ПРО ПРИЧИНИ ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ АВАРІЇ НАМ БРЕХАЛИ П’ЯТНАДЦЯТЬ РОКІВ...

Різноманітних пояснень причин чорнобильської аварії набралося понад сотню. А науково обгрунтованих лише два. Перше з них з’явилося в серпні 1986 р. Суть його зводиться до того, що вночі на 26 квітня 1986 р. персонал 4-го блока ЧАЕС у процесі підготовки та проведення чисто електротехнічних випробувань шість разів грубо порушив регламент, тобто правила безпечної експлуатації реактора. Причому в шостий раз вивів із його активної зони не менше 204 керуючих стрижнів із 211 штатних, тобто понад 96%. А до того свідомо відключили майже всі засоби аварійного захисту. Внаслідок цих дій реактор увійшов у некерований стан і в певний момент у ньому почалася некерована ланцюгова реакція, що завершилася тепловим вибухом.

Крім цього, було вказано на деякі особливості конструкції реактора РВПК, що «допомогли» персоналу довести велику аварію до масштабів катастрофи. І на закінчення зроблено висновок, що «першопричиною аварії стало вкрай малоймовірне поєднання порушень порядку й режиму експлуатації, допущених персоналом енергоблока».

1991 року друга офіційна державна комісія, створена Держатомнаглядом переважно з експлуатаційників, дала інше пояснення причин чорнобильської аварії. Його суть полягала в тому, що в реактора 4-го блока є певні «конструкційні недоліки», які «допомогли» черговій зміні довести реактор до вибуху.

При цьому вихідною подією аварії вважається натискання кнопки АЗ-5, що викликало рух стрижнів униз. Локальні теплові навантаження на тепловидільні елементи, досягли розмірів, що перевищують межі їхньої механічної міцності. Розрив кількох цирконієвих оболонок тепловидільних елементів призвів до часткового відриву верхньої захисної плити реактора від кожуха. Це призвело до масового розриву технологічних каналів і заклинювання всіх стрижнів СУЗ, які на той момент пройшли приблизно половину шляху до нижніх кінцевиків.

Отже, в аварії винні вчені й проектувальники, котрі спроектували та створили такий реактор і графітові витискувачі, а черговий персонал тут ні до чого.

1996 року третя офіційна урядова комісія, у якій теж тон задавали експлуатаційники, проаналізувавши нагромаджені матеріали, підтвердила висновки другої комісії.

Минали роки. Обидві сторони залишалися при своїй думці. У результаті склалося дивне становище, коли три офіційні державні комісії, до складу яких входили авторитетні люди, вивчали фактично ті самі аварійні матеріали, а дійшли діаметрально протилежних висновків.

Настільки довге існування суперечностей між ученими й експлуатаційниками поставило питання про об’єктивне вивчення всіх нагромаджених за 15 років матеріалів, пов’язаних із чорнобильською аварією.

Сумніви переростають у підозри

Вчені помітили, що коли знайомишся з об’ємними матеріалами Урядової комісії з розслідування причин чорнобильської аварії (далі комісія) побіжно, то виникає відчуття, що вона зуміла побудувати досить струнку та взаємозв’язану картину аварії. Та коли починаєш читати їх повільно й дуже уважно, в окремих місцях виникає відчуття певної недомовленості. Неначе комісія щось недорозслідувала чи щось недосказала. Особливо це стосується епізоду натискання кнопки АЗ-5.

«О 1 год. 22 хв. 30 сек. оператор на роздруківці програми побачив, що оперативний запас реактивності становив величину, яка вимагає негайної зупинки реактора. Попри це випробування почалися.

О 1 год. 23 хв. 04 сек. було закрито СРК (стопорно-регулюючі клапани. — Авт.), ТГ (турбогенератор) № 8... Наявний аварійний захист по закриттю СРК... було заблоковано, щоб мати змогу повторити випробування, якщо перша спроба виявиться невдалою...

Через певний час почалося повільне підвищення потужності.

О 1 год. 23 хв. 40 сек. начальник зміни блока дав команду натиснути кнопку аварійного захисту АЗ-5, за сигналом від якої в активну зону вводяться всі регулюючі стрижні аварійного захисту. Стрижні пішли вниз, проте через кілька секунд пролунали удари...».

Кнопка АЗ-5 — це кнопка аварійного глушення реактора. Її натискають у крайньому випадку, коли в реакторі починає розвиватися якийсь аварійний процес, зупинити який іншими засобами не можна. Але з цитати ясно видно, що особливих причин натискати кнопку АЗ-5 не було, оскільки не було зафіксовано жодного аварійного процесу.

Самі випробування мали тривати 4 години. Як видно з тексту, персонал мав намір повторити свої випробування. А це зайняло б ще 4 години. Тобто персонал збирався проводити випробування 4 або 8 годин. Але несподівано уже на 36-й секунді випробувань його плани змінилися, і він почав терміново глушити реактор. Нагадаємо, що 70 секунд тому, відчайдушно ризикуючи, він цього не зробив усупереч вимогам регламенту. Практично всі автори відзначили цю явну невмотивованість натискання кнопки АЗ-5.

Більше того, «Зі спільного аналізу роздруківок ДРЄГ і телетайпів, зокрема, випливає, що сигнал аварійного захисту 5-ї категорії... АЗ-5 з’являвся двічі, причому перший — о 01 год. 23 хв. 39 сек.». Але є дані, що кнопку АЗ-5 натискали тричі. Запитується, навіщо натискати її двічі або тричі, якщо вже з першого разу «стрижні пішли вниз»? Якщо все йде по порядку, то чому персонал виявляє таку знервованість? Й у фізиків зародилися підозри, що о 1 год. 23 хв. 40 сек. або трішки раніше щось дуже небезпечне все-таки сталося, про що змовчала комісія та самі «експериментатори» і що змусило персонал різко змінити свої плани на різко протилежні. Навіть ціною зриву програми електротехнічних випробувань із усіма випливаючими для них неприємностями, адміністративними й матеріальними.

Ці підозри посилилися, коли вчені, вивчаючи причини аварії за первинними документами (роздруківками ДРЄГ й осцилограмами), виявили в них розбіжності в часі. Ще більше вони посилилися, коли з’ясувалося, що для вивчення їм підсунули не оригінали документів, а їхні копії, «на яких відсутня фіксація часу». Це дуже скидалося на спробу ввести вчених в оману щодо справжньої хронології аварійного процесу. І вчені були змушені офіційно відзначити, що «найповніша інформація щодо хронології подій є лише... до початку випробувань о 01 год. 23 хв. 04 сек. 26.04.86 р.». А далі «фактична інформація має суттєві прогалини... і в хронології відновлених подій є суттєві суперечності».

Сейсмічний поштовх

1995 року в ЗМІ з’явилася гіпотеза, за якою чорнобильську аварію викликав вузьконаправлений землетрус силою 3—4 бали, який стався в районі ЧАЕС за 16—22 секунди до аварії, що й було підтверджено відповідним піком на сейсмограмі.

Проте відразу здалося дивним, що на цих сейсмограмах відсутні піки від вибуху 4-го блока в його офіційний момент. Об’єктивно виходило, що сейсмічні коливання, яких ніхто в світі не помітив, станційні прилади зареєстрували. А потужний вибух 4-го блока, зафіксований багато ким, ці самі прилади, спроможні виявити вибух лише 100 т тротилу на відстані 12000 км, чомусь не зареєстрували.

Усі ці суперечності, а також відсутність ясності з низки питань у матеріалах щодо аварії лише посилили підозри вчених, що експлуатаційники щось від них приховують. І згодом у них почала з’являтися крамольна думка: а чи не відбулося насправді все навпаки? Спочатку бабахнув подвійний вибух реактора. Над блоком на 500 м зметнулося світло-фіолетове полум’я. Уся споруда 4-го блока здригнулася. Бетонні балки заходили ходуном. У приміщення пульта управління (БЩУ-4) «увірвалася вибухова хвиля, насичена пара». Погасло загальне світло. Залишилися горіти лише три лампи, що живилися від акумуляторів. І тільки після цього персонал, оговтавшись від першого шоку, кинувся натискати свій «стоп-кран» — кнопку АЗ-5. Але було вже пізно. Реактор пішов у небуття. Все це могло статися через 10—20—30 секунд після вибуху. Тоді, виходить, що аварія сталася не о 1 годині 23 хвилини 40 секунд, а дещо раніше. А це означає, що некерована ланцюгова реакція почалася до натискання кнопки АЗ-5.

Така послідовність дає природне пояснення й екстреному кількаразовому натисканню кнопки АЗ-5 і знервованості персоналу в умовах, коли він збирався спокійно працювати з реактором принаймні ще 4 години. І наявність піка на сейсмограмі о 1 год. 23 хв. 39 сек., і його відсутність в офіційний момент аварії або дещо пізніше. А також пояснила б непоясненні досі події, що передували власне вибуху, такі, приміром, як «вібрації», «наростаючий гул», «гідроудари», «підстрибування» двох тисяч 350-кілограмових чушок «елементів 11» у центральному залі реактора й багато чого іншого.

Сценарій аварії

Нова версія дозволила обгрунтувати найбільш природний сценарій аварії. У 00 годин 28 хв. 26.04.86 р., переходячи в режим електротехнічних випробувань, персонал на БЩУ-4 припустився помилки при переключенні управління з системи локального автоматичного регулювання (ЛАР) на систему автоматичного регулювання потужності основного діапазону (АР). Через це теплова потужність реактора впала нижче 30 МВт, а нейтронна потужність упала до нуля й залишалася такою протягом п’яти хвилин, судячи з показань самописця нейтронної потужності. У реакторі почався процес самоотруєння короткоживучими продуктами ділення. Сам по собі цей процес ніякої ядерної загрози не створював. В міру його розвитку спроможність реактора підтримувати ланцюгову реакцію зменшується аж до повної його зупинки незалежно від волі операторів. В усьому світі в таких випадках реактор просто глушать, потім добу-дві чекають, поки реактор не відновить свою працездатність. А потім запускають його знову. Процедура ця вважається рядовою і ніяких труднощів для досвідченого персоналу 4-го блока не створювала.

Проте на реакторах АЕС ця процедура вельми копітка й вимагає багато часу. А в нашому випадку вона ще й зривала виконання програми електротехнічних випробувань із усіма неприємними наслідками. І тоді, прагнучи «швидше закінчити випробування», як потім пояснював персонал, вони почали поступово виводити з активної зони реактора керуючі стрижні. Таке виведення мало компенсувати зниження потужності реактора через процеси самоотруєння. Ця процедура на реакторах АЕС теж звичайна і на ядерну загрозу перетворюється лише в тому випадку, якщо вивести їх занадто багато для даного стану реактора. Коли залишилося 15 стрижнів, оперативний персонал зобов’язаний був заглушити реактор. Але він цього не зробив.

До речі, вперше таке порушення сталося о 7 годині 10 хвилин 25 квітня 1986 р., тобто мало не за добу до аварії, і тривало приблизно до 14 години (див. мал.). Цікаво відзначити, що протягом цього часу змінилися зміни оперативного персоналу, змінилися начальники зміни 4-го блока, начальники зміни станції та інше станційне начальство і, хоч як це дивно, ніхто з них не забив на сполох, наче все було в порядку, хоча реактор уже був на межі вибуху. Мимоволі напрошується висновок, що порушення такого типу, очевидно, були звичайним явищем не тільки в 5-ї зміни 4-го блока.

Цей висновок підтверджують і показання І.Казачкова, котрий працював 25 квітня 1986 р. начальником денної зміни 4-го блока: «У нас не раз було менше допустимої кількості стрижнів — і нічого...ніхто з нас не уявляв, що це загрожує ядерною аварією. Ми знали, що робити цього не можна, але не думали...». Образно кажучи, реактор довго «пручався» настільки вільному поводженню з ним, але персонал таки зумів його «згвалтувати» й довести до вибуху.

Вдруге це сталося вже 26 квітня 1986 р. невдовзі після півночі. Але з якоїсь причини персонал не став глушити реактор, а продовжував виводити стрижні. У результаті о 01 год. 22 хв. 30 сек. в активній зоні залишалося 6—8 керуючих стрижнів. Але й це персонал не зупинило, він розпочав електротехнічні випробування. Очевидно, виведення стрижнів тривало до самого моменту вибуху. На це вказує фраза «почалося повільне підвищення потужності» й експериментальна крива зміни потужності реактора залежно від часу.

В усьому світі ніхто так не працює, оскільки немає технічних засобів безпечного управління реактором, що перебуває в процесі самоотруєння. Не було їх і в персоналу 4-го блока. Ясна річ, ніхто з них не хотів підривати реактор. Тож виведення стрижнів понад дозволені п’ятнадцять міг здійснюватися тільки на основі інтуїції.

У певний момент між 01 год. 22 хв. 30 сек. і 01 год. 23 хв. 40 сек. інтуїція персоналу, очевидно, зрадила, і з активної зони реактора було виведено надмірну кількість стрижнів. Реактор перейшов у режим підтримки ланцюгової реакції на миттєвих нейтронах. Ще не створено й навряд чи коли-небудь буде створено технічні засоби керування реакторами в такому режимі. Тож протягом сотих часток секунди тепловиділення в реакторі зросло в 1500—2000 разів, ядерне паливо нагрілося до температури 2500—3000 градусів, а далі почався процес, що називається тепловим вибухом реактора. Його наслідки зробили ЧАЕС «знаменитою» на весь світ.

Подією, що ініціювала некеровану ланцюгову реакцію, було б правильніше вважати надмірне виведення стрижнів з активної зони реактора. Як це сталося в інших ядерних аваріях, що закінчилися тепловим вибухом реактора, 1961 р. й 1985-го. А вже після розриву каналів повна реактивність могла зрости за рахунок парового й пустотного ефектів.

Некерована ланцюгова реакція в реакторі 4-го блока почалася в не дуже великій частині активної зони й викликала місцевий перегрів охолоджуючої води. Скоріш за все, вона почалася в південно-східному квадраті активної зони на висоті від 1,5 до 2,5 м від основи реактора. Коли тиск пароводяної суміші перевищив межі міцності цирконієвих труб технологічних каналів, вони розірвалися. Перегріта вода майже миттєво перетворилася на пару досить високого тиску. Ця пара, розширяючись, штовхнула масивну 2500-тонну кришку реактора вгору. Для цього, як виявилося, цілком досить розриву лише кількох технологічних каналів. Так закінчилася початкова стадія руйнування реактора й почалася основна.

Рухаючись вгору, кришка послідовно, як у доміно, розірвала решту технологічних каналів. Багато тонн перегрітої води майже миттєво перетворилися на пару, і сила його тиску вже досить легко підкинула кришку на висоту 10—14 метрів. В утворене жерло рвонула суміш пари, уламків графітової кладки, ядерного палива, технологічних каналів й інших конструкційних елементів активної зони реактора. Кришка реактора розгорнулася в повітрі й упала назад ребром, розчавивши верхню частину активної зони й викликавши додатковий викид радіоактивних речовин в атмосферу. Ударом від цього падіння можна пояснити подвійний характер «першого вибуху».

Паралельно з цими механічними процесами в активній зоні реактора почалися різноманітні хімічні реакції. З них особливий інтерес викликає екзотермічна пароцирконієва реакція. Вона починається при 900°С і бурхливо проходить уже при 1100°С. В умовах аварії в активній зоні реактора 4-го енергоблока тільки за рахунок цієї реакції протягом 3 секунд могло утворитися до 5000 куб. метрів водню.

Коли верхня кришка злетіла в повітря, у центральний зал із шахти реактора вирвалася ця маса водню. Тут він утворив детонаційну повітряно-водневу суміш, яка потім вибухнула, скоріш за все, від випадкової іскри чи розпеченого графіту. Сам вибух, судячи з характеру руйнувань центрального залу, мав бризантний і об’ємний характер, аналогічний вибуху відомої «вакуумної бомби». Саме він і розніс ущент дах, центральний зал й інші приміщення 4-го блока.

Після цих вибухів у підреакторних приміщеннях почався процес утворення лавоподібних паливовмісних матеріалів. Але це унікальне явище — уже наслідок аварії.

Основні висновки

1. Першопричиною чорнобильської аварії стали непрофесійні дії персоналу 5-ї зміни 4-го блока Чаес, який, скоріш за все, захопившись ризикованим процесом підтримки потужності реактора, що ввійшов у режим самоотруєння з вини персоналу ж, спочатку «прогледів» неприпустимо небезпечне й заборонене регламентом виведення керуючих стрижнів з активної зони реактора, а потім «затримався» з натисканням кнопки аварійного глушення реактора АЗ-5. У результаті в реакторі почалася некерована ланцюгова реакція, що закінчилася його тепловим вибухом.

2. Введення графітових витискувачів керуючих стрижнів в активну зону реактора не могло бути причиною чорнобильської аварії, позаяк у момент першого натискання кнопки АЗ-5 о 01 год. 23 хв. 39 сек. уже не існувало ні керуючих стрижнів, ні активної зони.

3. Причиною першого натискання кнопки АЗ-5 послужив «перший вибух» реактора 4-го блока, що стався приблизно в період 01 год. 23 хв. 20 сек. — 01 год. 23 хв. 30 сек. і зруйнував активну зону реактора.

4. Друге натискання кнопки АЗ-5 відбулося о 01 год. 23 хв. 41 сек. і практично збіглося в часі з другим, вже справжнім вибухом повітряно-водневої суміші, який цілком зруйнував споруду реакторного відділення 4-го блока.

5. Офіційна хронологія чорнобильської аварії неадекватно відбиває катастрофічні події на 4-му енергоблоці після 01 год. 23 хв. 41 сек. першими на ці суперечності звернули увагу фахівці вндіаес. Виникає необхідність її офіційного перегляду з урахуванням недавно відкритих нових обставин.