Симулирование воздействия полного отключения электроснабжения на отдельном энергоблоке Чернобыльской станции казалось обманчиво простым делом, и многие в зале управления ошибочно считали испытания по выбегу турбогенератора вопросом в основном по части электриков. Роль реактора считалась побочной. Программа испытаний в точности повторяла проведенную в 1984 году проверку на энергоблоке № 3, и хотя она не дала желаемого результата и не обеспечила работу циркуляционных насосов, все же закончилась без происшествий. Николай Фомин, главный инженер, сам назначил те испытания без одобрения сверху и не видел причин в этот раз поступать иначе. Он не уведомил о своих планах ни Государственный комитет по надзору за безопасным ведением работ в атомной энергетике (Госатомэнергонадзор СССР), ни НИКИЭТ, ни специалистов Курчатовского института. Он даже не позаботился сказать это директору Брюханову.
Ободренный предыдущими испытаниями, Фомин внес два важных изменения: в этот раз к реактору должны были подсоединить все восемь главных циркуляционных насосов, что увеличивало объем воды, проходящий через первичный контур во время выбега. Также он распорядился установить специальное оборудование — электрический шкаф, подсоединенный к цепям панели управления на время испытаний, который по нажатию кнопки должен был имитировать сигнал максимальной проектной аварии и выдавать его в схему запуска дизель-генератора. Новая программа испытаний, вчерне составленная месяц назад руководителем группы инженеров-электриков из Донецка Геннадием Метленко и утвержденная Фоминым и [заместителем главного инженера по эксплуатации Анатолием] Дятловым в апреле, казалась простой и ясной.
Сначала операторы отключат подачу пара с реактора на турбину, и та начнет останавливаться. В тот же момент они нажмут кнопку проектной аварии. Это подаст системам безопасности реактора сигнал о потере электропитания и запустит аварийный дизель-генератор. Если все пойдет хорошо, электричество, вырабатываемое турбогенератором № 8 на выбеге, позволит питательным насосам продолжать работать, пока не подключится дизель-генератор. Техники рассчитывали, что эксперимент займет меньше минуты. Он начнется с команды Метленко, который будет фиксировать результат на осциллографе, и завершится, когда операторы произведут штатную остановку реактора, запустив систему АЗ-5 для полной экстренной остановки.
К 1.23 [старший инженер управления реактором] Леонид Топтунов за своим пультом успешно стабилизировал реактор на уровне 200 мегаватт. Дятлов, [начальник смены Александр] Акимов и Метленко стояли посередине комнаты, ожидая начала. Наверху на отметке +12.5 в похожей на грот трехэтажной насосной рядом с корпусом реактора в громовом грохоте всех восьми главных циркуляционных насосов, работавших одновременно, стоял на своем посту старший оператор насосов охлаждения Валерий Ходемчук. В нижней части активной зоны реактора вода под давлением поступала в питающие патрубки при температуре всего на несколько градусов ниже кипения. А прямо над ними 164 из 211 стержней управления были выдвинуты до верхней отметки.
Через несколько секунд Метленко отдал команду: «Включить осциллограф!» За пультом турбин старший оператор управления турбинами Игорь Кершенбаум закрыл клапаны выпуска пара. Шесть секунд спустя инженер нажал кнопку проектной аварии. Александр Акимов смотрел, как стрелка тахометра, измеряющего скорость вращения турбины № 8, упала и четыре главных циркуляционных насоса стали замедляться. В зале управления было спокойно и тихо: скоро все закончится. Внутри реактора охлаждающая вода, проходящая через топливные каналы, замедлилась и стала горячее. Глубоко в нижней части реактора увеличилась часть охладителя, превращающаяся в пар. Пар поглощал меньше нейтронов, и реактивность еще возросла, выделяя больше тепла. Еще большая часть воды превратилась в пар, поглощая еще меньше нейтронов и добавляя еще больше реактивности, больше тепла. Проявился положительный пустотный (паровой) эффект реактивности. Началась смертельная петля обратной связи.
Однако приборы на панели управления Леонида Топтунова не показывали ничего необычного. Еще 20 секунд все параметры реактора оставались в нормальных пределах. Акимов и Топтунов тихо разговаривали. Рядом, стоя за пультом насосов, Борис Столярчук был поглощен работой и ничего не слышал. Позади них заместитель главного инженера Дятлов хранил молчание и оставался непроницаемым. Турбогенератор № 8 замедлился до 2300 оборотов в минуту. Пора было заканчивать испытания.
«СИУР, остановить реактор! — ровным голосом сказал Акимов и махнул рукой. — АЗ-5!»
Акимов поднял прозрачную пластиковую крышку на пульте управления. Топтунов продавил пальцем бумагу опечатывания и нажал красную круглую кнопку под ней. Ровно через 36 секунд испытания закончились.
«Реактор остановлен!» — сказал Топтунов. Высоко над их головой в реакторном зале зажужжали электрические сервоприводы стержней. Светящиеся табло 211 сельсинных датчиков на стене показывали медленное опускание стержней в реактор. Один метр, два метра…
На одно крошечное мгновение, когда заполненные карбидом бора стержни вдвинулись в верхнюю часть реактора, общая реактивность упала, как и полагалось. Но затем графитовые концы стали вытеснять воду в нижней части активной зоны реактора, усиливая положительный паровой эффект реактивности, генерируя пар и большую реактивность. Локальная критичность сформировалась внизу реактора. Через две секунды цепная реакция стала усиливаться с неудержимой скоростью, распространяясь вверх и на периферию через активную зону.
В зале управления, где персонал уже был готов расслабиться, панель оповещения СИУРа неожиданно вспыхнула пугающей чередой тревожных сигналов. Красным мигали аварийные лампы «Аварийное увеличение нарастания мощности» и «Аварийная система защиты мощности». Сердито звенели электрические зуммеры. Топтунов выкрикнул предупреждение: «Всплеск мощности!»
«Отключить реактор!» — на этот раз Акимов уже кричал.
Стоя в 20 метрах от него, у турбинного пульта, [старший инженер управления реактором] Юрий Трегуб услышал то, что ему показалось звуком продолжающей замедляться турбины № 8: словно останавливалась мчавшаяся на полной скорости «Волга»: вуу-ву-ву-ву. Затем звук перерос в рев, и здание начало зловеще вибрировать. Трегуб подумал, что это побочный эффект испытаний. Но реактор разрушал сам себя. За три секунды тепловая мощность в 100 раз превысила максимум. В нижнем юго-восточном квадранте активной зоны несколько топливных каналов перегрелись, и гранулы топлива быстро дошли до точки плавления. Температура подбиралась к 3000 градусам, оболочка сборок из циркониевого сплава размягчилась, расползлась, а затем взорвалась, разбросав маленькие осколки металла и двуокись урана по соседним каналам, где они моментально превратили окружающую воду в пар. Затем разломились сами каналы. Стержни АЗ-5 оказались зажаты посередине. Все восемь аварийных клапанов сброса пара системы защиты реактора распахнулись, но механизмы не выдержали и развалились.
На мостовом кране на отметке +50, высоко над полом центрального зала, начальник смены реакторного цеха Валерий Перевозченко в изумлении наблюдал, как 80-килограммовые крышки топливных каналов на кругу «пятачка» начали подпрыгивать вверх-вниз, как игрушечные лодочки на ветру. На пульте управления Топтунова прозвучал тревожный сигнал «Повышение давления в пространстве реактора». Стены блочного щита управления начали медленно дрожать, сила вибрации нарастала.
Как это могло случиться?
Когда разрушились топливные каналы, циркуляция воды через активную зону полностью прекратилась. Обратные клапаны на огромных главных циркуляционных насосах закрылись, и вся оставшаяся в активной зоне без выхода вода мгновенно превратилась в пар. Погибающий реактор выдал нейтронный импульс, и тепловая мощность зашкалила более чем за 12 млрд ватт. Давление пара внутри запечатанного реактора нарастало экспоненциально — 8 атмосфер в секунду, приподняв «Елену», верхнюю биологическую защиту из бетона и стали весом в 2000 тонн, с основания и разорвав оставшиеся напорные трубы по сварным швам. Температура внутри реактора выросла до 4650 градусов — немногим меньше, чем на поверхности Солнца.
На стене зала управления № 4 сияли огни сельсинных датчиков. Стрелки замерли на отметке 3 м. В отчаянии Акимов перекинул тумблер, освобождающий из зажимов стержни АЗ-5, чтобы они упали в реактор под собственным весом. Но стрелки не сдвинулись. Было слишком поздно.
В 1.24 раздался исполинский рев, видимо вызванный внезапным воспламенением смеси водорода от пароциркониевой реакции внутри реактора и кислорода воздуха. Все здание вздрогнуло, когда реактор № 4 разорвал катастрофический взрыв, эквивалентный 60 тонн тротила. Ударная волна прокатилась по стенкам корпуса реактора, разорвала сотни труб водяного и парового контуров и, как монетку, подбросила вверх верхнюю биологическую защиту; она раздавила 350-тонную машину загрузки-разгрузки топлива, сорвала с рельсов верхний мостовой кран, разнесла верхние стены реакторного зала и выбила бетонную крышу, открыв взгляду ночное небо.
В этот момент активная зона реактора была полностью уничтожена. Почти 7 тонн уранового топлива вместе с обломками управляющих стержней, циркониевых каналов и графитных блоков были измельчены в пыль и взлетели высоко в атмосферу, сформировав смесь газов и аэрозолей, несущих радиоизотопы, включая йод-131, нептуний-239, цезий-137, стронций-90 и плутоний-239 — одни из самых опасных известных нам веществ. Еще от 25 до 30 тонн урана и высокорадиоактивного графита вылетели из активной зоны и рассыпались по блоку № 4, вызвав небольшие пожары в месте падения. При доступе воздуха 1300 тонн раскаленных графитных обломков, которые оставались в ядре, моментально вспыхнули.
На своем рабочем месте на отметке +12.5, в нескольких десятках метров от зала управления, Александр Ювченко разговаривал с коллегой, который зашел одолжить банку краски. Ювченко услышал глухой удар, пол задрожал под его ногами. Он почувствовал, как что‑то тяжелое — быть может, загрузочный кран — упало на пол реакторного зала. Затем он услышал взрыв и увидел, как толстые бетонные колонны и стены комнаты согнулись, словно резиновые, а взрывная волна, несущая облако пара и пыли, сорвала с петель дверь. Свет погас. Первым импульсом Ювченко было найти безопасное место и спрятаться. Вот и все, подумал он, война с американцами началась.
Издательство
«Альпина нон-фикшн», перевод Андрея Бугайского, научный редактор Сергей Воронин
