Издательство «Альпина нон-фикшн» представляет книгу Адама Хиггинботама «Чернобыль. История катастрофы» (переводчик Андрей Бугайский, научный редактор Сергей Воронин, редактор Владимир Потапов).
Основываясь на более чем десятилетней работе, записях сотен бесед, на личной переписке, неизданных воспоминаниях и недавно рассекреченных архивных документах, журналист Адам Хиггинботам написал бередящее душу и захватывающее произведение, в котором мы видим чернобыльскую катастрофу глазами ее первых свидетелей. Результатом стал мастерски сделанный документальный триллер, исчерпывающий отчет о событии, изменившем историю, — куда более сложный, человечный и пугающий, чем миф о Чернобыле, к которому мы привыкли.
Предлагаем прочитать фрагмент главы, посвященной появлению реакторов РБМК, которые работали в том числе и на Чернобыльской АЭС.
РБМК являл собой триумф советской гигантомании, свидетельство вечного стремления его создателей к огромным масштабам: по объему он был в 20 раз больше западных реакторов и мог вырабатывать 3200 мВт тепловой энергии или 1000 мВт электричества — достаточно, чтобы обеспечить половину населения Киева. В СССР новый реактор объявили «национальным» — не только уникальным технологически, но и самым большим в мире. Анатолий Александров, лысый директор Курчатовского института, лично принял на себя лавры конструктора РБМК, зарегистрировав изобретение в патентном бюро. По контрасту с его главным конкурентом ВВЭР — сложным инженерным сооружением, прозванным его противниками «американским реактором» из-за схожести с реакторами на воде под давлением, которые были популярны в Соединенных Штатах, — части РБМК можно было изготовить на имеющихся заводах, и они не требовали сложной обработки. А модульное устройство — сотни графитовых блоков, собранных в колонны, — позволяло легко собирать РБМК на площадке и, при необходимости, увеличивать для еще большего повышения мощности.
Александров также сэкономил средства, отказавшись от строительства герметичной оболочки. Этот толстый бетонный купол накрывал почти каждый реактор на Западе, чтобы препятствовать распространению радиоактивного заражения за пределы станции в случае серьезной аварии. При огромных размерах РБМК герметичная оболочка удвоила бы стоимость строительства каждого блока. Было принято более экономичное решение: разделить реактор на 1600 напорных трубок и заключить каждую пару топливных сборок в тонкую металлическую рубашку, что, по заверениям изобретателей, делало серьезную аварию крайне маловероятной. Заодно разработали систему подавления аварий, которая могла безопасно справиться с одновременным разрывом в одной или двух таких трубках за счет перенаправления выброса радиоактивного пара высокого давления вниз, через серию клапанов, в огромные заполненные водой цистерны в подвале под реактором, где этот газ будет охлажден и герметизирован.
Поломка в напорных трубках была одной из худших аварий, которую разработчики ожидали на РБМК, — так называемая максимальная проектная авария. Это определение также включало в себя другие потенциальные угрозы — землетрясение, падение самолета на станцию или полный разрыв одной из труб большого диаметра в контуре охлаждения реактора, что лишило бы активную зону воды и запустило ее расплавление. Для защиты от этого разработчики предусмотрели аварийную систему охлаждения на сжатом азоте, и операторы реакторов на всех уровнях атомной отрасли были обучены любой ценой поддерживать постоянную подачу воды в реактор.
Теоретически, конечно, были возможны и худшие аварии. Расчеты показывали, что если хотя бы три-четыре из 1600 напорных трубок реактора разорвутся одновременно, то неожиданный выброс пара высокого давления сможет поднять все 2000 т «Елены» и «пятачок» со своих оснований, разорвав каждый из оставшихся паропроводов и все напорные трубки, и вызвать разрушительный взрыв. Однако конструкторы не считали нужным готовиться к такой опасности, ее рассматривали за пределами разумной вероятности. Тем не менее такому сценарию дали наименование «гипотетическая авария»[1].
Министерство среднего машиностроения поручило разработку первых чертежей РБМК заводу тяжелого машиностроения в Ленинграде, где также делали танки и тракторы. Но, получив чертежи, Средмаш отверг их как технически непригодные. Один ученый из Курчатовского института предупреждал, что конструкция слишком опасна для гражданского использования. Другой признавал, что опасность положительного значения парового коэффициента реактивности делает реактор конструктивно подверженным риску взрыва, и, хотя руководство Курчатовского института пыталось выгнать его за несогласие, он начал писать письма, которые достигли ЦК КПСС и Совета министров.
Но к тому времени правительство, следуя твердым правилам централизованного экономического планирования, уже выпустило указ о строительстве четырех огромных реакторов. И конструкторы из НИКИЭТ взялись за коренную переделку чертежей РБМК и превращению противоречивой машины для производства плутония и электричества в мирный генератор электричества для гражданских сетей. Это была полная ошибок тяжелая работа, которая заняла намного больше времени, чем ожидалось: примитивная советская компьютерная технология делала расчеты ожидаемых параметров работы реактора трудоемкими и давала ненадежные результаты. Новую конструкцию реактора, теперь названного РБМК-1000, удалось завершить только к 1968 году. Тогда, чтобы сберечь время, в Средмаше решили пропустить стадию прототипа: самым быстрым способом узнать, как новые реакторы вырабатывают электроэнергию, можно было, начав их массовый выпуск.
Первый РБМК начали строить в 1970 году на станции Средмаша на берегу Финского залива, неподалеку от Ленинграда. Тем временем Киевское отделение проектного института «Теплоэлектропроект» выбирало место для первой АЭС. Выбор быстро свели до двух мест. Но первое было отведено под электростанцию на ископаемом топливе, и Совет министров УССР принял указ о строительстве новой республиканской станции мощностью 2000 мегаватт на берегу реки у деревни Копачи, в Киевской области, в 14 км от Чернобыля.
Первый реактор РБМК на Ленинградской станции был запущен 21 декабря 1973 года, за день до того, как все энергетики в СССР отмечали свой профессиональный праздник. Гордые отцы РБМК-1000, Анатолий Александров из Курчатовского института и Николай Доллежаль из НИКИЭТ, присутствовали на запуске. Уже шло строительство второго блока в Ленинграде, и строители начали подготовку площадок в Чернобыле и Курске. Но первый ленинградский реактор не успел выйти на полные мощности, когда стало ясно, что стремление разработчиков быстрее провести свое дитя от кульманов к полномасштабному производству обошлось дорого. Серьезные конструкторские недоработки преследовали РБМК с самого начала. Одни выявились сразу, другие —много позже.
Первая проблема возникла в связи с положительным паровым коэффициентом — в случае потери охладителя этот недостаток делал советские водно-графитовые реакторы подверженными неуправляемой цепной реакции, что на РБМК усугубилось из-за попыток удешевить процесс. Чтобы РБМК мог конкурировать со станциями на ископаемом топливе, его сконструировали для максимизации выработки электричества на урановом топливе. Но только после запуска первого энергоблока на Ленинградской АЭС один из разработчиков обнаружил, что воздействие положительного парового коэффициента тем выше, чем больше сгорает топлива; чем дольше реактор эксплуатировался, тем сложнее становилось им управлять. Подходил к концу очередной трехлетний эксплуатационный цикл, реактор останавливали на профилактическое обслуживание, а РБМК становился наиболее непредсказуемым. В конструкцию внесли изменения, но нестабильность сохранялась. Ни Александров, ни Доллежаль не хотели исследовать эти проблемы и даже вникать в них полностью — в результате в руководствах по эксплуатации реактора не было анализа безопасности парового коэффициента реактивности. Результаты экспериментов в Ленинграде показали существенные отличия между теоретически предсказанным поведением реактора и тем, как он работал на деле. Но конструкторы решили не изучать эти результаты слишком пристально. Даже когда началась полномасштабная промышленная эксплуатация, никто не знал, как РБМК поведет себя в случае крупной аварии.
Второй недостаток реактора происходил от его колоссального размера. РБМК был настолько велик, что реактивность в одной части ядра имела лишь слабое отношение к реактивности в другой. Операторам приходилось управлять им не как одним блоком, а как несколькими реакторами в одном. Один специалист сравнил это с многоквартирным домом, где одна семья могла праздновать веселую свадьбу, а соседи — справлять поминки. Отдельные горячие точки реактивности могли появляться в глубине активной зоны, где их трудно было обнаружить. Проблема была особенно заметна при пуске и остановке: когда реактор работал на малой мощности, системы, предназначенные для определения реактивности активной зоны, оказывались ненадежными. В эти критические периоды инженеры, сидевшие за пультами в зале управления, становились практически слепы к тому, что происходило в активной зоне. Вместо того чтобы снимать показания с приборов, им приходилось определять уровень реактивности активной зоны, используя «опыт и интуицию». Это делало запуск и остановку самыми напряженными и непредсказуемыми стадиями эксплуатации РБМК.
Третий недостаток таился в сердце системы аварийной защиты реактора — последней линии обороны в случае аварии. Если операторы сталкивались с ситуацией, требующей экстренной остановки — например, с серьезной протечкой охладителя или неуправляемой реакцией, — они могли нажать кнопку аварийного глушения реактора, запустив последнюю стадию системы пятиступенчатого снижения мощности блока, известную под названием АЗ-5. Нажатие этой кнопки одновременно погружало в активную зону специальный комплект из 24 управляющих стержней из карбида бора, а также каждый из поднятых в это время автоматических или управляемых вручную стержней, заглушая цепную реакцию во всем реакторе. Однако механизм АЗ-5 не предусматривал резкую аварийную остановку. Доллежаль и технологи из НИКИЭТ считали, что внезапное отключение электричества, вырабатываемого реактором, может быть разрушительным для работы советских энергосетей. Поэтому они разработали систему АЗ-5 только для постепенного снижения мощности реактора до нуля. Вместо использования специальных аварийных приводов система приводилась в действие теми же электрическими подъемниками, передвигавшими ручные стержни управления, которые операторы использовали в условиях нормальной эксплуатации для управления мощностью реактора. Начиная с полностью поднятого положения над реактором, стержням АЗ-5 требовалось от 18 до 21 секунды, чтобы целиком опуститься в ядро; конструкторы полагали, что медленная скорость стержней будет компенсирована их большим количеством. Но в нейтронной физике 18 секунд — длительное время, вечность в ядерном реакторе с высоким положительным паровым коэффициентом.
