Таким образом, активная зона простейшего реактора — это обогащенный, но не слишком уран 238, графитовый замедлитель и регулирующие стержни. В процессе работы выделяется какое-то количество нейтронов и гамма-квантов (их частично поглощает биозащита) и много тепла.
Тепло надо отводить от реактора, для этого его передают теплоносителю. В реакторах ВВЭР — теплоноситель — вода под высоким давлением. В реакторах РБМК охлаждение осуществляется в кипящем слое. Теплоноситель охлаждается или непосредственно в турбине (одноконтурные установки), или в теплообменнике (многоконтурные установки).
Необходимый объем теплоносителя определяется тепловой мощностью реактора и в промышленных установках очень велик. Для прокачки такого объема через активную зону используются ГЦН — главные циркуляционные насосы, представляющие собой едва ли не главный «хайтек» реактора. ГЦНы представляют собой высокооборотные турбоагрегаты высокой надежности.
Потеря теплоносителя — едва ли не худшее, что может случиться с реактором. По мере нагрева стабильность реакции падает, температура продолжает повышаться… при особо неблагоприятных условиях начинается расплавление активной зоны.
Реплика (студент, 22 года):
— А как же оружейный плутоний? Из реактора его можно было получить? Он сам там при взрыве не произвелся, шутя?
Докладчик (физик, 45 лет):
— Нет, конечно Реактор РБМК явился разве что наследником «оборонных» реакторов, в некотором смысле — продуктом конверсии. Он не был предназначен для производства плутония, и извлекать плутоний из его активной зоны было бы крайне дорогим и технологически неудобным процессом, хотя какое-то количество плутония в нем во время работы все-таки возникает.
Надо иметь в виду следующее обстоятельство. Уран 238, захватив нейтрон, может испытать не спонтанное деление, а бета-распад. Тогда ядро урана 238 превратится в ядро нептуния 239, которое, в свою очередь, бета-неустойчиво и превращается в плутоний 239. А 239-й плутоний — ядерное горючее, не уступающее урану 235, но более удобное в обращении. Поэтому все первые ядерные реакторы отнюдь не производили электроэнергию, реальным их назначением была трансмутация природного урана в оружейный плутоний.
Так вот, к 26 апреля 1986 года топливные сборки 4-го энергоблока ЧАЭС были «старыми»: в них накопилось не только много продуктов деления, но и трансураниды, включая тот же плутоний.
Реплика (разработчик компьютерных игр, 28 лет):
— Так раз реактор старый, физики-то знали, что на что там уже разложилось? И операторам сказали, наверное…
Докладчик (физик, 45 лет):
— Не реактор старый, ему, простите, трех лет не было, а активная зона, большая часть которой осталась с первой загрузки, то есть работала в сильных нейтронных полях более двух лет.
Понятно, что характеристики активной зоны изменились, но операторы не имели ни малейшего представления, как именно, и совершенно не были этим озабочены. Что жаль… Они и на балконах загорали в день аварии…
Реплика (студент, 21 год):
— А зачем они его вообще испытывать-то решили? Такая старая уже, сложная вещь… зачем судьбу-то искушать? Пока бы работал… Потом заглушили тихо… Не понимаю? Зачем будить лихо?
Докладчик (физик, 45 лет):
Двадцать пятого апреля на ЧАЭС предполагалась не игра во взрыв реактора, а эксперимент с так называемым выбегом генератора. Суть эксперимента проста: при прекращении подачи пара на турбину (скажем, при серьезной аварии с разрывом трубопровода) турбина какое-то время вращается по инерции и генератор продолжает вырабатывать ток. Этот ток можно использовать для аварийного расхолаживания реактора и его остановки. Вообще-то говоря, штатно на АЭС на случай подобной аварии есть дизель-генераторы, задача которых — обеспечить снабжение током ответственных потребителей, прежде всего, систем управления реактором и ГЦНов. Но был большой интерес к тому, хватит ли энергии выбега для того, чтобы управлять реактором в момент ядерной аварии.
В принципе, такие опыты уже проводились, и не раз, но «понарошку», то есть без реального обесточивания реактора и с подготовленными к немедленному пуску дизелями. На этот раз инженеры захотели, а руководство станции согласилось провести «чистый эксперимент».
Сделать это было не очень просто. Дело в том, что если отключается турбина, то реактор автоматически блокируется: «падает» аварийная защита (211 стержней), в реактор немедленно начинает подаваться холодная вода из системы аварийного охлаждения реактора (САОР), запускаются дизель-генераторы и насосы аварийного питания реактора. Немного подумав, операторы все эти системы отключили, обесточили, а трубопроводы закрыли на задвижки.
Поскольку мы занимаемся только реперными фактами, я никакой оценки этому не даю: так было.
До 1.00 25 апреля 1986 года реактор работал на номинальной мощности 3.000 МВт тепловых. Затем мощность установки начали медленно снижать, и к 13.05 она составила 1.600 МВт тепловых, турбогенератор № 7 был отключен, питание собственных нужд переключено на турбогенератор № 8, который и был выбран для эксперимента.
В 14.00 система САОР была отключена.
Практически в тот же момент поступило распоряжение диспетчера Киевэнерго задержать отключение энергоблока от нагрузки. В течение последующих часов реактор работал с полностью отключенными системами аварийной защиты.
В 23.10 возобновилось снижение мощности, и она была снижена до 700 МВт тепловых. В 24.00 Юрий Трегуб сдал смену Александру Акимову, на пост инженера по управлению реактором (СИУРа) заступил Леонид Топтунов.
Топтунов в соответствии с регламентом отключает одну из локальных систем автоматического регулирования (ЛАР). При этом по непонятной причине возникает дисбаланс в системе регулирования, СИУР не может быстро справиться с ним, и мощность реактора резко падает — до 30 МВт тепловых. При таких мощностях (1 % от номинала) идет быстрое «отравление» реактора продуктами распада, прежде всего йодом. Называется эта ситуация «йодная яма».
Здесь, по Г. Медведеву, происходит резкая перебранка присутствующего при эксперименте главного инженера по эксплуатации 2-й очереди ЧАЭС А Дятлова с Л. Топтуновым. А. Дятлов этот момент в своей книге обходит молчанием, которое в данном случае есть знак согласия.
Опять-таки, оценки давать не буду, замечу лишь, что формально «старшим вахтенным офицером» в помещении БЩУ-4 в тот момент был Александр Акимов. Топтунов подчинялся только ему, и Дятлов непосредственно приказывать Топтунову не мог и кричать на него не имел права. Если Акимов не пресек такие действия своего начальника, то этим он уже нарушил свои должностные обязанности. Причем это — общие рассуждения об организации «службы» на ЧАЭС, к катастрофе это имеет лишь самое косвенное отношение.
Как бы то ни было, Л. Топтунов согласился вновь поднимать мощность реактора. Г. Медведев указывает, что это было прямым нарушением инструкции. А. Дятлов возражает: «Инструкция запрещала подъем ранее чем через сутки после падения с 80 % мощности, в данном же случае падение было с мощности менее 50 %».
Ведущий (психолог 44 года):
— Пока мы жили в Советском Союзе, не было убеждения, что «все, что не запрещено прямо, разрешено…» Это более позднее достижение. Очень интересно, кстати, мнение на этот счет физика В. Асмолова. Вывожу на экран:
«Вот два подхода к оператору: российский и американский. Американский подход — это среднее образование, это ученая обезьяна, которая должна наизусть знать все инструкции и этими инструкциями пользоваться. Эти ребята на своем Тримайл Айленде, действуя строго по инструкции, целые сутки, не понимая, что происходит, привели блок к расплавлению активной зоны. Но выброс наружу был очень маленький, 15 кюри всего, практически это была чисто экономическая авария, утрата блока. В нашем случае — оператор — это инженер с высшим образованием, выпускник МИФИ, МЭИ, всех наших престижных вузов, часто человек, который по складу характера, по всему должен быть естествоиспытателем. Тот оператор, который сидел тогда на блоке, был очень сильный человек. Он совершил ряд ошибок, которые привели к тому, что блок сел в йодную яму. По всем инструкциям его нельзя было вытаскивать из йодной ямы, но надо было обладать огромным мастерством, чтобы немедленно после остановки блока выйти на тот уровень, который нужен для того, чтобы проводить этот эксперимент. На тот уровень он выйти не смог, но блок из йодной ямы он вытащил, реактор снова работал. Он соревновался с техникой, он получал удовольствие от этого, от своего мастерства, как он, оперируя зоной, смог реактор вытащить. И тот и другой подход абсолютно неправильные. Я лично считаю, что оператором должен быть инженер, который понимает в физике, но не естествоиспытатель, не исследователь. Есть люди определенного психологического склада. Холериков туда пускать нельзя. Там должен быть флегматик или сангвиник. Два человеческих типа, которые способны отсидеть смену, смотря на неподвижную стрелку, и все время ждать, что ему придется вступить в управление, если что-то вдруг изменится».
