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».
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.
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.
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».
Стержни СУЗ реактора не только не предотвращали, но и сами создали критическую массу внизу активной зоны.
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.
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».
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.
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.
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».
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.
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;
– предупредительные (световые и звуковые) при приближении параметров к уставкам срабатывания АЗ, повышении излучения выше установленного предела, нарушениях нормального функционирования оборудования».
СТАТЬЯ 3.3.21. ПБЯ «В СУЗ должна быть предусмотрена быстродействующая АЗ, обеспечивающая останов реактора при возникновении аварийной ситуации. Сигналы и уставки срабатывания АЗ должны быть обоснованы в проекте».
Ничего этого в нарушение обязательных правил по запасу реактивности не было. После аварии нам говорят – это самый важный параметр реактора. Позвольте не поверить. На станции каждый приямок для сбора протечек в помещении имеет сигнализацию о заполнении и, зачастую, автоматическую откачку. А самый важный параметр, взрывающий реактор при отклонении, ничего не имеет – даже прибора непрерывного контроля. Это лирика, а требование Закона я изложил чуть выше. Оперативный персонал не был обеспечен средствами контроля и автоматикой согласно Закону. Ограничились указанием в Регламенте. Один из советских специалистов, информировавших международное сообщество в МАГАТЭ, в августе 1986 г. говорил мне в шестой больнице в Москве, что иностранные специалисты сказали в связи с этим о непомерной нагрузке на оператора. Но наши специалисты начали говорить о трудности проблемы разделения функций между человеком и машиной. Изрядной долей цинизма надо обладать, чтобы в этих условиях вести разговор о разделении. Отклонения параметра ведут к глобальной катастрофе, а персонал даже не видит и не слышит.
Какое было измерительное устройство – об этом чуть ниже. Если отклонение параметра ведёт к остановке блока без повреждений, согласен отвечать премией, выговором. Но почему за чужие грехи платить жизнью, здоровьем и свободой должен персонал, а не сами греховодники?! Я не жажду крови, четыре года отсидел в каталажке и мне это как-то не понравилось. Но мне страшно, что люди, сконструировавшие совершенно негодный к эксплуатации аппарат, до сих пор этого не признают и после лёгкой встряски продолжают заниматься тем же. Чем они ещё одарят человечество?
Хотя мы и не знали за запасом реактивности его способности превращать АЗ в разгонное устройство и выше я сказал, что не могли мы его! считать важным ввиду отсутствия средств контроля, но это последнее просто для возражения обвинителям.
Нарушать ОЗР мы не собирались и не нарушали. Нарушение – когда ,сознательно игнорируется показание, а 26 апреля никто не видел запаса менее 15 стержней. Запись Регламента надо соблюдать, во-первых; регулирование энерговыделения по реактору – вещь серьёзная, во-вторых. Но, видимо, мы просмотрели (неверно, смотреть-то как раз и не по чему было) снижение запаса. Хотя это и не так уж бесспорно для момента нажатия кнопки АЗ. Блочная счётно-вычислительная машина маломощная, рассчитывала запас реактивности по программе «ПРИЗМА» в течение пяти минут по заданию. Можно ли уследить за параметром, если он изменяется на три-четыре стержня за несколько секунд, например, при изменении расхода питательной воды. В стационарных условиях годится, но не в переходных режимах. Для регулирования энерговыделения в сочетании с системой физического контроля за реакторными энерговыделениями с её ста тридцатью радиальными и двенадцатью семизонными высотными датчиками – такой способ измерения запаса устраивал. Но для вновь объявившейся функции – гаранта работоспособности АЗ – не подходил никак. Да ещё при незнании персоналом об этом. Оператор реактора должен был бы только за ним и следить. А он при управлении реактором совершает больше тысячи манипуляций и на контроле имеет больше тысячи параметров.
Допускаю, что просмотрели, но для этого проектом было сделано всё и даже больше. Как я уже писал, Отдел ядерной безопасности снабжал оперативный персонал неверной информацией, что не давало возможности правильно прогнозировать. И выходит – измерять параметр нельзя, прогнозировать тоже. Поэтому не укладывается в голове, чтобы Научный руководитель и Главный конструктор чётко представляли опасность своего реактора. В противном случае очень всё грустно и полная безнадёжность.
Впрочем не так это и невозможно. Да и вопрос не в том, знали они или нет, чётко или смутно представляли.
Они обязаны были знать!
Конструктор и проектант имеют сколько угодно времени для обдумывания и принятия технических решений, чтобы не ставить оператора, стиснутого временными рамками, в экстремальные условия. Не должно быть у оператора ситуаций, ранее не продуманных конструктором, и, безусловно, не должно быть ситуаций, ведущих к разрушениям, не говоря уж о глобальных катастрофах. Они должны быть блокированы конструктивными или проектными мерами. При тех огромных количествах энергии, заключённых в современных аппаратах, машинах, трубопроводах, решениями столетней давности не обойтись, подходы должны быть адекватны применяемой технике.
Реактор РБМК имеет номинальную мощность 3,2 млн. кВт, при аварии, по различным оценкам, мощность составляла от двадцати до ста номиналов, возросла бы она практически до любой величины, пока реактор не разрушится. От разгона на мгновенных нейтронах защиты нет, его можно только предотвратить. Не может возникать вопроса, чтобы возникновение такой ситуации поставить в зависимость от ошибки оператора. Это не моё благое пожелание, об этом прямо говорят нормативные документы по безопасности реакторов:
СТАТЬЯ 2.7.1. ОПБ «Защитные системы должны выполнять функции по обеспечению безопасности и при независимых от исходного события отказах в соответствии с п. 1.2.4.».
Ошибочное действие персонала также является исходным событием.
Места для произвола конструктору не оставлено. Хочу делаю, хочу не делаю. Обязан.
Это прямо перекликается с требованиями ПБЯ, приведёнными выше. Будь реактор оснащён сигнализацией и автоматической защитой, ни о каком снижении запаса реактивности в опасную зону и речи быть не могло.
Другое дело, что минимальный запас реактивности в 15 стержней, указанный в Регламенте, отнюдь не гарантировал безопасность. Да и не мог, поскольку установлен совсем из других соображений. Правда, есть расчёт, не помню какой организации, где взято одно из многочисленных положений стержней СУЗ при запасе в 15 стержней и показано, что положительного выбега реактивности при срабатывании защиты нет. Но это вовсе на простаков рассчитано. Во-первых, запас может быть реализован при различном положении стержней и выбрать надо самое неблагоприятное; во-вторых, отсутствие положительного выбега никак не показывает работоспособность АЗ. Необходимо обеспечить нужную скорость внесения отрицательной реактивности с первого момента после срабатывания.
Во всяком случае после аварии на оставшихся реакторах РБМК минимальный запас реактивности установлен в 30 стержней и это при изменённой конструкции и установленных восьмидесяти ДП, которые значительно уменьшили паровой коэффициент реактивности.
А вообще-то это противоестественное явление, когда реактор ядерно-опасен при малой избыточной реактивности.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36