Черная быль. Часть 2
Бегло рассмотрев в прошлой записи принцип работы АЭС, а также примерный принцип работы реактора РБМК-1000, перейдём непосредственно к Чернобыльской катастрофе 26 апреля 1986 года.
С точки зрения временных промежутков ,имеет смысл рассмотреть 3 периода:
1. Период: Ситуация на Чернобыльской атомной электростанции(ЧАЭС) до 26 апреля 1986 года (События предшествовавшие катастрофе)
2. Период: Ночь с 25 на 26 апреля 1986 (Основные события произошедшие с реактором четвертого энергоблока ЧАЭС)
3. Период: Ситуация на четвертом энергоблоке ЧАЭС после 01.30 26 апреля 1986 года.(Первые двое суток после начала катастрофы)
Разбирая материалы, написанные о катастрофе на ЧАЭС, постоянно ловишь себя на мысли, что во всех материалах нет окончательности. Выдвигаются версии, с жаром рассказывают о устранении последствий, западные журналисты с плохо скрываемым торжеством пишут и снимают о дикарях, которым не то что реактор - бензиновый двигатель доверять нельзя. А полноценный разбор с указанием причин отсутствует до сих пор, хотя прошло уже почти 30 лет. Причин такого положения дел очень много:
- Желание свалить всю вину за произошедшие на других, приводило к тому ,что в разных отчётах разных ведомств выпячивались одни факты и замалчивались другие. Такие однобокие картины размывали единую картину и выглядели очень тенденциозными.
- Перестройка и последовавший распад СССР привёл к тому, что расследование превратилось в полноценную битву различных сил за трактовку катастрофы на ЧАЭС в свою пользу.
- Отсутствие ,на момент катастрофы, гарантированных средств регистрации событий не позволяет создать непротиворечивую хронологию событий, так как имеются косвенные данные указывающие на то, что журналы регистрации событий на станции имели правки уже после катастрофы.
- Часть непосредственных участников погибла во время катастрофы, а руководитель испытаний 25-26 апреля 1986 года на ЧАЭС в своей книге
обвиняет во всем создателей реактора РБМК-1000 и слышать не хочет о других версиях произошедшего.
- Ряд физических и химических процессов ,произошедших на ЧАЭС требует очень сложного математического и компьютерного моделирования, что до последнего времени не было возможно, а сейчас никому не интересно.
Бесценной в плане изучения катастрофы на ЧАЭС должна была стать книга заместителя главного инженера Дятлова А.С. "Чернобыль. Как это было", где непосредственный участник события, должен был наконец на весь мир рассказать, что же произошло на станции 26 апреля 1986 года, во время проведения испытаний. Испытаний, руководил которыми именно Дятлов.
Однако, как уже было сказано, книга представляет собой попытку оправдать поведение оперативного персонала, а также постоянные упования на ненадёжность реактора. Любые неудобные вопросы, которые появились в процессе расследования , Дятлов отметает сходу и поэтому материалы его книги будут использованы только для перекрёстного подтверждения фактов.
Итак, закончив вводную часть перейдём непосредственно к катастрофе.
Первый этап. Предкатастрофа.
Начнём с перечисления тех, кто заступил на смену в блочный щит управления (БЩУ) 24.00 25 апреля 1986. Она состояла из:
1. Начальник смены блока (НСБ) Акимов
2. Старший инженер управления реактором (СИУР) Топтунов
3. Старший инженер управления блока (СИУБ) Столярчук
4. Старший инженер управления турбиной (СИУТ) Киршенбаум
5. Начальник смены турбинного блока (НСТБ) Давлетбаев
Также на БЩУ находились и другие люди. Непосредственно испытаниями руководил заместитель главного инженера(ЗГИС) Дятлов А.
На 25 апреля намечается планово-ремонтная остановка четвертого энергоблока ЧАЭС, по согласованию с диспетчерами энергосистемы (так как ЧАЭС является элементом единой энергосистемы, то все запуски ,остановки, изменения параметров выработки электроэнергии согласовываются с диспетчером единой энергосистемы, в данном случае с диспетчером "Киевэнерго").
В соответствии с планом испытаний предполагалось проверить, сможет ли турбогенератор(ТГ) при отключении, остаточным вращением питать электроэнергией циркуляционные насосы и другое оборудование до запуска резервных дизельных генераторов и восстановления полноценного электроснабжения.
Речь идёт о том,что при аварийном пропадании электропитания включаются резервные дизельные генераторы, но для того,чтобы они полноценно запитали энергосистему энергоблока им требовалось несколько десятков секунд, а этого времени вполне достаточно, чтобы вся вода в активной зоне реактора превратилась в пар и произошло расплавление ТВЭЛ и разрушение активной зоны реактора. Поэтому вопрос о том, сможет ли отключенная турбина небольшое время своим остаточным вращением, питать системы ЧАЭС был не праздный. Подобные испытания на ЧАЭС уже проводились ранее и были признаны неудачными, в этот раз разработчики турбогенератора внесли изменения и хотели проверки.
Также добавлю ещё три немаловажных аспекта:
- Подобные испытания были запланированы на этап пуска четвертого энергоблока, но проведены не были и были оставлены на потом.
- Помимо этих испытаний были запланированы и другие испытания четвертого энергоблока ЧАЭС.(виброиспытания ТГ-8)
- Выбор для испытаний ТГ-8 был не случаен, подшипники №12 ТГ-8 имел серьезные конструктивные недостатки и руководитель испытаний проверку самого турбогенератора совместил с виброиспытаниями подшипника ТГ-8.
К середине 25 апреля отключили один из турбогенераторов(ТГ), вырабатывающих электроэнергию. ТГ-7 был отключен, в работе остался только ТГ-8. Из двух турбогенераторов остался только один, тепловая мощность четвертого энергоблока снизилась вдвое.
Дальнейшее снижение мощности и остановку ТГ-8 диспетчер энергосистемы запретил. Разрешение было получено в 23.00 25 апреля.
Началось снижение мощности реактора и на момент принятия смены в 23.59 25 апреля , тепловая мощность составляла 750 МВт(или 200 МВт электрических) при 24 регулирующих стержнях в активной зоне.
Необходимо в качестве примечания указать, что снижение мощности реактора привело к его "отравлению" или переходу в режим "йодная яма" или "ксеноновая яма". В данном режиме в активной зоне реакторе в большом количестве начинает появляться изотоп йода, который через несколько часов распадается на изотоп ксенона, с периодом полураспада несколько часов. Данные изотопы активно поглощают нейтроны, что сильно тормозит реакцию распада в атомном топливе, а также не позволяет поднять мощность реактора, до момента распада этих элементов в реактора, то есть до момента разотравления реактора. В соответствии с регламентом данный режим требует остановки реактора на двое суток, до момента распада этих изотопов ,однако Дятлов решил не терять время и провести испытания не взирая на "отравленность" реактора.
Далее при попытке вывести реактор на предписанную программой испытаний мощность 700 МВт ,реактор стремительно теряет мощность практически до нуля, поднять мощность удается только путём извлечения дополнительных регулирующих стержней из активной зоны.
То есть фактически к моменту начала испытаний реактор находился в нестабильном состоянии, не был до конца разтравлен, а также имел очень малый запас стержней в активной зоне.
Далее начальник турбинного цеха Давлетбаев сообщает Дятлову, что падает давление в контуре теплоносителя и возможно турбину ТГ-8 придётся останавливать, однако Дятлов сообщил что мощность увеличивается и давление сейчас стабилизируется.
В 1.04 и в 1.07 в дополнение к четырём работающим циркуляционным насосам были последовательно включены ещё два(ГЦН-12 и ГЦН-22), однако расход теплоносителя продолжал снижаться.
Акимов сумел стабилизировать тепловую мощность реактора на 200 МВт и предложил Дятлову провести испытания на данной заниженной мощности. Дятлов согласился.
Второй этап. Катастрофа.
К моменту времени 1.20 оперативный персонал готов к последним испытаниям. На этот момент:
- тепловая мощность составляет 200 МВт (тут имеются разночтения, поскольку по одному из журналов двумя минутами раньше тепловая мощность была в два раза меньше,что свидетельствует,что реактор уже начал разгоняться)
- в активной зоне от 6 до 15 регулирующих стержней (это было преступно малое количество,уже не способное управлять реактором, стержни удалялись для поднятия мощности реактора в условиях "иодной ямы")
- работает от 6 до 8 циркуляционных насосов (то есть помимо требуемой нагрузки, останавливающийся генератор будет тянуть ещё два дополнительных насоса)
- электричество вырабатывает один турбогенератор ТГ-8 (с известными проблемами с подшипником)
.
В 1.23 начались испытания.
Оператор СИУТ Кирешбаум закрыл стопорно-регулирующий клапан и пар перестал идти на ТГ-8. Турбина начала останавливаться. Испытания начались.
Когда обороты турбины снизились до 2100 оборотов,частота до 35Гц, а напряжение до 0.7 от номинального раздались звуки гидроударов. Звуки ударов переходили в грохот, началась вибрация здания ВЩУ. Частота ударов падала, а сила возрастала. Наконец произошел последний удар.
Киршенбаум прокричал "Гидроудар в деаэроторах".
Начался срыв потока(или кавитация) циркуляционных насосов, охлаждающих реактор. То есть активная зона реактора перестала охлаждаться.
Параллельно гидроударам в контуре и срыву потока в циркуляционных насосах, шёл процесс разгона активной зоны самого реактора.
Предположительно помимо того,что оператор оставил в активной зоне недопустимо малое количество стержней, в одном из квадрантов активной зоны было загружено более обогащённое топливо, чем везде. Анализы выброса из реактора показывали ,что урана был обогащен значительно сильнее стандартных значений, также следы плутония в выбросах превышали ожидаемый в 5 раз. Этот очаг и мог спровоцировать локальный разгон реактора..
Тепловая мощность, которую отсекли от турбогенератора, искала выхода, параллельно шёл разгон реактора, удары от турбогенератора передавались на весь контур, повреждая трубопроводы и механизмы.
Началась "пляска кубиков". То есть подпрыгивание металлических заглушек каналов, из-за процессов происходящих в активной зоне.
Приборы показывали форсированный разгон реактора, мощность удваивалась каждую секунду. Акимовым была нажата кнопка АЗ-5 аварийной защиты. И все регулирующие стержни двинулись в активную зону для аварийной остановки реактора. Для полного погружения им требовалось около 20 секунд, не дойдя до активной зоны стержни остановились. Акимовым была предпринята попытка вручную опустить стержни, однако они дальше не двигались.
Предположительно сильнейший разогрев теплоносителя привёл к тому,что давление в каналах превышало вес регулировочных стержней и не давало им ,вытеснив воду, погрузиться в канал.
Также свою роль сыграло то,что передняя часть регулирующего стержня, которая должна была вытеснять воду из канала, состояла из графита, и поэтому в первый момент введения стержня ,реакция в активной зоне ускорялась, лишь вытеснив воду в активную зону погружалась часть стержня, содержащая бор и начинала замедлять реакцию деления..
Начался разрыв тепловых каналов активной зоны, вода и пар из каналов хлынули в корпус реактора.
В течении нескольких секунд произошло около четырех взрывов.
Взрывы были разной силы и сопровождались яркими вспышками почти белого цвета.
Анализ частиц урана в выбросах показал, что уран не потерял свою кристаллическую структуру ,что указывает на локальный и очень быстрый взрыв ..
От взрыва была подброшена вверх 2000 тонная верхняя крышка реактора (Схема Е, "Елена"), пробив кровлю она упала обратно в реактор, нижняя защитная крышка была смещена на несколько метров вниз. Была уничтожена одна из стен и кровля реакторного зала. Реактор перестал существовать как единое целое.
Часть содержимого реактора подобно вулканическому взрыву, было выброшено из активной зоны. Куски раскалённого графита и ТВЭЛов падали вокруг разрушенного блока, вызывая пожары. Технологические трубопроводы и линии электроснабжения энергоблока 4 были разорваны, свет погас.
Над разрушенным четвертым энергоблоком поднялось оранжевое грибовидное облако.
Третий этап. Посткатастрофа.
Первые несколько часов после катастрофы у оперативного персонала не было понимания чудовищности произошедшего. Была версия,что взорвался один из гидроаккумуляторов. Из Припяти была вызвана пожарная команда. В Москву , руководством ЧАЭС было доложено,что произошла локальная авария с пожаром, реактор цел.
Только через несколько часов , сумев пробраться через завалы к реакторному цеху оперативный персонал смог оценить примерный масштаб катастрофы.
В это время и оперативный персонал ,и пожарные получали чудовищные дозы облучения.
А разрушенный реактор жил своей жизнью.
К вечеру 26 апреля топливо в активной зоне стало разгораться и начался не виданный ранее настоящий атомный пожар. По словам очевидцев они наблюдали рубиновое свечение из разрушенного реактора, выбросы белого пламени, которые как протуберанцы вонзались в вечернее небо. Шум стоял неравномерный от гула, до взрывов. Тушить этот пожар никто и не пытался.
Горение продолжалось несколько часов.
Это горело оставшееся после взрывов атомное топливо.
Долгое время преобладало мнение,что атомное заражение и пожар были вызваны горением графита.Однако графит не способен поподобные иллюминации, а также совершенно непонятно куда делись почти 200 тонн атомной загрузки реактора. Расплавы, похожие на лавовые массы, которые были обнаружены на нижних уровнях разрушенного здания реактора никак не тянут на всё топливо из активной зоны, его там было значительно больше.
Облет разрушенного реактора подтвердил,что он пуст - топлива там нет.
Имеется несколько версий взрывов реактора ЧАЭС. Читателю предлагается следующая последовательность событий:
- ТВС в активной зоне, которые остались без охлаждения начинают раскаляться, превращаю всю воду в реакторе в пар.
- Циркониевые оболочки ТВЭЛ начинают вступать в реакцию с паром с выделением водорода.
- Давление в реакторе повышается настолько,что верхняя крышка реактора начинает слегка подпрыгивать, как крышка кастрюли(это принимается за первые взрывы)
- Воздух попадает в активную зону и смешивается с водородом, образуя гремучий газ
- Происходит объемный взрыв смеси кислорода и водорода, который хоть и не разрушает реактор, но повреждённую активную зону значительно уплотняет.(третий взрыв)
- При уплотнении происходит формирование нескольких очагов, где уран и плутоний из разрушенных ТВС образуют критическую массу
- Происходит квазиядерный взрыв, разрушающий реактор, выкидывающий от 30% до 50% ядерного топлива за пределы реактора. В процессе этого взрыва в эпицентре формируется плазма, которая расплавляет оставшееся топливо, металлоконструкции, графит, которые позже стекают в нижние подреакторые помещения.(четвертый взрыв)
В последней части будет рассмотрено, какую роль сыграла катастрофа на четвертом энергоблоке ЧАЭС в разрушении СССР и переформатировании мироустройства.
по материалам книг: Николай Кравчук "Загадка Чернобыльской катастрофы",Анатолий Дятлова "Чернобыль. Как это было"