Для контроля количества энергии, которую производит ядерный реактор, используются стержни управления. В РБМК это длинные тонкие цилиндры, заполненные главным образом карбидом бора, поглощающим нейтроны и замедляющим реакцию. Концевые секции стержней выполнены из графита: когда стержень поднимется из активной зоны, они не дают охлаждающей воде (которая тоже способна поглощать нейтроны) попасть туда, где находилась борная секция, – это повышает влияние стержней на то, как протекает реакция. Каждый из чернобыльских реакторов имел по 211 стержней управления, которые по мере необходимости можно было опускать внутрь активной зоны, а также дополнительно по 24 укороченных «стержня-поглотителя». Поглотители обеспечивают равномерное распределение энергии по всей ширине активной зоны и перемещаются снизу вверх. Чем больше стержней в активной зоне и чем глубже они в нее погружены, тем ниже интенсивность реакции. И наоборот: меньше стержней – больше энергии. Стержни управления можно перемещать одновременно на заданную оператором глубину, а можно их разъединить и перемещать группами – в зависимости от ситуации[89]. По западным стандартам, скорость движения стержней в РБМК невероятно низкая: перемещение из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее занимает от 18 до 21 секунды, тогда как, например, канадскому CANDU на ту же операцию достаточно одной секунды[90].
Мало кто знает, что еще до известной катастрофы 1986 года на ЧАЭС уже случалась авария, которая привела к частичному расплавлению активной зоны первого энергоблока. Инцидент произошел 9 сентября 1982 года, несколько лет информацию о нем держали в тайне. Трудно добыть подробные и надежные сведения (особенно на английском), но, судя по всему, причиной аварии стало перекрытие клапана в канале теплоносителя, что привело к перегреву канала и частичному повреждению топливных сборок и графита. В секретном рапорте КГБ, датированном следующим после аварии днем, говорится: «В связи с проведением планового капитального ремонта 1 энергоблока Чернобыльской АЭС, который намечено завершить 13 сентября с.г., 9.9.82 г. проводился пробный пуск реактора. При подъеме его мощности до 20 процентов произошел разрыв одного из тысячи шестисот сорока технологических каналов, загруженных ТВС (тепловыделяющие сборки). При этом произошел обрыв штанги, на которой крепятся ТВС, а также частичное увлажнение графитовой кладки»[91]. В результате началось вымывание топлива и графита через трубы, и продукты распада попали в вентиляционную систему, что, в свою очередь, преградило путь теплоносителю и привело к частичному расплавлению активной зоны.
Операторы долго не могли понять, что происходит, и почти полчаса не обращали внимания на сигналы оповещения. В проведенном КГБ расследовании халатность персонала (сознательное перекрытие теплоносителя), похоже, не рассматривалась. Две независимые друг от друга комиссии, замерявшие уровень радиации в окрестностях станции, тоже пришли к разным выводам: межведомственная комиссия практически никакого загрязнения не выявила, в то время как группа биофизиков из Института ядерных исследований украинской Академии наук выявила уровни радиации, в сотни раз превышающие допустимые нормы[92]. Два авторитетных специалиста, которые позднее будут анализировать катастрофу 1986 года, в 1982 году тоже не согласились с официальной трактовкой событий. Дежурившие в тот день операторы отрицали возможные оплошности со своей стороны. «Как очевидец этой аварии и участник ликвидации ее последствий, могу добавить немногое: версия НИКИЭТа [Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники], обвинившего инженера цеха наладки ЧАЭС в полном закрытии подачи воды в канал, так и осталась версией, – пишет Николай Карпан, работавший в 1979–1986 годах заместителем главного инженера станции по науке. – И руководитель работ, и вся бригада операторов, занимавшаяся в тот день регулировкой поканальных расходов, от навязываемой им ошибки упорно отбивалась. В тот день они работали, как всегда, строго по инструкции, которая обязывала до начала работы ставить на регулятор ограничительную планку, механически препятствующую полному закрытию клапана подачи воды в канал»[93]. Скорее всего, инцидент произошел главным образом из-за конструктивного дефекта или – еще вероятнее – из-за производственного брака, но политики решили пойти путем наименьшего сопротивления и свалить вину на дежурного инженера. Объявить о единичной человеческой ошибке легче, чем признать дефект в конструкции твоих новеньких с иголочки ядерных реакторов, разработка и создание которых стоили уйму денег; к тому же они уже эксплуатируются на двух других станциях. Эту неофициальную версию поддерживал и заместитель главного инженера по науке: «Исследования показали, что причиной разрушения канальных труб из циркония оказалось остаточное внутреннее напряжение в… стенках. Завод по своей инициативе изменил технологию изготовления канальных труб, и результатом этого “технологического новшества” стала авария»[94].
Еще до инцидента 1982 года имела место еще одна серьезная авария с реактором РБМК – на Ленинградской АЭС, где в ноябре 1975 года произошло частичное расплавление энергоблока[95]. Подробную информацию о том происшествии разыскать еще сложнее, чем о Чернобыле-1982, но ему посвящена страница на сайте Виктора Дмитриева, русского инженера-ядерщика, работавшего во ВНИИ по эксплуатации атомных электростанций. У аварии на ЛАЭС есть заметные схожие черты с чернобыльской катастрофой 1986 года. Первый энергоблок перезапускали после плановых работ по обслуживанию, но, когда мощность достигла 800 МВт, из-за каких-то неполадок был отключен один из турбогенераторов. Чтобы поддержать реактор в стабильном состоянии, мощность снизили до 500 МВт, и после этого вечерняя смена передала управление ночной. В два часа ночи кто-то по ошибке отключил единственный работавший турбогенератор, и аварийная защита заглушила реактор. Началось отравление реактора (я подробнее остановлюсь на этом явлении ниже), и операторы встали перед выбором: или выводить реактор на полную мощность, или позволить ему остановиться полностью, – причем каждый из вариантов имел свои негативные последствия. В итоге решено было – как и десятилетие спустя в Чернобыле – выводить реактор на мощность. И в процессе этого столкнулись с теми же проблемами. «При подъеме мощности после останова, без воздействия оператора на изменение реактивности (без извлечения стержней), вдруг реактор самопроизвольно уменьшал период разгона, т. е. самопроизвольно разгонялся, другими словами, стремился взорваться, – описывал происходившее стажер с Чернобыльской АЭС В.И. Борец, случайно оказавшийся в той смене. – Дважды разгон реактора останавливала аварийная защита. [На самом деле защита срабатывала больше чем дважды – из-за избытка мощности и из-за скорости ее роста. – В. Дмитриев. ] Попытки оператора снизить скорость подъема мощности штатными средствами, погружая одновременно группу стержней ручного регулирования плюс четыре стержня автоматического регулятора, эффекта не давали, разгон мощности увеличивался. И только срабатывание аварийной защиты останавливало реактор». Прежде чем реактор был остановлен, он достиг 1720 МВт – то есть почти вдвое превысил проектную мощность[96].
Правительственная комиссия, которая расследовала инцидент, обнаружила серьезные конструктивные недочеты и в 1976 году рекомендовала снизить пустотный коэффициент реактивности, изменить конструкцию стержней управления и установить новые стержни в целях обеспечения оперативной защиты. Конструкцию стержней изменили, но ни один новый стержень так и не был установлен. В докладе, поданном