Страница:
Знали или нет Научный руководитель и Главный конструктор реактора РБМК, что реактор в достаточно большом диапазоне мощности имел положительный мощностной коэффициент реактивности, сказать не берусь. Но что в практике это не учитывалось – точно. Станционный Отдел ядерной безопасности работал под их методическим руководством и, конечно, должен был измерять характеристики в наиболее неблагоприятных областях. Следовательно, Отдел подсказки от научных организаций не получил, а те, что получал, были, мягко говоря, не того качества. Ведь паровой эффект реактивности в 1,29 при действительном в 5 Отдел намерял по их методике.
Создателям реактора было ясно отрицательное влияние большого парового эффекта реактивности на динамические свойства реактора. Вот что пишет в записке следователю Главный конструктор РБМК академик Н.А. Доллежаль:
Именно положительный паровой коэффициент (эффект) реактивности недопустимо большой величины делал положительным мощностной коэффициент реактивности. Чем это плохо?
У критичного реактора мощность удерживается на постоянном уровне. Если теперь каким-то способом (изменение расхода теплоносителя, питательной воды, давления первого контура) внесена положительная реактивность, то мощность начнёт возрастать. В правильно спроектированном реакторе от увеличения мощности вносится отрицательная реактивность (отрицательный мощностной коэффициент), которая скомпенсирует ранее внесённую реактивность, и мощность установится на новом, более высоком уровне. В этом заключается принцип саморегулирования. У реактора РБМК, по крайней мере на малой мощности, мощностной коэффициент оказался положительным. Теперь увеличение мощности реактора вносит дополнительную положительную реактивность, реактор начинает увеличивать мощность с большей скоростью, что вызывает ещё положительную реактивность и создаются условия для разгона реактора. Нельзя говорить, что такой реактор нисколько работать не может. Автоматический регулятор или оператор своими действиями могут удержать реактор от разгона. Но всё это до поры до времени. При достижении избыточной реактивности величины р (доля запаздывающих нейтронов) реактор уже разгоняется на мгновенных нейтронах с очень большой скоростью, и ничто его не может спасти от разрушения. Экзотические исследовательские реакторы в расчёт не принимаются.
Нормативный документ ОПБ-82 так требует проектировать реакторы:
Аналогично и требование другого нормативного документа – ПБЯ-04-74.
Можно констатировать. Имеем свидетельство Главного конструктора о знании, как делать безопасный реактор. Имеем требование нормативных документов. Сделано наоборот.
В 00 часов 43 минуты вскоре после провала мощности реактора начальник смены блока А. Акимов заблокировал защиту реактора по останову двух ТГ. Проще всего было бы сказать, что согласно Регламенту Указанная защита выводится при мощности менее 100 МВт электрических, у нас было 40 МВт. И, следовательно, никакого нарушения нет. Но вышло оно, это нарушение, аж на международную арену, и потому надо пояснить. Эта защита при остановках блока чаще всего выводилась заранее, поскольку работа реактора требовалась ещё некоторое время для выполнения каких-либо проверок. Если взять Регламент, то там тоже написано, что мощность реактора снижается АР и затем кнопкой АЗ-5 приводится в действие АЗ для глушения реактора. Это обычное и, главное, нормальное явление. Назначение этой защиты – предотвратить резкий рост давления в первом контуре, поскольку при остановке турбин они перестают потреблять пар. А при малой мощности турбины она и пару потребляет мало, и при остановке не от чего защищать реактор.
Сколько мне пришлось писать по этой защите – даже и не знаю. И пусть бы она выведена была без нарушения требований эксплуатационных документов. Но вот вопрос: при введённой защите взрыва бы не было? Так нет же, никакого значения она не имела.
После ареста, когда мне предъявили обвинение, я следователю указал пункт документа, что нет нарушения в блокировке защиты. Казалось бы, вопрос исчерпан. Не тут-то было. Пошло и в Обвинительное заключение и в Приговор. Судья задаёт вопрос свидетелю М. Ельшину, бывшему на смене 26 апреля, кто, по его мнению, вывел защиту? Тот отвечает, что согласно оперативной дисциплине, думаю, Акимов сам этого сделать не мог. Логически далее следует – приказал Дятлов. Очень оживился судья и даже напомнил секретарю суда: «Обязательно запиши». Хотя и странно, вроде бы, всё должно записываться. Интересный феномен, как человек начинает мельтешить перед следователем, прокурором, судом. Особенно перед следователем, в суде всё-таки люди присутствуют, а там – один на один. Не верьте рассказам тех, кто впервые под следствием, как они лихо отвечали следователю. Даже свидетели, которым ничего не грозит, не всегда сохраняют достоинство. Того же М. Ельшина разбуди в нормальной обстановке среди ночи и задай тот же вопрос. Ответ будет другой: защита заблокирована согласно Регламенту, а в этом случае начальник смены блока вправе не спрашивать ни у кого разрешения. Пусть не покажется странным, но ответ Ельшина, были и другие подобные, у меня вызвал удовлетворение, хотя вроде бы обвиняет меня, – значит, правильно учил персонал.
В тот раз А. Акимов меня не спрашивал, а если бы и спросил, то я бы разрешил. Это нужно было сделать. После провала мощности реактора в 00 часов 28 минут начало снижаться давление в первом контуре. Для предотвращения глубокой просадки давления возможно понадобилось бы закрыть пар на турбину, но тогда бы сработала АЗ реактора.
По этой же причине была изменена уставка защиты на остановку турбины по снижению давления в барабан-сепараторах (в первом контуре) с 55 атмосфер на 50. Эту уставку персонал выбирает по собственному усмотрению, специально ключи выведены на оперативную панель. Защиту никто не выводил. У судебно-технических экспертов и других это трансформировалось в блокировку АЗ реактора по давлению в первом контуре. Есть и такая зашита – действует на остановку реактора при повышении давления в первом контуре. Но она всё время была введена.
Как видим, действия персонала по «преступному» выводу АЗ на самом деле согласны с действующей эксплуатационной документацией, вызваны технической необходимостью и никоим боком не связаны с аварией.
Ещё одна АЗ реактора, в блокировке которой обвиняют персонал, -снижение уровня теплоносителя в барабан-сепараторах ниже минус 600 мм. Эта защита действует следующим образом: на большом уровне мощности реактора, более 60 % от номинального, она при снижении уровня автоматически уменьшает мощность реактора до 60 %. При малых мощностях – глушит реактор. Это изменение функций осуществляется с помощью ключа оперативным персоналом. После снижения мощности мы этого не сделали. Почему изменение функций не сделано автоматическое? Проектант это объясняет так: при снижениях мощности, например, по АЗ-2 до 50 % уровень в барабан-сепараторах обычно снижается ниже 600 мм и при автоматическом переключении произойдёт полное глушение реактора. Поэтому надо дождаться стабилизации параметров и лишь после этого переключить. На малой мощности регуляторы питательной воды работают не очень хорошо, и 26 апреля после снижения мощности реактора уровень в сепараторах уменьшился до -600 мм. Был бы заглушён реактор при срабатывании защиты – неизвестно, потому что трудно сказать, когда защита стала неработоспособной. Даже будь точно известно: если бы АЗ по уровню была переключена, то при его отклонении в 01 час 00 минут реактор был бы благополучно заглушён – ни о чём не говорит. Работу реактора на «если» нельзя строить. Ведь не из-за отклонения уровня произошла авария, а совсем по другим причинам. Да и защита по снижению уровня теплоносителя в барабан-сепараторах до -1 100 мм оставалась введённой.
Таким образом, аварийные зашиты реактора были в полном объёме для такого режима, кроме защиты по уровню в барабан-сепараторах -она была -1 100 мм вместо -600 мм.
О включении всех восьми ГЦН. Не существовало никаких ограничений по максимуму расхода теплоносителя, было только на расход через отдельный технологический канал из условий вибрации топливной кассеты. Но до этого было далеко, ни одного сигнала превышения расхода воды через канал не было. Вся идеология Регламента и других документов основана на обеспечении минимума расхода теплоносителя во избежание кризиса кипения. Да, включается обычно шесть насосов (по три на сторону), и это понятно – зачем лишаться резерва, когда и трёх достаточно. Технических причин, препятствующих включению четырех насосов на сторону, не видно. И в инструкции по эксплуатации реактора, согласованной с научными организациями, есть такие режимы: при замене одного насоса другим сначала включается четвёртый и после этого останавливается намеченный, также при проверке отремонтированного насоса. Никакой самодеятельности не было, всё основано на документах. Включение насосов произведено согласно «Программе выбега ТГ», чтобы при выбеге генератора, после остановки четвёрки насосов, в работе осталась другая четвёрка, запитанная от резервной сети.
Удивительным образом вот уже пять лет по многим документам кочует утверждение, что при большом расходе теплоносителя его температура на входе в активную зону сближается с температурой насыщения, при которой вскипает вода. И на этом основании делается вывод о теплогидравлической неустойчивости активной зоны. Неверно. Утверждение справедливо для всаса ГЦН, но не для входа в активную зону. Если неустойчивость и была, то это свойство, присущее активной зоне, а не вызванное персоналом.
После провала мощности реактора из-за снижения гидравлического сопротивления расход у двух-трёх ГЦН возрос и превышал разрешённый при таком количестве питательной воды. Могло эти насосы сорвать, то есть они прекратили бы подачу теплоносителя. Оператор среднего пульта Б. Столярчук занялся регулировкой уровня в барабан-сепараторах и не успел установить нужный расход ГЦН. При срыве даже трёх из восьми насосов оставшихся вполне достаточно для снятия тепла при такой мощности. И объективно системой контроля зарегистрирована исправная работа всех насосов без признаков срыва и кавитации до самого взрыва реактора.
Многочисленные судьи оперативного персонала утверждают, что персонал ради выполнения производственного задания шёл на нарушения Регламента и эксплуатационных инструкций. Здесь я рассказал всё, как было на БЩУ 26 апреля 1986 г. Как видим, практически никаких нарушений не было. Аварийные защиты, вопреки многим сообщениям, – согласно Регламенту для такого режима; параметры также. И нет причин для невыполнения задания. Конечно, мы стремились сделать работу – это же производственное задание, а не решение пионерского собрания. С другой стороны, выполнять любой ценой тоже никто не собирался. Персоналу это вообще незачем – никакой награды за выполнение, никакого взыскания при невыполнении. За мной также не наблюдалось легкомыслия. На этом четвёртом блоке также при остановке на ремонт при выполнении первого пункта намеченной программы испытаний на мощности, близкой к номиналу, ложно сработала АЗ реактора по превышению давления в пером контуре. Сразу разобрались, всё было исправлено. Но в этом случае согласно Регламенту перед падением защиты запас реактивности должен быть не менее 50 стержней – тогда можно снова поднять мощность. Такого запаса не было, и я, не задумываясь, распорядился расхолаживать реактор вовсе не выполнив остановочную программу. Здесь же всё было выполнено кроме одного. Ну, сделали бы через сорок дней после ремонта. Причин из кожи вон лезть не было. Естественно, поступки наши надо оценивать не с колокольни теперешних знаний о реакторе, а исходя из действовавшей на то время документации с учётом уровня знаний о реакторе из всех доступных персоналу источников.
Как отмечено выше, перед началом эксперимента по «Программе выбега ТГ» параметры реактора нормальные, на блоке нет ни предупредительных, ни аварийных сигналов.
И всё же бомба в полной готовности была уже в то время. Если бы мы по какой-то причине отказались проводить последний эксперимент и, как рекомендует Регламент, для глушения реактора нажали кнопку АЗ-5, то получили бы взрыв точно такой же. Аналогично было бы и при срабатывании АЗ по какому-либо сигналу. Ретроспективный взгляд показывает, что реакторы РБМК были в таком состоянии не один раз, и лишь острая грань отделяла от взрыва ранее. Оказывается, РБМК, как и все реакторы, ядерноопасен при большом запасе реактивности, но в отличие от всех остальных он ещё более опасен при малом запасе реактивности. В книгах по реакторам о таком не говорится. А создатели РБМК, родив перевёртыша, по стыдливости или по скромности умолчали об этом его свойстве. Впрочем, если бы они сообщили, то едва ли нашлись согласные эксплуатировать его.
Главный конструктор академик Н.А. Доллежаль в уже упомянутом выше документе пишет:
И тут выясняется, что утверждение академика – «строго рассчитанного размера» – чистый блеф, действительности не соответствует. Считали или нет – не знаю, но о строгости говорить не приходится.
При движении стержня из верхнего положения в верхнюю часть зоны входит поглотитель и вносит отрицательную реактивность, в нижней части канала графитовый вытеснитель замещает воду и вносит положительную реактивность. Оказывается, суммарная реактивность при нейтронном поле, смещённом вниз, вносится положительная в течение первых трёх секунд движения стержня. Явление недопустимое. Наблюдалось оно на Игналинской станции, на Чернобыльской при физическом пуске реактора четвёртого блока, но должной оценки у научных работников не получило. На этом фокусы 4,5-метрового вытеснителя не кончаются.
Реактор РБМК геометрически и, что важнее, физически – большой. Отдельные его области могут вести себя почти как самостоятельные реакторы. При срабатывании АЗ, когда одновременно в зону идёт большое количество стержней, в нижней части зоны создаётся стержнями локальная критическая масса.
Заместитель директора НИКИЭТ И.Я. Емельянов, под руководством которого создавался проект СУЗ. так это хладнокровно и академично, как на лекции в Баумановском училище, даёт свидетельское показание: «Органы воздействия на реактивность должны проектироваться таким образом чтобы при движении их в одну сторону знак вносимой реактивности не изменялся». Как будто не под его руководством созданы стержни с противоположными свойствами.
Когда стержень СУЗ находится в промежуточном положении, вода из нижней части канала уже вытеснена и при движении стержня он сразу начинает вносить отрицательную реактивность. При большом запасе реактивности некоторое количество стержней находится в промежуточном положении и АЗ как-то справляется со своим назначением.
При малом запасе большая часть стержней извлечена из зоны и при срабатывании АЗ, по сигналу или от кнопки, она может вносить положительную реактивность, согласно послеаварийным расчётам, величиной до одной бета. И только через 5…6 с, в аварийных условиях это целая вечность, защита начинает вносить отрицательную реактивность.
Это был первый звонок, даже колокол громкого боя. Станция была близка к катастрофе. Разгерметизировался один канал, а в тех условиях могло быть и несколько, и, как теперь ясно, это вело к аварии, аналогичной Чернобылю. После аварии комиссия сотрудников ИАЭ и НИКИЭТ обследовала реактор и выдала в 1976 г. рекомендации по улучшению характеристик РБМК, которые легли в основу мероприятий по модернизации… в 1986г, после Чернобыльской катастрофы. Ну, десять лет – не срок!
Отсюда и появилась запись в Регламенте о запрете работать при запасе реактивности меньше 15 стержней РР. Все на Чернобыльской станции, как и на других с реакторами РБМК, понимали его необходимость для регулирования энерговыделения по объёму активной зоны, чтобы иметь возможность уменьшить нейтронный поток в «горячих» точках и увеличить в «холодных». О том, что при малом запасе реактивности из-за принципиально неверной конструкции стержней СУЗ АЗ становится своим антиподом – разгонным устройством, создатели реактора нам не сообщили. Знали ли сами авторы об этом? По совокупности ставших теперь известными документов – должны были знать при соответствующем подходе к осмыслению фактов. В ИАЭ и НИКИЭТ были группы, занимающиеся темой РБМК. Видимо, для руководителей этих групп должности давно стали синекурой, и любые предложения (комиссии по аварии на Ленинградской АЭС, сотрудников ИАЭ В.П. Волкова и В. Иванова) они расценивали как покушение на их покой. Преобладала философия – ну, работают, же реакторы, чего искать? Другое трудно придумать. Как мне представляется, у руководства чёткого понимания опасности не было, иначе невозможно понять абсолютную бездеятельность и пренебрежительное отношение к предложениям думающих работников.
Что авторы реактора не ставили в прямую зависимость запас реактивности и работоспособность АЗ, видно по пункту Регламента, переписанного из типового Регламента, составленного ими.
Первая, уводящая в сторону, версия со срывом ГЦН не прошла из-за совершенно явной подтасовки фактов. Тогда пошли в ход другие – напридумывали персоналу нарушений, ложные расчёты и, главное, выводы, перевёрнутые с ног на голову. Наибольшей агрессивностью и безапелляционностью опять же отличались работники НИКИЭТ. Нас обвинили: из-за малого запаса реактивности АЗ потеряла функциональную способность. Не из-за патологической конструкции стержней, а вследствие малого запаса. Ну, согласимся ненадолго с ними и обратимся к ПБЯ-04-74, вступившим в действие в 1974г. Читаем. «Правила обязательны для всех предприятий, учреждений и организаций при проектировании, строительстве и эксплуатации атомных электростанций…».
И если параметр ОЗР выводит из строя АЗ (что может быть хуже для реактора?!), то почему проектом не соблюдены:
Создателям реактора было ясно отрицательное влияние большого парового эффекта реактивности на динамические свойства реактора. Вот что пишет в записке следователю Главный конструктор РБМК академик Н.А. Доллежаль:
Полагаю, слово «неуправляемым» пояснения не требует. Реактор РБМК-1000 четвёртого блока имел уран 2 % обогащения, ДП в активной зоне не имел, по определению Главного конструктора – неуправляем. Указаний в эксплуатационных инструкциях не было и появиться им неоткуда было – в проектных материалах Главный конструктор сообщить не обеспокоился. В отчёте его НИКИЭТ, озаглавленном «Ядерная безопасность реакторов РБМК вторых очередей. Нейтронно-физические параметры», паровой коэффициент реактивности не превышает 1(3, а мощностной коэффициент отрицательный. Ладно, это расчёты. Жизнь вносит коррективы. Активные зоны реакторов РБМК формировались по расчётам НИКИЭТ. Не указали в проектных материалах. Знали, что в таком виде он неуправляем, и всё же делали.
«В самом начале строительства канальных уран-графитовых реакторов, исходя из уровня знаний того времени (середины 60-х годов), активная зона реактора была спроектирована с использованием урана, обогащённого U–235 в 1,8%. Спустя некоторый срок эксплуатации первого реактора, стала очевидной целесообразность поднятия этого значения до 2 %, что позволило, в частности, в некоторой степени понизить отрицательное влияние парового коэффициента реактивности. Дальнейшее изучение всех параметров, характеризующих работу реактора, привело к выводу о целесообразности повышения обогащения урана до 2,4 %. Такие сборки с активными элементами изготовлены и удовлетворительно проходят представительные испытания на работающих канальных реакторах АЭС.
При создании активной зоны реакторов на этом уровне обогащения урана по всем данным влияние парового коэффициента реактивности локализуется. До этого, т. е. при обогащении урана 2 %, это влияние регулируется постановкой в каналы специальных поглотителей (ДП), что строго и предусматривается в эксплуатационных инструкциях. Отступление от них недопустимо, так как делает реактор «н е у п р а в л я е м ы м» (разрядка моя – А. Д.)
Именно положительный паровой коэффициент (эффект) реактивности недопустимо большой величины делал положительным мощностной коэффициент реактивности. Чем это плохо?
У критичного реактора мощность удерживается на постоянном уровне. Если теперь каким-то способом (изменение расхода теплоносителя, питательной воды, давления первого контура) внесена положительная реактивность, то мощность начнёт возрастать. В правильно спроектированном реакторе от увеличения мощности вносится отрицательная реактивность (отрицательный мощностной коэффициент), которая скомпенсирует ранее внесённую реактивность, и мощность установится на новом, более высоком уровне. В этом заключается принцип саморегулирования. У реактора РБМК, по крайней мере на малой мощности, мощностной коэффициент оказался положительным. Теперь увеличение мощности реактора вносит дополнительную положительную реактивность, реактор начинает увеличивать мощность с большей скоростью, что вызывает ещё положительную реактивность и создаются условия для разгона реактора. Нельзя говорить, что такой реактор нисколько работать не может. Автоматический регулятор или оператор своими действиями могут удержать реактор от разгона. Но всё это до поры до времени. При достижении избыточной реактивности величины р (доля запаздывающих нейтронов) реактор уже разгоняется на мгновенных нейтронах с очень большой скоростью, и ничто его не может спасти от разрушения. Экзотические исследовательские реакторы в расчёт не принимаются.
Нормативный документ ОПБ-82 так требует проектировать реакторы:
Ну, при АЗ со скоростью действия 18…20 с (чемпион по медленнодействию) даже при нормальной конструкции стержней СУЗ говорить об обосновании безопасности при положительном мощностном коэффициенте не приходится.
СТАТЬЯ 2.2.2. ОПБ «Как правило, быстрый мощностной коэффициент реактивности не должен быть положительным при любых режимах работы АЭС и любых состояниях системы отвода тепла от теплоносителя первого контура. Если быстрый мощностной коэффициент реактивности положителен в каких-либо эксплуатационных режимах, в проекте должна быть обеспечена и обоснована безопасность реактора в стационарных, нестационарных и аварийных режимах».
Аналогично и требование другого нормативного документа – ПБЯ-04-74.
Можно констатировать. Имеем свидетельство Главного конструктора о знании, как делать безопасный реактор. Имеем требование нормативных документов. Сделано наоборот.
В 00 часов 43 минуты вскоре после провала мощности реактора начальник смены блока А. Акимов заблокировал защиту реактора по останову двух ТГ. Проще всего было бы сказать, что согласно Регламенту Указанная защита выводится при мощности менее 100 МВт электрических, у нас было 40 МВт. И, следовательно, никакого нарушения нет. Но вышло оно, это нарушение, аж на международную арену, и потому надо пояснить. Эта защита при остановках блока чаще всего выводилась заранее, поскольку работа реактора требовалась ещё некоторое время для выполнения каких-либо проверок. Если взять Регламент, то там тоже написано, что мощность реактора снижается АР и затем кнопкой АЗ-5 приводится в действие АЗ для глушения реактора. Это обычное и, главное, нормальное явление. Назначение этой защиты – предотвратить резкий рост давления в первом контуре, поскольку при остановке турбин они перестают потреблять пар. А при малой мощности турбины она и пару потребляет мало, и при остановке не от чего защищать реактор.
Сколько мне пришлось писать по этой защите – даже и не знаю. И пусть бы она выведена была без нарушения требований эксплуатационных документов. Но вот вопрос: при введённой защите взрыва бы не было? Так нет же, никакого значения она не имела.
После ареста, когда мне предъявили обвинение, я следователю указал пункт документа, что нет нарушения в блокировке защиты. Казалось бы, вопрос исчерпан. Не тут-то было. Пошло и в Обвинительное заключение и в Приговор. Судья задаёт вопрос свидетелю М. Ельшину, бывшему на смене 26 апреля, кто, по его мнению, вывел защиту? Тот отвечает, что согласно оперативной дисциплине, думаю, Акимов сам этого сделать не мог. Логически далее следует – приказал Дятлов. Очень оживился судья и даже напомнил секретарю суда: «Обязательно запиши». Хотя и странно, вроде бы, всё должно записываться. Интересный феномен, как человек начинает мельтешить перед следователем, прокурором, судом. Особенно перед следователем, в суде всё-таки люди присутствуют, а там – один на один. Не верьте рассказам тех, кто впервые под следствием, как они лихо отвечали следователю. Даже свидетели, которым ничего не грозит, не всегда сохраняют достоинство. Того же М. Ельшина разбуди в нормальной обстановке среди ночи и задай тот же вопрос. Ответ будет другой: защита заблокирована согласно Регламенту, а в этом случае начальник смены блока вправе не спрашивать ни у кого разрешения. Пусть не покажется странным, но ответ Ельшина, были и другие подобные, у меня вызвал удовлетворение, хотя вроде бы обвиняет меня, – значит, правильно учил персонал.
В тот раз А. Акимов меня не спрашивал, а если бы и спросил, то я бы разрешил. Это нужно было сделать. После провала мощности реактора в 00 часов 28 минут начало снижаться давление в первом контуре. Для предотвращения глубокой просадки давления возможно понадобилось бы закрыть пар на турбину, но тогда бы сработала АЗ реактора.
По этой же причине была изменена уставка защиты на остановку турбины по снижению давления в барабан-сепараторах (в первом контуре) с 55 атмосфер на 50. Эту уставку персонал выбирает по собственному усмотрению, специально ключи выведены на оперативную панель. Защиту никто не выводил. У судебно-технических экспертов и других это трансформировалось в блокировку АЗ реактора по давлению в первом контуре. Есть и такая зашита – действует на остановку реактора при повышении давления в первом контуре. Но она всё время была введена.
Как видим, действия персонала по «преступному» выводу АЗ на самом деле согласны с действующей эксплуатационной документацией, вызваны технической необходимостью и никоим боком не связаны с аварией.
Ещё одна АЗ реактора, в блокировке которой обвиняют персонал, -снижение уровня теплоносителя в барабан-сепараторах ниже минус 600 мм. Эта защита действует следующим образом: на большом уровне мощности реактора, более 60 % от номинального, она при снижении уровня автоматически уменьшает мощность реактора до 60 %. При малых мощностях – глушит реактор. Это изменение функций осуществляется с помощью ключа оперативным персоналом. После снижения мощности мы этого не сделали. Почему изменение функций не сделано автоматическое? Проектант это объясняет так: при снижениях мощности, например, по АЗ-2 до 50 % уровень в барабан-сепараторах обычно снижается ниже 600 мм и при автоматическом переключении произойдёт полное глушение реактора. Поэтому надо дождаться стабилизации параметров и лишь после этого переключить. На малой мощности регуляторы питательной воды работают не очень хорошо, и 26 апреля после снижения мощности реактора уровень в сепараторах уменьшился до -600 мм. Был бы заглушён реактор при срабатывании защиты – неизвестно, потому что трудно сказать, когда защита стала неработоспособной. Даже будь точно известно: если бы АЗ по уровню была переключена, то при его отклонении в 01 час 00 минут реактор был бы благополучно заглушён – ни о чём не говорит. Работу реактора на «если» нельзя строить. Ведь не из-за отклонения уровня произошла авария, а совсем по другим причинам. Да и защита по снижению уровня теплоносителя в барабан-сепараторах до -1 100 мм оставалась введённой.
Таким образом, аварийные зашиты реактора были в полном объёме для такого режима, кроме защиты по уровню в барабан-сепараторах -она была -1 100 мм вместо -600 мм.
О включении всех восьми ГЦН. Не существовало никаких ограничений по максимуму расхода теплоносителя, было только на расход через отдельный технологический канал из условий вибрации топливной кассеты. Но до этого было далеко, ни одного сигнала превышения расхода воды через канал не было. Вся идеология Регламента и других документов основана на обеспечении минимума расхода теплоносителя во избежание кризиса кипения. Да, включается обычно шесть насосов (по три на сторону), и это понятно – зачем лишаться резерва, когда и трёх достаточно. Технических причин, препятствующих включению четырех насосов на сторону, не видно. И в инструкции по эксплуатации реактора, согласованной с научными организациями, есть такие режимы: при замене одного насоса другим сначала включается четвёртый и после этого останавливается намеченный, также при проверке отремонтированного насоса. Никакой самодеятельности не было, всё основано на документах. Включение насосов произведено согласно «Программе выбега ТГ», чтобы при выбеге генератора, после остановки четвёрки насосов, в работе осталась другая четвёрка, запитанная от резервной сети.
Удивительным образом вот уже пять лет по многим документам кочует утверждение, что при большом расходе теплоносителя его температура на входе в активную зону сближается с температурой насыщения, при которой вскипает вода. И на этом основании делается вывод о теплогидравлической неустойчивости активной зоны. Неверно. Утверждение справедливо для всаса ГЦН, но не для входа в активную зону. Если неустойчивость и была, то это свойство, присущее активной зоне, а не вызванное персоналом.
После провала мощности реактора из-за снижения гидравлического сопротивления расход у двух-трёх ГЦН возрос и превышал разрешённый при таком количестве питательной воды. Могло эти насосы сорвать, то есть они прекратили бы подачу теплоносителя. Оператор среднего пульта Б. Столярчук занялся регулировкой уровня в барабан-сепараторах и не успел установить нужный расход ГЦН. При срыве даже трёх из восьми насосов оставшихся вполне достаточно для снятия тепла при такой мощности. И объективно системой контроля зарегистрирована исправная работа всех насосов без признаков срыва и кавитации до самого взрыва реактора.
Многочисленные судьи оперативного персонала утверждают, что персонал ради выполнения производственного задания шёл на нарушения Регламента и эксплуатационных инструкций. Здесь я рассказал всё, как было на БЩУ 26 апреля 1986 г. Как видим, практически никаких нарушений не было. Аварийные защиты, вопреки многим сообщениям, – согласно Регламенту для такого режима; параметры также. И нет причин для невыполнения задания. Конечно, мы стремились сделать работу – это же производственное задание, а не решение пионерского собрания. С другой стороны, выполнять любой ценой тоже никто не собирался. Персоналу это вообще незачем – никакой награды за выполнение, никакого взыскания при невыполнении. За мной также не наблюдалось легкомыслия. На этом четвёртом блоке также при остановке на ремонт при выполнении первого пункта намеченной программы испытаний на мощности, близкой к номиналу, ложно сработала АЗ реактора по превышению давления в пером контуре. Сразу разобрались, всё было исправлено. Но в этом случае согласно Регламенту перед падением защиты запас реактивности должен быть не менее 50 стержней – тогда можно снова поднять мощность. Такого запаса не было, и я, не задумываясь, распорядился расхолаживать реактор вовсе не выполнив остановочную программу. Здесь же всё было выполнено кроме одного. Ну, сделали бы через сорок дней после ремонта. Причин из кожи вон лезть не было. Естественно, поступки наши надо оценивать не с колокольни теперешних знаний о реакторе, а исходя из действовавшей на то время документации с учётом уровня знаний о реакторе из всех доступных персоналу источников.
Как отмечено выше, перед началом эксперимента по «Программе выбега ТГ» параметры реактора нормальные, на блоке нет ни предупредительных, ни аварийных сигналов.
И всё же бомба в полной готовности была уже в то время. Если бы мы по какой-то причине отказались проводить последний эксперимент и, как рекомендует Регламент, для глушения реактора нажали кнопку АЗ-5, то получили бы взрыв точно такой же. Аналогично было бы и при срабатывании АЗ по какому-либо сигналу. Ретроспективный взгляд показывает, что реакторы РБМК были в таком состоянии не один раз, и лишь острая грань отделяла от взрыва ранее. Оказывается, РБМК, как и все реакторы, ядерноопасен при большом запасе реактивности, но в отличие от всех остальных он ещё более опасен при малом запасе реактивности. В книгах по реакторам о таком не говорится. А создатели РБМК, родив перевёртыша, по стыдливости или по скромности умолчали об этом его свойстве. Впрочем, если бы они сообщили, то едва ли нашлись согласные эксплуатировать его.
Главный конструктор академик Н.А. Доллежаль в уже упомянутом выше документе пишет:
То есть, что сделали конструкторы? К стержню из карбида бора, сильно поглощающего нейтроны, подвесили графитовый вытеснитель длиной 4,5 м. При поднятом поглотителе вытеснитель симметрично располагается; по высоте активной зоны, оставляя сверху и снизу в канале столбы воды по 1,25 м. Казалось бы, надо сделать вытеснитель на всю высоту (7 м) активной зоны, выигрыш больше. Но при симметричном вытеснителе нужно либо удлинять канал – помещение не позволяет, либо усложнять конструкцию стержней. А поскольку при работе реактора подавляющую часть времени нейтронное поле внизу и сверху относительно мало, то и выигрыш нейтронов невелик. Остановились на вытеснителе 4,5 м.
«Постоянное стремление создателей ядерного реактора к наивысшей его экономичности связано, в частности, с необходимостью возможно больше удалять из активной зоны элементы, вредно и паразитно поглощающие нейтроны. Среди прочих одним из таких элементов является вода, остающаяся в нижней части канала, занимаемого стержнем регулирования мощности, развиваемой реактором. Чтобы избежать этого влияния, некоторая нижняя часть стержня регулирования определённого строго рассчитанного размера (выделение моё – А.Д.) делается из непоглощающего материала, вытесняя таким образом соответствующее количество воды в этом канале, которое в должной степени до этого было поглотителем».
И тут выясняется, что утверждение академика – «строго рассчитанного размера» – чистый блеф, действительности не соответствует. Считали или нет – не знаю, но о строгости говорить не приходится.
При движении стержня из верхнего положения в верхнюю часть зоны входит поглотитель и вносит отрицательную реактивность, в нижней части канала графитовый вытеснитель замещает воду и вносит положительную реактивность. Оказывается, суммарная реактивность при нейтронном поле, смещённом вниз, вносится положительная в течение первых трёх секунд движения стержня. Явление недопустимое. Наблюдалось оно на Игналинской станции, на Чернобыльской при физическом пуске реактора четвёртого блока, но должной оценки у научных работников не получило. На этом фокусы 4,5-метрового вытеснителя не кончаются.
Реактор РБМК геометрически и, что важнее, физически – большой. Отдельные его области могут вести себя почти как самостоятельные реакторы. При срабатывании АЗ, когда одновременно в зону идёт большое количество стержней, в нижней части зоны создаётся стержнями локальная критическая масса.
Стержни СУЗ реактора не только не предотвращали, но и сами создали критическую массу внизу активной зоны.
СТАТЬЯ 3.3.28. ПБЯ «Количество, расположение, эффективность и скорость введения исполнительных органов АЗ должны быть определены и обоснованы в проекте реактора, где должно быть показано, что при любых аварийных режимах исполнительные органы АЗ без одного наиболее эффективного органа обеспечивают: скорость аварийного снижения мощности реактора, достаточную для предотвращения возможного повреждения твэлов сверх допустимых пределов; приведение реактора в подкритическое состояние и поддержание его в этом состоянии…; – предотвращение образования локальных критических масс».
Заместитель директора НИКИЭТ И.Я. Емельянов, под руководством которого создавался проект СУЗ. так это хладнокровно и академично, как на лекции в Баумановском училище, даёт свидетельское показание: «Органы воздействия на реактивность должны проектироваться таким образом чтобы при движении их в одну сторону знак вносимой реактивности не изменялся». Как будто не под его руководством созданы стержни с противоположными свойствами.
Когда стержень СУЗ находится в промежуточном положении, вода из нижней части канала уже вытеснена и при движении стержня он сразу начинает вносить отрицательную реактивность. При большом запасе реактивности некоторое количество стержней находится в промежуточном положении и АЗ как-то справляется со своим назначением.
При малом запасе большая часть стержней извлечена из зоны и при срабатывании АЗ, по сигналу или от кнопки, она может вносить положительную реактивность, согласно послеаварийным расчётам, величиной до одной бета. И только через 5…6 с, в аварийных условиях это целая вечность, защита начинает вносить отрицательную реактивность.
26 апреля 1986 г. АЗ после нажатия кнопки, к сожалению (я не оговорился), сработала в полном объёме и взорвала реактор. При отказе части защиты аварии могло и не быть. Парадокс? Да. Но такова защита.
СТАТЬЯ 3.3.5. ПБЯ «По крайней мере одна из предусмотренных систем воздействия на реактивность должна быть способна привести реактор в подкритическое состояние и поддерживать его в этом состоянии при любых нормальных и аварийных условиях и при условии несрабатывания одного наиболее эффективного органа воздействия на реактивность».
Оперативный запас реактивности
Обычно ОЗР необходим для возможности маневрирования мощностью. Сконструировать реактор с нулевым коэффициентом реактивности не представляется возможным, поэтому при изменениях режимов работы необходим какой-то запас реактивности. И по экономическим соображениям, и по условиям безопасности он должен быть минимальным. Вначале в проектных документах на реактор РБМК не накладывалось никаких ограничений на минимальный запас. В 1975 г. на первом блоке Ленинградской АЭС при выходе на мощность после срабатывания АЗ произошла авария с разрывом технологического канала из-за перегрева небольшой части активной зоны. Уменьшить в этой части мощность путём погружения стержней здесь и извлечения в других местах не представлялось возможным. Из-за отравления реактора ксеноном запаса реактивности не было.Это был первый звонок, даже колокол громкого боя. Станция была близка к катастрофе. Разгерметизировался один канал, а в тех условиях могло быть и несколько, и, как теперь ясно, это вело к аварии, аналогичной Чернобылю. После аварии комиссия сотрудников ИАЭ и НИКИЭТ обследовала реактор и выдала в 1976 г. рекомендации по улучшению характеристик РБМК, которые легли в основу мероприятий по модернизации… в 1986г, после Чернобыльской катастрофы. Ну, десять лет – не срок!
Отсюда и появилась запись в Регламенте о запрете работать при запасе реактивности меньше 15 стержней РР. Все на Чернобыльской станции, как и на других с реакторами РБМК, понимали его необходимость для регулирования энерговыделения по объёму активной зоны, чтобы иметь возможность уменьшить нейтронный поток в «горячих» точках и увеличить в «холодных». О том, что при малом запасе реактивности из-за принципиально неверной конструкции стержней СУЗ АЗ становится своим антиподом – разгонным устройством, создатели реактора нам не сообщили. Знали ли сами авторы об этом? По совокупности ставших теперь известными документов – должны были знать при соответствующем подходе к осмыслению фактов. В ИАЭ и НИКИЭТ были группы, занимающиеся темой РБМК. Видимо, для руководителей этих групп должности давно стали синекурой, и любые предложения (комиссии по аварии на Ленинградской АЭС, сотрудников ИАЭ В.П. Волкова и В. Иванова) они расценивали как покушение на их покой. Преобладала философия – ну, работают, же реакторы, чего искать? Другое трудно придумать. Как мне представляется, у руководства чёткого понимания опасности не было, иначе невозможно понять абсолютную бездеятельность и пренебрежительное отношение к предложениям думающих работников.
Что авторы реактора не ставили в прямую зависимость запас реактивности и работоспособность АЗ, видно по пункту Регламента, переписанного из типового Регламента, составленного ими.
Вот после аварии 26 апреля работники ИАЭ и НИКИЭТ немедленно поняли действительные причины катастрофы. Я в этом совершенно убеждён. Если я в объяснительной записке сразу после аварии, высказав четыре или пять версий, по разным соображениям отклонил их, кроме одной – неправильное действие АЗ из-за концевого эффекта стержней т.е. пришёл к правильному выводу, хотя это и не всё, то им, имея эксплуатационные данные, даже только те, которые мне стали известны, сделать правильное заключение труда не составило. Другое лею что они «темнили» и продолжают до сих пор, – причины понятны Особенно этим отличаются работники НИКИЭТ. Из-под их пера, кроме записки Н.А. Доллежаля (с оговорками), по аварии я не видел ни одного правдивого документа. Не знаю, ложь там входит в кандидатский минимум или потом мастерство оттачивают, но владеют ею профессионально.
П.2.12.6. «Если реактор в течение 15 минут не удаётся вывести в критическое состояние, несмотря на то, что все стержни СУЗ (кроме укороченных стержней-поглотителей (УСП)) извлечены из активной зоны, заглушить реактор всеми стержнями до нижних конечников».
Первая, уводящая в сторону, версия со срывом ГЦН не прошла из-за совершенно явной подтасовки фактов. Тогда пошли в ход другие – напридумывали персоналу нарушений, ложные расчёты и, главное, выводы, перевёрнутые с ног на голову. Наибольшей агрессивностью и безапелляционностью опять же отличались работники НИКИЭТ. Нас обвинили: из-за малого запаса реактивности АЗ потеряла функциональную способность. Не из-за патологической конструкции стержней, а вследствие малого запаса. Ну, согласимся ненадолго с ними и обратимся к ПБЯ-04-74, вступившим в действие в 1974г. Читаем. «Правила обязательны для всех предприятий, учреждений и организаций при проектировании, строительстве и эксплуатации атомных электростанций…».
И если параметр ОЗР выводит из строя АЗ (что может быть хуже для реактора?!), то почему проектом не соблюдены:
СТАТЬЯ 3.1.8. ПБЯ «Система сигнализации реакторной установки АЭС должна выдавать следующие сигналы:
– аварийные (световые, звуковые), включая сирену аварийного оповещения, при достижении параметрами уставок срабатывания АЗ и аварийных отклонениях технологического режима;