Чернобыль как это было - 2

    Здравствуйте. Вас беспокоит инструктор ведущих инженеров управления реактором (ВИУР, ранее СИУР) ЧАЭС. Решил послать вам текст моего письма, направленного на сайт chernobil.com.ru, в ответ на опубликованную у них статью Б.Горбачева с его версией причин аварии на ЧАЭС.
____________________________________________________________________________
   К сожалению, я только сейчас наткнулся на Ваш сайт и с досадой обнаружил на нем давно известную мне статью Б. Горбачева. Досада возникла из-за того, что его версия преподносится Вами как «реалистичная». Это далеко не так, но заметить это может только специалист. Для меня несостоятельность его версии очевидна. Приведу только самые грубые его ошибки.

Б.Г.: "Но из цитаты ясно видно, что особых причин нажимать кнопку АЗ-5 не было, так как не было отмечено ни одного аварийного процесса"

   Неправда. Причина была, и она указана в приведенной автором цитате: «В 1 ч 23 мин 04 сек. были закрыты СРК… Через некоторое время началось медленное повышение мощности». Обратите внимание – мощность растет, несмотря на работу АР (автоматический регулятор мощности) и одновременные усилия СИУРа, направленные на поддержание мощности неизменной. Это продолжается в течение 36 сек. В конце концов становится ясно, что остается только один выход – кратковременно нажать кнопку АЗ-5. Не для того, чтобы заглушить реактор, а для останова роста мощности. Дело в том, что защита АЗ-5 тогда действовала до снятия первопричины, в данном случае до прекращения нажатия кнопки АЗ-5. Одним из первых послеаварийных мероприятий стал ввод схемы запоминания сигнала АЗ-5 до полного останова реактора. Тогда этой схемы не существовало.

Б.Г.: "Но есть сведения, что кнопка АЗ-5 нажималась три раза [8]. Спрашивается, зачем нажимать её два или три раза, если уже с первого раза «стержни пошли вниз»?"


    Отвечаю. После первого нажатия кнопки АЗ-5 в течение 1-2 сек стержни пошли вниз, рост мощности прекратился и кнопка была отпущена, стержни остановились и тут начал работать в полную силу «концевой» эффект вытеснителей стержней. Мощность снова начала расти, причем значительно быстрее, чем до нажатия кнопки АЗ-5. С этого момента процессы начали проходить за время, измеряемое секундами и долями секунд. Практически одновременно в 1 час 23 мин 43 сек. (через 3 сек после первого нажатия кнопки АЗ-5) прошли сигналы АЗ-5 по фактам аварийного превышения мощности (АЗМ), аварийного уменьшения периода (АЗС) и повторного нажатия кнопки АЗ-5. Но было уже поздно, в 1 час 23 мин 49 сек. активной зоны не существовало.

Б.Г.: "Напомним, что после нажатия кнопки АЗ-5 в активную зону реактора должны были погрузиться все управляющие стержни. Из них 203 стержня от верхних концевиков… И как могли 20 стержней остаться в крайнем верхнем положении, если после нажатия кнопки АЗ-5 в активную зону реактора вводятся все(!) управляющие стержни? Это тоже явно ошибочные показания.."

   Никакой ошибки. Общее количество стержней СУЗ РБМК 211. По сигналу АЗ-5 в активную зону идут 175 стержней. Остаются на месте 24 укороченных стержня поглотителя (УСП) и 12 стержней АР. Отсюда разночтение в положении стержней.

Б.Г.: "Тогда, получается, что аварийный процесс начался не в 1 час 23 мин. 40 сек с нажатия кнопки АЗ-5, а несколько раньше. А это означает, что неуправляемая цепная реакция в реакторе 4-го блока началась до нажатия кнопки АЗ-5"

   Ни один, подчеркиваю – НИ ОДИН из приборов контроля за цепной реакцией деления, за уровнем мощности реактора и за десятками других параметров реактора не показывал никаких отклонений от допустимых уровней, вплоть до нажатия кнопки АЗ-5 в 1 час 23 мин. 40 сек. Я уж не говорю о взрыве ДО нажатия АЗ-5. Это неопровержимое доказательство неправоты автора.

Б.Г.: "Теперь, если взять наиболее правдоподобную величину реактивности 6b и вычесть из неё максимально возможные 2b, вносимые графитовыми наконечниками, то получится, что реактивность перед самым вводом стержней уже составляла 4b"

   А вот и ключевая фраза. Здесь автор излагает свою причину взрыва – исходное событие. На этой причине основывается вся его версия. И именно по этой фразе любой специалист поймет, что автор этого высказывания полный профан. Примерно аналогичную грубейшую ошибку допустил мой собеседник в одном из форумов (http://forum.ixbt.com/0015/045581-14.html). Цитирую его:

«"Реактор до самого последнего момента (нажатия АЗ-5) не выходил из под контроля, не было ни одного сигнала неисправности." А как же быть со свидетельствами очевидцев? “Оператор реактора Л. Топтунов закричал об аварийном увеличении мощности реактора. Акимов громко крикнул: “Глуши реактор!” и метнулся к пульту управления реактором. Вот эту вторую команду глушить уже слышали все. Было это, видимо, после первого взрыва….” Заметь, получается, что сначала возникла аварийная ситуация, а потом уже было принято решение глушить реактор. Это все вранье?
И еще вопрос: как можно было в тот момент остановить процесс, не нажимая АЗ-5?."
"То же самое происходило бы при ОЗР в 50 стержней."
"Ты действительно так считаешь? Ну не знаю, наверное я не понимаю чего-то фундаментального. Попробую еще раз на пальцах пояснить ход моих мыслей.
Договоримся исчислять реактивность системы в условных единицах (уе).
1. Допустим, условный порог реактивности, за которым реактор становится трудноуправляемым, равен 10 уе.
2. Допустим, при ОЗР 50 стержней реактивность равна 5 уе.
3. Допустим, при малом ОЗР реактивность достигла 9 уе.
4. Допустим, изменение расхода теплоносителя в том объеме, как это было в действительности, вносит изменение реактивности 1 уе.
При таких допущениях получается, что при ОЗР 50 стержней реактивность при изменении расхода будет лежать в пределах 4-6 уе, ничего особенного. А вот при малом ОЗР добавление даже небольшой реактивности 1 уе приведет к достижению этого порога неуправляемости реактора 10 уе. Где изъян в моих рассуждениях?»

А вот мой ответ:

   «А-аа! Понял. Ты путаешь понятия реактивность и оперативный запас
реактивности (ОЗР).
   Реактивность - это мера отклонения реактора от критического состояния. При реактивности равной 0 реактор критичен, идет самоподдерживающаяся цепная реакция, мощность постоянна. При реактивности >0 реактор надкритичен, мощность увеличивается.
   ОЗР – это суммарная положительная реактивность, которая может выделиться при извлечении всех стержней из зоны. Когда говорят, что ОЗР равен 50 стержням, то это значит, что при извлечении 50 стержней из зоны мы введем положительную реактивность равную примерно 5 бета (10 стержней "весят" около одной бета).
   Реактор при ЛЮБОМ ОЗР может обладать и отрицательной, и положительной и нулевой реактивностью. Поэтому твое предположение "Допустим, при ОЗР 50 стержней реактивность равна 5 уе" неверно – у реактора с постоянной мощностью при ОЗР хоть в 50, хоть в 0 стержней реактивность равна 0. Это физика такая – реактивность 0, значит мощность не растет и не падает. А ОЗР при этом может быть любой. Понятно? Не расстраивайся, даже такой популярный в Инете человек, как Борис Горбачев допустил точно такую же грубейшую ошибку. А ведь он "член Академии наук Украины", как его тут называли. Это одна из самых распространенных ошибок стажеров ВИУР.
   Другая твоя ошибка: реактор становится неуправляемым не при ОЗР менее (допустим) 10 у.е., а при мгновенном(!) вводе положительной реактивности более 1-ой бета. Это и называется разгоном на мгновенных нейтронах. Топтунов закричал об аварийном увеличении мощности, когда увидел реакцию аппарата на его кратковременное нажатие АЗ-5. Я бы тоже заорал, когда мощность после погружения всех стержней в зону на 1 метр вместо резкого снижения не менее резко подскочила»

И там же другой участник форума практически безошибочно описывает наиболее РЕАЛЬНУЮ картину развития аварии и причину ее возникновения.

   «Кажется я более-менее понял смысл ваших высказываний, и хочу попробовать описать технику развития аварии языком неспециалиста, но опираясь на ваше мнение и некоторые другие доступные факты. Поправьте меня, если я где-то ошибусь.
   К 26 апреля 1986 года среднее выгорание топлива в ТВЭЛах составляло более 50%, (читал, что большинство сборок работало еще с самой первой загрузки реактора) поэтому, для поддержания реактора на проектной мощности было необходимо относительно низкое количество управляющих стержней-поглотителей опущенных в активную зону. Возможно, по этой же причине (большое выгорание) оператор реактора при снижении мощности до величин, требуемых экспериментом "посадил" аппарат в йодную яму, что было эквивалентно введению 30ти стержней-поглотителей, затем, для поднятия мощности пришлось убрать из активной зоны почти все оставшиеся там поглотители, что было запрещено, но оперативно об этом узнать возможности не было. (Интересно, а что же показывали в это время сельсины, или они показывают положение только больших групп стержней, и количество стержней в активной зоне по ним определить невозможно? Хотя бы примерно.)    Мощность реактора поднялась до 200 МВТ(т), решено было начинать эксперимент по выбегу турбины, в процессе эксперимента реактор решили не останавливать, для возможности повтора (вот это очень зря, т.к. оператор реактора кнопку АЗ-5 додержал бы до упора), тем более, что проводились испытания на вибрацию, и ход этих различных испытаний мог помешать друг другу.
    Подключили резервные насосы (ГЦН), подающие воду в реактор вместе с основными, расход воды через реактор увеличился, что снизило парообразование и еще снизило мощность аппарата, оператор реактора вывел из активной зоны еще 7 стержней для поддержания мощности, затем закрыли задвижку турбогенератора, и снизили расход воды через реактор, что соответственно резко увеличило парообразование. Если увеличилось парообразование, то соответственно начала быстро расти мощность реактора, т.к. пар меньше чем вода поглощает свободные нейтроны.    Оператор реактора на несколько секунд нажал кнопку АЗ-5, которая вводит все стержни поглотители в реактор, но останавливает движение стержней при отпускании кнопки. Т.е. стержни были введены где-то на 1 метр. Стержни на концах снабжены вытеснителем, который имеет более низкую поглотительную способность чем вода. Если вспомнить, что до этого из активной зоны были выведены почти все стержни, то при массовом погружении в зону почти всех стержней на 1 метр, так называемый концевой эффект получился просто колоссальным.
   Начался неуправляемый рост мощности реактора, к тому же видимо с перекосом на нижнюю часть активной зоны, т.е. почти весь прирост мощности сконцентрировался внизу активной зоны реактора, температура и давление (от вскипевшей за мнгновения воды) там резко подскочили и опять же ещё увеличили тепловыделение в нижней части активной зоны, начались лопаться каналы, в которых находились тепловыделяющие сборки, а также началась пароциркониевая реакция разложения пара на водород и кислород, также давлением подбросило тяжелую крышку биозащиты реактора, что привело к разрыву всех технологических каналов, ТВЭЛы также полопались, топливо и радиоактивные отходы попали непосредственно в активную зону, затем произошел взрыв гремучего газа, который видимо был инициирован раскаленными остатками ТВЭЛов в нижней части реактора, видимо из-за строения реактора (канальность) взрыв получился направленный в основном вверх т.к. начинался снизу и усиливался проходя через всю активную зону снизу вверх (подобные взрывчики в миниатюре можно наблюдать у пиротехнических изделий, которые выдают фонтан искр).    Крышку биозащиты (схему Е) взрывом открыло, как выхлопные газы открывают крышку выхлопной трубы у тракторов, прожгло крышу ЦЗ, и столб пламени, кусков активной зоны, остатков топлива и отходов устремился в небо. Т.е. мне кажется, что сам взрыв был не очень большой мощности, но он получился направленным (как у кумулятивного заряда). Такая теория может объяснить слова Чечерова о том, что сами стены активной зоны не получили сильных повреждений, так и то, что взрывом не был разрушен весь энергоблок вместе с третьим. Вот такое у меня получилось мнение, поправьте, где считаете нужным»

С небольшими поправками и уточнениями именно данная версия должна быть на Вашем сайте как РЕАЛИСТИЧНАЯ.

С уважением. Фатахов Алексей. Инструктор ВИУР, Учебно-тренировочный центр ЧАЭС.