Чернобыль. История катастрофы

Однако самое опасное сокрытие снова произошло внутри НИКИЭТ, центрального ядерного конструкторского бюро в Москве, где РБМК был задуман. В 1983 году, помимо множества уже выявленных недостатков реактора, разработчики узнали еще об одном – курьезной ошибке в конструкции стержней системы аварийной защиты АЗ-5. Первые убедительные свидетельства появились во время физического запуска двух новейших реакторов РБМК, добавленных в советскую сеть: 1-го блока Игналинской АЭС в Литве и 4-го блока в Чернобыле.

Проводя испытания до начала эксплуатации реакторов, инженеры в Игналине и Чернобыле заметили небольшой, но тревожный сбой. Когда они включали кнопку экстренной остановки АЗ-5, чтобы заглушить реактор, стержни управления начинали опускаться, но вместо постепенного завершения работы возникал противоположный эффект: на какой-то момент мощность реактора возрастала. Специалисты обнаружили, что величина этого «концевого эффекта» зависела от условий внутри реактора при начале глушения – в особенности от ОЗР (оперативного запаса реактивности), величины, показывающей, сколько из 211 стержней управления выдвинуты из активной зоны реактора[326]. Если в начале остановки вдвинутыми оставались более 30 стержней, механизм АЗ-5 работал, как положено, и реактор останавливался быстро и безопасно[327]. Если общее число вдвинутых стержней было менее 30, поведение реактора при аварийной остановке становилось все более непредсказуемым и система АЗ-5 с трудом выполняла свою задачу. Когда вдвинуты были только 15 стержней, техники увидели, что начальное замедление деления в реакторе было незначительным, и потребовалось шесть секунд, прежде чем реактивность стала снижаться. А при некоторых обстоятельствах, когда в активной зоне оставалось семь или менее стержней, нажатие кнопки АЗ-5 могло не остановить реактор, а, наоборот, запустить неуправляемую цепную реакцию. Если бы это случилось, рост мощности реактора после запуска АЗ-5 мог быть так велик, что реакцию уже невозможно было бы остановить – до полного уничтожения реактора.

Причина концевого эффекта объяснялась устройством самих стержней, ненамеренным желанием НИКИЭТ «сберечь нейтроны» и сделать эксплуатацию реактора более экономичной[328]. Как и все стержни ручного управления, используемые для управления реактором в рабочем режиме, аварийные стержни АЗ-5 содержали карбид бора, нейтронный «яд», который поглощает медленные нейтроны для замедления цепной реакции[329]. Но, даже будучи полностью выдвинутыми из своих заполненных водой каналов, концы стержней должны были оставаться наготове на самой границе активной зоны реактора – там, где, если они содержали карбид бора, они бы имели отравляющее воздействие, создавая небольшую, но постоянную потерю мощности реактора. Чтобы этого не случилось, на концах стержней имелся небольшой участок графита, замедлителя нейтронов, который облегчает распад. Когда происходило аварийное отключение и стержни погружались в каналы управления, графит замещал поглощающую нейтроны воду, что приводило к начальному увеличению реактивности ядра. Только когда более длинная часть стержня, заполненная бором, вслед за графитом вдвигалась в канал, начиналось снижение реактивности.

Это была абсурдная и тревожная инверсия роли устройства безопасности – как если бы педали в автомобиле подсоединили наоборот и нажатие на тормоз разгоняло бы машину вместо того, чтобы замедлять. Инженеры еще поэкспериментировали и подтвердили, что концевой эффект стержней мог вызвать локальную критичность в нижней части гигантской активной зоны РБМК – особенно если запускали систему АЗ-5, когда реактор работал на менее чем половинной мощности.

Встревоженный начальник отдела ядерных реакторов Курчатовского института сообщил в НИКИЭТ об аномалиях в системе АЗ-5 и необходимости изучить их более пристально. Он предупреждал: «Кажется вероятным, что более тщательный анализ выявит и другие опасные ситуации». Николай Доллежаль, главный конструктор НИКИЭТ, ответил пустыми заверениями: о проблеме знают, меры принимаются. Но они не принимались[330]. Хотя некоторые частичные модификации системы АЗ-5 были одобрены, они оказались дорогостоящими и неудобными и выполнялись частично, на одном реакторе за другим[331]. Постепенно было назначено внесение изменений в блоки 1, 2 и 3 ЧАЭС. 1-й блок, уже близкий к завершению, должен был пройти первое плановое обслуживание в апреле 1986 года.