Чернобыльская тетрадь

Зачем понадобился такой эксперимент?

Дело в том, что в случае полного обесточивания оборудования атомной станции, что может произойти в процессе работы, останавливаются все механизмы, в том числе и насосы, прокачивающие охлаждающую воду через активную зону атомного реактора. В результате происходит расплавление активной зоны, что равносильно предельной ядерной аварии.

Использование любых возможных источников электроэнергии в таких случаях и предусматривает эксперимент с выбегом ротора турбогенератора. Ведь пока вращается ротор генератора, вырабатывается электроэнергия. Ее можно и должно использовать в критических случаях.

Подобные испытания, но только с включенными в работу защитами реактора, проводились и раньше на других атомных станциях. И все проходило успешно. Мне также приходилось принимать в них участие.

Обычно программы таких работ готовятся заранее, согласовываются с главным конструктором реактора, генеральным проектировщиком электростанции, Госатом-энергонадзором. Программа обязательно предусматривает в этих случаях резервное электроснабжение ответственных потребителей на время проведения эксперимента. Ибо обесточивание собственных нужд электростанций при выполнении испытаний только подразумевается, а не происходит на самом деле.

В таких случаях обязательно подключается электропитание собственных нужд от энергосистемы через рабочий и пуско-резервный трансформаторы, а также автономное энергоснабжение от двух резервных дизель-генераторов…

Для обеспечения ядерной безопасности в период проведения испытаний должна находиться в работе аварийная защита реактора (аварийное введение поглощающих стержней в активную зону), срабатывающая по превышению проектных уставок, а также система аварийной подачи охлаждающей воды в активную зону.

При надлежащем порядке выполнения работ и принятии дополнительных мер безопасности такие испытания на работающей АЭС не запрещались.

Тут же следует подчеркнуть, что испытания с выбегом ротора генератора следует проводить только после срабатывания аварийной защиты реактора (сокращенно АЗ), то есть с момента нажатия кнопки АЗ. Реактор перед этим должен находиться в стабильном, управляемом режиме, имея регламентный оперативный запас реактивности.

Программа, утвержденная главным инженером Чернобыльской АЭС Н. М. Фоминым, не соответствовала ни одному из перечисленных требований…

Несколько необходимых пояснений для широкого читателя.

Очень упрощенно активная зона реактора РБМК представляет собой цилиндр диаметром около четырнадцати метров и высотой семь метров. Внутри этот цилиндр плотно заполнен графитовыми колоннами, в каждой из которых имеется трубчатый канал. В эти-то каналы и загружается ядерное топливо. С торцевой стороны цилиндр активной зоны равномерно пронизан сквозными отверстиями (трубами), в которых перемещаются стержни регулирования, поглощающие нейтроны. Если все стержни внизу (то есть в пределах активной зоны), реактор заглушен. По мере извлечения стержней начинается цепная реакция деления ядер, и мощность реактора растет. Чем выше извлечены стержни, тем больше мощность реактора.

Когда реактор загружен свежим топливом, его запас реактивности (упрощенно — способность к росту нейтронной мощности) превышает способность поглощающих стержней к заглушению цепной реакции. В этом случае извлекается часть топливных кассет и на их место вставляются неподвижные поглощающие стержни (их называют дополнительными поглотителями — ДП) как бы на помощь подвижным стержням. По мере выгорания урана эти дополнительные поглотители извлекаются и на их место устанавливается ядерное топливо.

Однако остается непреложным правило: по мере выгорания топлива число погруженных в активную зону поглощающих стержней не должно быть менее двадцати восьми-тридцати штук (после Чернобыльской аварии это число увеличено до семидесяти двух), поскольку в любой момент может возникнуть ситуация, когда способность топлива к росту мощности окажется большей, чем поглощающая способность стержней регулирования.

Эти двадцать восемь-тридцать стержней, находящихся в зоне высокой эффективности, и составляют оперативный запас реактивности. Иными словами, на всех этапах эксплуатации реактора его способность к разгону не должна превышать способности поглощающих стержней заглушить цепную реакцию…

Короткая справка о самой станции. 4-й энергоблок Чернобыльской АЭС был введен в эксплуатацию в декабре 1983 года. К моменту остановки блока на планово-предупредительный ремонт, которая была запланирована на 25 апреля 1986 года, активная зона атомного реактора содержала 1659 топливных сборок (около двухсот тонн двуокиси урана), один дополнительный поглотитель, загруженный в технологический канал, и один незагруженный технологический канал. Основная часть тепловыделяющих сборок (75 процентов) представляла собой кассеты первой загрузки с глубиной выгорания, близкой к максимальным значениям, что свидетельствует о максимальном количестве долгоживущих радионуклидов в активной зоне…