Авария на ЧАЭС и ее последствия

Авария на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) произошла в ночь с 25 на 26 апреля 1986 года Описанию причин аварии, ее развитию и ликвидации ее последствий посвящено большое число официальных и корреспондентских публикаций, помещенных в широкой прессе. Ниже мы будем следовать официальной «Информации об аварии на Чернобыльской АЭС и ее последствиях…», представленной советской делегацией на проведенном в Вене 25 — 29 августа 1986 г. совещании экспертов МАГАТЭ.
Авария произошла на реакторе IV блока РБМК. В момент аварии на реакторе проводились эксперименты. IV блок ЧАЭС эксплуатировался с декабря 1983 г. при номинальной тепловой мощности реактора 3200 МВт. К моменту аварии в активной зоне реактора содержалось 1659 ТВС со средним накоплением продуктов деления 10,3 кг/т (масса топлива в ТВС 114,7 кг).
Эксперимент — испытания турбогенератора в режиме выбега с нагрузкой собственных нужд был запланирован перед остановкой реактора на средний ремонт. Программой испытаний не предусматривались дополнительные меры безопасности, а кроме того, в течение всего эксперимента (продолжительность эксперимента планировалась примерно 4 ч) предписывалось отключение САОР (система аварийного охлаждения реактора). Таким образом, уже программой испытаний фактически предусматривалось, что в процессе испытаний нарушался регламент работы реактора и безопасность реактора оказывалась существенно сниженной по сравнению с работой в штатном режиме. Персонал реактора к проведению испытаний (в условиях сниженной безопасности) готов не был и о возможных опасностях не знал. В добавок к этому в процессе проведения испытаний персонал допускал отклонения от «Рабочей программы испытаний турбогенератора №8 Чернобыльской АЭС»; очевидно, что подобные действия совершенно недопустимы при работе на ядерном реакторе и не могут быть оправданы тем, что программа не была согласована с ответственными службами АЭС (согласование программ — это дело «начальства», но рядовой персонал служб перед проведением испытаний обязан быть подробно ознакомлен с их программой).

Проведению испытаний, приведших к аварии, предшествовало следующее развитие событий.

25 апреля в 1 ч 00 мин началось снижение мощности реактора с 3200 МВт (ниже все время речь будет идти о тепловой мощности реактора) и в 13 ч 05 мю второй турбогенератор (1 7) был отключен от сети. В 14 ч 00 мин была отключена САОР, но по требованию диспетчера вывод блока полностью из работы был задержан. Таким образом, оказалось, что блок до 23 ч 10 мин, когда снижение мощности по разрешению диспетчера было продолжено, работал с нарушением правил ядерной безопасности.
Следующая «промашка» произошла при этом снижении мощности. По программе испытаний предполагалось выбег генератора проводить при тепловой мощности реактора 700 — 1000 МВт. Однако проектное отключение системы локального автоматического регулирования (ЛАР) привело к разбалансу автоматических регуляторов (АР), с чем не удалось справиться оператору, и мощность реактора упала до 30 МВт. Стабилизировать мощность реактора на уровне 200 МВт удалось только к 1 ч 00 мин 26 апреля 1986 г. Важно подчеркнуть, что к этому моменту оперативный запас реактивности был значительно ниже регламентного — опять нарушение штатного регламента работы реактора. [Оперативный «запас реактивности» - это количество регулирующих стержней, введенных в активную зону. Его снижение было обусловлено дополнительным «отравлением» реактора 135Xe, баланс которого был нарушен из-за снижения мощности (иодная яма). Опасность снижения оперативного запаса реактивности заключается в том, что в реакторе нет регулирующих стержней и поэтому нельзя достаточно быстро вводить (или выводить) реактивность в активную зону - регулирующие стержни приходится подводить «издалека» к реактору].
Несмотря на все эти нарушения штатного регламента испытания выбега турбогенератора решено было проводить — очередная ошибка.
Дальше следует в интервале времени 1 ч 03 мин и 1 ч 07 мин подключение еще двух главных циркуляционных насосов. Это привело к увеличению суммарного расхода теплоносителя через реактор до 56 — 58 м3/ч, что явилось очередным нарушением регламента эксплуатации реактора (возможны срыв подачи насосов и возникновение кавитации). Подключение насосов не замедлило сказаться: уменьшилось парообразование, упало давление пара в барабане-сепараторе, изменились другие параметры реактора. Поддерживать вручную основные параметры реактора операторам не удалось, и тогда для того, чтобы избежать остановки реактора за счет аварийной защиты (АЗ), были заблокированы сигналы АЗ по этим параметрам (блокировка АЗ) — только как полную безответственность можно квалифицировать это действие!
В 1 ч 22 мин 30 с (теперь счет пойдет уже на секунды) оперативный запас реактивности ДОСТИГ значения, требующего в соответствии с регламентом остановки реактора, но реактор не был остановлен и испытания начались…
В 1 ч 23 мин 04 с были закрыты стопорно-регулирующие клапаны турбогенератора 8 (турбогенератор № 7 был отключен днем 25 апреля 1986 г.). Это — еще одно отступление от программы испытаний: блокировка АЗ по отключению двух турбогенераторов не планировалась. Далее началось медленное повышение мощности реактора. В 1 ч 23 мин 40 с была сделана попытка ввести в активную зону реактора все регулирующие стержни и стержни АЗ: стержни пошли вниз, но через несколько секунд раздался удар и стержни остановились, не дойдя до нижних концевиков. Были обесточены муфты сервоприводов. дальнейшее развитие событий Описывается в «информации…» следующим образом: «По свидетельству очевидцев, находившихся вне четвертого блока, над четвертым блоком взлетели какие-то горящие куски и искры, часть из которых упала на крышу машинного зала и вызвала пожар».
Далее в «Информации…» проводится анализ аварии по математической модели. По утверждению авторов, моделирование дало достаточно правдоподобную картину. Кстати, в процессе описания развития аварии по модели имеется дополнительная к вышеизложенной фактическая информация: оказывается, что после начала ввода стержней АЗ в 1 ч 23 мин 40 с суммарная положительная реактивность, появившаяся в активной зоне, начала расти (это было обусловлено тем, что реактор оказался в сугубо нерегламентных условиях и в этих условиях была существенно снижена эффективность стержней АЗ, в частности, это было обусловлено «двухгорбостъю» распределения нейтронов по высоте реактора, и поэтому в центральной части активной зоны перемещение регулирующих стержней приводило к небольшим изменениям реактивности). Через З с после этого момента «мощность превысила 530 МВт, а период разгона стал намного меньше 20 с». Но если период разгона снизился до такого — не очень четко оговоренного — предела, то это значит, что разгон реактора шел не на запаздывающих, а на быстрых нейтронах… С физической точки зрения повышение реактивности было обусловлено положительным паровым коэффициентом реактивности. В штатных условиях работы реактора конструкция предусматривала защиту от подобного типа аварий, но в процессе проведения испытаний, как это было описано выше, реактор был переведен в режим, многократно запрещенный регламентом.

Вид развала реактора №4 ЧАЭС в 1986 году

Причина аварии — нарушение режима эксплуатации

В «Информации…» причинами аварии считаются следующие наиболее опасные нарушения режима эксплуатации, совершенные персоналом четвертого блока ЧАЭС:

1. снижение оперативного запаса реактивности существенно ниже допустимого значения (последствие: аварийная защита (АЗ) реактора оказалась неэффективной);
2. провал мощности ниже предусмотренного программой испытаний (последствие: реактор оказался в трудноуправляемом состоянии);
3. подключение к реактору всех главных циркуляционных насосов (последствие: температура теплоносителя контура многократной принудительной циркуляции стала близкой к температуре насыщения);
4. блокировка защиты реактора по сигналу остановки двух турбогенераторов (последствие: потеря возможности автоматической остановки реактора);
5. блокировка защит по уровню воды и давлению пара в барабане-сепараторе (последствие: защита реактора по тепловым параметрам была полностью отключена);
6. отключение системы защиты от максимальной проектной аварии (отключение системы аварийного охлаждения реактора) (последствие: потеря возможности снижения масштаба аварии).

Резюмируя описанные нарушения, необходимо совершенно четко подчеркнуть два вопиющих момента полное отключение защиты реактора по тепловым параметрам (что не дало возможности вовремя предотвратить самопроизвольный разгон реактора) и потерю возможности снижения масштаба аварии (отключение аварийного охлаждения реактора).
Некоторые выводы, которые делают авторы «Информации…», звучат следующим образом: «…авария на четвертом блоке ЧАЭС относится к классу аварий, связанных с вводом избыточной реактивности.. 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… Катастрофические размеры авария приобрела в связи с тем, что реактор был приведен персоналом в такое нерегламентное состояние, в котором существенно усилилось влияние положительного коэффициента реактивности на рост мощности».
Из всего написанного выше однозначно следует, что причиной аварии был «человеческий фактор» — персонал реактора нарушил основные требования техники ядерной безопасности.