Как взорвали Чернобыль

Нарушение регламента – путь к (само)убийству

Несколько слов об одной из самых знаменитых техногенных катастроф.

Мировой опыт доказывает: любая авария так или иначе связана с нарушением установленного регламента работы. И для примера возьму взрыв на Чернобыльской АЭС, вкратце перескав кое‑что из моей давней статьи «Чернобылей больше не будет». Я вложил в неё изрядную часть знаний, полученных на теплофизическом факультете. И сейчас покажу, откуда берутся регламенты и как нарушаются.

На Чернобыльской атомной электростанции проводился заранее запланированный эксперимент. При отключении ядерного реактора накопившиеся в нём радиоактивные осколки ещё довольно долго продолжают распадаться, выделяя немалую энергию. Её хватает, чтобы реактор изрядное время оставался горячим и продолжал производить пар. Пар, как правило, просто стравливают через вспомогательные холодильники мимо турбины. Но можно направлять его на турбину, и он продолжит её вращать. Решили проверить, сколько времени это вращение может давать дополнительную энергию, достаточную, чтобы все механизмы станции работали без подключения штатных вспомогательных генераторов – дизельных.

Понятно, по ходу эксперимента вспомогательные генераторы не должны включаться. Персонал станции решил этого добиться простейшим способом: заблокировать все системы, обеспечивающие гарантированное включение генераторов, то есть системы аварийной реакции на поведение реактора.

Приостановка реактора – дело медленное. Тепловые энергетические установки так велики, что при быстром запуске или остановхе нагрев и охлаждение неравномерны. Тепловые деформации могут что‑то в конструкции поломать. Газовые турбины и дизели популярны в качестве вспомогательных и аварийных силовых установок потому, что сравнительно малы: при их быстром включении и выключении не возникает опасных термических напряжений.

Чернобыльский реактор останавливается в общей сложности около суток. И когда мощность реактора уже изрядно снизилась, последовал звонок из «Киевэ‑ нерго» с просьбой помочь. Дату плановой остановки реактора определили исходя из того, что к моменту его остановки на другой станции запустят агрегат, ранее остановленный на ремонт. Но ремонтники немного задержались, и из «Киевэнерго» попросили на несколько часов поддержать энергосистему.

Если бы среди сотрудников Чернобыльской АЭС были люди со специальным образованием реакторщи‑ ков, они бы, естественно, отказались. Но там были только обычные энергетики, не имеющие знаний, специфических именно для ядерной энергоустановки. Значительная часть осколков деления, помянутых мною ранее, активно поглощает нейтроны. Пока реактор работает на полную мощность, это не страшно: в нём всегда есть избыток свободных нейтронов, и их хватает на это поглощение. Но при снижении мощности остаётся концентрация осколков, соответствующая первоначальному режиму работы: осколки‑то распадаются сравнительно медленно. Активность поглощения сохраняется на прежнем уровне, а активность выделения снижается. Поэтому разогнать реактор нельзя, пока он не постоит несколько дней, пока не распадутся поглощающие осколки.

Но, к сожалению, реакторщики в Чернобыле об этом просто не знали. Они начали снова разгонять реактор. Для этого им пришлось вывести штатные поглотители нейтронов (так называемые «управляющие стержни») практически полностью. Только тогда общий уровень поглощения снизился настолько, что активность реакции начала возрастать.

Но когда она выросла, поток нейтронов тоже вырос и буквально вымел поглощающие осколки. Ведь они, поглощая нейтроны, превращаются в другие вещества, уже не столь активные в качестве поглотителей. Буквально за несколько секунд общая активность поглощения нейтронов в реакторе упала настолько, что реакция начала разгоняться сама собою. Образовался колоссальный избыток нейтронов.

Если бы разгона ждали заранее, то по крайней мере начали бы заранее же возвращать на место управляющие стержни. Но персонал Чернобыльской станции был к этому не готов. Стержни не успели опустить до того, как реакция достигла опасного уровня. Тепловой поток в считанные секунды вскипятил воду в реакторе и поднял давление пара настолько, что с реактора попросту сорвало крышку. Мощным потоком пара из реактора выбросило изрядную часть всей его начинки, включая и часть стержней с ураном. После этого реакция, естественно, заглохла, но четвёртый блок станции разнесло в клочья.

После того, как в причине аварии разобрались, в конструкции этих реакторов кое‑что поменяли. Сейчас просто физически невозможно вытащить оттуда столько стержней, чтобы реактор начал запускаться из полуостановленного состояния*. Поэтому аварий вроде Чернобыльской больше не будет.

Скорее всего, после подробного расследования причин катастрофы на Саяно‑Шушенской ГЭС тоже не только уточнят инструкции, но и доработают само оборудование – так, чтобы нарушения, вызвавшие разрушение станции, стали физически невозможны. Но куда безопаснее работать вовсе без нарушений.