Невыученные уроки Чернобыля
В этом году исполнилось четверть века с тех пор, как произошел взрыв на Чернобыльской АЭС. Но и спустя 25 лет мы, оказывается, так до конца и не изучили ни причины трагедии, ни способы ее решения. «Собеседник» попытался проанализировать ситуацию с помощью старшего научного сотрудника Курчатовского института Константина Чечерова, человека, проработавшего внутри реактора не один год.
В этом году исполнилось четверть века с тех пор, как произошел взрыв на Чернобыльской АЭС. Но и спустя 25 лет мы, оказывается, так до конца и не изучили ни причины трагедии, ни способы ее решения.
«Собеседник» попытался проанализировать ситуацию с помощью старшего научного сотрудника Курчатовского института Константина Чечерова, человека, проработавшего внутри реактора не один год и до сих пор использующего любую возможность поработать на ЧАЭС…
Что сегодня делают на ЧАЭС
- Вы когда в последний раз были в реакторе?
- Последний раз мне довелось работать в внутри 4-го блока в 2005 году.
- Там до сих пор проводят какие-то научные исследования?
- Текущие прикладные исследования есть и будут, наверно, всегда. Допустим, ведется проектирование кабельных линий - от датчиков к системе диагностики. Эти линии нужно где-то проложить. Чтобы их проложить, нужно точно знать не только чертежи, но и реальные маршруты прокладки кабелей. Значит, есть повод пройти по помещениям, сфотографировать места, где должны проходить эти кабельные линии, провести измерения - какая там мощность дозы...
Кстати, в том же году я работал не только внутри блока, но и в Зоне отчуждения. Надо было провести обследование некоторых мест, где предполагалось установить станции сейсмонаблюдения: измерить радиационную обстановку, сфотографировать местность с разных позиций, «привязаться» к каким-то объектам… И поэтому посчастливилось поездить по всей Зоне.
Зверье там замечательное, звери пушистые — ловищь себя на том, что смотришь на них с гастрономическим интересом. И зайцы, и лисы, и косули... Коршуны тоже пушистые, с зоопарковскими не сравнить. Расскажу анекдотический момент. Туда из украинского заповедника Аскания Нова переселили лошадок Пржевальского — их в заповеднике уже девать некуда было. Так они в Зоне расплодились, стало их там два табуна. Причем, они сами разделились, видимо, как им захотелось — один табун побольше, другой поменьше... Где они там живут, где ночуют, не знаю. Деревень-то покинутых много. Так что оказаться под крышей — нет проблем, если им это нужно. Деревни брошенные, но дороги асфальтированные. И вот мы въезжаем на машине в какую-то деревню, нам нужно ехать на объект, а вся дорога лошадками… «заминирована». Они оказались эстетами: предпочитают класть навоз на асфальт, а не на траву. То есть вполне сознательные лошадки там живут. Козы одичавшие бегают по Зоне маленькими стайками, штук по 5-6... Кошки гуляют одичавшие, но очень пушистые... Значит, что-то же они там едят хорошее. А раз бегают спокойно внизу по траве, значит, трава уже не радиоактивная: они же не слепнут и ожогов на них нет... Никакой плешивости, какая была в 1986-м году на собаках, нет и в помине. То есть, Зона пережила эту аварию. Это радостный факт. Кстати, 30-километровая зона отчуждения была установлена просто вращением циркуля, и внутри нее есть абсолютно чистые места.
- Говорят, там и сотрудники ЧАЭС на работу постоянно ездят, на станцию. Причем до сих пор. И их не так уж мало – тысячами считают…
- Все так. Люди там работают. Чтобы снять любой энергоблок с эксплуатации — кроме административных и бумажных решений, должно быть проведено одно физическое действие: из энергоблока должно быть удалено все ядерное топливо. Вот они этим и занимаются. Но чтобы извлечь это топливо, его надо куда-то поместить. Рядом с каждой шахтой реактора внутри энергоблока находятся по два бассейна выдержки отработавшего топлива. Там топливо выдерживается несколько лет (3 - 5 лет): оно там остывает. Процесс этот медленный, так как продукты деления, распадаясь, выделяют тепло. Работать не работают, а тепло выделяют.
- Выходит, за 25 лет сотрудники станции еще не все топливо удалили?
- Так удалять некуда: бассейны выдержки не рассчитаны на все топливо станции, поэтому работа идет медленно. Есть еще одна проблема. Когда топливо остывает, из бассейна выдержки его перемещают в хранилище для отработавшего ядерного топлива. Это отдельно стоящее здание. Но оно уже заполнено.
- А это отработавшее топливо еще зачем-то пригодится?
- Теоретически да. Но пока таких технологий никто не разработал. В принципе, считается, что его можно перерабатывать. Но до этого дело не дошло. И дойдет ли — не знаю. Это одна из проблем ядерного топливного цикла. Но у ЧАЭС практическая проблема: освобождать бассейны выдержки некуда, а у хранилища отработавшего ядерного топлива есть свой ресурс, который истекает в 2016 году. Вроде бы нашли выход: новое хранилище для ЧАЭС построили французы, рядом со станцией. Но… Оказалось, что диаметр труб для хранения ядерного топлива — маловат. И чернобыльские тепловыделяющие сборки в него не влезают. Такая вот «неожиданность».
- А что, было сложно заранее промерить трубы? Или французы предпочитали лишний раз не получать дозы
- Зачем мерить, есть же конструкторская документация, все размеры известны. И они, кстати, были указаны в первоначальном техническом задании, которое станция выдавала. Но потом в Минэнерго Украины — то ли сэкономили, то ли что (но, согласитесь, трудно поверить, что подписали новые данные просто по ошибке). Так или иначе — чернобыльские тепловыделяющие сборки туда не влезают, а вот французские отработавшие тепловыделяющие сборки - легко. Такое совпадение. Так что это хранилище пока ничем не заполнено. Но, уверен, пройдет время, французы скажут: давайте его как-то использовать, мы же вам за это деньги будем платить... Тем не менее, новое хранилище все равно нужно строить - потому что все равно топливо перегружать надо. И пока все ядерное топливо не уйдет с энергоблоков, они считаются еще не снятыми с эксплуатации.
Это я говорю про три энергоблока. А из четвертого никогда ядерное топливо не будет извлечено, и поэтому формально, по нормативным документам, этот блок всегда будет находиться в эксплуатации.
Саркофаг построили для успокоения
- По документам ладно. Но ведь саркофаг считается захоронением 4-го энергоблока. Правда, вы рассказывали, что он со щелями…
- В общем, да, захоронением – такое было название проекта. Хотя шахта реактора пуста (топлива в разных помещениях там меньше 10%), извлечь это топливо - очень дорого и очень долго (века), инвентаризацию провести невозможно, обслуживать — тоже, все по тем же самым причинам (недоступность и т.д.)... Все уже забыли даже про пятилетние планы, а уж строить планы на пять веков кто может серьёзно? А щели были и есть - потому что при сооружении саркофага не было задачи сделать его герметичным, главным требованием технического задания было минимальное время возведения. Это же была — декорация. Она была нужна, чтобы у людей не травмировалась психика. Это — психология: давайте этот непрезентабельный вид прикроем чем-нибудь, чтобы не было видно этой гадости. Прикрыли. Официально считается, что сооружение саркофага закончили в конце ноября 1986 года. Но зададим такой простой вопрос: а машинный зал относится к объекту «Укрытие»? Конечно. Так вот, крышу над машинным залом устанавливали только летом 1988 года. И крыша между контрфорсной стеной и западной стеной самого здания тоже строилась в 1988-м году. Потом, когда эти крыши установили, конечно, количество щелей уменьшилось. Но когда суммарная площадь щелей объекта 1400 кв. метров, говорить о какой-то герметичности не приходится. И, смотрите, 1400 кв. метров, а никто не кричит, что происходят какие-то выбросы невозможные из 4-го блока...
- Но вы же сами еще в 1986-м году, делали замеры на вертолете над шахтой реактора и обнаружили, что практически вся активность ушла в стратосферу. Причем, весь выброс случился в первые несколько секунд...
- Конечно, я поэтому и говорю, что герметичность саркофага – вопрос не принципиальный. Для страхов основания нет, зато есть повод, чтобы эту тему при желании раздувать. Ну, теперь международное сообщество собирает 1,5 млрд евро, чтобы построить новый безопасный колпак который покроет старый с головой...
- А зачем, если нет опасности?
- Не знаю. Но разобрать старый внутри нового будет гораздо труднее. Значит, его никто не будет разбирать. А это неправильно.
Причины и последствия
- Насколько известно, причиной аварии был не ненадежный реактор, а эксперимент, который вдруг начали на нем проводить, не учтя множества вещей. Это было как-то зафиксировано в выводах изучения причин аварии?
- Ситуация развивалась примерно так. Через 5 лет после аварии комиссия Госатомнадзора СССР подготовила заключение, где рассмотрела разные аспекты приближения к аварии, причин аварии, процессов аварии - как тогда это понимала комиссия. Она выдвинула 10-15 вопросов, которые остались для нее неясными. Но задачу их исследовать не поставила. Это, конечно, анекдотично звучит: Госатомнадзор определяет, что есть 15 вопросов, связанных с этой аварией, предшествовавших ей, которые совершенно неясны, но задача исследовать их и выяснить ни перед своим НТЦ, ни перед другими институтами не ставится. Официально это так и умерло. Второй анектодичный момент — что все очень авторитетные люди, обладающие полномочиями и ресурсами (и Н.А. Доллежаль, главный конструктор первых советских промышленных реакторов и, в том числе, реактора РБМК, и Е.О. Адамов, после Доллежаля директор НИКИЭТ, а потом — министр, и Е.П. Велихов — руководитель «Курчатовского института» — в своих публикациях 1990-х годов пишут: надо исследовать эти процессы всесторонне, нужно рассмотреть то-то, то-то и т.д. Ну, так и рассмотрели бы. Вот вы, директора крупных предприятий, не смогли найти денег, чтобы 20 человек у вас этим занимались? У министра Адамова — у него что, в бюджете министерства нет возможности найти денег на такую микроскопическую в финансовом смысле работу?
Но если вы не ставите задачу исследовать аварию, причины процессов, которые происходили, вам и выводы-то не из чего сделать, и рекомендации-то вы не можете дать. Значит, это почему-то не нужно.
В общем, всех устроил официальный вывод о том, что «люди сделали, а реактор позволил». Написали мероприятия, которые надо было реализовать, чтобы повысить безопасность… Но при текущей работе любого реактора всегда накапливаются какие-то моменты: что-то нужно улучшить, что-то – усовершенствовать, что-то хотелось бы изменить…Эти «хотелки», как правило, не имеют финансирования. И поэтому когда происходит ЧП, список практически готов, и в аварийной ситуации на это деньги тут же находятся… Что-то подобное получилось и в случае с ЧАЭС. Но это вовсе не то глубокое, основательное изучение аварии, которое было бы необходимо.
- В результате мы теперь не строим реакторов такого типа, и на рынке реакторов уступаем другим странам?
- Это справедливо отчасти: в мире вообще мало строится атомных реакторов. А мы действительно больше не строим реакторы РБМК, а жаль.
- А они действительно плохие?
- Очень хорошие. В чем было преимущество реактора этого типа (хотя говорить о безопасности надо всегда, но это процесс бесконечный)? Если мы говорим об экономике, то идеология уран-графитового реактора — максимальное использование, грубо говоря, каждого нейтрона. Чтобы каждый нейтрон не пропадал даром. Раз. Во-вторых, возможность переставлять тепловыделяющие сборки в процессе эксплуатации позволяет добиться более равномерного (по всей активной зоне) выгорания топлива. Не так, чтобы середина была выгоревшая, а периферия - с более свежим топливом.
Что еще принципиально важно? Строительство. Помните, у нас была комсомольская ударная стройка Атоммаш? Ударно строили-строили... Вы знаете, сколько Атоммаш выпускает корпусных реакторов и куда он их может отправлять? Атоммаш мог создавать изделия диаметром до 22 метров, длиной до 80 метров, весом до 1000 тонн. Вот вы сделали корпус реактора, его нужно доставить на строящуюся атомную электростанцию. Как? По автодороге он не проходит — под мостами и в тоннелях, по ж/д - тоже. Значит, только на барже. А на барже его можно доставить только туда, куда баржа может причалить. Реакторы же РБМК строились на месте. Их можно строить где угодно. Собственно, поэтому их и начали строить — так как корпусных реакторов нельзя было построить много.
- Реактор ЧАЭС упрекали, что у него не было колпака – так авария нанесла бы меньше вреда…
- При той аварии, какая случилась, если бы был колпак, вред был бы больше. Кстати, были разработаны и уран-графитовые реакторы с колпаком — МКР-800, например. Можно колпак сделать более прочным. Но дело-то в другом.
Представим себе, что в Чернобыле реактор был бы с колпаком. И взрыв произошел (как это и было) не в шахте реактора, а над реактором, но внутри колпака. В реальных условиях навесные панели шатра центрального зала сбрасываются при избыточном давлении 0,3 атмосферы, т.е. если давление над шахтой реактора чуть возросло, все разлетелось и все открыто. И продукты деления, разогретые ядерным взрывом до температуры 6000 С и выше (это пар), естественно, поднимаются в стратосферу — 10-15 км - и ветрами (которые на высоте свыше 7,5 км дуют строго на восток) разносятся над всем северным полушарием. Именно так, кстати, все и произошло.
Плохо? Да. Но разбавление выброшенной активности в огромном объёме атмосферы северного полушария приводит к уменьшению удельной объёмной концентрации радионуклидов в миллионы-миллиарды раз. Уже плюс. Далее. По закону Стокса выпадение частиц из стратосферы с большой высоты (10-15 км) в зависимости от их размера происходит десятилетиями. Брат И.В. Курчатова – Борис Васильевич в 1958 году написал по этому поводу статью, которая касалась, правда, не аварии на атомных электростанциях, а последствий ядерных испытаний в атмосфере. И он показал, что стронций-90 будет выпадать в значимых количествах еще в 2001 году. Но до его попадания на землю этот стронций там летает, а не здесь, и не попадает в вашу пищевую цепочку...
Плохо, что стронций в стратосфере? Плохо, но он там, а не здесь. Выброшенные в стратосферу продукты деления распределились по всему объёму атмосферы северного полушария, будут опускаться на землю десятилетиями, но, во-первых, за счет естественного распада эта активность будет непрерывно уменьшаться. Во-вторых, осаждение на землю будет происходить не одновременно, а по чуть-чуть. В-третьих, на какую поверхность будут опускаться радиоактивные аэрозоли? Три четверти планеты — моря и океаны. Значит, ¾ радиоактивных аэрозолей попадут в воду. Учитывая огромные объемы воды, произойдет разбавление, перемешивание… Плохо? Плохо, но это заведомо меньше предельно допустимых концентраций (ПДК), это произойдёт не одномоментно, а в течение длительного времени, с одновременным распадом продуктов деления. А это уже хорошо.
Теперь что произойдет, если у вас колпак. Он не позволит сразу подняться в стратосферу горячему радиоактивному пару. Конечно, колпак в итоге лопнет — никакой колпак не рассчитан на взрывные давления, - но он задержит пар на несколько секунд. За это время температура испарившихся продуктов деления топлива упадет, и выброса в стратосферу не будет — значит, продукты деления останутся здесь. И тогда, действительно, вся территория энергоблока и окрестности будут мертвыми. Для всего северного полушария это хорошо. А здесь, на месте аварии, - боюсь, всё будет кончено.
Какой сценарий из двух вы выбираете? Посмотрим, что будет с Фукусимой. У них ведь активность не вылетела в стратосферу...
- Что масштабнее: Чернобыль или Фукусима?
- Пока Чернобыль. Но у них, как я сказал, активность не попала в стратосферу. Это в принципе хуже. И пока непонятно, как будут развиваться события. Если пострадали и остальные реакторы, то ситуация может быть хуже Чернобыля. У них 6 реакторов разной электрической мощности, суммарно примерно 4000 мегаватт. Это больше, чем в Чернобыле, в 4 раза. Соответственно, накопленная активность у них, грубо говоря, больше тоже в 4 раза. Но она не улетела, она там находится. И они ее не контролируют. Пока на поверхность из опасных зон вышло меньше, но состояние оболочек реактора никто не знает и узнать не может (все системы контроля и диагностики вышли из строя, когда отключилось электричество). Поэтому сколько еще активности выйдет на поверхность, никто сказать не может.
Что очевидно? Раз йод, цезий, плутоний зафиксированы за пределами станции, значит, у продуктов деления есть возможность выхода.
Чернобыль был не первым в мире
- До Чернобыля в мире было две очень крупных аварии на ядерных реакторах. Там тоже не сделали правильных выводов?
Досье
Первая крупная авария произошла в 1957 году в Великобритании на реакторе Windscale. Реактор там был уран-графитовый, с воздушным охлаждением. Топливом был металлический уран в оболочках, плавящихся и воспламеняющихся при температуре примерно 630 градусов. Там четверо суток горел уран, местность в 500 кв. километров была объявлена Зоной, где уничтожили молоко, скот, сельхозпродукты. Сгорело и улетело 11 тонн урана. Выброс достался и Бельгии, Дании, Германии, Норвегии.
Вторая авария случилась в 1979 году на АЭС Тримайл-Айленд (Three Mile Island) в США, штат Пенсильвания. Электрическая мощность станции – 900 мегаватт. Считалась на тот момент крупнейшей в истории мировой ядерной энергетики и до сих пор считается самой тяжёлой ядерной аварией в США. Произошло расплавление более половины активной зоны.
В 1986 году произошла Чернобыльская авария. Если верить официальной версии следствия, в результате взрыва вылетело 3% топлива, что соответствует 5,5 тоннам урана. То есть, авария в Виндскейле, выходит, в два раза серьёзнее.
- Действительно, почему же крика нет по поводу Виндскейла, а про Чернобыль постоянно говорят? В 1979 году – еще одна авария на атомной станции в Тримайл айленде. Наши газеты тогда писали, что это капиталистический реактор, что США вопросами безопасности не занимаются, им важно только побольше денег заработать… Проходит 7 лет – Чернобыль. Западный мир тут же начал свою пропаганду: это – советский реактор, каких нигде больше не делают, и вот он какой ненадежный… Бумеранг вернулся.
Что касается Англии, это был (что для нас интересно) уран-графитовый реактор, у него графит, так же, как на ЧАЭС, был замедлителем нейтронов. Но охлаждался он не водой, как наш реактор, а воздухом. Это был воздушно-охлаждаемый реактор, низкотемпературный, графитовая кладка была при температуре примерно 180 С. При таких низких температурах в графите замедлителя, накапливается так называемая энергия Вигнера, которая может неожиданным образом выделиться, резко ухудшить теплосъём, нарушить работу реактора. Это вызывало опасения у операторов английского реактора. И они решили энергию Винера отжечь (она действительно пропадает, если нагреть больше 300 С).
Тут был и второй смысл. Ведь что значит нагреть реактор? Для этого вы увеличиваете нейтронный поток (нейтронную мощность), а это было англичанам выгодно, т.к. чем больше нейтронный поток, тем больше образуется трития. Дело в том, что этот реактор был переоборудован для наработки трития, необходимого для создания британского термоядерного оружия (чем они хуже американцев). Для этого в качестве топлива использовался металлический уран, а в качестве твэльных оболочек - сплав, содержащий литий. Потому что в литии нарабатывается тритий, и он там же компактно находится, чтобы его потом было удобно перерабатывать. Британцы начали повышать температуру реактора: извлекая поочерёдно регулирующие стержни из одного участка (здесь мощность росла, температура, энергию Вигнера отожгли), потом из другого… И так они шаг за шагом пытались по всему реактору пройти. Но оказалось, что трудно контролировать локальную температуру. А у металлического урана такое свойство – он воспламеняется на воздухе при температуре примерно 700 С, а его твэльная оболочка расплавляется при температуре чуть ниже (примерно 640 С) и воспламеняется при температуре примерно в 630 С (сгорает).
Что произошло? Они повысили температуру, чтобы увеличить нейтронный поток, чтобы разогреть графит, но при этом у них воспламенились оболочки твэлов, которые охлаждались воздухом (т.е. окислителем, который подавался в реактор, металлический уран оголился, а у него температура больше, чем у оболочки, и загорелся сам уран.
Четверо суток никто не знал, что делать, как охлаждать? Мне кажется, это нас роднит с англичанами-экспериментаторами. Ты подаешь воздух, а он как раз и является окислителем, чтобы все горело. Ты не подаешь воздух - у тебя непонятно что произойдет.
А что же правительство, которое, как все хотят быть уверены, должно владеть ситуацией при любой неожиданности? Как должно реагировать правительство, если даже те, кто работает на этом реакторе, не знают, что происходит и что делать? В то время премьер-министром Великобритании был Макмиллан, и он, как я считаю, принял ответственное решение (даже если взял грех на душу) и начал говорить: ничего, все в порядке, мы справимся. И европейские руководители это приняли.
То же самое и у нас. До сих пор говорят: правительство что-то там скрывало… А что правительство знало? Если люди, работающие на станции ходили по выброшенным аварией графитовым блокам и не могли осознать, что уже нет реактора, что уже все вылетело из него... А они — нет, будем воду подавать, будем его охлаждать... Какая вода, что охлаждаем? Все давно вылетело...
Кто сделал Чернобыльскую аварию? Можно сказать, операторы (оперативный журнал, который должен был оправдать их действия, они утаили), можно сказать, Дятлов, который, подчинив своей воле оперативный персонал, хотел подчинить своей воле также и реактор. Там много было, чего нельзя делать, и что нужно было делать, но было не сделано. Но по большому счету нельзя было проводить эксперимент, и тогда бы ничего не было. А уж если начали проводить, но вышли из программы испытаний, то следовало заглушить реактор, и его мощность, это зафиксировано приборами, действительно опустилась до нуля, т.е. реактор был заглушен, но Дятлову всё равно хотелось мощность поднять. В конечном счёте, это удалось: мощность поднялась на запроектный уровень раз в сто. А то, что программа испытаний была неправильной — это сто-процентно, и это легко показать, отталкиваясь от легенды испытаний выбега.
