Триста лет отчуждения

20 лет назад ядерщики ошиблись

Чернобыльская авария расширила "советский новояз" на несколько десятков слов. Термины, прежде имевшие хождение среди физиков и инженеров, стали частью разговорной речи и даже вошли в фольклор. Теперь о событиях двадцатилетней давности с уверенностью пишут лингвисты и психологи, в то время как социологи занимаются привычным подсчетом легально уехавших и нелегально вернувшихся в "зону отчуждения". А эксперты-ядерщики все еще спорят о том, что случилось в четвертом энергоблоке АЭС в апреле 1986 года и что происходит там сейчас - им ясно далеко не все.

События на ЧАЭС, разумеется, не были первой аварией на ядерном объекте. Семь лет подряд условная "пальма первенства" принадлежала американскому Тримайл-Айленду: в марте 1979 года атомная электростанция в штате Пенсильвания пусть и не разрушилась, но успела сильно испугать простых обывателей - которые, как и специалисты, с трудом представляли, чем все может закончиться. Прежде чем системы безопасности среагировали, на станции успели расплавиться перегретые урановые стержни, и ядерное топливо вступило в реакцию с водой. Эксперты опасались взрыва выделившегося водорода. Взрыв - в похожих условиях - случился семью годами позже вблизи города Припять.

Припятская и тримайл-айлендская станции производили энергию за счет деления урана-235. Цепная реакция, открытая немецкими физиками Ганом и Штрассманом еще в 1938 году, одинакова для теплового реактора и бомбы: при делении одного атомного ядра получаются ядра-осколки и нейтроны, способные "зажечь" еще несколько атомов. Разница лишь в том, что энергетикам лавинообразный рост числа атомных превращений ни к чему. В реакторах "лишние" нейтроны поглощают вещества-замедлители, а ядерное топливо просто разогревает воду, которая становится паром и вращает турбины.

Инцидент в Пенсильвании случился на так называемом водно-водяном реакторе. РМБК-1000, или графитово-водный "реактор большой мощности канальный", считался проще и надежнее водно-водяных. Он не требовал ни "тяжелой" (дейтериевой) воды, ни сильнообогащенного урана. Последнее, в частности, означало, что "ядерной бомбой" реактор не станет ни при каких условиях: критическая масса для смеси, где урана-235 не больше 5 процентов, просто не определена. Правда, из "лишнего" урана-238 образуется плутоний-239 - самый популярный наполнитель бомб, но это разработчики РБМК считали скорее преимуществом, чем недостатком. Плутоний не слишком сложно извлечь из реактора и сконцентрировать, но пока он распределен в массе топлива, никакой опасности нет. Эти рассуждения советских ядерщиков устраивали: всего было сконструировано 20 РБМК - на территории Украины, России и Литвы. 16 из них продолжают работать.

Влиятельным комиссиям и ученым не хватило двадцати лет, чтобы сойтись во мнении о причинах аварии. Первый отчет МАГАТЭ, датированный августом 1986 года, признавал виновным исключительно персонал. В 1993 году та же организация заявила, что отказывается от прежних выводов - и не исключает изъянов в конструкции реактора. Мемуары участников событий, достаточно компетентных в ядерных вопросах, делают все еще более непонятным. Пока возражений не вызывает только хронология в чистом виде: вечером 25 апреля начались электротехнические испытания, требующие снижения мощности энергоблока. Около половины второго ночи на станции и рядом услышали пару взрывов - с интервалом меньше минуты. Те, кто отправился посмотреть, что же произошло с реактором, вернулись и доложили, что его больше нет. Затем началась ликвидация последствий - которая, строго говоря, не закончилась до сих пор.

Механизм аварии - вернее, событий, которые ей предшествовали - тоже в общих деталях известен. Когда операторы понизили мощность, внутри "котла" реактора начал накапливаться радиоактивный ксенон-135 - изотоп, который интенсивно поглощает нейтроны и мешает цепной реакции, для которой необходим постоянный нейтронный поток. Такое состояние называют "ксеноновой ямой". Чтобы выбраться из "ямы" самостоятельно, реактору требуется больше суток. Жертвовать временем, отведенным на эксперимент, операторы, по всей видимости, не захотели. Нежелательный эффект попробовали устранить, выведя из реактора защитные графитовые стержни. А затем эксперимент прервался.

Согласно общепринятой версии (одобренной, в том числе, и МАГАТЭ), раскаленное ядерное топливо вступило в химическую реакцию с водой, выделяя водород. Ему - в смеси с воздухом - хватило одной искры, чтобы подбросить вверх 1000-тонную крышку реактора. Которая, в свою очередь, упала вниз ребром и разрушила уцелевшие конструкции.

"Неядерная" природа взрывов была с самого начала слабым утешением для тех, кто понимал, в чем дело. Вместе с топливом из реактора выбросило на двухкилометровую высоту взвесь куда более радиоактивных продуктов его дробления - цезия-137, стронция-90, иода-135 и других радионуклидов. Облако видели из окрестностей - оно ощутимо светилось и двигалось вместе с воздушными массами. В атмосфере взвесь разделилась на две струи, одна из которых направилась на север (то есть по направлению к Белоруссии, граница которой проходит всего в 7 километрах от ЧАЭС), а другая - на запад. По словам метеорологов, жителей Припяти, ближайшего к месту аварии города, спасло от быстрой смерти то, что город попал в "зазор" между основными местами приземления радиоактивных отходов. Общеизвестному "рыжему лесу" повезло меньше - сосновую рощу накрыло облаком, радиоактивность которого оценивалась сотнями рентген, и его пришлось вырубать и закапывать военным.

Радиацией (или, точнее, ионизирующим излучением) принято называть потоки активных частиц - нейтронов, гамма-квантов, электронов, ядер гелия и других. Все они (хотя и в разной степени) способны проникать внутрь организма, разрывая химические связи в молекулах. Сами ядерные материалы характеризуют радиоактивностью, то есть количеством "порожденных" за единицу времени частиц. Эту величину измеряют в беккерелях (один частица в секунду) и кюри (активность грамма радия-226). Рентгенами оценивают ионизирующую способность. Бэр, или биологический эквивалент рентгена - то же самое применительно к конкретному организму. Опасной для жизни считается доза в 25 бэр - после нее ликвидаторов аварии просили покинуть зону отчуждения.

Нормальным "фоном" считаются несколько микрорентген в час. В первые дни после взрыва фон в Припяти и в Киеве оценивался миллирентгенами в час, то есть был примерно в тысячу раз больше. Ионизирующая способность взвеси, выброшенной из реактора, составляла тысячи рентген в час.

Главную угрозу видели в долгоживущих изотопах стронция и цезия. Оба распадаются наполовину за 30 лет. Радиоактивность выброса снижается в тысячу раз за срок, равный примерно десяти таким периодам. По цезий-стронциевому загрязнению в конце концов и определили границы зоны, которой предписали триста лет быть незаселенной.

Пока на развалинах энергоблока горел графит, выбросы не прекращались, хотя и ослабевали постепенно. Когда на третий день ветер сменился на южный, он понес уже заметно "разбавленное" облако в Киев. Спустя еще несколько дней повышенный радиационный фон заметили в странах и Восточной, и Западной Европы.

Все это время ученые пытались понять, что можно сделать с электростанцией. Три уцелевших энергоблока были отключены, а в руины четвертого начали с вертолетов засыпать материалы, которые должны были, во-первых, погасить пожар (горел графит, где прежде находились топливные стержни) и, во-вторых, прекратить "фантомные" реакции - большая часть урана осталась внутри и продолжала распадаться. В "кратер" сбросили 5 тысяч тонн карбида бора, свинца и глины. С самого начала было понятно, что для "наземных" работ люди мало пригодны - пожарные, тушившие реактор в первый день, получили смертельную дозу радиации и вскоре погибли. К месту взрыва отправляли в основном роботизированную бронетехнику.

В мае 1986 года над руинами начали строить железобетонный саркофаг - или объект "Укрытие", как он назывался в официальных документах. С одной стороны, саркофагу полагалось оградить людей от дальнейших выбросов. С другой - ученые понимали, что лишатся большей части сведений о том, что происходит под железобетоном. Разрекламированный советскими газетами проект "Игла" - попытка наблюдать за развалинами с помощью специального зонда - закончился неудачей. Это, однако, никого в 1986 году особенно не пугало: считалось, что саркофаг - не более чем временное сооружение, которое вскоре заменят совершенной конструкцией со всевозможными датчиками. Чего, впрочем, пока не случилось.

К "ликвидации" были в разной степени причастны академики-ядерщики Легасов и Александров. Первый из них спустя два года после катастрофы покончил с собой, надиктовав перед этим мемуары о ней. Александров, разработчик реактора РБМК и президент АН СССР, ушел со своего поста летом 1986 года. Оба не представляли себе будущего без "мирных атомов" - и оба понимали, что слово "мирный" теперь требует таких аргументов, каких у них в запасе не оказалось.

Борислав Козловский

Lenta.ru: Прогресс: Триста лет отчуждения