[mp_row]

[mp_span col=”12″]

14 сентября 2019 в 18-00 Музей мировой мемориальной культуры приглашает на историко-просветительское событие — интерактивную выставку «Чернобыль – 86». Приглашаем вас принять участие в Событии, чтобы узнать еще больше о самой страшной ядерной аварии 20 столетия.

Трагедия на Чернобыльской АЭС, случившаяся 33 года назад, сильно подорвала доверие к атомной энергетике. Это был самый мощный выброс радиоактивных веществ в окружающую среду — гигантское смертоносное облако прошло над российскими, украинскими, белорусскими территориями, коснувшись и других стран. Главная версия относительно причин катастрофы свелась не к просчетам конструкторов — их не было, — а к халатности сотрудников АЭС. Это они, грубо нарушив правила эксплуатации реактора, вызвали в нем неуправляемую цепную реакцию.

В ночь на 26 апреля 1986 года двенадцать сотрудников, заступивших на дежурство за пульт управления 4-го блока Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС), готовились к проведению ответственного эксперимента. Чтобы испытать новое устройство в аппаратуре управления выработкой электроэнергии, им предстояло смоделировать аварийную остановку турбины. 

Оборудование современных атомных станций тоже нуждается в электричестве, но при заглушении реактора и отключении внешней сети взять эту энергию было бы неоткуда, не будь на станции дизельгенераторов. Если во внешней сети происходит сбой, станция в первые минуты питается от аккумуляторов. Они дороги и громоздки, занимают целые залы и повышают себестоимость энергии. Строительство АЭС обходилось бы дешевле, если бы вместо аккумуляторов для питания станции, пока запускают дизели, можно было использовать кинетическую энергию раскрученных паровых турбин. На ЧАЭС уже проводились эксперименты с этой целью, но отказаться от аккумуляторов пока никак не удавалось.

В 00 часов 28 минут операторы приступили к снижению тепловой мощности реактора. Но, видно, в системе управления что-то не заладилось, и вместо запланированных 700 МВт мощность реактора упала до 30. Судя по показаниям самописца, в течение 5 минут мощность нейтронного потока сошла на нет и цепная реакция прекратилась. Реактор фактически встал. Короткоживущие изотопы, активно поглощающие нейтроны, начали отравлять его рабочую зону.
При росте поглощения нейтронов реакция затухает сама по себе, а реактор останавливается без участия операторов. Обычно его глушат на сутки-двое, пока короткоживущие изотопы не распадутся и работоспособность не восстановится. Так поступают во всем мире, и никаких трудностей для персонала остановка реактора не представляла. Однако в данном случае это означало бы отмену запланированного эксперимента. Сотрудники, скорее всего, побоялись санкций — административных и материальных. Дабы не срывать испытания, реактор решили разогреть искусственно. Как объясняли потом операторы, они хотели «обогнать» процессы отравления.

Из активной зоны реактора стали выводить управляющие стержни — они поглощают нейтроны, сдерживая цепную реакцию. Вывод стержней предусмотрен регламентом, но с оговоркой: «Подъем мощности блока после кратковременной остановки производится после устранения причин снижения мощности по письменному распоряжению начальника смены станции в «Журнале ведения процесса» и в оперативном журнале старшего инженера управления реактором». Проще говоря, требовалось одобрение начальства. Однако никакого письменного распоряжения на этот счет работники не получили.

Конечно, виза в журнале на процессы в реакторе никак не влияет. Важно другое — в самые ответственные моменты работы сотрудники нарушали порядок эксплуатации. Сначала не устранили причины снижения мощности реактора, затем не получили подпись начальства, в дальнейшем допустили еще более грубые отступления от правил. Причем, как выяснилось на следствии, операторы делали это и раньше. Так, в регламенте записано: «При снижении оперативного запаса реактивности до 15 стержней реактор должен быть немедленно заглушен». Однако 25 апреля, в 7 часов 10 минут, менее чем за сутки до катастрофы, в реакторе оставили всего 13,2 стержня. Ситуацию исправили только через 7 часов. За это время на дежурство заступила новая смена, но никто так и не поднял тревогу. Как будто все было в порядке. «…у нас неоднократно было менее допустимого количества стержней — и ничего, — свидетельствовал потом Игорь Казачков, работавший 25 апреля начальником дневной смены 4-го блока. — Никто из нас не представлял, что это чревато ядерной аварией. Мы знали, что делать этого нельзя, но не думали…»
К часу ночи реактор заработал на мощности 200 МВт. Чтобы удержать ее на этом уровне, из активной зоны приходилось выводить все больше управляющих стержней. Регламент требовал: «Работа реактора при запасе менее 26 стержней допускается с разрешения главного инженера станции». Увы, сотрудники 4-го блока нарушили и это правило. Известно, что управлять реактором в процессе самоотравления невозможно. Поэтому его и глушат. Но дежурные продолжали упорствовать. Почему? Остается только гадать. Видимо, полагались на свой опыт больше, чем на автоматику, предусмотренную конструкторами.

К 01 часу 22 минутам 30 секундам количество «эффективных» стержней уменьшилось до 6—8. В момент взрыва, по некоторым оценкам, их осталось не больше двух. Когда из активной зоны было выведено слишком много стержней, предотвратить катастрофу могло только чудо. Чуда, увы, не произошло.

Чернобыльский РБМК-1000
Реактор размещается в бетонной шахте размером 24х24 м и представляет собой цилиндр диаметром 14 м и высотой более 20 м, сложенный из графитовых колонн. Каждая колонна имеет центральное отверстие, пронизывающее ее насквозь. В отверстия вставлены трубы технологических каналов диаметром 80 мм, где размещаются урановые сборки, двигаются стержни-поглотители и под давлением 65 атмосфер течет вода, отводящая тепло. Эти трубы сделаны из циркония, графитовая кладка герметично закрыта кожухом, а вокруг нее по бокам, сверху и снизу располагаются баки с водяной биологической защитой. Рабочая температура воды на входе технологических каналов составляет 210°С, на выходе — 284°С. Из каналов пароводяная смесь поступает в барабан-сепараторы, в которых от воды ежечасно отделяется 5 000 т сухого пара и направляется на лопатки двух паровых турбин мощностью по 500 МВт.

Чтобы в активной зоне реактора типа РБМК-1000 шла контролируемая цепная реакция, в системе управления используются 211 стержней, регулирующих коэффициент размножения нейтронов по всему объему активной зоны. При необходимости они автоматически передвигаются внутри нее вверх-вниз, поддерживая этот коэффициент близким к 1 локально и по всей зоне.
Так реактор РБМК-1000 работает в нормальном режиме. Если его работа дает сбой, автоматически включаются системы, обеспечивающие возвращение нужного параметра к рабочей норме или снижение тепловой мощности реактора вплоть до полной его остановки без повреждения активной зоны.

Общий вид 4-го блока Чернобыльской АЭС. Высокая труба над зданием предназначена для удаления газообразных отходов, возникающих при работе реактора

«Глуши реактор»
Тем временем люди спокойно работали на своих местах, готовясь к эксперименту по выработке электроэнергии во время выбега — постепенной остановки раскрученной турбины. Начальник вечерней смены Юрий Трегуб, оставшийся в ночную, чтобы помочь товарищам, рассказывал позже: «Отключают турбину от пара и в это время смотрят — сколько будет длиться выбег. 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… Затем прозвучал удар… Я отскочил, и в это время последовал второй удар. Вот это был очень сильный удар. Посыпалась штукатурка, все здание заходило… Свет потух, потом восстановилось аварийное питание…»

После первого удара оператор сообщил об аварийном увеличении мощности. Раздался крик «Глуши реактор!», и кто-то нажал «стоп-кран» — кнопку АЗ-5, посылающую сигнал на опускание аварийных стержней с большой скоростью.
Однако было поздно

Поскольку автоматическую систему аварийной остановки реактора отключили еще раньше, цепная реакция вышла из-под контроля. Это произошло, скорее всего, на высоте 1,5— 2,5 м от основания реактора. Неконтролируемое расщепление ядер вызвало перегрев охлаждающей воды. Циркониевые трубы не выдержали давления смеси воды и пара, некоторые из них взорвались. Оказавшись внутри реактора, вода превратилась в сжатый пар. Стремительно расширяясь, этот пар приподнял крышку реактора, которая весила 2 500 тонн. Двигаясь вверх, крышка последовательно разорвала оставшиеся технологические каналы. Теперь уже многие тонны перегретой воды обратились в пар, и сила его давления подкинула крышку на 10—14 м. В эту дыру ринулась смесь пара, обломков кладки, ядерного топлива, технологических каналов и других конструкционных элементов. Крышка перевернулась в воздухе и упала обратно ребром, раздавив верхнюю часть активной зоны и вызвав дополнительный выброс радиоактивных веществ.

Это и был первый, относительно слабый взрыв, описанный очевидцами. Активная зона реактора была разрушена сжатым паром. Так взрывается, например, паровой котел. Сейсмические приборы на трех сейсмостанциях в 100—180 км от места событий зарегистрировали только второй взрыв. Он имел магнитуду 2,5 балла по шкале Рихтера и мощность, эквивалентную взрыву 10 тонн тротила.

Кто виноват?
До 2001 года существовали две научно обоснованные версии чернобыльской катастрофы. Одна из них отражена в известном докладе, представленном СССР в МАГАТЭ в 1986-м. В нем отмечается, что дежурный персонал 6 раз грубо нарушил правила эксплуатации реактора, привел его в неуправляемое состояние и отключил почти все средства аварийной защиты. Реактор пошел в разгон и взорвался. Из материалов следовало, что серьезных претензий к конструкции реактора нет и что во всем виноват дежурный персонал.
В 1991-м комиссия, образованная Госатомнадзором, связала причины чернобыльской аварии с наличием на концах управляющих стержней длинных графитовых вытеснителей воды. Они поглощают нейтроны хуже, чем вода, поэтому их ввод в активную зону после нажатия кнопки АЗ-5 окончательно лишил реактор управления. Виновниками катастрофы были названы создатели реактора. При этом исходным событием в обеих официальных версиях считается нажатие кнопки АЗ-5, которое вызвало движение стержней вниз и привело к взрыву.

Анализ официальных и неофициальных документов, выполненный некоторое время спустя в Институте проблем безопасности атомных электростанций НАНУ, подтвердил и существенно дополнил версию о вине персонала 4-го блока ЧАЭС. Новый взгляд дает объяснение многочисленным аварийным фактам, которые предыдущие версии объяснить не смогли. Удалось установить следующее:
— после нажатия кнопки АЗ-5 управляющие стержни не двигались в активную зону реактора, так как в этот момент уже не существовало ни активной зоны, ни самих стержней;
— наличие графитовых вытеснителей воды в конструкции стержней, опасное «вытеснение» управляющими стержнями нейтронных полей в нижнюю часть реактора и положительный коэффициент реактивности по пару к причинам аварии не имеют никакого отношения;
— материалы и выводы всех официальных комиссий, основанные на данных распечаток ДРЕГ (программы «хронометража» работы энергоблоков) и предположении о движении управляющих стержней в активную зону реактора после нажатия кнопки АЗ-5, неадекватно описывают процесс аварии.

Первый взрыв — тепловой— уничтожил реактор и запустил процессы, приведшие к образованию взрывоопасной газовой смеси

Второй взрыв — смеси водорода с воздухом — разрушил здание 4-го блока

Схема разрушенного реактора
1 — крышка реактора
2 — элементы боковой водяной защиты
3 — нижняя биологическая защита
4 — барабан-сепаратор
5 — бассейн-барботер
6 — бассейн выдержки отработанного топлива

Взрыв гремучей смеси

В разрушенной активной зоне начались химические процессы. В результате пароциркониевой реакции за несколько секунд образовалось до 5 000 м3 водорода. Когда крышка реактора взлетела в воздух, газовая масса вырвалась из шахты в центральный зал. Легковоспламеняющаяся смесь из воздуха и водорода не могла не взорваться от случайной искры или от контакта с раскаленным графитом. Этот второй мощный взрыв разрушил центральный зал и другие помещения 4-го блока.

Бывший охранник ЧАЭС Леонид Бутрименко, чей пост находился всего в 100 м от 4-го блока, рассказывал: «В половине второго я услышал первый взрыв. Он был глухой, словно грохнул трамвай, но очень сильный. Тряхнуло, как при землетрясении. Я повернулся к реактору. Тут на моих глазах произошел второй взрыв. Успел заметить, как вздымается разорванная крыша. Взрыв был такой силы, что бетонные плиты весом тонну, а то и больше, отбросило от реактора метров на пятьдесят. Некоторые вылетели за ограду и контрольную полосу».

Между тем внутри 4-го блока уже поняли, что произошла крупная авария, но не представляли ее истинных масштабов. Руководитель испытаний отправил в центральный зал двух стажеров — посмотреть состояние реактора. Оба получили смертельные дозы, а вернувшись, сообщили, что тот разрушен. Дежурные бросились измерять уровни радиации в рабочих помещениях. Приборы зашкаливали.

Взрывы выбросили наружу газы, аэрозоли и пыль, образовавшиеся в активной зоне. Взмыв на высоту до 6 км, они были подхвачены ветром. Гигантское радиоактивное облако понеслось на северо-запад. Наиболее тяжелые частицы выпали в прилегающих к ЧАЭС районах, а легкие понеслись через Белоруссию, Польшу и Балтийское море в Скандинавские страны, оставляя на земле широкий след радиоактивных осадков. Когда ветер сменил направление, оставшуюся часть выброса широким фронтом понесло через Финляндию на Ленинградскую область и далее на Москву. 27 апреля смертоносное облако, сильно поредевшее, окончательно рассеялось в атмосфере, не долетев до столицы 400 км. Это был первый и самый мощный выброс радиоактивных веществ в окружающую среду.

Борис Горбачев, кандидат физико-математических наук

Источник: http://souzchernobylnsk.ru 

[/mp_span]

[/mp_row]