Хук
25 апреля 1986 года, 23:10. Четвертый энергоблок Чернобыльской АЭС готовится к плановой остановке на ремонт. Главный инженер Николай Фомин подписывает программу испытаний: проверка работы турбогенератора в режиме выбега.
Эксперимент простой. Отключить реактор от сети. Посмотреть, сколько турбина будет вращаться по инерции и хватит ли этого времени для запуска дизель-генераторов аварийного охлаждения.
Задача инженерная. Риск — минимальный. Испытание проводилось трижды на других энергоблоках. Без проблем.
Через 13 часов, в 1:23:40, четвертый блок взорвется. Крышка реактора весом 2000 тонн взлетит на 14 метров и упадет обратно под углом. 190 тонн урана и графита окажутся открыты атмосфере. Выброс радиации составит 5200 петабеккерелей — как 400 бомб, сброшенных на Хиросиму.
Что пошло не так?
Официальная версия: человеческий фактор. Операторы нарушили инструкции.
Реальность: инструкции были написаны для реактора, который работал не так, как думали проектировщики.
Контекст: Когда мирный атом становится цепной реакцией ошибок
1977 год. РБМК-1000 (реактор большой мощности канальный) запускается в эксплуатацию. Советская гордость. Дешевле западных аналогов в два раза.
Строится быстрее. Не требует защитной оболочки (containment) — экономия 30% стоимости.
Конструкция:
· 1661 топливный канал с урановыми стержнями
· Замедлитель — графитовый блок весом 1700 тонн
· Теплоноситель — вода под давлением 70 атмосфер, температура 290°C
· Мощность — 3200 МВт тепловых, 1000 МВт электрических
Особенность: положительный паровой коэффициент реактивности. Звучит невинно. Означает катастрофу.
Как работает нормальный реактор (американский PWR):
Вода одновременно охлаждает и замедляет нейтроны. Если вода превращается в пар, нейтроны не замедляются, реакция затухает. Авария останавливает сама себя. Физика работает как предохранитель.
Как работает РБМК:
Замедлитель — графит (твердый). Теплоноситель — вода (жидкая). Они разделены.
Если вода превращается в пар:
· Охлаждение ухудшается (плохо)
· Но поглощение нейтронов водой уменьшается (нейтроны поглощаются слабее)
· Реакция ускоряется (очень плохо)
Чем горячее реактор, тем быстрее идет реакция. Чем быстрее реакция, тем горячее реактор. Положительная обратная связь. Разгон.
Проектировщики знали. Компенсировали автоматикой и инструкциями: «Не опускать мощность ниже 700 МВт».
Ниже 700 МВт реактор входит в зону неустойчивости. Автоматика не успевает. Разгон становится неконтролируемым.
25 апреля в 00:28 мощность упала до 500 МВт. Оператор попытался поднять. Переборщил. Автоматика сбросила до 30 МВт.
Реактор вошел в «отравление» ксеноном-135 (побочный продукт деления, поглощает нейтроны). На малой мощности ксенон накапливается. Реактор гаснет.
Оператор начал поднимать мощность, вынимая стержни управления. Инструкция требует: минимум 30 стержней должны оставаться в активной зоне.
В 1:22:30 в зоне оставалось 18 стержней. Меньше половины нормы.
Но эксперимент уже идет. Начальник смены Александр Акимов принимает решение: продолжать.
Конфликт систем: Когда безопасность конфликтует с планом
Проблема не в том, что операторы нарушили инструкции. Проблема в том, что инструкции противоречили друг другу.
Противоречие 1: Испытание vs. Безопасность
Программа испытаний требовала: отключить аварийную защиту (САОЗ — система аварийного охлаждения активной зоны). Иначе при падении давления автоматика остановит реактор и испытание сорвется.
Регламент безопасности запрещал: отключать САОЗ при работающем реакторе.
Что сделали операторы? Отключили САОЗ. Потому что приказ на испытание был подписан главным инженером станции. А регламент — это бумажка из Москвы.
Противоречие 2: Минимальная мощность
Инструкция требовала: не опускаться ниже 700 МВт.
Программа испытаний требовала: мощность 700-1000 МВт.
Но из-за сбоя в 00:28 мощность упала до 30 МВт. Поднять до 700 МВт за оставшееся время (час до планового отключения) — физически невозможно. Реактор отравлен ксеноном.
Варианты:
· Остановить реактор, отменить испытание, ждать 48 часов, пока ксенон распадется
· Продолжить на 200 МВт (опасно, но технически возможно)
Акимов выбрал второй вариант. Потому что первый означал срыв плана. А срыв плана — это выговор, лишение премии, возможно — увольнение.
Противоречие 3: Конструкция стержней
Стержни управления РБМК имели особенность: наконечник из графита. Идея: при погружении стержня графитовый наконечник вытесняет воду снизу активной зоны, локально увеличивая реактивность.
Это не баг. Это фича. Помогает равномерно распределить нейтронный поток.
Но при аварийной остановке (кнопка АЗ-5) все стержни падают одновременно. Графитовые наконечники входят в зону первыми. Реактивность внизу зоны скачкообразно растет.
Если реактор работает нормально — не страшно. Эффект компенсируется.
Если реактор в неустойчивом состоянии (мало стержней, много пара, отравление ксеноном) — локальный скачок запускает разгон.
Аварийная защита превращается в детонатор.
Технический разбор: Анатомия взрыва
1:22:30 — Состояние перед катастрофой
Мощность: 200 МВт (норма — 3200 МВт) Стержней в зоне: 18 (норма — минимум 30) Давление пара: упало до 65 атмосфер (норма — 70) Паросодержание в каналах: 80% (вместо 15%) Температура графита: 700°C (вместо 600°C)
Реактор балансирует на грани. Малейшее возмущение — и пошла положительная обратная связь.
1:23:04 — Начало эксперимента
Закрыли турбину. Расход пара упал. Давление в контуре начало расти. Вода в каналах стала меньше кипеть.
Меньше пара = меньше поглощение нейтронов = реактивность выросла.
Автоматика попыталась компенсировать. Не успела.
1:23:40 — Нажатие АЗ-5
Оператор Леонид Топтунов увидел на панели: мощность растет. 200 МВт... 300... 500...
Нажал кнопку АЗ-5 (аварийная защита).
211 стержней начали падать в активную зону.
Графитовые наконечники вошли первыми. Реактивность внизу каналов скачкообразно выросла.
Локальная мощность: 3000 МВт в нижней части зоны (вместо 200 МВт равномерно).
Вода мгновенно превратилась в пар. Давление в каналах подскочило до 200 атмосфер (при расчетных 70).
Каналы разорвало.
1:23:44 — Первый взрыв (паровой)
1661 топливный канал разрушен. Вода превратилась в пар за 2 секунды. Объем увеличился в 1700 раз.
Энергия парового взрыва: ~60 тонн тротилового эквивалента.
Крышка реактора (2000 тонн бетона и стали) подбросило на 14 метров.
1:23:47 — Второй взрыв (водородный)
Вода из разрушенных каналов попала на раскаленный графит (1200°C).
Реакция: C + H₂O → CO + H₂ (пирогаз)
Водород вырвался наружу, смешался с воздухом, воспламенился.
Энергия взрыва: ~10 тонн тротилового эквивалента.
Крышка упала обратно под углом. Реактор открыт.
Последствия за первые 10 секунд:
· Графит горит на воздухе (температура 2000°C)
· Выброс радиоактивных изотопов: йод-131, цезий-137, стронций-90
· Мощность дозы над реактором: 30 000 рентген/час (смертельная доза — 500 рентген за всю жизнь)
· 31 человек на станции получил дозу более 5 Зивертов (100% смерть в течение месяца)
Персонажи: Операторы последней смены
Александр Акимов, 33 года, начальник смены энергоблока №4. Опыт — 10 лет. После взрыва остался в блоке, пытался подать воду в реактор вручную (насосы не работали). Доза облучения — 15 Зивертов. Умер 11 мая 1986 года от острой лучевой болезни. В госпитале кожа слезала пластами. Врачи записали: «Кожные покровы цвета темного мрамора, отслаиваются при прикосновении».
Леонид Топтунов, 25 лет, старший инженер управления реактором. Первая смена на четвертом блоке (переведен с третьего за неделю до аварии). Нажал АЗ-5. Потерял сознание от дозы облучения (10 Зивертов) через час после взрыва. Эвакуирован в Москву. Умер 14 мая 1986 года. Последние слова перед смертью: «Я все сделал правильно. По инструкции».
Анатолий Дятлов, 55 лет, заместитель главного инженера, руководитель испытаний. Получил 5.6 Зиверта. Выжил. Единственный из присутствовавших в блоке. Осужден на 10 лет лагерей (отсидел 5). До конца жизни утверждал: виновата конструкция реактора, а не действия операторов. Написал книгу «Чернобыль. Как это было» (1998). Умер в 1995 году от инфаркта.
Дятлов в книге: «Нас судили за нарушение инструкций. Но инструкции не описывали реального поведения реактора. Мы работали с машиной, которая вела себя не так, как написано в документации. Кто виноват: оператор, который нажал кнопку, или конструктор, который сделал так, что кнопка безопасности стала детонатором?»
Факт, гипотеза, интерпретация
Факт: Авария произошла из-за сочетания конструктивных недостатков РБМК (положительный паровой коэффициент, эффект концевых графитовых стержней) и нарушений регламента эксплуатации (работа на мощности ниже 700 МВт, отключение САОЗ, недостаточный запас стержней). Суд признал виновными операторов. Конструкторы ответственности не понесли. После аварии все РБМК модернизировали: удлинили стержни, убрали графитовые наконечники, увеличили запас реактивности. Аварий больше не было.
Гипотеза: Чернобыль — системная катастрофа, а не частный случай. Система управления АЭС в СССР была построена на презумпции, что операторы — главный источник ошибок. Поэтому операторов жестко ограничивали инструкциями, но саму конструкцию реактора не подвергали критическому анализу. Результат: операторы работали с машиной, ошибки которой компенсировали своим опытом и интуицией. Когда попали в ситуацию, где интуиция подводила (неустойчивость на малой мощности), система рухнула. Не потому что операторы были плохими. А потому что хорошие операторы маскировали плохую конструкцию.
Спорная интерпретация: Возможно, авария была неизбежна. РБМК проектировался в 1960-х, когда вычислительных мощностей для полного моделирования не существовало. Положительный паровой коэффициент обнаружили уже при эксплуатации, но реакторов построили 17 штук, останавливать программу было политически невозможно. Создали инструкции, запрещающие опасные режимы. Но инструкция — это не физический барьер. Рано или поздно кто-то её нарушит. Не из злого умысла. Из-за стечения обстоятельств: сбой в сети, срыв графика испытаний, давление плана, усталость смены. Авария была вопросом времени. Чернобыль — это не злой рок. Это статистика.
Финал
В 2019 году украинская прокуратура рассекретила полный протокол испытаний от 25 апреля 1986 года. Последняя страница — подписи.
Главный инженер Фомин: «Программа испытаний утверждена. Риски минимальны».
Заместитель Дятлов: «Персонал проинструктирован. К испытанию готовы».
Начальник смены Акимов: «Ознакомлен. Обязуюсь выполнить».
Все трое подписали в 18:00, за семь часов до взрыва.
Фомин получил 10 лет. Вышел в 1990-м. Умер в 2013-м в доме престарелых, не узнавая родственников (радиационное поражение мозга).
Дятлов получил 10 лет. Вышел в 1990-м. Умер в 1995-м от инфаркта.
Акимов умер в госпитале через 16 дней.
Рядом с протоколом лежит еще один документ. Записка от главного конструктора РБМК Николая Доллежаля. Адресована министру энергетики. Датирована 1976 годом — за 10 лет до аварии.
Текст: «Реактор РБМК-1000 имеет положительный паровой коэффициент реактивности при мощности ниже 20%. Это потенциально опасно. Рекомендуется модернизация либо ограничение режимов эксплуатации».
В углу — резолюция министра: «Принять к сведению. Модернизация не требуется. Экономически нецелесообразно».
Стоимость модернизации одного реактора в 1976 году: 50 миллионов рублей.
Стоимость ликвидации аварии в 1986 году: 18 миллиардов рублей.
Разница: в 360 раз.
Доллежаль умер в 2000 году. Перед смертью дал интервью: «Я знал. Предупреждал. Не послушали. Потому что план важнее безопасности. А цифры на бумаге важнее физики».
Четвертый энергоблок работал до 2000 года. Последний РБМК в России закрыли в 2023-м.
Чернобыльская зона отчуждения останется закрытой еще 20 000 лет — период полураспада плутония-239.
Записка Доллежаля лежит в архиве.
Резолюция «экономически нецелесообразно» никто не отменял.