25 апреля. 1 ч. 00 мин. Начато медленное снижение мощности реактора.

        13 ч. 05 мин. Мощность снижена до 1600 МВт. Остановлен турбогенератор № 7. Питание систем блока переведено на турбогенератор № 8.

        14 ч. 00 мин. В соответствии с программой отключена САОР. Однако вскоре диспетчер «Киевэнерго» потребовал задержать остановку блока: конец рабочей недели, вторая половина дня — потребление электроэнергии растет. Реактор продолжал работать на половинной мощности. И здесь в нарушение правил персонал не подключил САОР вновь. Об этом нарушении часто говорят, доказывая низкий уровень технологической дисциплины на станции. Но справедливости ради следует отметить, что оно не повлияло на ход событий.

        23 ч. 10 мин. Диспетчер снял свой запрет, и снижение мощности было продолжено.

        26 апреля. 0 ч. 28 мин. Мощность достигла уровня, при котором управление полагается переключить с локального на общее автоматическое регулирование. В этот момент молодой оператор, не обладавший опытом работы в таких режимах, допустил ошибку — не дал системе управления команду «держать мощность». В результате мощность резко упала до 30 МВт, из-за чего кипение в каналах ослабло и началось ксеноновое отравление активной зоны. По правилам эксплуатации в такой ситуации следует заглушить реактор. Но тогда не состоялись бы испытания. И персонал не только не остановил реакцию, но, напротив, попытался поднять ее мощность.

        1 ч. 00 мин. Мощность повышена лишь до 200 МВт вместо предписанных программой 700—1000 МВт. Из-за продолжающегося отравления увеличить ее больше не удавалось, хотя стержни автоматического регулирования были почти целиком выведены из активной зоны, а стержни ручного регулирования подняты оператором.

        1 ч. 03 мин. Началась непосредственная подготовка к эксперименту. В дополнение к шести основным циркуляционным насосам подключен первый из двух резервных. Их было решено запустить, чтобы после окончательной остановки «выбегающего» турбогенератора, питающего энергией четыре ГЦН, остальные два насоса вместе с двумя резервными (включенные в общую электросеть станции) продолжали надежно охлаждать активную зону.

        1 ч. 07 мин. Пущен второй резервный ГЦН, заработали восемь насосов вместо шести. Это увеличило поток воды через каналы настолько, что возникла опасность кавитационного срыва ГЦН, а главное — усилило охлаждение и еще больше снизило и без того слабое парообразование. Одновременно уровень воды в барабанах-сепараторах опустился до аварийной отметки. Работа блока стала крайне неустойчивой.

        Оказались затронутыми и ядерные процессы в реакторе. Дело в том, что коэффициент размножения нейтронов в РБМК зависит от соотношения объемов воды и пара в его каналах: чем больше доля пара, тем выше реактивность. Иначе говоря, паровой коэффициент реактивности РБМК (составная часть общего мощностного коэффициента реактивности) положителен, то есть возможна положительная обратная связь: если реакция усиливается, в каналах может образоваться больше пара, отчего коэффициент размножения нейтронов увеличится, реакция вновь усилится и т. д. Правда, пока процесс шел в противоположном направлении: пара становилось меньше, и реактивность падала, так что стержни автоматического регулирования еще приподнялись.

        До саморазгона оставались уже считанные минуты.

        1 ч. 19 мин. Поскольку уровень воды в барабанах-сепараторах был опасно низким, оператор увеличил подачу питательной воды (конденсата). Одновременно персонал заблокировал сигналы аварийной остановки реактора по недостаточному уровню воды и давлению пара. Такое отступление от регламента эксплуатации программой испытаний не предусматривалось.

        1 ч. 19 мин. 30 с. Уровень воды в сепараторах начал расти. Однако теперь из-за притока относительно холодной питательной воды в активную зону парообразование там практически прекратилось.

        Это приблизило опасность вплотную. При отсутствии пара в каналах РБМК цепная реакция становится очень чувствительной к тепловым возмущениям: ведь в этих условиях увеличение содержания пара в теплоносителе на 1% по массе вызывает прирост объема пара на 20%; это соотношение во много раз больше, чем при обычной доле пара в каналах (14%). Значит, создается ситуация, когда вклад положительного парового коэффициента реактивности в общий мощностной коэффициент может стать настолько большим, что начнется саморазгон.

        Между тем стержни автоматического регулирования, препятствуя снижению мощности, окончательно вышли из активной зоны, а так как и этого оказалось мало, оператор поднял выше и стержни ручного регулирования. Все это недопустимо снизило оперативный запас реактивности, то есть долю стержней, опущенных в зону.

        Когда конец стержня находится вблизи границы активной зоны (внизу или вверху), его окружает меньший объем топлива, а следовательно, его движение слабей влияет на цепную реакцию. Реактор хорошо откликается на перемещение стержней, лишь когда их концы близки к центру зоны. Значит, при полностью поднятых стержнях заглушить реакцию быстро не удастся: ведь высота активной зоны РБМК-1000 — 7 м, а скорость введения стержней — 40 см/с. Вот почему так важно оставлять в зоне достаточное количество полуопущенных стержней.

        1 ч. 19 мин. 58 с. Давление продолжало падать, и автоматически закрылось устройство, через которое излишки пара раньше стравливались в конденсатор. Это несколько замедлило падение давления, но не остановило его.

        Теперь счет пошел на секунды.

        1 ч. 21 мин. 50 с. Уровень воды в барабанах-сепараторах значительно повысился. Поскольку это было достигнуто за счет четырехкратного увеличения расхода питательной воды, оператор теперь резко сократил ее подачу.

        1 ч. 22 мин. 10 с. В контур стало поступать меньше недогретой воды, и кипение немного усилилось, а уровень в сепараторах стабилизировался. Разумеется, при этом несколько возросла реактивность ρ, но стержни автоматического регулирования, слегка опустившись, тут же скомпенсировали этот рост.

        1 ч. 22 мин. 30 с. Расход питательной воды снизился больше, чем требовалось, — до 2/3 нормального. Этого не удалось предотвратить из-за недостаточной точности системы управления, не рассчитанной на работу в таком нестандартном режиме. В этот момент станционная ЭВМ «Скала» распечатала параметры процессов в активной зоне и положения регулирующих стержней. Согласно распечатке оперативный запас реактивности был уже столь мал, что полагалось немедленно заглушить реактор. Однако персонал, занятый попытками стабилизировать блок, видимо, просто не успел изучить эти данные.

        1 ч. 22 мин. 45 с. Расход питательной воды и содержание пара в каналах наконец выровнялись, а давление начало медленно расти. Реактор, казалось, возвращался в стабильный режим, и было решено начать эксперимент.

        1 ч. 23 мин. 04 с. Перекрыта подача пара на турбогенератор № 8. При этом, опять же в нарушение программы и регламента, был заблокирован сигнал аварийной остановки реактора при отключении обеих турбин. Почему? Очевидно, персонал хотел в случае необходимости повторить испытания (если бы реактор заглушили, это бы не удалось).

        Трагическая эстафета причин и следствий вышла на финишную прямую.

        1 ч. 23 мин. 10 с. Четыре циркуляционных насоса, работающие от «выбегающего» генератора, начали сбавлять обороты. Поток воды уменьшился, охлаждение зоны делалось все слабее, а температура воды у входа в реактор поднималась.

        1 ч. 23 мин. 30 с. Кипение усилилось, количество пара в активной зоне возросло — и вот реактивность и мощность стали постепенно повышаться. Все три группы стержней автоматического регулирования пошли вниз, но не смогли стабилизировать реакцию; мощность продолжала медленно нарастать.

        1 ч. 23 мин. 40 с. Начальник смены дал команду нажать кнопку АЗ-5 — сигнал максимальной аварийной защиты, по которому в зону немедленно вводятся все стержни-поглотители.

        Это было последней попыткой предотвратить аварию, последним действием персонала до взрыва и — последней из множества причин, вызвавших этот взрыв.

        Дело в том, что на расстоянии 1,5 м под каждым стержнем подвешен «вытеснитель» — заполненный графитом 4,5-метровый алюминиевый цилиндр. Его назначение — сделать реакцию более чувствительной к движению конца стержня (когда поглощающий стержень, опускаясь, сменяет графитовый «вытеснитель», контраст оказывается больше, чем при появлении стержня на месте воды, также способной в определенной мере поглощать нейтроны). Однако при выборе размеров «вытеснителей» и подвески конструкторы не учли все побочные эффекты.

        У стержней, до предела поднятых вверх, нижние концы «вытеснителей» располагаются на 1,25 м выше нижней границы активной зоны. В этой самой нижней части каналов находилась вода, еще почти не содержащая пара. Когда по команде АЗ-5 все стержни двинулись вниз, их концы были еще далеко вверху, а концы «вытеснителей» уже дошли до низа активной зоны и вытеснили из каналов находившуюся там воду. Но с физической точки зрения это было эквивалентно резкому приросту объема пара — ведь для ядерной реакции безразлично, чем вытесняется вода из каналов — паром или графитом. И теперь уже ничто не могло удержать действия положительного парового коэффициента реактивности. Вся трагическая неожиданность явления состояла в том, что не была предусмотрена ситуация, когда практически все стержни из крайнего верхнего положения одновременно пойдут вниз.

        Произошел почти мгновенный скачок мощности и парообразования. Стержни остановились, пройдя лишь два-три метра. Оператор отключил удерживающие муфты, чтобы стержни упали под действием собственной тяжести. Но они уже не шевелились.

        1 ч. 23 мин. 43 с. Стал положительным общий мощностной коэффициент реактивности. Начался саморазгон. Мощность достигла 530 МВт и продолжала катастрофически расти: коэффициент размножения на мгновенных нейтронах превысил единицу. Сработали две системы автоматической защиты — по уровню мощности и по скорости ее роста, но это ничего не изменило, так как сигнал АЗ-5, который посылает каждая из них, уже был дан оператором.

        1 ч. 23 мин. 44 с. Мощность цепной реакции в 100 раз превысила номинальную. За доли секунды твэлы раскалились, частицы топлива, разорвав циркониевые оболочки, разлетелись и застряли в графите. Давление в каналах многократно возросло, и, вместо того чтобы втекать (снизу) в активную зону, вода начала вытекать из нее.

        Это и был момент первого взрыва.

        Реактор перестал существовать как управляемая система, Давление пара разрушило часть каналов и ведущие от них паропроводы над реактором. Давление упало, вода вновь потекла по контуру охлаждения, но теперь она поступала не только к твэлам, но и к графитовой кладке.

        Начались химические реакции воды и пара с нагретым графитом и цирконием, в ходе которых образуются горючие газы — водород и окись углерода, а также, возможно, реакции циркония с двуокисью урана и графитом, реакция ядерного топлива с водой. Из-за бурного выделения газов давление вновь подскочило. Накрывавшая зону металлическая плита массой более 1000 т приподнялась. Разрушились все каналы и оборвались уцелевшие трубопроводы над плитой.

        1 ч. 23 мин. 46 с. Воздух устремился в активную зону, и раздался новый взрыв, как считают, в результате образования смесей кислорода с водородом и окисью углерода. Разрушилось перекрытие реакторного зала, около четверти графита и часть топлива были выброшены наружу. В этот момент цепная реакция прекратилась. Горячие обломки упали на крышу машинного зала и в другие места, образовав более 30 очагов пожара.

        1 ч. 30 мин. По сигналу тревоги на место аварии выехали пожарные части из Припяти и Чернобыля. Началась вторая глава чернобыльской трагедии.

---

Полезная информация: