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.
Чернобыльский взрыв породит конспирологическую версию о том, что в роковую ночь на станции проводили некий запрещенный эксперимент, он, мол, и стал причиной беды. На самом деле запланированные на ту апрельскую ночь испытания были штатными. Предполагалось остановить четвертый энергоблок АЭС, чтобы проверить режим работы турбогенератора. Опасность была не в этой проверке, а в том, что она проводилась на уязвимом, несовершенном в своей основе оборудовании.
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.
Из рассекреченных впоследствии источников мы знаем, что радиационный фон в окрестностях Припяти в те дни превышал норму в сотни раз. Жителям города ничего не сообщили. А сами они, даже если обратили внимание на странные дорожные работы (на одних улицах вдруг понадобилось менять асфальт, другие стали поливать водой), то не придали этому значения. Штейнберг был прав: пострадала активная зона реактора, расплавился один из каналов охлаждения.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
