Чернобыль: История ядерной катастрофы

Тем не менее закрывать глаза на требования регламента не могли ни партийные начальники, ни министр. Четвертый энергоблок должен был встать на ремонт в конце апреля. Инженеры из команды Брюханова готовились не просто заглушить реактор, но и, как принято в таких случаях, протестировать работу его систем на низкой мощности. Одно из испытаний, запланированных на четвертом энергоблоке перед остановкой, относилось к турбогенератору. Задачей было выяснить, как дополнительно обезопасить энергоблок при нажатии кнопки АЗ-5 (аварийной защиты пятого уровня), то есть при введении в ядро реактора всех поглощающих стержней одновременно. Этот механизм должен был прекратить реакцию в случае какой-либо аварии. К тесту подтолкнули соображения безопасности: при срабатывании аварийной защиты энергоблок обесточивался, хотя в электричестве все еще нуждался – для закачки воды в перегретое ядро реактора, чтобы избежать его расплавления. Проект предусматривал обеспечение непрерывной работы насосов за счет аварийных дизель-генераторов. Тем не менее запускались они только через 45 секунд после заглушения реактора. Даже столь краткий интервал в подаче воды таил потенциальную угрозу. Проблему надо было устранить.

Инженеры из научно-исследовательского института Донтехэнерго, расположенного в Горловке, предложили выход. Они указали на такой факт: не только реактор охлаждался не сразу после обесточивания, но и ротор турбогенератора не застывал на месте моментально. Какое-то время он вращался под воздействием остатков пара. Его можно было использовать для выработки электричества, чтобы закрыть промежуток в 45 секунд. Сколько мог длиться такой выбег ротора и сколько энергии он производил, горловские инженеры не знали – ответ на этот вопрос как раз и должны были найти на Чернобыльской АЭС при остановке четвертого энергоблока. Суть испытания сводилась именно к этому.

Хотя конечной целью испытаний было усовершенствование механизмов автоматической остановки реактора, сейчас эти механизмы следовало отключить, симулируя таким образом аварийное обесточивание энергоблока. Это грозило выходом реактора из-под контроля в ходе самого теста. Впрочем, такое развитие событий казалось маловероятным. Руководство атомной станции считало тест необходимым еще и потому, что он давал возможность ввести в действие дополнительную аварийную защиту, до сих пор ни разу не запущенную. Тем более к этому обязывали инструкции министерства. Одна попытка на ЧАЭС уже была предпринята, но она оказалась неудачной из-за дефекта турбогенератора. Теперь генератор работал исправно. Казалось, успеху ничто не должно помешать[85].

Подготовка к тесту началась в марте и в середине апреля шла уже полным ходом. С точки зрения проверки оборудования четвертого энергоблока наибольшие трудности мог представлять турбогенератор, но внимания требовал не только он. Составление графиков проведения всех испытаний поручили одному из самых бывалых инженеров Чернобыльской АЭС – Виталию Борцу. Ему не исполнилось и пятидесяти, но он уже показал себя в деле на электростанциях по всему Советскому Союзу. С Припятью он познакомился весной 1974 года, накопив двенадцатилетний опыт работы в атомной отрасли. Большую часть этого срока Борец провел в Томске-7, атомграде в Западной Сибири. В отличие от Томска как такового, Томск-7 на советских картах найти было невозможно. Город выстроили вокруг первой в СССР промышленной атомной электростанции – она дала ток еще в 1958 году. Впрочем, она служила для производства оружейного плутония, а электричество стало лишь ее побочным продуктом. В декабре 1963 года Борец был одним из тех, кто запустил на этой станции энергоблок АДЭ-4. Реактор, как и установленный на Чернобыльской станции РБМК, использовал графит для замедления нейтронов, которые сталкиваются с ядрами атомов обогащенного урана. На ЧАЭС Борец проработал более десяти лет, затем его перевели в организацию, ответственную за наладку реакторов, их запуск и остановку на ремонт[86].

Когда Борца попросили составить график проведения испытаний, он не предвидел особых трудностей. Электростанцию он знал как свои пять пальцев. Четвертый энергоблок подключили к сети последним, в завершение второй очереди строительства, и, как полагали многие в Припяти, заслуживал звания самого надежного на АЭС. Первые два энергоблока располагались в отдельных зданиях, а третий и четвертый – под одной крышей. Максимальная мощность обоих составляла тысячу мегаватт электроэнергии, причем тепловой энергии реактор вырабатывал втрое больше. Третий энергоблок запустили в декабре 1981 года, четвертый – двумя годами позже. Протокол комиссии, которая его осмотрела и приняла, Николай Фомин подписал 18 декабря 1983 года.

Протокол перечислял основные характеристики реактора. Ядро реактора – графитовый цилиндр семь метров высотой и диаметром около двенадцати метров, заключенный в стальной кожух и размещенный в бетонной шахте шириной около двадцати двух метров и высотой в двадцать шесть метров. Графитовые блоки, из которых составлена активная зона, замедляют нейтроны и предотвращают затухание цепной реакции – столкновения нейтронов с ядрами урана. Ядра же, расщепляясь, высвобождают новые нейтроны. Вверху и внизу кожуха реактора расположены две громадные металлические плиты, которые служат для биологической защиты. Верхняя плита (формально: «схема Е», неформально: «Елена») пронизана трактами технологических каналов – для топливных и нейтронопоглощающих стержней. Реактор четвертого энергоблока насчитывал 1661 топливный канал. В такой канал помещали сборку из 18 таблеток с диоксидом урана, в котором 2–3 процента составлял уран-235. Система управления защитой имела 211 стержней с поглотителем нейтронов – карбидом бора. Поглотитель, не позволяя части нейтронов врезаться в ядра урана, замедляет цепную реакцию. Если же реакцию надо подстегнуть, то регулирующие стержни из активной зоны реактора выводят. По контуру проходит охлаждающая вода, частично выкипая за счет выделяемого при реакции тепла. Паро-водная смесь попадает в сепаратор, откуда вода возвращается в реактор, а пар выходит к турбине, которая генерирует электричество.

Как было принято в Советском Союзе, единственной защитой окружающей среды от потенциального выброса радиации служила бетонная оболочка, в которой находился реактор. В 1983 году комиссия нашла состояние реактора удовлетворительным – хоть и с оговорками. Имелись неисправности, которые следовало устранить. Среди прочего было рекомендовано улучшить конструкцию стержней с поглотителем. Как выяснилось, когда стержни вводят в ядро, они дают увеличение реактивности – разгоняют цепную реакцию, хотя должны ее замедлить. Причиной этому были прикрепленные к стержням снизу графитовые вытеснители. При усовершенствовании стержней комиссия советовала взять за образец третий энергоблок, где это уже было сделано. Эта проблема («концевой эффект») впервые дала о себе знать еще в 1975 году на Ленинградской атомной станции. Положительный коэффициент реактивности привел к потере управления реактором, скачку мощности, разрушению одного из каналов и утечке ядерного топлива. Подробности аварии, которая поставила реактор на грань взрыва, скрывали от сотрудников других атомных станций, но Борец хорошо представлял себе картину происшедшего – он тогда находился как раз на ЛАЭС[87].

30 ноября 1975 года, приехав из Чернобыля на стажировку вместе с группой коллег, Борец оказался свидетелем худшего на тот момент инцидента в истории РБМК. В тот день он решил провести на Ленинградской станции две смены подряд, чтобы понаблюдать за изменением режима эксплуатации реактора – «переходными процессами на малой мощности с малым запасом реактивности». Вскоре Борец увидел, что дело принимает скверный оборот: скорость разгона мощности реактора самопроизвольно возрастала. Оператор пытался замедлить ядерную реакцию стандартным способом, то есть вводом в активную зону стержней с поглотителем – ручного регулирования и автоматических. Однако РБМК Ленинградской станции повел себя неадекватно. Даже мастерство оператора («виртуоза», по мнению Борца) не сумело привести реактор в норму. Неконтролируемый рост реактивности в итоге привел к аварии.

Борец понял, что в активной зоне мог произойти взрыв. Богатый опыт управления ядерной реакцией в Томске-7 позволил ему верно предсказать наихудший сценарий. На следующий день, пытаясь вразумить одного из руководителей станции, Борец так описал свои ощущения: «Представьте себя за рулем автомобиля. Заводите мотор, трогаетесь, плавно разгоняетесь, переключаете передачи. Скорость 60 километров в час. Снимаете ногу с педали газа. И вдруг автомобиль начинает самостоятельно разгоняться: 80, 100, 130, 150 километров в час. Тормозите – никакого эффекта, разгоняется. Как вы будете себя чувствовать?»[88]

Вышедший из-под контроля реактор Ленинградской АЭС все же был дважды остановлен системой аварийной защиты. Взрыва удалось избежать, но скачки мощности привели к расплавлению топливного канала и попаданию топлива в активную зону. Реактор заглушили, его активную зону на следующий день продули азотом, загрязнив таким образом атмосферу – инцидент привел в итоге к выбросу радионуклидов суммарной активностью полтора миллиона кюри. Активность в один кюри эквивалентна распаду 37 миллионов атомов в секунду. Такой активности хватит для заражения десяти миллионов литров молока. Согласно МАГАТЭ, территория считается безопасной при уровне загрязнения до пяти кюри на квадратный километр. Никому точно не известно, какой эффект выброс полутора миллионов кюри оказал на побережье Финского залива и на местных жителей – включая ленинградцев. ЛАЭС находится примерно в полусотне километров от северной столицы России[89].

Виталию Борцу так и не объяснили, что именно произошло на энергоблоке, а сам он не мог знать, каким был изъян в конструкции реактора, давший подобный эффект. Эти сведения держали в тайне. Конструкторы решили, что РБМК и дальше может работать в таком виде – достаточно будет усовершенствовать регулирующие стержни. Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники выпустил инструкцию, не указывая в ней, почему возникла нужда в такой переделке. Документ в итоге повлиял на текст предписаний комиссии, которая обследовала четвертый энергоблок Чернобыльской АЭС. Однако комиссия не придала проблеме со стержнями большого значения – уроки из аварии на Ленинградской станции не извлекли. РБМК можно было улучшать и улучшать, но от сотрудников атомной станции ждали производства энергии, а не доработки старых реакторов или разработки новых. Модификацию отложили на потом.

У офицеров КГБ, неусыпно следивших за атомной станцией, состояние двух энергоблоков второй очереди тревоги в общем не вызывало. Наверх докладывали о том, что третий и четвертый в среднем надежнее первого и второго. В итоге они пришли к выводу, что уровень безопасности в целом повышается, несмотря на ряд серьезных проблем. Если в 1982 году на трех энергоблоках произошло три аварии и 16 отказов в работе оборудования, то за первые девять месяцев 1984 года уже на четырех энергоблоках аварий не случалось, а отказов насчитали десять[90].

Казалось, ни у Борца, ни у других инженеров-атомщиков не было причин вспоминать инцидент на Ленинградской АЭС при подготовке к тестированию и остановке реактора четвертого энергоблока. Борец просто выполнил поставленную задачу: опросил различных специалистов о планируемых испытаниях, составил график и передал его лаборатории научно-исследовательского отдела, ответственной за остановку. Борец предложил начать остановку реактора 24 апреля в десять вечера. Таким образом, к часу дня 25 апреля персонал мог бы выполнить программу испытаний и затем заглушить реактор.

Из лаборатории ответили, что закончить надо к десяти утра, иначе мощность реактора упадет ниже допустимого уровня. Все согласились. Николай Фомин, главный инженер, утвердил график испытаний. Позднее он говорил, что вначале остановку реактора запланировали на 23 апреля, но потом решили перенести ее на выходные. Документ так и не дали завизировать представителям союзного Министерства энергетики и электрификации и завода, выпустившего реактор. Это предписывала инструкция, но ее мало кто соблюдал. Предполагалось, что к последним выходным апреля реактор четвертого энергоблока будет благополучно остановлен[91].

Подготовка к остановке реактора началась не 24-го, как предложил Борец, а 25 апреля, еще затемно – когда на четвертом энергоблоке приступила к работе новая смена операторов. Около пяти утра тепловую мощность реактора снизили наполовину и зафиксировали на уровне 1600 мегаватт[92].

В восемь утра, по окончании ночной смены, остановку реактора продолжила дневная – под началом Игоря Казачкова. В свои тридцать с небольшим лет Казачков был одним из самых опытных руководителей среднего звена на Чернобыльской АЭС. В 1974 году, окончив Одесский политехнический институт, сразу же уехал в Припять и дорос на станции до начальника смены. В декабре 1985 года областная газета даже посвятила ему заметку с фотографией: герой дня стоит у экрана одной из ЭВМ станции в белом халате, белом колпаке, в очках и с бородкой и выглядит весьма умудренным для своих лет. В заметке его хвалили за «четкую организацию и трудовую дисциплину»[93].

Смена Казачкова приняла ответственность за реактор, в активную зону которого были введены почти все регулирующие стержни – для торможения ядерной реакции. Около пятнадцати стержней еще пребывали в верхнем положении – таким образом, у Казачкова оставалось пространство для маневра, хотя в такой ситуации инструкции завода-изготовителя предписывали заглушить реактор. Однако и ночная смена, и дневная инструкцией пренебрегли – следуя графику, утвержденному вышестоящим начальством. Они не успели еще провести тест выбега ротора турбогенератора, как и многие другие испытания и замеры. Что еще важнее, сотрудники энергоблока имели право заглушить реактор и отключить его от энергосистемы только при серьезной аварии. В противном случае директору станции требовалось разрешение диспетчера из Киева.

Позднее Казачков так объяснял свои действия: «Почему ни я, ни мои коллеги не заглушили реактор, когда уменьшилось количество защитных стержней? Да потому, что никто из нас не представлял, что это чревато ядерной аварией. Мы знали, что делать этого нельзя, но не думали… А если я аппарат заглушу – мне холку здорово намылят. Ведь мы план гоним…»

На вопрос о том, что случилось бы, заглуши он реактор согласно инструкции, Казачков ответил: «Я думаю, с работы выгнали бы. Определенно бы выгнали. Не за это, конечно. Но придрались бы к чему-нибудь. Именно этот параметр – количество стержней – у нас не считался серьезным»[94].

Итак, не забивая себе голову тем, как мало регулирующих стержней осталось вне ядра реактора, Казачков выполнял график испытаний. Для проведения теста выбега ротора турбогенератора он отключил систему аварийного охлаждения. Процесс остановки реактора должен был длиться всего несколько часов, и вероятность того, что прочие системы охлаждения откажут, представлялась Казачкову такой же, как вероятность падения самолета кому-нибудь прямо на голову. Отключение аварийной системы было делом непростым и отнимало много времени – операторам приходилось вручную перекрывать задвижки на громадных трубах. Над каждой задвижкой трудилась группа из двух-трех человек, и даже так на нее уходило сорок пять минут. К двум часам дня эту задачу выполнили. Внезапно последовал звонок от директора – приказ удерживать тепловую мощность реактора на том же уровне в 1600 мегаватт. Испытание, для которого требовалась мощность в 700 мегаватт, и заглушение реактора откладывались.

Руководство АЭС заставило подчиненных отступить от графика после звонка из Киева – от диспетчера управления Южными энергосистемами, ответственного за распределение произведенного на станции электричества. Это был единственный клиент Чернобыльской атомной станции. Игнорировать распоряжения диспетчера можно было бы разве что в случае аварии. Как выяснилось, на Южно-Украинской атомной станции (в Николаевской области) один из энергоблоков неожиданно отключился. Диспетчер требовал от Чернобыльской удерживать текущий уровень выработки тока до вечера, когда потребление упадет, и только затем остановить реактор. Сотрудников четвертого энергоблока не порадовал такой приказ, отданный за пятнадцать минут до начала следующего этапа остановки, при отключенной системе аварийного охлаждения. Но им ничего не оставалось, как выполнять. Электричества, производимого лишь одним энергоблоком ЧАЭС, хватало для снабжения всего Киева, поэтому отключить энергоблок от системы по своей воле было нельзя. Сотрудники станции уже не раз жаловались на подобные коллизии, но это ничего не дало[95].

В феврале 1986 года недовольство коллектива Чернобыльской атомной станции действиями руководителей энергосистемы отразилось в докладе, отправленном в республиканское КГБ, а затем и в Москву. Только в 1985 году по команде диспетчеров чернобыльцам 26 раз пришлось изменять мощность реактора. За первые три недели января следующего года имели место еще девять подобных случаев. Само собой, это мешало выполнению плана. Специалисты утверждали, что РБМК сконструирован для работы в стабильном режиме, а регулярное понижение мощности в конечном итоге приведет к аварии. По той же причине возрастало и загрязнение окружающей среды. Ответ из Москвы показывал, что КГБ не может повлиять на устоявшуюся практику, – союзные ведомства просто принимали подобные сигналы к сведению[96].

В четыре часа дня на энергоблок заступила вечерняя смена. Ее начальника Юрия Трегуба с графиком проведения испытаний не ознакомили, ведь к этому времени реактор должны были уже заглушить. Трегуба возмутила команда диспетчера – она выглядела просто произволом. Через несколько месяцев, рассказывая о том фатальном дне, Трегуб недоумевал: «Вообще-то я удивляюсь такой постановке вопроса, когда атомной станцией командует диспетчер. Ведь у нас даже при авариях, разрывах разных, мог диспетчер не дать разрешения на остановку. Но ведь это же не тепловая станция, не котел простой, который лопнет в помещении… Всегда очень трудно с диспетчерами… там куча пререканий»[97].

Начальник смены и его инженеры сделали все, чтобы разобраться в ситуации. Им достался энергоблок не только с реактором, чью тепловую мощность уменьшили до 1600 мегаватт, но и с выведенной из строя системой аварийного охлаждения. «Как вывели?» – спросил Трегуб Казачкова. Тот ответил: «На основании программы [испытаний], хотя я возражал». И добавил, что диспетчер энергосистемы должен дать отмашку где-то в шесть вечера. Таким образом, тест выбега ротора турбогенератора, ради которого и отключили систему аварийного охлаждения, откладывали допоздна. Понимая, насколько трудоемким будет включение аварийных насосов и повторное отключение, Трегуб решил ничего не трогать. Оставалось ждать разрешения из Киева. Он обсудил положение с начальником смены станции – оба пришли к выводу, что отступать от утвержденного графика тестов нельзя. Трегуб внимательно изучил его, то и дело натыкаясь на невразумительные пункты. При этом советоваться было не с кем, да и у самого начальника смены дел хватало. Он провел несколько предусмотренных программой тестов, для которых полная остановка реактора не требовалась. Перед глазами у него был блочный щит управления, на котором светились четыре тысячи датчиков.

После шести часов вечера никаких сигналов от диспетчера не поступило. Около восьми Трегуб снова позвонил начальнику смены станции – ничего. Начальник советовал обязательно вызвать на испытания Анатолия Дятлова, заместителя главного инженера. Дятлов руководил эксплуатацией реакторов, именно на нем лежала ответственность за их остановку. Трегуб позвонил Дятлову – оказалось, тот ушел с работы около четырех. Застав Дятлова дома, обеспокоенный начальник смены сказал: «У меня есть вопросы, много вопросов». Дятлов отрезал: «Это не телефонный разговор. Без меня не начинать». Затем на энергоблок неожиданно позвонил главный инженер станции. Фомин подтвердил, что следует дождаться Дятлова. Около девяти часов киевский диспетчер наконец-то дал добро на отключение реактора четвертого энергоблока. Соответственно, испытание выбега ротора назначили на десять. Когда Трегуб об этом узнал, он позвонил Дятлову. Изабелла, его жена, ответила, что Анатолий уже вышел на работу[98].

К финальному этапу остановки реактора все было готово. Испытания должны были продолжаться недолго – никак не больше двух часов, – и Трегуб рассчитывал уложиться в свою смену, до наступления полуночи. Надо было торопиться… Но где же Дятлов?

Схема РБМК (реактора большой мощности канального)