Original Material
Чернобыль: срок полураспада. Взрыв
Радио Свобода вспоминает историю Чернобыльской катастрофы, расследования ее причин и ликвидацию последствий
Ровно 30 лет назад, в ночь на 26 апреля 1986 года произошла крупнейшая техногенная катастрофа в истории человечества: авария на Чернобыльской атомной электростанции. Взрыв в реакторной зоне четвертого блока станции привел к масштабным выбросам радиоактивных веществ, заражению территории в сотни тысяч квадратных километров и трагически изменил судьбы миллионов людей. Навсегда изменилось и отношение к атомной энергетике: взрыв на Чернобыльской станции показал, насколько грандиозными и долговременными могут быть последствия аварии на атомном объекте.
В первой части специального проекта, посвященного годовщине катастрофы, Радио Свобода рассказывает, что именно происходило на ЧАЭС в последние сутки перед аварией и непосредственно сразу после нее.
НА ГЛАВНУЮ СТРАНИЦУ ПРОЕКТА "СРОК ПОЛУРАСПАДА"
Следующая часть: Расследование
– Алло, это ВПЧ-2? Что у вас там горит?
– Взрыв на главном корпусе, между 3-м и 4-м блоком.
– А там люди есть?
– Да!
Этот диалог между диспетчерами центрального пункта пожарной связи и военизированной пожарной части Чернобыльской атомной электростанции произошел в полвторого ночи 26 апреля 1986 года – в первые минуты крупнейшей катастрофы в истории атомной энергетики. Командиры первых пожарных расчетов, прибывших на место аварии, Владимир Правик и Виктор Кибенок тушили пожар без всякой радиационной защиты, в брезентовых робах. Они не дали огню перекинуться с аварийного 4-го блока на соседний 3-й и стали одними из первых жертв чернобыльской аварии. Оба умерли от последствий тяжелой лучевой болезни в один день – 11 мая 1986 года. Правику и Кибенку было по 23 года.
***
В сущности, атомная электростанция устроена как самовар. Через бак обычного самовара проходит вертикальная труба, в которую вы забрасываете шишки и щепки. Они превращаются в угли, и угли нагревают воду. Ядерный реактор вроде того, что взорвался на ЧАЭС, тоже похож на бак, только большой, 7 метров высотой и 12 метров диаметром, и внутри, как и самовар, пронизан вертикальными трубами, только их 1683 штуки. Бак реактора, так называемая активная зона, в отличие от самовара, заполнен не водой, а графитовыми блоками, а вода, наоборот, находится как раз в трубах. И уже в эти трубы с водой погружены тепловыделяющие элементы – пучки из длинных и тонких, толщиной в палец, трубочек. В этих тонких трубках, как в упаковке с аспирином или леденцами, и находятся угли атомного самовара – таблетки ядерного топлива, как правило, из обогащенного диоксида урана. В них происходит цепная реакция деления ядер, от этого выделяется тепло, вода в канале нагревается, пар крутит турбину генератора электроэнергии, конденсируется и снова поступает в каналы реактора.
Одна крохотная таблетка топлива способна выделить энергию, сравнимую со сжиганием полутонны угля
Задача самовара – поскорее вскипятить воду, так что управлять им особенно не нужно, подбрасывай побольше дров, да и только. А вот работу реактора нужно контролировать, и чтобы было понятно, как это делается, стоит сказать несколько слов о цепной реакции. В таблетках ядерного топлива содержатся атомы изотопа урана U-235 – их примерно 2 процента от общей массы. Когда в ядро такого атома ударяет нейтрон, изотоп распадается на несколько других атомов и из него вылетает несколько новых нейтронов. Часть новых нейтронов теряется, но некоторые сталкиваются с другими ядрами U-235, вызывая уже их деление, и цепная реакция продолжается. Каждый распад происходит с выделением большой энергии, которая и нагревает воду в реакторе. Одна крохотная таблетка топлива способна выделить энергию, сравнимую со сжиганием полутонны угля.
Блочный щит управления энергоблоком ЧАЭС
Чтобы управлять цепной реакцией деления, нужно регулировать долю нейтронов, приводящих к новому делению ядер: чем больше нейтронов потеряются в процессе, тем меньше их останется на деление. В реакторах типа РБМК, которые использовала ЧАЭС, это делается с помощью стержней, изготовленных из хорошо поглощающих нейтроны материалов. Чем больше стержней и чем глубже они погружены в активную зону, тем меньше останется свободно летающих нейтронов, а значит, реакция деления замедлится и количество выделяемого топливом тепла уменьшится. Опускаем стержни в реактор – замедляем реакцию, вынимаем стержни – ускоряем. Главная задача управления – удерживать происходящую в нем цепную реакцию в более-менее стабильном состоянии, то есть так, чтобы число делящихся ядер в нем было примерно постоянным.
До 26 апреля 1986 года эта система казалась вполне безопасной. Мало кто мог представить, что из-под контроля может выйти цепная реакция, казалось, ее всегда можно остановить, полностью сбросив в активную зону все поглощающие стержни – для этого достаточно нажать всего одну аварийную кнопку с надписью АЗ-5. Именно это и сделал один из операторов 4-го энергоблока ЧАЭС в 1 час 23 минуты 38 секунд той роковой ночи. Реактор должен был остановиться, но вместо этого спустя несколько мгновений раздался взрыв, изменивший судьбы миллионов людей, Советского Союза и всей атомной энергетики.
***
На апрель 1986 года на ЧАЭС были запланированы испытания. В разгар холодной войны захват электростанции рассматривался как один из вероятных сценариев. Окруживший АЭС противник может первым делом отрезать станцию от внешнего электроснабжения, которое нужно насосам, гоняющим воду через бак реактора. Остановка насосов даже на короткое время очень опасна, а резервные дизель-генераторы автоматически включатся только через сорок секунд. Может ли в этот промежуток реактор питать электричеством сам себя?
Это был вопрос премий, повышений и даже обладания переходящим Красным знаменем
Казалось, что да: вращающийся по инерции огромный маховик турбины продолжит вырабатывать электричество, его можно напрямую подсоединить к насосам, пока не включатся дизельные генераторы. На практике такой опыт пытались поставить неоднократно, в том числе на ЧАЭС, но всякий раз что-то не складывалось. Пятница, 25 апреля, казалась идеальным моментом для очередных испытаний: начинались выходные, а значит, снижение генерации энергии станцией было не так критично для потребителей. Кроме того, это были последние выходные перед Первомаем, к которому можно было подойти с очередным трудовым достижением – это был вопрос премий, повышений и даже обладания переходящим Красным знаменем.
Оперативное совещание строителей у аварийного 4-го энергоблока
Оно, кстати, в этот момент принадлежало цеху, обслуживавшему злополучный реактор 4-го блока ЧАЭС.
Происходившее на 4-м блоке ЧАЭС в последние сутки перед взрывом известно достаточно хорошо, почти поминутно: по свидетельским показаниям, по записям оперативного журнала и по спасенным с риском для жизни из радиоактивных развалин бумажным рулонам с показателями приборов. И эта страшная хроника удивительно похожа на хронику терпящего бедствие самолета.
25 апреля в 1 час 5 минут, то есть за сутки до взрыва, на блоке была начата подготовка испытаний и постепенное снижение тепловой мощности реактора. К утру она упала вдвое – до 1600 МВт. В 14:00 согласно утвержденной программе была отключена система аварийного охлаждения. Теперь персонал станции должен был снизить мощность до уровня 700–1000 МВт – именно в этом режиме собирались провести испытания. Однако диспетчер Киевэнерго потребовал приостановить программу на несколько часов: рабочий день продолжался и предприятиям нужно было электричество. В итоге дальнейшая разгрузка реактора продолжилась только после одиннадцати вечера пятницы. К 00:05 субботы его мощность дошла до 720 МВт.
Это было неприятно, но подобные провалы в похожих ситуациях случались и раньше
До этого момента испытания проходили в штатном режиме, если не считать задержки, и причин волноваться не было. Мощность продолжили снижать: к 00:28 она упала до 500 МВт. В этот момент, при переходе с автоматического на ручной режим управления, она неожиданно провалилась до 30 МВт (а по некоторым данным, и до нуля). Это было неприятно, но подобные провалы в похожих ситуациях случались и раньше. Заместитель главного инженера станции Анатолий Дятлов, руководивший испытаниями на пульте, приказал начать разгон реактора, выводя из него замедляющие реакцию стержни. Идея понравилась не всем: старший инженер Леонид Топтунов, отвечавший за управление мощностью, заметил, что это может сделать реактор плохо управляемым, предложил заглушить реактор и остановить эксперимент. Дятлов, большой авторитет на станции, человек, не любивший возражений, потребовал продолжать разгон.
Через пять минут показания действительно выросли до 160 МВ – казалось, кризис преодолен. За следующие тридцать пять минут тепловую мощность реактора удалось поднять чуть выше, до 200 МВт, и стабилизировать. Попутно на пульте срабатывали предупреждающие сигналы: они сообщали, что так называемые барабаны-сепараторы (в них пар отделяется от воды и идет на турбину) работают нештатно, но на это не обратили особого внимания. Как вспоминал позже ответственный за циркуляцию воды в реакторе старший инженер Борис Столярчук, "уровень барабанов-сепараторов всегда было сложно контролировать на низких уровнях мощности, любой оператор это знал и был готов к этому. Поэтому никаких особых чувств вроде испуга я не испытывал".
В машинном зале 1-го энергоблока ЧАЭС, вновь запущенного после аварии
В 1 час 23 минуты 4 секунды 26 апреля персонал наконец был готов начать испытания. Подачу пара на турбины отключили. Главные циркуляционные насосы реактора, ответственные за обращение в системе воды, теперь работали за счет инерции турбины. Этот режим нужно было удержать 40 секунд – до включения резервных дизельных генераторов. Что произошло в следующие мгновения, доподлинно неизвестно. Похоже, стабилизированный было реактор стал неожиданно набирать мощность, сначала медленно, потом все быстрее и быстрее. Во всяком случае, через 34 секунды после начала испытания один из операторов решил срочно заглушить реактор и нажал кнопку главной аварийной защиты АЗ-5, вводящей в активную зону сразу все поглощающие стержни. Время полного введения стержней в активную зону – 18 секунд, но мощность должна была начать падать сразу же. Вместо этого она выросла еще больше, на пульте зажглись практически все сигналы неисправностей, а еще через три секунды в реакторной зоне раздались то ли один, то ли два мощных взрыва – свидетельства на этот счет расходятся. Свет в комнате управления погас, в помещение повалили дым, пар и пыль. Реактор четвертого блока ЧАЭС был полностью разрушен.
Мелкие частицы поднимались потоками горячего воздуха высоко в небо, более крупные фрагменты вылетали как пушечные ядра
Крышка атомного самовара – конструкция из металла и бетона весом в 3000 тонн – приподнялась и повернулась, косо повиснув над разрушенной активной зоной. Пятисоттонная разгрузочно-загрузочная машина, с помощью которой в реакторе заменяют трубки с урановыми таблетками, была подброшена на 15 метров и провалилась в шахту реактора. В атмосферу вылетало все, что было в активной зоне: графит, цирконий, ядерное топливо. Мелкие частицы поднимались потоками горячего воздуха высоко в небо, более крупные фрагменты вылетали как пушечные ядра – часть из них позже обнаружили в пруде-охладителе более чем в километре от 4-го блока. Мощность взрыва позже оценили в 100–250 тонн в тротиловом эквиваленте.
Это был очень мощный и разрушительный взрыв, но неправильно представлять себе его как нечто похожее на взрыв ядерной бомбы. Чернобыльский взрыв был не ядерным, а тепловым, а его мощность – почти в сто раз меньше, чем мощность первого в истории ядерного взрыва "Тринити". Инженеры, находившиеся во время аварии на пульте, в первые секунды даже не поняли, что реактор разрушен. Непосредственно во время взрыва погиб только один человек: дежуривший на посту у насосов механик Валерий Ходамчук, по-видимому, был завален обломками, его тело так никогда и не было найдено. На следующее утро от полученных травм скончался инженер-наладчик системы автоматики Владимир Шашенок.
Крышка атомного реактора РБМК 1-го энергоблока ЧАЭС
Больше смертей от последствий самого взрыва не было, но в следующие дни один за другим стали умирать жертвы радиации. Первыми прибывшие на место катастрофы пожарные Правик и Кибенок, молодой инженер Топтунов, предлагавший заглушить реактор после провала мощности, работавший с ним на пульте Акимов. Механик Валерий Перваченко, получивший сильнейшие радиационные ожоги, пока безуспешно разыскивал своего друга Ходамчука. Два рыбака, ловившие рыбу в теплой воде пруда-охладителя и с любопытством наблюдавшие за тушением пожара на крыше 4-го бока. Всего в первые недели после аварии умер 31 человек, из них 29 от острой лучевой болезни.
Он четким солдатским шагом шел к взрыву
Анатолий Дятлов, руководивший сменой операторов 4-го блока в ночь аварии, получил смертельную дозу в 390 бэр, но выжил. Его приговорят к 10 годам заключения, он отсидит только 4 и будет освобожден в связи с болезнью после официальных писем, в том числе за подписью Андрея Сахарова. Дятлов доживет до 10-летия катастрофы и в одном из последних интервью скажет: "Реактор был негоден к эксплуатации чисто по вине Института атомной энергии и НИКИЭТ. С таким букетом несоответствия пунктам, требованиям нормативных документов взрыв его был неизбежен. Он четким солдатским шагом шел к взрыву".