Чернобыльская авария
Причины, хроника событий, выводы
Борис ГОРБАЧЁВ
Причины
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 1986г. [1]. Суть её сводится к тому, что в ночь на 26 апреля 1986г. 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 1991г. 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 1м) 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 1996г. третья государственная комиссия, в которой тоже тон задавали эксплуатационщики, проанализировав накопленные материалы, подтвердили выводы второй комиссии.
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.
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 1ч 22мин 30с 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 1ч 23мин 04с 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 1ч 23мин 40с 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 01ч 23мин 39с» [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 01ч 23мин 40с. 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 01ч 23мин 04с 26.04.86г.» [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.
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].
«01ч 23мин: 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...2м...» [16].
«...вытеснители аварийных стержней СУЗ прошли расстояние 1,2м и полностью вытеснили столбы воды, расположенные под ними...» [9].
«Поглощающие нейтроны стержни пошли вниз и почти сразу же остановились, углубившись в АЗ на 2...2,5м вместо положенных 7м» [6].
«Изучение конечных положений стержней СУЗ по датчикам сельсинов показало, что около половины стержней остановились на глубине от 3,5 до 5,5м» [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 12с 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 3,5м, 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 7м 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.
Таким образом, положение стрелок сельсин-приёмников на БЩУ-4, зафиксированное после аварии, вообще нельзя считать объективным научным доказательством ввода управляющих стержней в активную зону реактора после нажатия кнопки АЗ-5. Что же тогда остаётся из доказательств? Только субъективные показания сильно заинтересованных лиц. Поэтому вопрос о вводе стержней было бы более правильно оставить пока открытым.
Сейсмический толчок
В 1996г. в СМИ появилась новая гипотеза, согласно которой. Чернобыльскую аварию вызвало узконаправленное землетрясение силой 3...4 балла, которое произошло в районе ЧАЭС за 16...22с до аварии, что и было подтверждено соответствующим пиком на сейсмограмме [10]. Однако эту гипотезу учёные-атомщики сразу отвергли как ненаучную. К тому же они знали от сейсмологов, что землетрясение силой 3...4 бала с эпицентром на севере Киевской области – нонсенс.
Но в 1997г. вышла серьёзная научная работа [21], в которой на основании анализа сейсмограмм, полученных сразу на трёх сейсмостанциях, расположенных на расстоянии 100...180км от ЧАЭС, были получены наиболее точные данные об этом происшествии. Из них следовало, что в 1ч 23мин. 39с (±1с) по местному времени в 10км к востоку от ЧАЭС произошло «слабое сейсмическое событие». Магнитуда MPVA источника, определённая по поверхностным волнам, хорошо согласовывалась по всем трём станциям и составила 2,5. Тротиловый эквивалент его интенсивности составил 10т. Оценить глубину источника по имевшимся данным оказалось невозможным. Кроме этого, из-за низкого уровня амплитуд на сейсмограмме и одностороннего расположения сейсмостанций относительно эпицентра этого события погрешность определения его географических координат не могла быть более ±10км. Поэтому это «слабое сейсмическое событие» вполне могло произойти и в месте расположения ЧАЭС [21].
МАГНИТУДА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ (от лат. magnitudo – величина), условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясениями или взрывами; пропорциональна логарифму энергии землетрясений; позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии (см. Рихтера шкала). Максимальное значение – ок. 9.
Эти результаты заставили учёных более внимательно отнестись к геотектонической гипотезе, так как сейсмические станции, где они были получены, оказались не обычными, а сверхчувствительными, ибо следили за подземными ядерными взрывами во всём мире. И факт сотрясения земли за 10...16с до официального момента аварии стал неоспоримым аргументом, игнорировать который уже было нельзя.
Но сразу показалось странным, что на этих сейсмограммах отсутствуют пики от взрыва 4-го блока в его официальный момент. Объективно получалось, что сейсмические колебания, которые никто в мире не заметил, станционные приборы зарегистрировали. А вот взрыв 4-го блока, который потряс землю так, что его почувствовали многие, эти же приборы, способные обнаружить взрыв всего 100т тротила на расстоянии 12000км, почему-то не зарегистрировали. А ведь должны были зарегистрировать взрыв с эквивалентной мощностью 10тонн тротила на расстояния 100...180км. И это тоже никак не укладывалось в логику.
Новая версия
Все эти противоречия и многие другие, а также отсутствие ясности в материалах аварии по ряду вопросов только усилили подозрения учёных, что эксплуатационщики от них что-то скрывают. И со временем в голову стала закрадываться крамольная мысль, а не произошло ли на самом деле всё наоборот? Сначала грохнул двойной взрыв реактора. Над блоком взметнулось светло-фиолетовое пламя высотой 500м. Всё здание 4-го блока содрогнулось. Бетонные балки заходили ходуном. В помещение пульта управления (БЩУ-4) «ворвалась взрывная волна, насыщенная паром». Потух общий свет. Остались гореть только три лампы, запитанные от аккумуляторов. Персонал на БЩУ-4 не мог этого не заметить. И только после этого, оправившись от первого шока, бросился нажимать свой «стоп-кран» – кнопку АЗ-5. Но уже было поздно. Реактор ушёл в небытие. На всё это могло уйти 10...20...30 секунд после взрыва. Тогда, получается, что аварийный процесс начался не в 1ч 23мин 40с, с нажатия кнопки АЗ-5, а несколько раньше. А это означает, что неуправляемая цепная реакция в реакторе 4-го блока началась до нажатия кнопки АЗ-5.
В таком случае явно противоречащие логике пики сейсмической активности, зарегистрированные сверхчувствительными сейсмостанциями в районе ЧАЭС в 01ч 23мин 39с, получают естественное объяснение. Это был сейсмический отклик на взрыв 4-го блока ЧАЭС.
Также получают естественное объяснение и экстренное неоднократное нажатие кнопки АЗ-5 и нервозность персонала в условиях, когда он собирался спокойно работать с реактором, по крайней мере, ещё 4 часа. И наличие пика на сейсмограмме в 1ч 23мин 39с и его отсутствие в официальный момент аварии. Кроме того, такая гипотеза естественно объяснила бы необъяснённые до сих пор события, случившиеся перед самым взрывом, такие, например, как «вибрации», «нарастающий гул», «гидроудары» со стороны ГЦН [10], «подпрыгивание» двух тысяч 80-килограмовых чушек «сборки 11» в Центральном зале реактора и многое другое [11].