Чернобыль. История катастрофы. Адам Хиггинботам. Саммари - Иванов М. Н. - Страница 2

Коварство радиации в том, что она проникает в тело незаметно, без всяких ощущений, однако это проникновение никогда не проходит без последствий.

Убедившись в том, что ядерное оружие получилось достаточно смертоносным, правительства двух супердержав озаботились вопросом о том, нельзя ли использовать атом в каких-либо еще целях. Отец советской атомной бомбы Игорь Курчатов смог доказать Берии, что для выработки электричества атомная энергия столь же пригодна. В 1952 году атомной энергетике как отрасли советского хозяйства дали добро.

Чтобы ядерный реактор не превратился в ядерную бомбу, процесс деления атомов в нем нужно строго контролировать. Этот контроль обеспечивают три ключевых элемента реактора: замедлитель, стержни управления и охладитель.

Как мы помним, деление атома высвобождает принадлежавшие ему нейтроны. Энергия этой реакции превращает воду в пар, тот вращает турбины генератора и создает электричество. Главный атомный секрет в том, чтобы каждое новое деление атомов порождало одинаковое число нейтронов, иначе реакция может или прекратиться, или стать неуправляемой. Для этого нейтроны нужно тормозить до оптимальной скорости.

Вот как это происходило в чернобыльском реакторе. В центре его находился огромный цилиндр из графита. В нем около двух тысяч каналов. По этим каналам циркулировала вода, которая и замедляла нейтроны. Но и сам графит тоже имел это замедляющее свойство.

При работе реактора вода в нем постепенно превращалась в пар, а тот плохо тормозит нейтроны. Регулировать ядерную реакцию помогали стержни управления из карбида бора. Они вводились в каналы с водой и поглощали нейтроны, тем самым тормозя цепную реакцию. Чем больше стержни были вынуты из реактора, тем активнее шло деление в нем. Чем глубже они были погружены в реактор, тем слабее была реакция. Наконец, чтобы урановое топливо само не расплавилось в ходе реакции, применялся охладитель – вода.

Повторим: так был устроен именно чернобыльский реактор, но возможны другие вариации замедлителей и охладителей. Воду можно использовать и в качестве охладителя, и в качестве замедлителя – и это более безопасный вариант. Такие реакторы в чрезвычайной ситуации глушат сами себя. Если случится сбой и в пар превратится весь замедлитель, нейтроны ускорятся, а на ускоренных оборотах ядерная реакция прекращается и реактор отключается.

А вот с графитовыми замедлителями такого не происходит. Как бы ни перегрелся реактор, графит продолжит замедлять нейтроны, а значит, цепная реакция продолжится. Но вода в каналах при этом будет превращаться в пар и греть реактор. Физики называют это положительным паровым коэффициентом реактивности, и это первый крупный недостаток чернобыльского реактора. Он не умел тормозить сам себя.

Остановить реакцию можно было только с помощью стержней управления. А вдруг они не сработают? Тогда вся вода в конце концов испарится, реактор перегреется, а цепная реакция в нем будет идти своим чередом, – пока накопившаяся энергия не разорвет реактор.

Советские проектировщики еще в 1960-х остановили свой выбор на водно-графитовых ядерных реакторах (их также называли РБМК – реакторы большой мощности канальные). Вероятно, потому, что такая конструкция наследовала готовым военным разработкам, была понятнее и дешевле в производстве. Размерами РБМК в разы превосходил западные реакторы – еще один повод для гордости их конструктора Анатолия Александрова, директора Курчатовского института.

Однако это был уязвимый колосс, и это не укрылось от внимания некоторых коллег Александрова. Кое-кто даже писал об этом в ЦК. Но производство РБМК было уже запущено, и никто не стал его останавливать. В 1973 году РБМК заработал на Ленинградской АЭС. И чем дольше он работал, тем чаще сотрудники жаловались на сложность управления реактором. Однако Александров и его коллеги эти жалобы игнорировали. Неспособность РБМК к самозаглушению была вынесена за скобки.

Был и еще один недостаток, который станет роковым для Чернобыльской АЭС, – те самые стержни управления. Дело не в том, что они могли отказать. Они были опасны и в исправном состоянии. Стержни могли погружаться в ядро реактора лишь постепенно, на это требовалось около 20 секунд (мгновенное прекращение подачи энергии от реактора обрушило бы украинские электросети, полагал Александров). В аварийной ситуации эти секунды могли сыграть фатальную роль.

И это еще не все. Операторы РБМК обратили внимание на то, что при замедлении работы реактора опускание стержней на какое-то время не тормозит цепную реакцию, а ускоряет ее. Оказалось, что на концы стержней нанесен тонкий слой графита. Это было сделано разработчиками для того, чтобы в полностью выдвинутом из каналов положении стержни не тормозили работу реактора ни на йоту. Но когда стержни входили в каналы и начинали вытеснять воду, этот графитовый слой на несколько секунд провоцировал цепную реакцию – как раз когда она была ни в коем случае не нужна. При разном количестве вставленных в каналы стержней этот эффект проявлялся по-разному и потому не был замечен сразу.

Что ж, в столичном институте энерготехники проанализировали досадную оплошность, подредактировали руководства по эксплуатации… и посчитали проблему решенной.

В 1975 году стержни управления не смогли предотвратить аварию на Ленинградской АЭС. Городок Сосновый Бор накрыло радиационным облаком. Расследование проводилось в секретном режиме, причиной аварии был назван мнимый производственный дефект. О том, что аварию спровоцировало несовершенство конструкции РБМК, комиссия по расследованию умолчала. Сотрудники других РБМК остались в неведении относительно произошедшего на Ленинградской АЭС.

На следующий день после этой аварии было дано добро на возведение третьего и четвертого энергоблоков Чернобыльской АЭС. Летом 1977 года она дала стране первый ток. Первая же плановая проверка Чернобыльской АЭС обнаружила множество недостатков: дефекты трубопроводов, слабые соединения топливных каналов, преждевременную ржавчину на механизмах. В 1980 году специалисты института энерготехники пришли к выводу, что аварии на РБМК «не просто возможны в редких и маловероятных условиях, но ожидаемы при постоянной эксплуатации». Снова были переписаны руководства по эксплуатации, однако никаких изменений в самой конструкции РБМК сделано не было.

Сентябрьским вечером 1982 года начальник турбинного цеха Чернобыльской АЭС Николай Штейнберг посмотрел в окно своего кабинета и заметил, как из вентиляционной трубы реактора поднимается пар. Это означало не просто поломку в глубине реактора, но гарантированную радиационную угрозу. Штейнберг забил тревогу, однако полномочия, которые давала его должность на секретном объекте, были невелики: лишь предупредить начальника смены. Никто не принял опасения Штейнберга всерьез и тем более не посвятил его в подробности.