Взрыв на ЧАЭС

• 26 апреля 1986 года был разрушен четвёртый энергоблок Чернобыльской атомной электростанции, расположенной на территории Украины (в то время — Украинской ССР). Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю ядерной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. На момент аварии Чернобыльская АЭС была самой мощной в СССР.
• 31 человек погиб в течение первых 3-х месяцев после аварии. Отдалённые последствия облучения, выявленные за последующие 15 лет, стали причиной гибели от 60 до 80 человек. 134 человека перенесли лучевую болезнь той или иной степени тяжести, более 115 тыс. человек из 30-километровой зоны были эвакуированы. Для ликвидации последствий были мобилизованы значительные ресурсы, более 600 тыс. человек участвовали в ликвидации последствий аварии.

Различных объяснений причин Чернобыльской аварии довольно много. Но всего две из них выделяются как наиболее научные и разумные. Первая из них появилась в августе 1986 г. Суть её сводится к тому, что в ночь на 26 апреля 1986 г. персонал 4-го блока ЧАЭС в процессе подготовки и проведения электротехнических испытаний 6 раз грубо нарушил Регламент, т. е. правила безопасной эксплуатации реактора. Причём в шестой раз вывел из его активной зоны не менее 204 управляющих стержней из 211 штатных, т. е. более 96%. В то время как Регламент требовал от них: «При снижении оперативного запаса реактивности до 15 стержней реактор должен быть немедленно заглушен». А до этого они преднамеренно отключили почти все средства аварийной защиты. Тогда, как Регламент требовал от них: «11.1.8. Во всех случаях запрещается вмешиваться в работу защиты, автоматики и блокировок, кроме случаев их неисправности…». В результате этих действий реактор попал в неуправляемое состояние, и в какой-то момент в нём началась неуправляемая цепная реакция, которая закончилась тепловым взрывом реактора. Также отмечались «небрежность в управлении реакторной установкой», недостаточное понимание «персоналом особенностей протекания технологических процессов в ядерном реакторе» и потерю персоналом «чувства опасности».

Кроме этого, были указаны некоторые особенности конструкции реактора РБМК, которые «помогли» персоналу довести крупную аварию до размеров катастрофы. В частности, «Разработчики реакторной установки не предусмотрели создания защитных систем безопасности, способных предотвратить аварию при имевшем место наборе преднамеренных отключений технических средств защиты и нарушений регламента эксплуатации, так как считали такое сочетание событий невозможным». И с разработчиками нельзя не согласиться, ибо они не рассчитывали, что кто-то осмелится преднамеренно «отключать защиту» и «нарушать регламент». В заключение делается вывод, что «первопричиной аварии явилось крайне маловероятное сочетание нарушений порядка и режима эксплуатации, допущенных персоналом энергоблока».

При этом исходным событием аварии считается нажатие кнопки АЗ-5, которое вызвало движении стержней вниз. Вытеснение воды из нижних участков привело к возрастанию потока нейтронов в нижней части активной зоны. Локальные тепловые нагрузки на тепловыделяющие сборки достигли величин, превышающих пределы их механической прочности. Разрыв нескольких циркониевых оболочек тепловыделяющих сборок привёл к частичному отрыву верхней защитной плиты реактора от кожуха. Это повлекло массовый разрыв технологических каналов и заклинивание всех стержней, которые к этому моменту прошли примерно половину пути до своей цели.

Основные причины катастрофы лежали в технической плоскости. Многие тома расследований причин катастрофы сводятся к одному: взорвавшийся реактор РБМК-1000 имел ряд конструктивных недостатков, которые при определенных (достаточно редких!) условиях оказываются опасными. Кроме того, реактор просто-напросто не соответствовал многим правилам ядерной безопасности, хотя считается, что это не сыграло особой роли.

Двумя главными причинами катастрофы считаются положительный паровой коэффициент реактивности и так называемый «концевой эффект». Первый эффект сводится к тому, что при закипании воды в реакторе резко возрастает его мощность, то есть — в нем более активно начинают идти ядерные реакции. Это обусловлено тем, что пар поглощает нейтроны хуже, чем вода, а чем больше нейтронов — тем активнее идут реакции деления урана.

А «концевой эффект» вызван особенностями конструкции стержней управления и защиты, использовавшихся в реакторах РБМК-1000. Эти стержни состоят из двух половин: верхняя (длиной 7 метров) изготовлена из поглощающего нейтроны материала, нижняя (длиной 5 метров) — из графита. Графитовая часть необходима для того, чтобы при вытягивании стрежня его канал в реакторе не занимала вода, которая хорошо поглощает нейтроны, а потому может ухудшить течение ядерных реакций. Однако графитовый стержень вытеснял воду не со всего канала — примерно 2 метра нижней части канала оставались без вытесняющего стержня, а поэтому заполнялись водой.

Известно, что графит значительно хуже поглощает нейтроны, чем вода, а поэтому при опускании полностью вытащенных стержней в нижней части каналов из-за резкого вытеснения воды графитом ядерные реакции не замедляются, а напротив — резко ускоряются. То есть, из-за «концевого эффекта» в первые мгновения опускания стержней реактор не глушится, как это должно происходить, а наоборот — его мощность скачком увеличивается.

Как все это могло привести к катастрофе? Считается, что положительный паровой коэффициент реактивности сыграл роковую роль в тот момент, когда мощность реактора была снижена, а одновременно с этим снижены и обороты циркуляционных насосов — из-за этого вода внутри реактора стала течь медленнее и начала быстро испаряться, что вызвало ускорение течения ядерных реакций. В первые секунды рост мощности контролировался, но затем он приобрел лавинообразных характер, и оператор был вынужден нажать кнопку аварийного опускания стержней. В это мгновение сработал «концевой эффект», в доли секунды мощность реактора скачком увеличилась, и… И прогремел взрыв, едва не поставивший крест не всей ядерной энергетике, и оставивший неизгладимый след на лице Земли и в сердцах людей.