ПОСВЯЩЕННАЯ МУЖЕСТВУ ГЕРОИЗМУ И ПРОФЕССИОНАЛИЗМУ УЧАСТНИКОВ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ РАДИАЦИОННЫХ АВАРИЙ


Мнения науки официальное и неофициальное


 2015-02-20 10:01:37       HOBOCTb Книга памятиЧернобыльская катастрофаМнения науки официальное и неофициальное

Чернобыльская авария - причины, хроника событий, выводы

Чернобыльская авария 

Причины, хроника событий, выводы

Борис Горбачёв

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 онипреднамеренно 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.

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.

1.5. Сейсмический толчок

В 1996 г. в СМИ появилась новая гипотеза, согласно которой. Чернобыльскую аварию вызвало узконаправленное землетрясение силой 3...4 балла, которое произошло в районе ЧАЭС за 16...22 с 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 1997 г. вышла серьёзная научная работа [21], в которой на основании анализа сейсмограмм, полученных сразу на трёх сейсмостанциях, расположенных на расстоянии 100...180 км от ЧАЭС, были получены наиболее точные данные об этом происшествии. Из них следовало, что в 1 ч 23 мин. 39 с (±1 с) по местному времени в 10 км 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 10 т. 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 ±10 км. 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...16 с 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 100 т тротила на расстоянии 12000 км, почему-то не зарегистрировали. А ведь должны были зарегистрировать взрыв с эквивалентной мощностью 10 тонн тротила на расстояния 100...180 км. И это тоже никак не укладывалось в логику.

1.6. 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 500 м. 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 1 ч 23 мин 40 с, 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 01 ч 23 мин 39 с, 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 1 ч 23 мин 39 с 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].

1.7. Количественные доказательства

Способность новой версии естественно объяснить ряд необъяснённых ранее явлений, безусловно, являются прямыми аргументами в её пользу. Но эти аргументы носят, скорее, качественный характер. А непримиримых оппонентов могут убедить только количественные аргументы. Поэтому воспользуемся методом «доказательство от противного». Предположим, что реактор взорвался «через несколько секунд» после нажатия кнопки АЗ-5 и введения в активную зону реактора графитовых наконечников. Такая схема заведомо предполагает, что до этих действий реактор находился в управляемом состоянии, т.е. его реактивность явно была близка к 0 β. Известно, что ввод сразу всех графитовых наконечников может внести дополнительную положительную реактивность от 0,2 β до 2 β в зависимости от состояния реактора [5]. Тогда при такой последовательности событий суммарная реактивность в какой-то момент могла превысить величину 1 β, когда в реакторе начинается неуправляемая цепная реакция на мгновенных нейтронах, т.е. взрывного типа.

Если всё так и происходило, то проектировщики и учёные должны разделить ответственно



503

 КОМЕНТАРИИ