Чернобыльская авария

Чернобыльская авария

Причины, хроника событий, выводы

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 1986 г. [1]. Суть её сводится к тому, что в ночь на 26 апреля 1986 г. 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 1991 г. 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 1 м) 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 1996 г. 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 1 ч 22 мин 30 с 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 1 ч 23 мин 04 с 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 1 ч 23 мин 40 с 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 01 ч 23 мин 39 с» [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 01 ч 23 мин 40 с. 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 01 ч 23 мин 04 с 26.04.86 г.» [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].

«01 ч 23 мин: 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...2 м...» [16].

«...вытеснители  аварийных стержней СУЗ прошли расстояние 1,2 м и полностью вытеснили столбы воды, расположенные под ними...» [9].

«Поглощающие нейтроны стержни пошли вниз и почти  сразу же остановились, углубившись  в АЗ на 2...2,5 м вместо положенных 7 м» [6].

«Изучение конечных положений стержней СУЗ по датчикам сельсинов показало, что около  половины стержней остановились на глубине  от 3,5 до 5,5 м» [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 12 с 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 3,5 м, 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 7 м 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.