На АЭС в качестве ядерного топлива используется преимущественно двуокись урана-238, обогащенная ураном-235. Цепная реакция ядерного распада, сопровождающаяся большим выделением энергии, в том числе и в виде тепла, может идти именно в ура не-235. Ядерное топливо находится в специальных тепловыделяющих элементах — ТВЭЛах, которые размещаются в рабочей зоне ядерного реактора. Самоподдерживающаяся реакция распада ядер урана в зоне реактора регулируется автоматически за счет введения или выведения стержней, поглощающих нейтроны, выделяющиеся в результате цепной реакции.
Тепло, выделяющееся в результате ядерных реакций распада, нагревает теплоносители первого контура, которые затем передают его во второй контур, где пар высокого давления вращает турбины и электрогенераторы.
В результате ядерной реакции распада в ТВЭЛах образуются и накапливаются продукты ядерного деления (ПЯД), около 100 радиоактивных изотопов, в том числе и трансурановые элементы, например, плутоний, который затем может быть использован в качестве зарядов для атомных и водородных бомб. Здесь следует отметить, что радиоактивные изотопы, образующиеся в ядерных реакторах, по своему составу не отличаются от тех, которые образуются при атомных взрывах. При этом короткоживущие изотопы (элементы) успевают распадаться, а долгоживущие — накапливаются. Отсюда понятно, что АЭС — технические объекты высокой степени сложности и опасности, требующие чрезвычайно высоких мер контроля за течением технологических процессов, качеством изготовления и эксплуатации узлов, устройств и процессов.
За все время эксплуатации АЭС в странах, где они построены и работают, произошло более 300 случаев аварий, различных по причинам возникновения, масштабам и последствиям, особенно связанным с выбросами радиоактивных веществ в окружающую среду, с облучением и гибелью людей, не только из состава технического персонала станций, но и населения ближайших и отдаленных районов.
Время от времени, согласно регламенту и условиям эксплуатации, ядерные реакторы заглушаются, для ремонта, смены деталей и ТВЭЛов. Практически на всех АЭС ведутся и научно-исследовательские работы по разработке новых, более совершенных систем оборудования, средств контроля.
Реактор 4-го блока Чернобыльской АЭС должен был переводиться в режим, предшествующий плановой остановке. Тем не менее, по ряду причин, отчасти связанных с выполнением научно-исследовательской программы, отчасти с желанием руководства АЭС досрочно завершить регламентные работы, были нарушены инструкции и режимы работы реактора. Таким образом одной из причин того, что случилось позднее, стал человеческий фактор.
26 апреля атомный реактор 4-го блока взорвался. Но это был не ядерный взрыв, а тепловой, в результате резкого повышения температуры в контурах реактора. Активная зона реактора была разрушена и поскольку в нем накопилось большое количество радиоактивных продуктов деления, выброс радиоактивных веществ за пределы блока оказался огромным — около 50 МКи (миллионов кюри), т. е. приблизительно 3,5 % общего количества радиоактивных веществ в реакторе на момент аварии. Сам блок реактора был также разрушен и фрагменты его конструкций вперемешку с кусками графита, обладающего высокой степенью радиоактивности, были разбросаны на значительной площади. Большое количество радиоактивной пыли, дыма от горевших конструкций поднимались вверх и разносились ветром, создавая угрозу радиоактивного заражения окрестностей. Практически, несмотря на экстренно принимаемые меры, радиоактивный выброс продолжался с 26 апреля по 5 мая. За это время атмосферные условия, постоянно меняясь, создавали возможность для распространения и движения радиоактивного облака по нескольким направлениям. Долевое распределение радиоактивных веществ, выброшенных при аварии из Чернобыльского реактора, составило: йод-131 — 20 %, цезий-137 — 13 %, цезий-134 — 10 %, барий-140 — 5,6 %, стронций-89 — 4 %, другие элементы — менее 4 %.
И хотя сам взрыв по мощности (в тротиловом эквиваленте) был сравнительно невелик, последствия радиоактивного заражения местности далеко превосходят таковые при взрывах первых атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки.
По определению ВОЗ, катастрофа — это явление (событие) природы или акции человека, представляющее угрозу для жизни людей конкретного региона и требующее помощи извне. В данном случае авария, приведшая к катастрофе, в ликвидации которой принимал участие не только весь Советский Союз, но и практически все страны мира, произошла по вине человека. Разумеется, не одного человека, но в этом случае у вины были и первые, и вторые, и третьи и т. д. роли.
Именно на долю человеческих ошибок приходится 45 % аварий на АЭС, 60 % авиакатастроф, 80 % катастроф на море, 90 % — на автомобильных трассах Из указанного количества аварийных ситуаций исключены те случаи, когда техника отказывает «сама по себе», без вмешательства человека или его ошибки. Но отказ техники, сделанной по проекту и руками человека, вовсе не исключает его опосредованной вины в том, что произошло. Так что реальное участие (доля вины) человеческого фактора во всех техногенных авариях и катастрофах значительно выше тех процентных соотношений, которые были приведены выше.
Непосредственно во время аварии на Чернобыльской АЭС погибли 32 человека. К сожалению, точных цифр о погибших затем в результате радиоактивного заражения и облучения не существует, отчасти потому, что некоторое время эти сведения скрывались, отчасти потому, что и ликвидаторы, получившие опасные и предельно допустимые дозы, и население, не знавшее о трагедии длительное время и остававшееся в зоне выпадения радиоактивных осадков, со временем мигрировало по стране, что естественно не давало возможности провести достаточно точный статистический анализ.
Однако точно известно, что в результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглось 23 % территории Белоруссии, с расположенными на ней 3668 населенными пунктами и 20 % населения.
Рис. 2. Зоны поражения радиацией при аварии на ЧАЭС
Вполне понятно, что судьба каждого, кто оказался вольным или невольным участником этой трагедии, не могла быть заранее «спланирована», так же, как не может быть полностью «спланирована» судьба каждого человека. Но при анализе подобных катастроф необходимо не только делать правильные, честные и объективные выводы, писать статьи, отчеты и давать рекомендации. Не менее важно все это — исполнять. Вряд ли можно предположить, что ответственные работники Чернобыльской АЭС и те, кто стоял над ними, не понимали всей степени риска, принимая решение об изменении режимов работы реактора. Наверняка знали, как и прекрасно знали инструкции и правила безопасности на таком ответственном, опасном режимном объекте.
И все же пошли на риск… Какие кодексы морали, чести, профессиональной честности, юрисдикции оценят то, что произошло, и то, что завтра может произойти по вине человека на других АЭС, на химических заводах, в ракетных воинских частях и везде, где ошибка (вольная или невольная) может привести к человеческим жертвам и разрушениям.
Трагедия атомохода «Курск» тоже явилась причиной для подобного рода размышлений. Взрыв торпеды мог и не произойти, если бы… где-то не была допущена роковая ошибка. Ошибка конкретного человека.
Итак, человеческий фактор. Попробуем более детально проанализировать его на модели Чернобыльской АЭС, выстраивая последовательно цепочку причинно-следственных связей.
Причиной, приведшей к аварии, было решение об изменении режимов работы реактора перед плановой его остановкой. Это, несомненно, человеческий фактор. Но и те, кто принимал решение, и те, кто непосредственно его исполнял, оказались в одном звене, в одном исполнительном блоке. Блок этот подчинялся в свою очередь тому, кто стоял над ним, поэтому вершина пирамиды уходит, вероятнее всего, в глубины Минсредмаша или еще выше и… теряется в коридорах власти, как это чаще всего и бывает. Тем не менее, вполне очевидно, что перед тем, как операторы на пультах управления реактором перевели в соответствующее положение соответствующие рукоятки и кнопки, конкретными людьми было принято конкретное ошибочное решение.
Схема 18
Последовательность событий в аварии на 4-м блоке Чернобыльской АЭС
Дальнейшие события в их примерной последовательности показаны на схеме 18. Но на схеме невозможно отразить реальные события и передать весь драматический накал того, что происходило на АЭС в первые минуты и часы после аварии. К самому блоку с разрушенным реактором подойти было невозможно, поскольку разбросанные вокруг фрагменты конструкций, ядерного топлива и графита являлись источником сильнейшей радиации. И, тем не менее пожарные подразделения, прибывшие к месту аварии, стали развертывать технику и приступили к тушению пожара, чтобы предотвратить дальнейшие еще более тяжелые последствия в случае возникновения аварийной ситуации на остальных блоках АЭС. Цена подвига этих людей чрезвычайно высока. Большинство из них, получив смертельную дозу радиации, погибло. Но ценой своей жизни они спасли жизни тысяч других, даже не подозревавших об этом, людей. Условия, в которых работали пожарные и первые ликвидаторы аварии, без сомнения являлись экстремальными и в плане высокой степени радиоактивности и в психологическом плане, поскольку все понимали цену каждой минуте.
