Адам Хиггинботам - Чернобыль. История катастрофы [litres]

Но к тому времени правительство, следуя твердым правилам централизованного экономического планирования, уже выпустило указ о строительстве четырех огромных реакторов [283] Schmid, Producing Power, 110 and 124; International Atomic Energy Agency, INSAG7, 37. . 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 [284] Schmid, Producing Power, 110–11. . 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 [285] International Atomic Energy Agency, INSAG7, 37; Дятлов А. Чернобыль: Как это было. М.: Научтехиздат, 2003 ( http://pripyat-city.ru/books/25-chernobyl-kak-yeto-bylo.html , 27). .

Первый РБМК начали строить в 1970 году на станции Средмаша на берегу Финского залива, неподалеку от Ленинграда [286] Dodd, Industrial Decision-Making and High-Risk Technology, app. A. . 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 [287] В этот момент руководство Средмаша еще должно было принять решение, какой тип реактора они будут строить на новом месте. Рассматривались три варианта: графитовая модель с газовым охлаждением (РК-1000), ВВЭР и РБМК. Сначала от РБМК отказались как от технологически и экономически худшего проекта и выбрали более продвинутый и безопасный РК-1000 с газовым охлаждением. Однако к середине 1969 года амбициозные цели по срокам ядерного строительства уже начинали уходить в тень. В Средмаше поняли, что при всех недостатках графито-водяного гиганта он может быть сооружен быстрее, чем более сложная модель с газовым охлаждением. Выбор вновь выпал на РБМК. Через шесть месяцев Виктора Брюханова вызвали в Министерство энергетики и электрификации и приказали строить два первых реактора РБМК-1000 Чернобыльской АЭС (International Atomic Energy Agency, INSAG7, 32–33; Schmid, Producing Power, 120–25). .

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 [288] Даты начала строительства реакторов РБМК в СССР см. в: Sich, “Chornobyl Accident Revisited,” 148. . 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 [289] Первый блок Ленинградской АЭС вышел на полную проектную мощность спустя 11 месяцев после запуска, 1 ноября 1974 года (Schmid, Producing Power, 114). . 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 [290] International Atomic Energy Agency, INSAG7, 35–37. . 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 [291] Там же, 37. .

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 [292] Там же, 6. . 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 [293] Вениамин Прянишников, интервью автору книги, Киев, 13 февраля 2006 года. . Отдельные горячие точки реактивности могли появляться в глубине активной зоны, где их трудно было обнаружить [294] Копчинский Г., Штейнберг Н. Чернобыль: О прошлом, настоящем и будущем. C. 140; International Atomic Energy Agency, INSAG– 7, 39–40. . 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» [295] International Atomic Energy Agency, INSAG7, 4–5. . 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 [296] Там же, 43; Sich, “Chornobyl Accident Revisited,” 185. Первоначальная проектная документация РБМК предполагала использование семиметровых стержней СУЗ с семиметровым поглотителем и вытеснителем, пронизывающих активную зону сверху донизу в опущенном состоянии; 68 из них должны были служить стержнями системы аварийной защиты (САЗ). Но по окончательной схеме ни один из стержней не имел достаточной длины, чтобы полностью пронзить активную зону, а вместо 68 стержней САЗ осталось только 21. Для реакторов РБМК второго поколения число стержней САЗ было увеличено до 24, общее число стержней достигло 211. . 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 [297] International Atomic Energy Agency, INSAG7, 45. . 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 [298] Там же, 41. . Но в нейтронной физике 18 секунд – длительное время, вечность в ядерном реакторе с высоким положительным паровым коэффициентом.