К.П. Чечеров
Немирный атом Чернобыля
Чечеров Константин Павлович — с.н.с. Ин-та общей и ядерной физики РНЦ "Курчатовский институт".
У каждого, кому довелось прикоснуться к чернобыльской аварии, свои впечатления, свои воспоминания, свои оценки. Сегодня, двадцать лет спустя, многие тогдашние предположения и оценки не подтвердились. А многие представления живут и по сей день.
М.С. Горбачев в одном из последних интервью (2 марта 2006 г.) говорил, что двадцать лет назад
"ученые выражали опасения, что если раскаленная масса ядерного топлива и графита прорвется и упадет в радиоактивную воду, то могут создаться условия уже для ядерного, а не теплового взрыва. Мы не паниковали. Вероятность такого взрыва была 5-10 %, но воду надо было срочно откачать, что и было сделано в начале мая. Таким образом, опасность взрыва, какой бы малой она ни являлась, была предотвращена. Кроме этой были и другие угрозы, которые необходимо было устранить со всей срочностью. Первой была опасность того, что раскаленная масса, прорвав дно реактора и упав в подвальные помещения, разрушит фундамент здания и придет в контакт с почвой, что приведет к заражению почвенных вод. Тогда по предложению правительственной комиссии, одобренному Политбюро, были вызваны шахтеры из Донбасса и из Тулы, которые прорыли длинный туннель, ведущий под реактор, и установили там бетонную плиту с системой трубоохлаждения размером 30x30 м и толщиной 2,5 м. Таким образом, в результате решения труднейшей инженерной задачи и мужества шахтеров, работавших в тяжелейших условиях высоких радиационных полей, поврежденный реактор был надежно изолирован от подземных вод".
Почему "раскаленная масса топлива и графита" должна "прорваться" и упасть в радиоактивную воду? Почему при этом должен произойти ядерный взрыв, чего не хватало, чтобы он не произошел раньше, до этого падения — ведь, если ядерное топливо есть и есть графит — замедлитель нейтронов, что могло бы препятствовать разгону реактора? Кто и как определил вероятность чудовищной перспективы — ведь не будет разгон ждать десять дней до спуска воды из бассейна-барботера?
Опасности реальные и мнимые
Сотрудники нашего Отделения исследовательских реакторов и технологий (ОИРТ) Института атомной энергии им. И.В. Курчатова (ИАЭ) узнали об аварии не из сообщений СМИ 30 апреля, а уже 26-го, когда были вызваны на работу для дезактивации автобусов и машин скорой помощи, доставивших первых пострадавших из аэропорта в Клиническую больницу № 6. Несмотря на то, что пострадавшие сотрудники станции и пожарные были переодеты, автотранспорт оказался радиационно загрязненным до такой степени, что на его дезактивацию потребовались многие недели. При обычной работе — до аварии — Отдел радиационного материаловедения ОИРТ производил примерно 80 % радиоактивных отходов института, и естественно, что дезактивация автомашин была поручена тем, кто этим занимался больше других. Сразу же из дома вызвали дозиметристов, и они были первыми, кто занялся в Москве дезактивацией, связанной с чернобыльской аварией. Они же были первыми (кроме руководства) в нашем институте, кто узнал о том, что на ЧАЭС произошла авария с большим числом пострадавших. О том, как была организована дезактивация, лучше могли бы рассказать наши замечательные дозиметристы Михаил Сергеевич Костяков, Владимир Иванович Кабанов, Владимир Юрьевич Иванов, Владимир Алексеевич Доценко. Но их уже с нами нет.
Сотрудникам института до чернобыльской аварии доводилось сталкиваться с аварийными ситуациями на экспериментальных стендах и установках, когда были пострадавшие. Но в тех случаях пострадавших можно было пересчитать по пальцам одной руки, и этих пальцев было в избытке. 26 апреля в 6-ю больницу привезли несколько десятков человек, и это воспринималось как чрезвычайно большая авария. Однако газеты и ТВ молчали, и это молчание казалось зловещим.
В США, Англии, Швеции СМИ сразу же опубликовали экспресс-информацию об аварии на ЧАЭС, о гибели тысяч(!) человек и о том, что нам надо делать с четвертым блоком. Потрясающе! Никто ничего не видел на месте, еще спутники не успели перестроить орбиты, а кому-то уже все известно и у кого-то уже готовы рекомендации. Как можно давать рекомендации, не исследовав объект? Или они там почему-то ожидали эти тысячи жертв? Впрочем, и без преувеличений авария была слишком большой, чтобы раздувать истерию: это было бы контрпродуктивно для всех.
В ОИРТ были составлены графики работ по дезактивации техники, и все сотрудники, можно сказать, беззаветно включились в круглосуточную работу. Помимо дезактивации техники, было принято решение, что все радиационно загрязненные вещи тех, кого привезли в 6-ю больницу, будут направляться к нам в ОИРТ, и уже мы будем их перепаковывать должным образом и отправлять на захоронение. Упаковывать радиационно загрязненную спецодежду, спецобувь — привычный элемент работы, но наличие большого количества радиационно загрязненной бытовой одежды, предметов личного туалета и других вещей (тем более женских) свидетельствовало о том, что авария вышла за пределы зоны строгого режима.
В апреле-мае, да и позже сотрудникам, не привлеченным к конкретным работам, получить от руководства института какую-либо информацию о том, что действительно известно о событиях на ЧАЭС, было практически невозможно. Это означало, что явной потребности "сплотить ряды", "стать плечом к плечу" перед непонятной угрозой не было. Однако, судя по опубликованным сегодня материалам, на уровне Правительственной комиссии ежедневно рассматривались "апокалиптические" варианты развития событий. Номинированный в 1980 г. на "Оскара" американский фильм "Китайский синдром", видимо, загипнотизировал наших главных ученых и членов Правительственной комиссии: ожидали, как писал Валерий Алексеевич Легасов, что "раскаленный кристалл активной зоны" проплавит 3 м металлоконструкций, почти 4 м железобетона и 32 м грунта. Евгений Иванович Игнатенко (заместитель начальника "Союзатомэнерго") допускал, что расплав дойдет до глубины 3 км!!! Вряд ли сценаристы "Китайского синдрома" догадывались о природе остаточного энерговыделения ядерного топлива, на что расходуется это тепло и как спадает со временем. Но, очевидно, те, кто принимал решения, тоже не знали это отчетливо и уж точно не знали, что из подаппаратного помещения штатная система локализации аварии имеет суммарное проходное сечение паросбросных труб ~10 м2, и расплаву не нужно проплавлять железобетонные перекрытия, опускаясь с этажа на этаж, если он может просто стекать вниз по трубам. Что и произошло, и было установлено при исследовании помещений штатной системы локализации аварии. Она, кстати, выдержала аварию, на которую не рассчитывалась. Расплав, действительно, попал в воду системы локализации аварии и застыл, охлажденный водой, ничего не взорвав, не проплавив, даже не подплавив бетон фундамента. При исследовании помещений бассейна-барботера было обнаружено, что во многих из них на высоте примерно 1,0–1,1 м от пола (это обычный уровень воды в бассейне-барботере) на металлоконструкциях оказались топливосодержащие пемзы плотностью ~0,14-0,18 т/м3. Из-за своей легкости пемзы всплывали на поверхность воды и имели возможность неспешно расплываться по помещениям. Мы обнаружили эти пемзы в помещениях бассейна-барботера на расстояниях до 30 м от блоков паросбросных труб, через которые сверху стекали топливосодержащие расплавы. Таким образом, стало ясно: "китайского синдрома" можно было не опасаться, а все работы по созданию охлаждаемой подфундаментной плиты были перестраховкой. Причем то, чего опасались (попадания расплава в воду бассейна-барботера, ради чего и искали способ спустить из него воду), произошло до спуска воды из барботера в пруд-охладитель (значит, этого можно было не делать). И, главное, не нужно было создавать охлаждаемую подфундаментную плиту.
Действуем наощупь
С освинцованным прибором в полиэтиленовом мешке добрался до Чернобыля. Мешок тяжелый, из рук выскальзывает. Тащу его по Чернобылю, а там у каждого дома лежат рулоны листового свинца всевозможной толщины — смешно: приехал в Тулу со своим самоваром, но переделать уже ничего было нельзя.
В конце мая прошла информация, будто удалось подключиться к штатной системе контроля реактора, к одному из датчиков температуры, и он якобы показал, что температура металлоконструкции, на которой выложена графитовая кладка реактора, около 48 °C. Если цел датчик, значит, он не испытал разрушительного перегрева и целы кабельные линии. Неужели реактор цел? Осмотр и видеосъемки с вертолета свидетельствовали: реактор разворочан невообразимо. Неужели это только сверху? Что же, ничего не плавилось, не горело?
Наконец, я со своим американским термометром полетел над блоком. Все, кто был тем летом в Чернобыле, помнят, какая стояла жара: каждый день градусов 35 по Цельсию. Поверхность здания нагрета солнцем — точно 35 °C. А в шахте реактора только 24 °C. Вертолет заходит с разных сторон, я пытаюсь нацелиться на шахту реактора как можно вертикальнее, чтобы заглянуть в нее поглубже, — все те же 24 °C. Я рассчитывал на другой результат. В то время, думаю, всем казалось естественным предположение, что в шахте реактора идет процесс плавления, и я сам, разглядывая вертолетные видеосъемки, сделанные другими, был уверен, что вижу просто булькающий расплав в глубине реактора! А тут 24 °C. Что делать? Может, ночью, когда здание остынет, на каком-то тепловом контрасте удастся нащупать более горячие точки?
Звоню в штаб Министерства обороны (в Чернобыле в то время было тринадцать штабов различных министерств и ведомств СССР и Украины), генерал-майор, командир вертолетчиков говорит: "Заходи, объясни, что нужно". Вхожу в здание штаба МО, а там часовой с автоматом смотрит на мой пропуск и говорит: "У вас нет шифра для прохода в штаб, да и пропуск уже просрочен". Ну, думаю, если сейчас начать писать заявки, собирать согласующие подписи, пройдет минимум дня два-три, но не будет же часовой стрелять в меня в коридоре, где десятки офицеров? И метнулся в коридор. Не стал стрелять! Я к генерал-майору. Да, говорит, можно лететь ночью, но ему должен дать разрешение генерал-лейтенант. Иду на второй этаж к генерал-лейтенанту. Да, говорит, могут наши летчики лететь ночью, но разрешение должен дать генерал-полковник. Иду на третий этаж, к генерал-полковнику. А тут еще один часовой с автоматом. Теперь, точно, расстреляют. На мое счастье выходит майор — адъютант генерал-полковника. Объяснились. Он пошел в кабинет начальника, потом зовет меня. Генерал-полковник подтвердил, что ночные полеты только с его разрешения. Разрешил. Позвонил генерал-лейтенанту. Генерал-лейтенант позвонил генерал-майору. С генерал-майором решили, когда лететь.
Теперь надо как-то выйти из штаба мимо часового с автоматом (это не по четвертому блоку бегать — там-то не стреляют!) Смотрю из-за угла: а мой часовой сменился. Это плюс. Жду, когда группа офицеров будет выходить на обед, я с ними, но и этот часовой заводит старую песню: "У вас нет шифра для прохода в штаб МО, да и пропуск уже просрочен, как вы сюда попали?" Думаю, Господи, ну, не будешь же ты стрелять по офицерам, идущим в сторону здания Правительственной комиссии! И бегом в кучу офицеров. Этот тоже стрелять не стал.
Цена видео
Чтобы не получить смертельную дозу, нужно было бегать. И мы бегали, не стесняясь, и интуитивно искали теневую защиту — рекорды по дозе никто устанавливать не хотел, поэтому спрашивали советов у сотрудников станции, старались изучать превентивно, по чертежам, геометрию энергоблока. Мы хотели найти топливо, где-то же оно должно быть!
Приехал в Чернобыль и Николай Николаевич Кузнецов со своими ребятами. Нужна наглядная достоверная информация о разрушенном блоке — надо снимать, у Правительственной комиссии информации явно не хватает, решения приходится принимать не на основании достоверных данных, а руководствуясь некими гипотезами.
В зоне уже установился порядок: надо оформлять пропуска, для этого — писать заявки, получать кучу подписей от начальства, делать фотографии и т. д. А без пропуска топливо не найти и видеосъемку не сделать. Летом 1986 г. в газетах писали, что в Чернобыле все решается мгновенно, без административных проволочек. Это было сильное преувеличение. Пошел Николай Николаевич в первый отдел (я за его широкой спиной). Там обед. Обед закончился, да фотографий нужных у нас не оказалось. Нет и необходимых подписей. Как подумаешь, сколько нужно обойти кабинетов, покажется, что авария в другом месте. И тут Николай Николаевич как гаркнул (на матерном диалекте, естественно — у нас же все свободно говорят на нем), через считанные минуты вопросы с пропусками были решены.
Н.Н. Кузнецов снимал разрушенный блок снаружи (и с вертолетов, и с земли, на промплощадке) и изнутри. Мне довелось работать с ним в качестве дозиметриста и осветителя в помещениях двигателей южных ГЦН (402/3) — с пола и с балкона из местного щита управления; на балконе был фон примерно 40 Р/ч, а по полу мы доходили до 1000 Р/ч, дальше не хотелось, так как съемка требует времени.
На заседании Правительственной комиссии прозвучали слова, что во время аварии были сорваны главные циркуляционные насосы, подразумевая, что сорван режим работы ГЦН, но кто-то понял буквально, будто сорваны со своих мест насосы. Оказалось, что, на самом деле, все ГЦНы — и с южной, и с северной стороны остались в штатном положении. Н.Н. Кузнецов все это отснял. Говорили также, что оператор четвертого блока В.П. Ходемчук, которого после аварии так и не нашли, остался, возможно, в помещении ГЦН. Я пытался высмотреть там хоть какие-нибудь признаки одежды человека — так ничего похожего и не разглядел.
Фантастические температуры
Еще во второй половине июня, почти через два месяца после аварии, была иллюзия (во всяком случае, я это слышал из уст Евгения Павловича Велихова), что в шахте реактора продолжается процесс плавления материалов активной зоны и вертолетной засыпки. Хотя никаких экспериментальных данных, прямо подтверждающих это предположение, не было. 19 июня специалистами Ухтомского вертолетного завода в развал реактора после нескольких неудачных попыток была, наконец, установлена "Игла" — восемнадцатиметровая труба с приборами Тульского конструкторского бюро приборостроения. Верхний предел измерения температуры был 1200 °C. Когда радостные, что удалось выполнить поставленную задачу, ребята принесли результаты измерений (на уровне 50 °C, 180 Р/ч), на всех этажах здания Правительственной комиссии была слышна реакция Евгения Павловича, смысл которой в литературном переводе с французского диалекта был примерно таков: в реакторе находится раскаленное ядерное топливо, идет процесс плавления конструкционных материалов, а вы, такие умудренные опытом своей предыдущей работы, наверное, спешите к ней вернуться.
Огорченные ребята сели переписывать справки, проявляя чудеса интерпретации собственных результатов, и 22-го справки были закончены. Но сильно их улучшить не удалось. Заключительный абзац в справке В.Х. Шкловера звучал так: "ориентировочно температуру термопары можно считать… порядка 60–80 °C". Учитывая, что температура воздуха была 35 °C, 60–80 °C — того же порядка, это немало, но до температуры плавления каких-либо конструкционных материалов реакторной установки все равно не дотягивали. Тем не менее, в Пояснительной записке к проекту саркофага было сказано, что "по результатам измерений "Иглой" радиационных полей внутри активной зоны были проведены оценки, показавшие, что в шахте реактора находится наибольшее количество топлива, оставшегося в энергоблоке, и оно составляет от 10 до 30 % полной загрузки топлива".
Когда нам удалось начать методичные исследования в центральном зале над шахтой реактора в 1989 г., оказалось, что "Игла" была установлена вовсе не в шахте реактора, а примерно в пяти метрах от нее, в пустом северном бассейне выдержки отработавшего топлива (к моменту аварии отработавшее топливо из активной зоны в него еще не начинали перегружать, и в нем не было ничего). В 1990 г. в северный бассейн выдержки удалось опустить шнур с накопителями и определить мощность дозы 36 Р/ч внутри и 75 Р/ч — выше пола центрального зала. Ребята в 1986 г. намеряли все правильно. В 1991 г. в этот бассейн выдержки была пробурена исследовательская скважина, и мы убедились воочию, что она пуста — нет в ней никакого топлива. Но объяснить, как по показаниям "Иглы" в пустом бассейне выдержки удалось определить 30 % топлива в шахте реактора, невозможно. Конечно, все предопределялось верой в заранее принятую модель. Теперь-то ясно, что в пустом бассейне выдержки температура не могла быть больше температуры воздуха, а это значит, что точность измерений с помощью использованной термопары была, как минимум, 25–45 °C.
Незнание истинного состояния реакторной установки и всего энергоблока после аварии, всеобщая неготовность к запроектной аварии на АЭС провоцировали появление страха взрывов, катаклизмов на всех уровнях. По опубликованным воспоминаниям А.Н. Семенова (замминистра Миниэнерго СССР по капстроительству), бетонирование саркофага не было начато по плану Правительственной комиссии из-за опасений Е.П. Велихова, "что если куски атомного топлива попадут в бетонную смесь и она затвердеет, это будет равносильно атомной бомбе, мощность которой будет зависеть от объема попавшего в бетон атомного топлива". А.П. Александров нашел убедившие Е.П. Велихова слова, и бетонирование все-таки было начато, однако с первых же операций по заливке бетона при сооружении саркофага можно было часто видеть, как бетон вскипает и начинает бить гейзерами. Мне казалось, что бетон перегревается горячими твэлами, которые мы все хотели обнаружить, хотя перед заливкой явным образом фрагментов ТВС
Потом уже мы узнали от специалистов с опытом укладки бетона — если лить бетон сверхнормативно, т. е. нарушать нормы укладки, он начинает перегреваться и кипеть. Игорь Аркадьевич Беляев (один из руководителей штаба) с гордостью пишет, что при возведении "Укрытия" непрерывно ставились рекорды заливки бетона (ведь главным требованием было скорейшее возведение). По официальным данным, в саркофаг уложено 440000 м3 бетона, 600 000 м3 щебня и столько же песка (т. е. всего 1 640 000 м3 материалов). Получился каскад парадоксов: если вливать бетон рекордными объемами, то все будет кипеть (и трескаться при застывании), следовательно, бетона нужно заливать меньше. Чтобы его расход был меньше, тело каскадной стены наполняли полыми металлическими параллелепипедами — это можно видеть и на фотоснимках, и на видео. И в самом деле 1640000 м3 — объем пирамиды с вершиной наверху венттрубы и основанием — промплощадкой (если бы эту пирамиду возводили в чистом поле). Не заметить такое сооружение невозможно. Но его и нет. Любому снабженцу, не помнящему не только интегральное исчисление, но и стереометрию, достаточно беглого взгляда, чтобы убедиться — десятикратная туфта. А так как на самом деле четвертый блок не залит бетоном доверху, да и всего-то бетона в него введено примерно 30000 м3, значит, решение забетонировать четвертый блок не было выполнено. И по сегодняшним оценкам результатов ликвидации последствий мы видим, что и не надо было вводить в саркофаг такого количества бетона, щебня и песка. Если за этим не стояла какая-то самостоятельная цель, какая-то сверхзадача.