Чернобыль. Как это было - Дятлов Анатолий Степанович. Страница 15
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.
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.