26 квітня 1986 (субота 1 год 24 хв) - На 4-му енергоблоці Чорнобильської АЕС відбулося два вибухи. Катастрофа сталася у зв’язку з експериментом, який проводився з 25 квітня. Суть його полягала в тому, аби експериментально перевірити, скільки електроенергії видасть турбогенератор у режимі холостого ходу. Вибухи спричинили до руйнування реактора на будівлі 4-го блока і викиду великої кількості радіоактивних речовин у довкілля. Потоки високоактивної лави з розплавленого палива й графіту проникли у приміщення нижньої частини реактора. Із 192 т палива, що знаходилося в реакторі 4-го блоку, близько 4% було викинуто у повітря протягом 10 днів. В основному це були радіоактивний йод, стронцій, плутоній та деякі інші ізотопи. З урахуванням розпаду сумарний випад радіоактивних речовин становив 50 мільйонів кюрі. Гарячий струмінь від реактора піднявся на висоту понад кілометр, впавши пізніше на кількасот метрів. Хмара, що виникла над ЧАЕС, під дією вітру пізніше посунулася на північ, накривши собою українське Полісся, деякі регіони Білорусії і Росії. Незабаром після катастрофи радіоактивні викиди були виявлені на території Швеції та Фінляндії, а згодом – у Польщі, Німеччині, Франції. Всього в Україні забруднено територію площею понад 50 тис. кв. км. у 74 районах 12 областей. На цій площі розташовані 2294 населених пункти. У цілому в Україні потерпілих від Чорнобильської катастрофи налічується понад 3,2 млн. осіб, серед них близько мільйона дітей.

26 квітня 1986 (субота 1 година 30 хвилин) - На місце катастрофи на Чорнобильській АЕС прибули підрозділи пожежної охорони ЧАЕС і міста Прип’яті під командуванням лейтенантів В.Кибенка і В.Правика. Вони почали боротьбу з вогнем, що спалахнув на покрівлі, у приміщенні поблизу зруйнованого реактора. Це дозволило запобігти розповсюдженню пожежі у бік 3-го енергоблоку. Незабаром прибули пожежні з Чорнобиля, Києва та інших районів, командування якими очолив майор Л.Телятників. Фактично всі, хто першими включився в боротьбу з пожежею, дістали небезпечні для життя дози опромінення.

26 квітня 1986 (субота До 8 год ранку) - Пожежа на Чорнобильській АЕС локалізована. Під час аварії на станції знаходилось близько 200 осіб обслуговуючого персоналу. Дев’ять з них отримали опіки різного ступеня, один помер у лікарні, три - у тяжкому стані. Всього в лікарню доставлено для обслідування 108 осіб, у тому числі 20 працівників пожежної охорони. В ніч на 27 квітня 26 осіб спецрейсовим літаком відправлено у Москву.

26 квітня 1986 (субота 9 год 30 хв) - Довідка про вибух на 4-му енергоблоці ЧАЕС була передана в ЦК Компартії України.

26 квітня 1986 (субота 13 год15 хв) - Інформація про аварію на ЧАЕС за підписом першого секретаря ЦК Компартії України В.Щербицького була направлена в ЦК КПРС.

27 квітня 1986 (неділя) - У зв’язку з аварійною обстановкою робота на ЧАЕС була зупинена. Для ліквідації наслідків аварії і забезпечення охорони громадського порядку були задіяні сили і засоби МВС, КДБ, цивільної оборони, Радянської армії та ін. На випадок евакуації жителів м. Прип’яті (51 тис. осіб.) були виділені 1390 автобусів з Києва і Київської області. Крім того створено резерв з 195 автобусів. Готувалися ще 3 потяги і 2 річкових судна.

27 квітня 1986 (неділя) - О 14 год., згідно рішення урядової комісії, розпочалася евакуація 44460 мешканців Прип’яті. Вона пройшла організовано і до 18 годин була закінчена.

27 квітня 1986 (неділя) - Опубліковано повідомлення ТАРС “Дипломи якості”. Президія ВЦРПС і Держстандарт за участю міністерств і галузевих профспілок визначили переможців змагання за досягнення найкращих результатів у випуску продукції вищої категорії і якості. За підсумками роботи за 1985 рік спеціальними дипломами нагороджено 209 об’єднань і комбінатів, заводів і фабрик, в тому числі в УРСР – 53.

28 квітня 1986 (понеділок) - РАТАУ передало поширене з Москви повідомлення ТАРС “Від Ради міністрів СРСР”. У ньому повідомлялося, що на Чорнобильській АЕС сталася аварія, пошкоджено один із реакторів.

29 квітня 1986 (вівторок) - РАТАУ передало друге, більш розгорнуте повідомлення союзного уряду. Йшлося вже про витік радіоактивних речовин, перші жертви, евакуацію жителів Прип’яті, сусідніх населених пунктів.

29 квітня 1986 (вівторок) - Часопис “ Радянська Україна ” на 3 сторінці помістив інформацію Ради міністрів СРСР про аварію на Чорнобильській атомній електростанції. Повідомлялось, що пошкоджений один з атомних реакторів; вживаються заходи для ліквідації наслідків аварії; потерпілим подається допомога. Створено урядову комісію.

30 квітня 1986 (середа) - Опубліковано повідомлення Ради міністрів СРСР про роботу урядової комісії під керівництвом заступника голови Ради міністрів СРСР Б.Щербини на Чорнобильській АЕС. Повідомлялось, що аварія сталася в одному з приміщень 4-го енергоблоку і призвела до руйнування частини будівельних конструкцій будинку реактора, його пошкодження і деякого витоку радіоактивних речовин. Три інших енергоблоки зупинено, справні і перебувають в експлуатаційному резерві. При аварії загинуло дві особи. Вжито першочергових заходів щодо ліквідації наслідків аварії. Наголошувалось, що на даний час радіаційна обстановка на електростанції і прилеглій місцевості стабілізована, потерпілим подається необхідна медична допомога. Жителів селища АЕС і трьох сусідніх населених пунктів евакуйовано.

30 квітня 1986 (середа) - “ Правда ” опублікувала повідомлення Ради міністрів СРСР про аварію на Чорнобильській АЕС.

30 квітня 1986 (середа) - Москва. Міністерство закордонних справ СРСР відвідали багато послів зарубіжних країн у зв’язку з Чорнобильською аварією. Їх зустріч тривала до 2 год. 30 хв. 1 травня. МЗС СРСР рекомендувало союзним і республіканським міністерствам і відомствам, по лінії яких у СРСР знаходилися іноземні громадяни, проведення серед них роз’яснювальної роботи такого змісту: переконувати іноземців, що наслідки аварії не представляють небезпеки для їх здоров’я, а значить, для їх подальшого перебування в СРСР. Вказувалось на необхідності переконати їх, що нема підстав для дострокового виїзду з СРСР. Тим же іноземцям, які наполягають на від’їзді, перешкод не чинити.

Чернобыльская катастрофа постепенно забывается, хотя казалось, что самая грандиозная по своим масштабам и последствиям техногенная катастрофа в истории человечества — авария на Чернобыльской атомной электростанции навечно врежется в человеческую память.

В статье рассматривается техническая сторона этой огромной трагедии. Заранее говорю специалистам, что многое здесь дано в предельно упрощенном виде, местами даже в ущерб научной точности. Это сделано с тем, чтобы человеку даже очень далекому от физики, атомной энергетики стало понятно — что же все-таки и почему произошло в ночь с 25 на 26 апреля 1986 года.
Хотя эта катастрофа и не имеет прямого отношения к военной науке и истории, но именно «тупой и безграмотной, грубой и глупой» армии пришлось жизнями и здоровьем своих солдат и офицеров исправлять ошибки «интеллигентных гениев науки, сосредоточия всего лучшего, что есть в нашем обществе».
Именно высокообразованные и технически грамотные ученые-атомщики, все эти «Промстройкомплексы», «Атомстрои», Донтехэнерго", все маститые академики, дотора наук сумели устроить эту катастрофу, но не сумели ни организовать работы по ликвидации последствий, ни распорядиться всеми материальными ресурсами, предоставленными в их распоряжение.
Оказалось, что они просто не знают что надо теперь делать, не знают процессов происходящих в реакторе. Надо было видеть в те дни их трясущиеся руки, растерянные лица, жалкий лепет самооправданий.
Распоряжения и решения то принимались, то отменялись, но ничего не делалось. А на головы киевлян сыпалась радиоактивная пыль.
И только когда начальник химических войск министерства обороны взялся за работу и к месту трагедии стали стягиваться войска; когда начались хоть какие-то конкретные работы, эти «ученые» вздохнули с облегчением. Теперь можно снова с умным видом спорить о научных аспектах проблемы, давать интервью, критиковать ошибки военных, рассказывать сказки о своем научном предвидении.

Физические процессы, происходящие в ядерном реакторе

Атомная электростанция мало чем отличается от тепловой электростанции. Вся разница в том, что в тепловой электростанции пар для турбин, приводящих во вращение электрогенераторы получается за счет нагрева воды от сжигания угля, мазута, газа в топках паровых котлов, а на атомной электростанции пар получается в ядерном реакторе все из той же воды.
При распаде атомного ядра тяжелых элементов из него вылетает несколько нейтронов. Поглощение такого свободного нейтрона другим атомным ядром, вызывает возбуждение и распад этого ядра. При этом из него высвобождается также несколько нейтронов, которые в свою очередь… Начинается так называемая цепная ядерная реакция, сопровождаемая выделением тепловой энергии.
Внимание! Первый термин! Коэффициент размножения — К. Если на данной стадии процесса число образовавшихся свободных нейтронов равно числу нейтронов, которые вызвали деление ядер, то К=1 и каждую единицу времени выделяется одинаковое количество энергии, если же число образовавшихся свободных нейтронов больше числа нейтронов, которые вызвали деление ядер, то К>1 и в каждый следующий момент времени выделение энергии будет нарастать. А если число образовавшихся свободных нейтронов меньше числа нейтронов, которые вызвали деление ядер, то К<1 и в каждый следующий момент времени выделение энергии будет уменьшаться.
Задача персонала дежурной смены электростанции как раз и состоит в том, чтобы удерживать К примерно равным 1. Если K<1, то реакция будет затухать, количество вырабатываемого пара уменьшаться, пока реактор не остановится. Если К>1 и его не удается сделать равным 1, то произойдет то, что и произошло на Чернбыльской АЭС.
Кажется нетрудно придти к выводу, что реакция ядерного деления будет все время нарастать, т.к. один свободный нейтрон при расщеплении атомного ядра высвобождает 2-3 нейтрона и число свободных нейтронов должно все время возрастать.
Чтобы этого не происходило, между трубками, содержащими ядерное топливо помещают трубки, содержащие вещество, хорошо поглощающее нейтроны (кадмий или бор). Выдвигая из активной зоны реактора, или наоборот вводя в зону такие трубки можно с их помощью захватывать часть свободных нейтронов, регулируя таким образом их количество в активной зоне реактора и поддерживая коэффициент К близким к единице.
При делении ядер урана из их осколков образуются ядра более легких элементов. Среди них теллур-135, который превращается в йод-135, а йод быстро в свою очередь превращается в ксенон-135. Этот ксенон очень активно захватывает свободные нейтроны. Если реактор работает в стабильном режиме, то атомы ксенона-135 довольно быстро выгорают и на работу реактора не влияют. Однако при резком и быстром снижении по каким либо причинам мощности реактора ксенон выгорать не успевает и начинает накапливаться в реакторе, значительно уменьшая К, т.е. способствуя снижению мощности реактора. Нарастает явление так называемого (Внимание! Второй термин!) ксенонового отравления реактора. При этом, накопившийся в реакторе йод-135 еще активнее начинает превращаться в ксенон. Это явление называется (Внимание! Третий термин!) йодная яма.
В таких условиях реактор плохо отзывается на выдвижение управляющих стержней (трубок с бором или кадмием), т.к. нейтроны активно поглощаются ксеноном. Однако, в конце концов при достаточно значительном выдвижении управляющих стержней из активной зоны мощность реактора начинает расти, тепловыделение усиливается и ксенон начинает очень быстро выгорать. Он уже не захватывает свободные нейтроны и их количество стремительно увеличивается. Реактор дает резкий скачок мощности. Опускаемые в этот момент управляющие стержни не успевают достаточно быстро поглотить нейтроны. Реактор может выйти из под контроля оператора.
Инструкции требуют при определенном количестве ксенона в активной зоне не пытаться поднять мощность реактора, а опустив управляющие стержни, окончательно остановить реактор. Но на естественное удаление ксенона из активной зоны реактора уходит до нескольких суток. Все это время электроэнергия данным энергетическим блоком не вырабатывается.
Есть еще один термин — реактивность реактора, т.е. как реактор отзывается на действия оператора. Этот коэффициент определяется по формуле р=(К-1)/К. При р>0 идет разгон реактора, при р=0 реактор работает в стабильном режиме, при р< 0 идет затухание реактора.

Принципы устройства реактора

Ядерное топливо представляет собой таблетки черного цвета диаметром около 1 см. и высотой около 1.5 см. В них содержится 2 % двуокиси урана 235, и 98 % урана 238, 236, 239. Во всех случаях при любом количестве ядерного топлива ядерный взрыв развиться не может, т.к.для лавинообразной стремительной реакции деления, характерной для ядерного взрыва требуется концентрация урана 235 более 60%.
Двести таблеток ядерного топлива загружаются в трубку, изготовленную из металла цирконий. Длина этой трубки 3.5м. диаметр 1.35 см. Эта трубка называется (Внимание! Пятый термин!) ТВЭЛ- тепловыделяющий элемент.
36 ТВЭЛов собираются в кассету (другое название «сборка»).

Реактор марки РБМК-1000 (реактор большой мощности канальный электрической мощностью 1000 мегаватт) представляет собой цилиндр диаметом 11.8м.и высотой 7 метров, сложенный из графитовых блоков (размер каждого блока (25х25х60см.). Через каждый блок проходит сквозное отверстие- канал. Всего имеется 1872 таких отверстий — каналов в этом цилиндре. 1661 каналов предназначены для касет с ядерным топливом, а 211 для управляющих стержней содержащих поглотитель нейтронов (кадмий или боро).
Этот цилиндр окружен стенкой толщиной в 1 метр из таких же графитовых блоков, но не имеющих отверстий. Все это окружено стальным баком, заполненным водой. Вся эта конструкция лежит на металлической плите и накрыта сверху другой плитой (крышкой). Общий вес реактора 1850 тонн. Общая масса ядерного топлива в реакторе 190 тонн.
На рисунке слева сборка с ТВЭЛами в канале реактора, справа управляющий стержень в канале реактора.
Каждый реактор подает пар на две турбины. Каждая турбина имеет электрическую мощность 500 мегаватт. Тепловая же мощность реактора 3200 мегаватт.

Принцип работы реактора состоит в следующем:

Вода под давлением 70 атмосфер главными циркуляционными насосами
ГЦН подается по трубопроводам в нижнюю часть реактора откуда по каналам продавливается в верхнюю часть реактора, омывая сборки с ТВЭЛами.
В ТВЭлах под воздействием нейтронов идет цепная ядерная реакция с выделением большого количества тепла. Вода нагревается до температуры 248 градусов и вскипает. Смесь, состоящая из 14% пара и 86% воды поступает по трубопроводам в барабаны сепараторы, где происходит отделение пара от воды. Пар по трубопроводу подается в турбину.
Из турбины по трубопроводу пар, уже превратившийся в воду с температурой 165 градусов возвращается в барабан-сепаратор, где смешивается с горячей водой, поступившей из реактора, и охлаждает ее до 270 градусов. Эта вода по трубопроводу вновь поступает в насосы. Цикл замкнулся. По трубопроводу(6) извне в сепаратор может поступать дополнительная вода.
Главных циркуляционных насосов всего восемь. Шесть из них в работе, а два составляют резерв. Барабанов сепараторов всего четыре. Размеры каждого 2.6м.в диаметре, длиной 30 метров. Работают они одновременно.

Предпосылки к катастрофе

Реактор не только источник электроэнергии, но и ее потребитель. Пока из активной зоны реактора не будет выгружено ядерное топливо, через нее необходимо непрерывно прокачивать воду для того, чтобы не перегрелись ТВЭЛы.
Обычно часть электрической мощности турбин отбирается на собственные нужды реактора. Если реактор остановлен (замена топлива, профилактические работы, аварийная остановка), то электропитание реактора идет от соседних блоков, внешней электросети.
На крайний аварийный случай предусмотрено питание от резервных дизель-генераторов. Однако в самом лучшем случае они смогут начать выдавать электроэнергию не раньше, чем через одну-три минуты.
Возникает вопрос: чем питать насосы, пока дизель-генераторы не выйдут на режим? Необходимо было выяснить — сколько времени с момента отключения подачи пара на турбины, они, вращаясь по инерции, будут вырабатывать ток, достаточный для аварийного питания основных систем реактора. Первые испытания показали, что турбины не могут обеспечить электроэнергией основные системы в режиме вращения по инерции (режим выбега).
Специалисты «Донтехэнерго» предложили свою систему управления магнитным полем турбины, что обещало решить проблему энергопитания реактора при аварийном отключении подачи пара на турбину.
25 апреля предполагалось опробовать эту систему в работе, т.к. 4-й энергоблок в этот день все равно планировалось остановить для ремонтных работ.
Однако требовалось во-первых, что-то использовать в качестве балластной нагрузки для того, чтобы можно было производить замеры на выбегающей турбине. Во- вторых, было известно, что при падении тепловой мощности реактора до 700-1000 мегаватт сработает система аварийной остановки реактора (САОР), реактор будет остановлен и невозможно будет повторить эксперимент несколько раз, т.к. произойдет его ксеноновое отравление.
Было решено заблокировать систему САОР, а в качестве балластной нагрузки использовать резервные ГЦН.
(главный центральный насос)
Это были ПЕРВАЯ и ВТОРАЯ трагические ошибки, повлекшие за собой все остальное.
Во-первых совершенно незачем было блокировать САОР.
Во-вторых, использовать можно было в качестве балластной нагрузки что угодно, только не циркуляционные насосы.
Именно они связали между собой совершенно далекие друг от друга электротехнические процессы и процессы, происходящие в реакторе.

Хроника катастрофы

25 апреля 1986г. 1.00. Начато постепенное снижение мощности реактора.
13.05. Мощность реактора снижена с 3200 мегаватт до 1600. Остановлена турбина №7. Питание электросистем реактора переведено на турбину №8.
14.00. Заблокирована система аварийной остановки реактора САОР. В это время диспетчер «Киевэнерго» распорядился задержать остановку блока (конец недели, вторая половина дня, растет потребление энергии). Реактор работает на половинной мощности, а САОР так и не подключена вновь. Это грубая ошибка персонала, но на развитие событий она не повлияла.

23.10. Диспетчер снимает запрет. Персонал начинает снижать мощность реактора.
26 апреля 1986г. 0.28. Мощность реактора снизилась до уровня, когда систему управления движением управляющих стержней надо переводить с локальной на общую ( в обычном режиме группы стержней можно перемещать независимо друг от друга — так удобнее, а при низкой мощности все стержни должны управляться с одного места и двигаться одновременно).
Этого сделано не было. Это была ТРЕТЬЯ трагическая ошибка. Одновременно оператор допускает ЧЕТВЕРТУЮ трагическую ошибку. Он не выдает машине команду «держать мощность». В результате мощность реактора стремительно снижается до 30 мегаватт. Кипение в каналах резко снизилось, началось ксеноновое отравление реактора.
Персонал смены допускает ПЯТУЮ трагическую ошибку (я бы действиям смены в этот момент дал бы иную оценку. Это уже не ошибка, а преступление. Все инструкции предписывают в такой ситуации глушить реактор). Оператор выводит из активной зоны все управляющие стержни.

1.00. Мощность реактора удалось поднять до 200 мегават против предписанных программой испытаний 700-1000. Это было второе преступное действие смены. Из-за нарастающего ксенонового отравления реактора мощность поднять выше не удается.
1.03. Начался эксперимент. К шести работающим главным циркуляционным насосам подключается в качестве балластной нагрузки седьмой насос.
1.07. Подключается в качестве балластной нагрузки восьмой насос. На работу такого количества насосов система не расчитана. Начался кавитационный срыв ГЦН (им просто не хватает воды). Они высасывают воду из барабанов сепараторов и ее уровень в них опасно понижается. Огромный поток довольно холодной воды через реактор снизил парообразование до критического уровня. Стержни автоматического регулирования машина полностью вывела из активной зоны.
1.19. Вследствие опасно низкого уровня воды в барабанах сепараторах оператор увеличивает подачу в них питательной воды (конденсата). Одновременно персонал допускает ШЕСТУЮ трагическую ошибку ( я бы сказал — второе преступное деяние). Он блокирует системы остановки реактора по сигналам недостаточного уровня воды и давлению пара.

1.19.30 Уровень воды в барабанах сепараторах начал расти, но из-за снижения температуры воды, поступающей в активную зону реактора и ее большого количества, кипение там прекратилось.
Последние стержни автоматического регулирования покинули активную зону. Оператор допускает СЕДЬМУЮ трагическую ошибку. Он полностью выводит из активной зоны и последние стержни ручного управления, лишая себя тем самым возможности управлять процессами, происходящими в реакторе.
Дело в том, что высота реактора 7 метров и он хорошо отзывается на перемещение управляющих стержней, когда они перемещаются в средней части активной зоны, а по мере удаления их от центра управляемость ухудшается. Скорость перемещения стержней 40см. в сек.
1.21.50 Уровень воды в барабанах-сепараторах несколько превысил норму и оператор отключает часть насосов.
1.22.10 Уровень воды в барабанах сепараторах стабилизировался. В активную зону теперь поступает намного меньше воды, чем до этого момента. В активной зоне вновь начинается кипение.
1.22.30 Из-за неточности систем управления, не расчитанных на подобный режим работы оказалось, что подача воды в реактор составляет около 2/3 от потребного. В этот момент компьютер станции выдает распечатку параметров реактора с указанием на то, что запас реактивности опасно мал. Однако персонал просто проигнорировал эти данные ( это было третье преступное деяние в эти сутки). Инструкция предписывает в такой ситуации немедленно аварийным порядком глушить реактор.

1.22.45 Уровень воды в сепараторах стабилизировался, количество поступающей в реактор воды удалось привести в норму.
Тепловая мощность реактора медленно начала расти. Персонал предположил, что работу реактора удалось стабилизировать и было решено продолжить эксперимент.
Это была ВОСЬМАЯ трагическая ошибка. Ведь практическии все стержни управления находились в поднятом положении, запас реактивности был недопустимо мал, САОР отключена, системы автоматической остановки реактора по ненормальному давлению пара и уровню воды заблокированы.
1.23.04 Персонал блокирует систему аварийной остановки реактора, срабатывающую в случае прекращения подачи пара на вторую турбину, если до этого уже была выключена первая. Напомню, что турбина № 7 была выключена еще в 13.05 25.04 и сечас работала только турбина №8.
Это была ДЕВЯТАЯ трагическая ошибка. ( и четвертое преступное деяние в эти сутки). Инструкция запрещает отключать эту систему аварийной остановки реактора во всех случаях. Одновременно персонал перекрывает подачу пара на турбину №8. Это идет эксперимент по замеру электрических характеристик работы турбины в режиме выбега. Турбина начинает терять обороты, напряжение в сети снижается и ГЦН, питающиеся от этой турбины начинают снижать обороты.
Следствие установило, что если бы не была отключена система аварийной остановки реактора по сигналу прекращения подачи пара на последнюю турбину, то катастрофы не произошло бы. Автоматика бы заглушила реактор.
Но персонал предполагал повторить эксперимент несколько раз на различных параметрах управления магнитным полем генератора. Остановка реактора исключала такую возможность.