции реактора и стержней СУЗ».
Имели ли место аварии с реакторами РБМК ранее?
В процессе эксплуатации имели место неисправности, иногда неверно называемые «авариями».
К ним можно отнести следующие:
В апреле 1974 г. на 2-м энергоблоке
ЛАЭС разгерметизировалась канальная труба теплоносителя.
В ноябре 1975 г. на 1-м энергоблоке
ЛАЭС произошел пережог тепловыделяющей сборки.
В декабре 1982 г. на 1-м энергоблоке ЧАЭС разгерметизировался канал реактора (был взрыв).
В сентябре 1982 г. на 1-м энергоблоке ЧАЭС произошел пережог тепловыделяющей сборки.
В октябре 1991 г. на 2-м энергоблоке
ЧАЭС из-за пожара был перерыв в подаче питательной воды.
В 1978 г. на 1-м энергоблоке КАЭС вышло из рабочего состояния значительное число сервоприводов системы управления и защиты.
Были и другие ситуации, не повлиявшие на окружающую среду. Авария на ЧАЭС – трагическое исключение. Какие же нарушения были допущены персоналом 4-го энергоблока ЧАЭС?
Недопустимый перерыв в снижении мощности останавливаемого энергоблока на 13 часов, приведший к отравлению активной зоны.
Отключение системы автоматического общего регулирования.
Ошибочное снижение мощности до нуля и недопустимые попытки ее подъема.
Отключение аварийной защиты по всем, кроме двух, параметрам.
Вывод из активной зоны недопустимо большого количества стержней-поглотителей, исключивший возможность гасить рост мощности.
Отказ от немедленного прекращения испытаний и остановки реактора, вошедшего в нерегламентное, нерасчетное состояние.
Закрытие вентиля сброса излишков пара на конденсатор турбины.
Недопустимый запуск еще 2 главных циркуляционных насосов с превышением расхода питательной воды в 4 раза.
Отказ от немедленной остановки реактора при отсутствии потребления пара.
Задержка со сбором аварийной защиты.
К конструктивным недостаткам реактора следует отнести:
Высокий положительный паровой коэффициент, определяющий мощностной на малой мощности.
Малую скорость ввода стержней-поглотителей в активную зону.
Дефект аварийной защиты, приводящей реактор к кратковременному разгону вместо гашения мощности.
Предложения ИАЭ им. И.В. Курчатова по выявленным недостаткам, будь они выполнены, исключили бы катастрофу. Менее чем за полгода до нее, 1 ноября 1985 года, инспектор по ядерной безопасности Курской АЭС А.А.Ядрихинский обнаружил 32 нарушения «Правил ядерной безопасности» и потребовал от начальника управления Госатомэнергонадзора Б.С.Шкабары остановить на реконструкцию систем управления и защиты все РБМК-1000. На требование был получен ответ начальника управления, что, по его мнению, система управления и защиты отвечает всем требованиям правил ядерной безопасности.
Чем было вызвано такое отношение к обоснованной серьезной тревоге? Технической безграмотностью, или преступной безответственностью, или русским «авось пронесет»? Но, как говорят в народе, «авоська за небоську держались да вместе и упали».
Все изложенное выше является попыткой приподнять завесу неосведомленности, скрывающую сложность и опасность протекающих в РБМК-1000 процессов. Специалистов прошу извинить автора статьи за попытку технически краткого и доходчивого изложения проблемы.
Напоминание о Чернобыле вызвано надеждой пробудить в соответствующих инстанциях сомнения в безопасности и допустимости использования американских тепловыделяющих стержней в отечественных реакторах. Убедить их в необходимости глубоких научных исследований.
В этом вопросе нельзя ограничиваться мнением, даже отзывом одного или нескольких специалистов. Необходимо помнить, что допустимость использования пусть отличного качества, но «чужих» тепловыделяющих стержней может быть проверена только во взаимодействии с работающим на всех режимах реактором.
А кто может гарантировать нам, что мы не получим второго Чернобыля? По бытующей легенде, при приеме моста с предельной на нем нагрузкой под ним находится его конструктор, один. В нашем случае «под мостом» окажется часть Европы. Таких прав распоряжаться судьбой континента ни у кого нет.
Так можно ли ради чьих-то выгод так рисковать? Пока еще не поздно решить вопрос в интересах жизни сотен миллионов людей! Его необходимо решить!
В.КОЛОСОВ,
кандидат технических наук.
