Чернобыль: История ядерной катастрофы

Если «Трибуна энергетика» обращалась к образованным жителям атомграда, которых ждал приятный уик-энд на природе, то чернобыльская газета «Прапор перемоги» («Знамя победы») советовала колхозникам, как извлечь из выходных побольше пользы: собирать березовый сок и сажать картофель — одну из главных статей экспорта и едва ли не главное блюдо на крестьянском столе. Чернобыль, расположенный километрах в пятнадцати к юго-востоку от Припяти, оставался центром традиционно земледельческого района. Субботний выпуск предлагал материалы, посвященные обеим темам. Как выяснилось, в березовом лесу возле Дитяток — села южнее Чернобыля, именем которого позже назовут главный пункт пропуска в зону отчуждения, — местная бригада лесников заготовила девяносто тонн сока. Колхозы участвовали в социалистическом соревновании по посадке картофеля. На первое место вышел колхоз с подходящим названием — «Победа». Его правление было расположено в Стечанке — селе, чья история подходила к печальному концу. Совсем скоро его жителей принудительно выселят[80].

Безусловно, выше всего читатель «Знамени победы» ценил сведения о том, какой сорт картофеля выбрать при посадке. Сильные и слабые стороны различных сортов анализировали два эксперта: один из киевского НИИ, другой из чернобыльского центра картофелеводства. Занимал этот предмет и многих жителей Припяти. У некоторых были дачи с огородами, где сажали картошку и всякую зелень. Но большинство в этой группе составляли нанятые на стройку Кизимой юноши и девушки. На выходных молодежь возвращалась в родные села — помогать родителям в огороде. Полезные советы о том, какому сорту отдать предпочтение при посадке, были очень кстати: зимой немалую часть рациона этих свежеиспеченных горожан составлял именно урожай родительских приусадебных участков[81].

Вишенкой на торте выглядели предстоящие майские праздники. Первое мая, день международной солидарности трудящихся, был выходным. Четыре дня спустя наступала православная пасха — власти ее праздником не признавали, но народ отмечал довольно широко. За ней следовал День победы — не только официальные торжества, но и всплеск искреннего энтузиазма обычных граждан. В свете этого 25 апреля казалось едва ли не последним шансом закрыть хвосты на работе. Когда жителями атомграда овладевала тяга к рыбалке или картошке, сделать что бы то ни было до середины мая было почти невозможно.

Как и все горожане, Виктор Брюханов с нетерпением ждал наступающих выходных. Он очень устал. Вернувшись из Москвы, директор работал с утра до вечера и домой приходил только переночевать. Теперь он мог насладиться теплой погодой и чистым воздухом. Когда-то, купаясь в реке ранней весной, они с женой Валентиной увидели двух лосей — незабываемая встреча. Кто знает, не попадутся ли им звери и на этот раз? Но сильнее всего Брюхановых радовал приезд из Киева дочери и зятя[82].

Как обычно, пятница у директора выдалась напряженной — однако не настолько, чтобы испортить ему выходные. Проблема с трубопроводами сохранялась, но утечку радиоактивной воды удавалось держать под контролем. По состоянию на 25 апреля починка и замена труб не требовали остановки ни одного из реакторов, как это произошло недавно на Запорожской АЭС. 7 апреля на этой станции (два энергоблока были запущены недавно, третий строился) обнаружили 14-кратное превышение нормы радиоактивного заражения отработанной воды-охладителя. Для устранения проблемы пришлось заглушить реактор на две недели, остановив и стройку нового энергоблока. Поскольку второй действующий реактор как раз в это время был на ремонте, выработка электроэнергии на станции упала до нуля. Нет тока — нет и премий. Зато у партийных и государственных чиновников возникает много вопросов[83].

Чернобыльская АЭС план выполняла. Станция слыла одной из лучших в атомной отрасли. Аварии и отказы оборудования случались довольно редко (и с каждым годом все реже). Четвертый энергоблок должны были скоро отключить — для проверок и ремонта согласно эксплуатационному регламенту. Такая пауза могла длиться не один месяц, если того требовало состояние реактора. Впрочем, дату остановки утверждало Министерство энергетики и электрификации. Анатолий Майорец, новый министр, горел желанием войти в историю и заслужить похвалу партийных вождей, поэтому велел подчиненным сократить сроки простоя реакторов и реже производить предусмотренный нормами эксплуатации ремонт. Наверху ждали трудового подвига. В 1985 году Чернобыльская АЭС перевыполнила план почти на 10 процентов — в немалой степени за счет сокращения времени, отведенного на плановый ремонт. В 1986 году подобный трюк выглядел уже слишком рискованным, а значит, станция должна была выдать меньше электроэнергии, что очень огорчало горком партии[84].

Тем не менее закрывать глаза на требования регламента не могли ни партийные начальники, ни министр. Четвертый энергоблок должен был встать на ремонт в конце апреля. Инженеры из команды Брюханова готовились не просто заглушить реактор, но и, как принято в таких случаях, протестировать работу его систем на низкой мощности. Одно из испытаний, запланированных на четвертом энергоблоке перед остановкой, относилось к турбогенератору. Задачей было выяснить, как дополнительно обезопасить энергоблок при нажатии кнопки АЗ-5 (аварийной защиты пятого уровня), то есть при введении в ядро реактора всех поглощающих стержней одновременно. Этот механизм должен был прекратить реакцию в случае какой-либо аварии. К тесту подтолкнули соображения безопасности: при срабатывании аварийной защиты энергоблок обесточивался, хотя в электричестве все еще нуждался — для закачки воды в перегретое ядро реактора, чтобы избежать его расплавления. Проект предусматривал обеспечение непрерывной работы насосов за счет аварийных дизель-генераторов. Тем не менее запускались они только через 45 секунд после заглушения реактора. Даже столь краткий интервал в подаче воды таил потенциальную угрозу. Проблему надо было устранить.

Инженеры из научно-исследовательского института Донтехэнерго, расположенного в Горловке, предложили выход. Они указали на такой факт: не только реактор охлаждался не сразу после обесточивания, но и ротор турбогенератора не застывал на месте моментально. Какое-то время он вращался под воздействием остатков пара. Его можно было использовать для выработки электричества, чтобы закрыть промежуток в 45 секунд. Сколько мог длиться такой выбег ротора и сколько энергии он производил, горловские инженеры не знали — ответ на этот вопрос как раз и должны были найти на Чернобыльской АЭС при остановке четвертого энергоблока. Суть испытания сводилась именно к этому.

Хотя конечной целью испытаний было усовершенствование механизмов автоматической остановки реактора, сейчас эти механизмы следовало отключить, симулируя таким образом аварийное обесточивание энергоблока. Это грозило выходом реактора из-под контроля в ходе самого теста. Впрочем, такое развитие событий казалось маловероятным. Руководство атомной станции считало тест необходимым еще и потому, что он давал возможность ввести в действие дополнительную аварийную защиту, до сих пор ни разу не запущенную. Тем более к этому обязывали инструкции министерства. Одна попытка на ЧАЭС уже была предпринята, но она оказалась неудачной из-за дефекта турбогенератора. Теперь генератор работал исправно. Казалось, успеху ничто не должно помешать[85].

Подготовка к тесту началась в марте и в середине апреля шла уже полным ходом. С точки зрения проверки оборудования четвертого энергоблока наибольшие трудности мог представлять турбогенератор, но внимания требовал не только он. Составление графиков проведения всех испытаний поручили одному из самых бывалых инженеров Чернобыльской АЭС — Виталию Борцу. Ему не исполнилось и пятидесяти, но он уже показал себя в деле на электростанциях по всему Советскому Союзу. С Припятью он познакомился весной 1974 года, накопив двенадцатилетний опыт работы в атомной отрасли. Большую часть этого срока Борец провел в Томске-7, атомграде в Западной Сибири. В отличие от Томска как такового, Томск-7 на советских картах найти было невозможно. Город выстроили вокруг первой в СССР промышленной атомной электростанции — она дала ток еще в 1958 году. Впрочем, она служила для производства оружейного плутония, а электричество стало лишь ее побочным продуктом. В декабре 1963 года Борец был одним из тех, кто запустил на этой станции энергоблок АДЭ-4. Реактор, как и установленный на Чернобыльской станции РБМК, использовал графит для замедления нейтронов, которые сталкиваются с ядрами атомов обогащенного урана. На ЧАЭС Борец проработал более десяти лет, затем его перевели в организацию, ответственную за наладку реакторов, их запуск и остановку на ремонт[86].

Когда Борца попросили составить график проведения испытаний, он не предвидел особых трудностей. Электростанцию он знал как свои пять пальцев. Четвертый энергоблок подключили к сети последним, в завершение второй очереди строительства, и, как полагали многие в Припяти, заслуживал звания самого надежного на АЭС. Первые два энергоблока располагались в отдельных зданиях, а третий и четвертый — под одной крышей. Максимальная мощность обоих составляла тысячу мегаватт электроэнергии, причем тепловой энергии реактор вырабатывал втрое больше. Третий энергоблок запустили в декабре 1981 года, четвертый — двумя годами позже. Протокол комиссии, которая его осмотрела и приняла, Николай Фомин подписал 18 декабря 1983 года.

Протокол перечислял основные характеристики реактора. Ядро реактора — графитовый цилиндр семь метров высотой и диаметром около двенадцати метров, заключенный в стальной кожух и размещенный в бетонной шахте шириной около двадцати двух метров и высотой в двадцать шесть метров. Графитовые блоки, из которых составлена активная зона, замедляют нейтроны и предотвращают затухание цепной реакции — столкновения нейтронов с ядрами урана. Ядра же, расщепляясь, высвобождают новые нейтроны. Вверху и внизу кожуха реактора расположены две громадные металлические плиты, которые служат для биологической защиты. Верхняя плита (формально: «схема Е», неформально: «Елена») пронизана трактами технологических каналов — для топливных и нейтронопоглощающих стержней. Реактор четвертого энергоблока насчитывал 1661 топливный канал. В такой канал помещали сборку из 18 таблеток с диоксидом урана, в котором 2—3 процента составлял уран-235. Система управления защитой имела 211 стержней с поглотителем нейтронов — карбидом бора. Поглотитель, не позволяя части нейтронов врезаться в ядра урана, замедляет цепную реакцию. Если же реакцию надо подстегнуть, то регулирующие стержни из активной зоны реактора выводят. По контуру проходит охлаждающая вода, частично выкипая за счет выделяемого при реакции тепла. Паро-водная смесь попадает в сепаратор, откуда вода возвращается в реактор, а пар выходит к турбине, которая генерирует электричество.

Как было принято в Советском Союзе, единственной защитой окружающей среды от потенциального выброса радиации служила бетонная оболочка, в которой находился реактор. В 1983 году комиссия нашла состояние реактора удовлетворительным — хоть и с оговорками. Имелись неисправности, которые следовало устранить. Среди прочего было рекомендовано улучшить конструкцию стержней с поглотителем. Как выяснилось, когда стержни вводят в ядро, они дают увеличение реактивности — разгоняют цепную реакцию, хотя должны ее замедлить. Причиной этому были прикрепленные к стержням снизу графитовые вытеснители. При усовершенствовании стержней комиссия советовала взять за образец третий энергоблок, где это уже было сделано. Эта проблема («концевой эффект») впервые дала о себе знать еще в 1975 году на Ленинградской атомной станции. Положительный коэффициент реактивности привел к потере управления реактором, скачку мощности, разрушению одного из каналов и утечке ядерного топлива. Подробности аварии, которая поставила реактор на грань взрыва, скрывали от сотрудников других атомных станций, но Борец хорошо представлял себе картину происшедшего — он тогда находился как раз на ЛАЭС[87].

30 ноября 1975 года, приехав из Чернобыля на стажировку вместе с группой коллег, Борец оказался свидетелем худшего на тот момент инцидента в истории РБМК. В тот день он решил провести на Ленинградской станции две смены подряд, чтобы понаблюдать за изменением режима эксплуатации реактора — «переходными процессами на малой мощности с малым запасом реактивности». Вскоре Борец увидел, что дело принимает скверный оборот: скорость разгона мощности реактора самопроизвольно возрастала. Оператор пытался замедлить ядерную реакцию стандартным способом, то есть вводом в активную зону стержней с поглотителем — ручного регулирования и автоматических. Однако РБМК Ленинградской станции повел себя неадекватно. Даже мастерство оператора («виртуоза», по мнению Борца) не сумело привести реактор в норму. Неконтролируемый рост реактивности в итоге привел к аварии.

Борец понял, что в активной зоне мог произойти взрыв. Богатый опыт управления ядерной реакцией в Томске-7 позволил ему верно предсказать наихудший сценарий. На следующий день, пытаясь вразумить одного из руководителей станции, Борец так описал свои ощущения: «Представьте себя за рулем автомобиля. Заводите мотор, трогаетесь, плавно разгоняетесь, переключаете передачи. Скорость 60 километров в час. Снимаете ногу с педали газа. И вдруг автомобиль начинает самостоятельно разгоняться: 80, 100, 130, 150 километров в час. Тормозите — никакого эффекта, разгоняется. Как вы будете себя чувствовать?»[88]

Вышедший из-под контроля реактор Ленинградской АЭС все же был дважды остановлен системой аварийной защиты. Взрыва удалось избежать, но скачки мощности привели к расплавлению топливного канала и попаданию топлива в активную зону. Реактор заглушили, его активную зону на следующий день продули азотом, загрязнив таким образом атмосферу — инцидент привел в итоге к выбросу радионуклидов суммарной активностью полтора миллиона кюри. Активность в один кюри эквивалентна распаду 37 миллионов атомов в секунду. Такой активности хватит для заражения десяти миллионов литров молока. Согласно МАГАТЭ, территория считается безопасной при уровне загрязнения до пяти кюри на квадратный километр. Никому точно не известно, какой эффект выброс полутора миллионов кюри оказал на побережье Финского залива и на местных жителей — включая ленинградцев. ЛАЭС находится примерно в полусотне километров от северной столицы России[89].

Виталию Борцу так и не объяснили, что именно произошло на энергоблоке, а сам он не мог знать, каким был изъян в конструкции реактора, давший подобный эффект. Эти сведения держали в тайне. Конструкторы решили, что РБМК и дальше может работать в таком виде — достаточно будет усовершенствовать регулирующие стержни. Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники выпустил инструкцию, не указывая в ней, почему возникла нужда в такой переделке. Документ в итоге повлиял на текст предписаний комиссии, которая обследовала четвертый энергоблок Чернобыльской АЭС. Однако комиссия не придала проблеме со стержнями большого значения — уроки из аварии на Ленинградской станции не извлекли. РБМК можно было улучшать и улучшать, но от сотрудников атомной станции ждали производства энергии, а не доработки старых реакторов или разработки новых. Модификацию отложили на потом.