Чернобыль. История катастрофы

Хотя это случилось в Соединенных Штатах, в СССР новости про аварию на Три-Майл-Айленд подвергли цензуре – из опасений, что это очернит безупречную репутацию мирного атома[335]. Причины катастрофы объяснили недостатками капиталистической системы[336]. Академик Валерий Легасов, заместитель Александрова в Курчатовском институте, опубликовал статью, в которой настаивал, что авария в США не имеет никакого отношения к ядерной отрасли в СССР, поскольку советский персонал намного лучше подготовлен, а стандарты безопасности на советских АЭС выше, чем на американских[337]. Тем не менее частным образом советские физики начали анализировать вероятность схожих аварий на атомных электростанциях и переписывать руководства по ядерной безопасности[338]. Но ни Средмаш, ни НИКИЭТ не сделали попыток привести реакторы РБМК в соответствие с этими новыми правилами[339].

В январе 1986 года номер Soviet Life – глянцевого журнала на английском языке, выпускавшегося советским посольством в Соединенных Штатах, – в статье о чудесах ядерной энергетики рассказывал о Чернобыльской станции[340]. Читателям предлагали интервью с жителями города «рожденного атомом», цветные фотографии ЧАЭС и портреты улыбающихся работников. Легасов стал соавтором другой статьи, в которой он хвастался: «За тридцать лет, прошедших с запуска первой советской атомной электростанции, не было ни одного случая, когда персонал станции или окрестные жители оказались бы под серьезной угрозой; ни разу не случилось нарушения нормальной эксплуатации, которая вызвала бы заражение воды, воздуха или почвы[341]».

А Виталий Скляров, украинский министр энергетики и электрификации, в своем интервью заверял читателей, что шанс расплавления ядра реактора выпадает «один раз в 10 000 лет»[342].

5

Пятница, 25 апреля, 23:55, блочный щит управления № 4

В мертвенном свете люминесцентных ламп висел сигаретный дым[343]. Ночная смена только прибыла на блочный щит управления № 4, но нервное напряжение уже чувствовалось. Испытания турбогенератора, которые по плану должны были закончиться вечером этого дня, еще даже не начинались, и для заместителя главного инженера станции по эксплуатации Анатолия Дятлова шли уже вторые сутки без сна[344]. Он был измотан и выглядел несчастным[345].

Испытывать планировалось ключевую систему безопасности – защиту реактора № 4 в случае отключения внешнего электроснабжения. Полная потеря внешнего питания была предусмотрена конструкторами РБМК. Это был один из сценариев так называемой проектной аварии, при которой станция внезапно теряла электроснабжение и огромные насосы системы охлаждения, обеспечивавшие циркуляцию воды в ядре реактора, с рокотом останавливались[346]. На Чернобыльской станции имелись аварийные дизель-генераторы, но на их запуск и восстановление работы насосов требовалось от 40 секунд до трех минут[347]. И это был опасный промежуток – достаточный, чтобы активная зона реактора начала плавиться.

Поэтому конструкторы реактора предусмотрели так называемый выбег – использование инерции вращения турбогенераторов для электропитания насосов в эти критические секунды[348]. Выбег был важнейшим свойством защиты реактора № 4 и должен был пройти испытания до начала его эксплуатации в декабре 1983 года. Однако директор Брюханов распорядился перенести испытания, чтобы уложиться в график работ до конца года. И хотя с тех пор проводились проверки, все они окончились неудачно. К началу 1986 года испытания были просрочены уже на два года, но первая плановая остановка реактора на обслуживание давала возможность провести проверку в реальных рабочих условиях. В 14:00 в пятницу после доработки одного из огромных турбогенераторов блока – турбины № 8 –испытания можно было наконец начинать.

Однако вмешался диспетчер Киевских энергосетей. Предприятия Украины все еще лихорадочно пытались выполнить планы и получить премии до первомайских праздников, они нуждались в каждом киловатте электричества, который могла дать Чернобыльская АЭС[349]. Диспетчер сказал, что отключать 4-й блок, пока не спадет пиковая нагрузка, нельзя – по крайней мере до девяти часов вечера[350].

К полуночи пятницы бригада инженеров-электриков из Донецка, которая должна была следить за испытаниями, стала угрожать расторгнуть договор и вернуться в родной город, если проверка не начнется в ближайшее время[351]. Персонал блочного щита управления № 4, получивший указания по программе испытаний, завершил смену и готовился уйти домой. А физику из отдела ядерной безопасности, который должен был помогать оператору во время проверки, сказали, что эксперимент уже закончился. Он не пришел вовсе[352]. На пульт старшего инженера управления реактором заступил 25-летний Леонид Топтунов. Он работал в этой должности всего два месяца и теперь готовился впервые в жизни провести капризный реактор через отключение[353].

Заместитель главного инженера Дятлов был настроен продолжать запланированные испытания. Если не провести их в эту ночь, ждать придется еще год[354]. А Дятлов не любил ждать. В свои 55 лет он выглядел как аскетичный советский технарь: высокий, поджарый, с острыми скулами и редкими седыми волосами, зачесанными назад с высокого лба, с узкими сибирскими глазами, которые даже с фотографий, казалось, смотрели с угрозой[355]. Ветеран-физик, приехавший в Чернобыль с Дальнего Востока после 14 лет подготовки атомных субмарин, Дятлов был одним из трех старших руководителей на станции, имеющих опыт работы с ядерными установками[356]. Он отвечал за эксплуатацию 3-го и 4-го блоков, принимал на работу и обучал персонал.

Его отец каждую ночь зажигал бакены на Енисее вблизи красноярских колоний, а Дятлов в 14 лет убежал из дома. Выучился на электрика, работал, поступил в МИФИ. Закончив институт в 1959 году, был распределен в бастион советского военно-промышленного комплекса – судостроительную верфь имени Ленинского комсомола в Комсомольске-на-Амуре. Во главе секретной лаборатории № 23 Дятлов руководил коллективом, который устанавливал реакторы на атомные подлодки типов «Навага», «Ерш» и «Щука» («Янки» и «Виктор», как их называли в НАТО)[357].

Ко времени переезда в Чернобыль в 1973 году он принимал участие в сборке, испытаниях и запуске более 40 активных зон реакторов ВМ[358]. Эти маленькие морские реакторы, по принципу работы подобные ВВЭР, были ничем не похожи на огромные сооружения с графитным замедлением, которые строили в Чернобыле[359]. Но Дятлов, фанатичный специалист, с головой погрузился в изучение всего, что мог узнать о РБМК-1000. Он присутствовал на запуске каждого из четырех блоков в Чернобыле и сейчас работал по десять часов в сутки, шесть, а иногда и семь дней в неделю. Каждый день он пешком шел на работу от своего дома в Припяти – Дятлов считал, что ходьба отгоняет дурные мысли, – и бегал трусцой для поддержания формы. Его редко можно было застать в кабинете, днем и ночью он сновал по коридорам и лестницам станции, проверяя оборудование, выискивая протечки и необычные вибрации и присматривая за сотрудниками. Дятлов цеплялся ко всем мелочам и гордился своим знанием систем реактора – математики, физики, механики, термодинамики и электрики.

Но методы руководства, которые усвоил Дятлов во главе секретной военной лаборатории, плохо приживались на гражданской атомной электростанции[360]. Он не терпел прогульщиков и тех, кто не выполнял его указания до последней буквы. Даже старые коллеги, которых он привез на ЧАЭС из Комсомольска, считали, что работать с ним трудно[361]. Дятлов мог быть высокомерным и начальственным, пересыпать речь проклятиями и флотским жаргоном, бормоча под нос «чертов карась» в адрес неподготовленных техников[362]. Он требовал, чтобы обнаруженный недостаток был устранен немедленно, и таскал с собой блокнот, в который записывал фамилии тех, кто не соответствовал его требованиям[363].

Дятлов считал, что всегда прав, и держался своего мнения по техническим вопросам, даже если сверху указывали иное[364]. А долгий опыт работы на верфях и невыполнимые задачи по строительству, которые ставили ему в Чернобыле, приучили его к мысли, что категорические приказы начальства и серый потусторонний мир советской реальности не пересекаются между собой[365].

Отдавая себя работе днем, Дятлов вечером погружался в культуру; он любил поэзию и знал наизусть всего «Евгения Онегина»[366]. Вне службы мог быть вполне компанейским человеком, хотя близких друзей у него почти не было. Только спустя много времени стала известна его тайна: Дятлов пострадал при взрыве реактора в лаборатории № 23[367]. Он получил огромную дозу облучения – 100 бэр. Аварию, как всегда, засекретили. После этого один из двух маленьких сыновей Дятлова заболел лейкемией. Уверенности, что два эти события связаны между собой, не было. Но мальчику было девять лет, когда он умер, и Дятлов похоронил его в Комсомольске, у реки.

Специалистам, работавшим под началом Дятлова на Чернобыльской станции, могло не нравиться его обращение, но мало кто сомневался в его квалификации, а многие им восхищались[368]. Жадно впитывая знания, они считали, что о реакторах он знает все[369]. Подавляя иные мнения и создавая атмосферу собственной непогрешимости, Дятлов, как и все советское государство, требовал, чтобы подчиненные выполняли его распоряжения с покорностью роботов, что бы они там себе ни думали.

Однако одну особенность реактора, на котором они все работали, заместитель главного инженера все-таки признавал. Проводя долгие часы над техническими поправками и руководствами и несмотря на все свои познания в термодинамике и физике, Дятлов говорил, что в РБМК-1000 есть что-то непостижимое: ядерная загадка, которую даже он не мог полностью понять[370].

Блочный щит управления 4-го энергоблока был большой коробкой без окон, около 20 м в ширину и 10 м в глубину, с полом из полированного камня и низким подвесным потолком с утопленными люминесцентными светильниками и вентиляционными решетками. Обычно здесь находились всего четыре работника. В глубине помещения стоял стол начальника смены, откуда он мог наблюдать за тремя операторами, управляющими блоком. Они занимали места за тремя длинными серыми стальными пультами. Слева сидел старший инженер управления реактором, он же СИУР[371]. Справа – старший инженер управления турбиной. В центре, объединяя действия двух других, располагался старший инженер управления блоком. Он поддерживал подачу воды – сотни тысяч кубических метров, текущих в первичном контуре реактора: от насосов через реактор к барабанам-сепараторам пара, пар подавался наружу к турбинам и возвращался назад. Три пульта управления были усеяны сотнями переключателей, кнопок, ползунков, лампочек и сигнализаторов, необходимых для управления главными процессами получения электроэнергии из ядерного деления.

Перед столами стеной, от пола до потолка, стояли приборные панели, показывавшие состояние всех трех систем: подсвеченные циферблаты, телевизионные мониторы, перья самописцев, которые медленно вычерчивали данные на тянущихся лентах бумаги. За панелями и слева и справа от входа были скрыты километры уходящих в темноту проводов и стойки вычислительных машин с теплящимися лампами и щелкающими реле: сложная, но устаревшая технология, которая связывала пульты управления с реактором.

Леонид Топтунов, заступивший на пост старшего инженера управления реактором, стоял перед двумя огромными подсвеченными экранами, доходящими почти до потолка и показывающими рабочие условия внутри реактора № 4. Один показывал состояние каждого из 1659 заполненных ураном топливных каналов; другой состоял из 211 светящихся шкал, собранных в круг 3 м в поперечнике. Это были сельсинные датчики, они показывали положение стержней управления из карбида бора, которые могли выдвигаться из реактора или погружаться в него для регулирования цепной реакции. Под руками у Топтунова была панель переключателей, которыми он мог выбирать группы стержней, и рукоятка, которая опускала их в активную зону или извлекала из нее. Система внутриреакторного контроля показывала тепловую мощность реактора в мегаваттах. Здесь стоял начальник смены Александр Акимов, ответственный за проведение испытаний под руководством Дятлова. Акимов, опытный инженер управления реактором, был старшим оперативного состава на блочном щите[372]. Роль Дятлова была административной: при всем своем опыте ядерщика он не мог взяться за рычаги управления на пульте инженера, как руководитель авиакомпании не может зайти в кабину пилотов и повести самолет.

Акимов, с маленькими усиками, долговязый, в очках с толстыми стеклами, в свои 32 года лысеющий, был идейным коммунистом и одним из самых знающих техников на станции[373]. У него и его жены Любы было двое маленьких сыновей, и свой досуг он проводил, читая исторические биографии или охотясь на зайцев и уток на припятских болотах[374]. Акимов был умен, компетентен, нравился коллегам, но все считали, что начальство слишком легко им манипулирует[375].

Людей в помещении сегодня было много[376]. В дополнение к Топтунову и еще двум операторам на пультах турбины и насосов на своих постах остались работники предыдущей смены и другие инженеры, которые пришли посмотреть на испытания. В соседней комнате специалисты по турбинам из Донецка были наготове наблюдать остановку генератора № 8. Дятлов мерил шагами пол.

Наконец диспетчер сетей в Киеве дал разрешение, и смена приступила к долгому управляемому снижению мощности реактора. Сейчас его держали на отметке 720 мегаватт – немного выше минимального уровня, необходимого для проведения испытаний. Но Дятлов, возможно считая, что меньший уровень мощности будет безопаснее, настаивал, чтобы проверка прошла на мощности в 200 мегаватт[377]. Акимов, который держал в руках копию протокола испытаний, не соглашался – достаточно решительно, чтобы это было замечено стоящими рядом сотрудниками: даже сквозь гул турбин в машинном зале за стеной они слышали, как Дятлов и Акимов спорят[378]. Акимов знал, что при 200 мегаваттах реактор станет опасно нестабилен и управлять им будет еще сложнее, чем обычно. Согласно программе, они должны были пройти испытания на мощности не менее 700 мегаватт. Дятлов отвечал, что ему лучше знать. Акимов, уступив, неохотно согласился отдать приказ, и Топтунов начал дальше снижать мощность. Затем, в 00:28, молодой инженер совершил ошибку.

Когда Топтунов в полночь принял ответственность за реактор, автоматизированная система управления энергоблока была установлена на местный автоматический контроль, что позволяло ему управлять частями активной зоны по отдельности – но ее обычно отключали, когда реактор работал на малой мощности[379]. Топтунов начал переводить систему на полную автоматику – своего рода ядерный автопилот, который помог бы ему удерживать РБМК в ровном режиме, пока остальные готовятся начать испытания[380]. В конце он должен был выбрать уровень мощности, на котором ЭВМ будет поддерживать реактор в новом режиме. Но почему-то пропустил этот шаг. Реактор отреагировал с обычной четкостью: лишенная новых указаний ЭВМ выбрала последнюю данную ей установку: около ноля.

Топтунов с испугом смотрел, как начали сменяться светящиеся серые цифры на табло мощности: 500… 400… 300… 200… 100 мегаватт[381]. Управление реактором ускользало от него.

Прозвучал ряд тревожных предупреждений: «Ошибка измерительных цепей», «Включено аварийное повышение мощности». «Снижение потока воды». Акимов увидел, что происходит. «Держи мощность! Держи мощность!» – закричал он[382]. Но Топтунов не мог остановить снижение цифр на табло. За две минуты вырабатываемая мощность блока № 4 упала до 30 мегаватт – менее 1 % его теплового номинала. К 00:30 табло мощности показывало почти ноль. Тем не менее Топтунов еще почти четыре минуты не предпринимал никаких действий. Пока он ждал, в активной зоне начал накапливаться, подавляя оставшуюся реактивность, поглощающий нейтроны изотоп ксенон-135, продукт постепенного распада йода-135, одного из продуктов деления. Реактор отравлялся, попадая в «ксеноновую яму», как называли ее операторы. В этот момент, когда мощность реактора зависла на минимуме и ксенона накапливалось все больше, процедуры ядерной безопасности диктовали операторам совершенно четкий курс: прекратить испытания и немедленно заглушить реактор[383].

Но они этого не сделали.

Последующие показания о том, что именно случилось дальше, будут отличаться. Сам Дятлов будет утверждать, что, когда первый раз упала мощность, его не было на блочном щите управления, хотя он не всегда мог в точности вспомнить почему, и что он не давал никаких указаний операторам за пультом старшего инженера управления реактором в последовавшие критические минуты[384].

Остальные будут вспоминать совсем иное[385]. По словам Топтунова, Дятлов не только присутствовал при падении мощности, но и в ярости потребовал от него поднять больше стержней управления из реактора, чтобы увеличить мощность. Топтунов знал, что это поднимет реактивность, но оставит активную зону в опасно неуправляемом состоянии. И он отказался выполнять команду Дятлова.

«Я не стану повышать мощность!» – сказал он[386].

Но Дятлов пригрозил молодому оператору: если тот не будет выполнять приказы, он, заместитель главного инженера, просто найдет другого оператора, который сделает это. Начальник предыдущей смены Юрий Трегуб, который остался наблюдать испытания, имел необходимую квалификацию и был под рукой. И Топтунов знал, что такое нарушение субординации оборвет его карьеру на одном из самых престижных предприятий советской ядерной отрасли – и его комфортабельная жизнь в Припяти закончится, едва начавшись.

Тем временем реактор продолжал «отравляться» ксеноном-135, сваливаясь глубже и все безнадежнее в яму отрицательной реактивности. В конце концов, через шесть долгих минут после начала падения мощности, Топтунов, напуганный перспективой потерять работу, уступил требованиям Дятлова. Заместитель главного инженера, утирая пот со лба, отошел от пульта и вернулся на свое место посередине зала[387].

Но оживить отравленный реактор непросто. Сначала Топтунов подбирал подходящее число стержней для подъема. Стоя за ним, Трегуб видел, что молодой оператор поднимает их в неравной пропорции из третьего и четвертого квадрантов активной зоны. Мощность оставалась на уровне возле нуля. «Почему вытаскиваешь не поровну? – спросил опытный инженер. – Отсюда надо тянуть»[388]. И Трегуб начал подсказывать ему, какие стержни выбрать. Правой рукой Топтунов нажимал на кнопки пульта, левой тянул рычаг. Атмосфера в зале управления снова стала напряженной. Трегуб простоял за спиной Топтунова 20 минут, и вместе им удалось выжать из реактора мощность до 200 мегаватт. Поднять ее выше не удавалось. Ксеноновое отравление продолжало поглощать остаточные фотонейтроны и нейтроны спонтанного деления в активной зоне – и уже не оставалось стержней управления, которые можно было бы поднять. Больше сотни стержней уже были полностью выдвинуты.

К 1:00 Топтунов и Трегуб вернули реактор с грани случайного отключения[389]. Но, чтобы добиться этого, они подняли эквивалент 203 из 211 управляющих стержней из активной зоны реактора. Поднимать такое большое количество стержней без разрешения главного инженера станции запрещалось. Но инженеры знали, что система ЭВМ, следившая за количеством стержней в активной зоне – оперативным запасом реактивности, – не всегда точна, и так и остались в неведении касательно ее важности для безопасной работы реактора[390]. Они не подозревали, что одновременный возврат столь большого числа стержней в активную зону может запустить неуправляемую реакцию. В этот момент только осторожная стабилизация реактора, а затем медленное управляемое отключение могли предотвратить катастрофу.

Однако в этот момент запустились еще два подсоединенных к реактору гигантских главных циркуляционных насоса. Это соответствовало программе испытаний, но не предусматривалось для такого низкого уровня мощности. Добавив в ядро охлаждающей воды, насосы снова нарушили хрупкий баланс реактивности, давления воды и содержания пара внутри реактора. Управляя системой насосов со своего центрального пульта, 27-летний старший инженер управления блока Борис Столярчук пытался выправить уровень воды в барабанах-сепараторах, а насосы выходили на максимальную мощность, выбрасывая каждую секунду в реактор 15 кубометров охладителя под высоким давлением[391]. Поток воды поглощал растущее количество нейтронов в активной зоне, снижая реактивность, и автоматическая система управления компенсировала это, выдвинув еще больше стержней[392]. Несколько мгновений спустя вода циркулировала в контуре охлаждения настолько быстро, что входила в активную зону на грани закипания и превращалась в пар, делая реактор более подверженным эффекту положительной пустотной реактивности, если мощность хоть немного повысится[393].

Теперь пришло время отключения генератора. Некоторые операторы явно нервничали[394]. Однако Анатолий Дятлов ощущал исключительно спокойствие. Испытания будут продолжены несмотря на предупреждения, набранные мелким шрифтом в протоколе эксперимента, и на колебания его подчиненных. Десять человек теперь стояли наготове у столов и пультов, не сводя глаз с приборов[395]. Дятлов повернулся к Акимову.

«Чего вы ждете?» – спросил он[396]. Это было в 1:22.

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[397]. 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[398]. Николай Фомин, главный инженер, сам назначил те испытания без одобрения сверху и не видел причин в этот раз поступать иначе[399]. 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[400]. 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 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 Леонид Топтунов за своим пультом успешно стабилизировал реактор на уровне 200 мегаватт. Дятлов, Акимов и Метленко стояли посередине комнаты, ожидая начала[401]. 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[402]. 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[403].

Реактор был подобен пистолету со взведенным бойком. Оставалось кому-нибудь нажать курок. Через несколько секунд Метленко отдал команду.

«Включить осциллограф!»[404]

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[405]. Глубоко в нижней части реактора увеличилась часть охладителя, превращающаяся в пар. Пар поглощал меньше нейтронов, и реактивность еще возросла, выделяя больше тепла. Еще бóльшая 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.