4041 (ЧАЭС: авария, потрясшая мир), страница 3

Наша рабочая комиссия сразу заметила нарушение Регламента в действиях операторов: в активной зоне находилось всего 2 стержня СУЗ вместо необходимых больше пятнадцати для продолжения работы. Но мог ли сброс стержней СУЗ в условиях эксперимента с выбегом турбин привести к такому взрыву?

По лентам самописцев было видно, что за несколько (1-2) секунд до роста давления в сепараторах, и после роста (значит, и взрыва) расход на всех 8-ми насосах резко упал практически до нуля. Появилась идея: при малой мощности и при их неустойчивой работе, все насосы закавитировали, так как там появился пар, произошел срыв их работы и подачи воды в реактор. Именно поэтому произошел перегрев твэлов и труб ТК, что привело к их разрыву и дальнейшему развитию аварии. (В момент эксперимента с выбегом части насосов все насосы работали не в номинальном режиме с заметным превышением расхода, что увеличивало вероятность их срыва).

Идея понравилась почти всем, особенно представителям Главного конструктора реактора. Последующий расчетный анализ по более совершенным программам показал, что причина взрыва реактора была в другом. Вот как развивались события, по моим представлениям.

Во время эксперимента с отключением турбин и выбегом насосов мощность ректора с трудом поддерживалась на низком уровне (~20% от номинала). Запас реактивности падал из-за «отравления» ксеноном. Чтобы поддержать мощность и довести эксперимент до логического конца,операторы практически все стержни СУЗ вывели из активной зоны (осталось в соответствии с записями на лентах ДРЭГ всего 2 стержня). Тем самым было нарушено важное для безопасности положение Регламента. Эксперимент почти закончили, реактор работал неустойчиво. Слышен был шум в насосном помещении — кавитационный грохот, с которым хорошо знаком эксплуатационный персонал при нарушении оптимальных условий работы насосов. Видимо в этот момент оператор реактора заметил небольшой рост мощности реактора, связанный с ростом количества пара в каналах. Ситуация напряженная, стержни автоматического регулирования мощности бездействуют. Им принято вполне разумное решение «глушить» реактор «кнопкой» аварийной защиты. Через две-три секунды вода была вытеснена из всех каналов СУЗ, введена положительная реактивность, достаточная для роста мощности нижней части активной зоны. Верхняя часть активной зоны снижает свою мощность, так как в нее вводятся поглощающие стержни. Однако нижняя ее часть продолжает разгоняться, так как реактор в какой-то степени разделен на две мало связанные друг с другом части вследствие двугорбости кривой энерговыделения по высоте реактора. Начался разгон мощности реактора на мгновенных нейтронах вследствие вытеснения воды из нижней части каналов СУЗ и положительного эффекта реактивности из-за роста количества пара в нижней части рабочих каналов. Появление пара в нижней части рабочих каналов (для начала кипения большого роста мощности не требовалось, т.к. вода находилась практически при температуре насыщения) привело к полному выталкиванию воды из технологических каналов. Поглощающая часть стержней СУЗ к этому моменту вошла в активную зону всего на 1,5-2 метра и не препятствовала росту реактивности в нижней пятиметровой части активной зоны. Разгон мощности на мгновенных нейтронах в сотни раз от номинала за первые 2-3 секунды «взорвал» твэлы. Насосы прекратили подачу воды вследствие резкого повышения гидравлического сопротивления активной зоны. Раскаленная топливная «пыль» с паром (на фоне роста давления в активной зоне и в сепараторе до 80-85 атмосфер и полного прекращения расхода в насосах) перегрела, в основном излучением, трубы технологических каналов до температур, при которых произошел их разрыв. Именно в это время слышались шум и рокот из центрального зала, которые приняли за первый взрыв в центральном зале. Вода и пар с перегретой топливной «пылью» заполнили реакторное пространство, попали на горячий графит, температура которого к этому времени была порядка 350-400°С. Давление в реакторном пространстве возросло до значений, при которых была сорвана верхняя биологическая защита (схема «Е», «Елена»), разорваны вверху каналы, оборваны нижние трубы-калачи, подводящие воду к рабочим каналам. Под давлением в РП просел нижний «крест» (схема «С»), на который опирается нижняя биологическая защита (схема «ОР»).

Тепловой взрыв реактора был вторым взрывом, который слышал персонал. В этот момент были разрушены верхние и нижние коммуникации, отводящие пароводяную смесь и подводящие воду к технологическим каналом, помещения насосов и барабанов-сепараторов. Вместе с паром в отверстие после подъема и сдвига схемы «Е» были выброшены наружу графитовые блоки с кусками циркониевых труб и тепловыделяющих сборок. Находящийся снаружи здания реактора персонал (по докладным запискам) видел искры и раскаленные куски чего-то, напоминающие «горящие тряпки».

Первая, начальная фаза чернобыльской трагедии, как я ее представляю, закончилась. Оставшаяся в шахте реактора большая часть топлива и графита стала разогреваться за счет остаточного энерговыделения продуктов деления в топливе. Охлаждающая вода в принципе уже не могла попасть в активную зону, так как все коммуникации были порваны. Графит нагрелся до 700-800°С и сам стал гореть. Температура горящего графита, могла возрасти до 1500°С. За несколько дней графит, циркониевые трубы, циркониевые оболочки твэлов практически полностью выгорели. Тяжелые фракции топлива в шахте реактора остались (некоторые эксперты утверждают, что там ничего не осталось), летучие и газообразные осколки деления урана оказались выброшенными в атмосферу.

Чем же можно закончить? Вот несколько ЕСЛИ БЫ. Если бы реактор был спроектирован добротно, без отмеченных выше недостатков в системе управления защиты (СУЗ) и в характеристиках активной зоны, и еще если бы вовремя модернизировали СУЗ, если бы был подготовленный, дисциплинированный и квалифицированный персонал... Если бы проектанты-конструкторы всерьез провели исследование возможных аварийных ситуаций и довели их результаты до эксплуатационного персонала... Если бы в начале 80-х годов провели ВАБ реакторов РБМК...

ВАБ — вероятностный анализ безопасности. В США его основные принципы были разработаны после аварии на атомной станции в Пенсильвании Тримайл Айленд в 1979 году. В ВАБ рассматриваются самые вероятные и невероятные, возможные и невозможные аварийные события и их сочетания и наложения. Уж возможность этой аварии была бы тщательно рассмотрена, а ее вероятность была бы минимизирована.

Кстати, диверсия в виде осмысленного доведения реактора до аварийного состояния в условиях нарушения регламента, скорее всего была бы в ВАБ рассмотрена тоже. Но все — это умные мысли на лестнице.

А закончить хочется известным выражением: не ищите злого умысла там, где все объясняется глупостью. Или не ищите потусторонних сил там, где все объясняется силами земными (по поводу фантазий вроде землетрясения под реактором).

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.courier.com.ru