Часть 2.
Причины аварии. Неправильные действия персонала.
Произошедшее первое время списывали на неправильные действия персонала, которые довели реактор до критического уровня. Подробнее рассмотрим грубые нарушения дежурного персонала ЧАЭС 25 и 26 апреля 1986 г. Таких особо грубых нарушений - шесть.
Первое - снижение оперативного запаса реактивности, то есть уменьшение количества стержней поглотителей в активной зоне реактора ниже допустимой величины. На момент взрыва в активной зоне оставалось недопустимо мало стержней управления (всего 6-8 вместо положенного минимума в 30). Реактор стал практически неуправляем.
Второе - неожиданный провал мощности реактора, а затем работа аппарата при меньшем, чем было предусмотрено программой испытаний, уровне тепловой мощности. Работа на 30-200 МВт была запрещена негласно (а после аварии - официально), так как на этом уровне реактор максимально неустойчив из-за ксенона и физики РБМК.
Третье- подключение к реактору всех восьми главных циркуляционных насосов с превышением расходов по отдельным ГЦН, установленных регламентом. Это ошибка была заложена в самой программе испытаний.
Четвёртое - блокировка защиты реактора по сигналу отключения пара от двух турбогенераторов. Это было сделано, чтобы турбина могла свободно "выбегать". Защиту отключили, лишив реактор автоматической страховки
Пятое - блокировка системы защиты аппарата по уровню воды и давлению пара в барабане сепараторе. Те же цели - не мешать эксперименту. Реактор остался без защиты по критическим параметрам.
Шестое - отключение системы защиты, предусмотренной на случай возникновения максимальной проектной аварии, - системы аварийного охлаждения реактора. Самый грубый пункт. САОР отключили вручную, чтобы во время испытаний холодная вода случайно не пошла в реактор. Это оставило активную зону без аварийного охлаждения.
Александр Фёдорович Акимов - начальник смены станции. Самый главный оператор на блоке в ту ночь. Человек, который сидел за пультом и чьи руки непосредственно управляли реактором. Акимов видел, что ОЗР упал. Он знал, что работать с таким количеством стержней нельзя. Но он не остановил реактор самостоятельно (хотя по инструкции имел право и даже был обязан это сделать), а продолжил выполнять команды Дятлова. Как начальник смены, он нес полную ответственность за все, что происходит на блоке. Он допустил проведение испытаний в недопустимых условиях. Акимов был молодым, 33-ёх летним, опытным инженером. После взрыва, когда реактор разнесло, когда радиация зашкаливала, когда можно было бежать, Акимов остался на посту. Вместе со своими людьми он пошел в залитые водой и радиацией помещения, чтобы вручную крутить задвижки и подавать воду в реактор. Он пытался спасти станцию, понимая, что обречен. Он стал одним из тех, кто ценой своей жизни предотвратил еще более страшную катастрофу - тепловой взрыв под реактором. Акимов - трагическая фигура. Он виноват в том, что не ослушался плохого начальника, но его посмертное поведение - это чистый героизм. Его вина - исполнительская, а не инициаторская. Он умер от лучевой болезни 11 мая 1986 года.
Леонид Фёдорович Топтунов - старший инженер управления реактором Человек, который непосредственно сидел за пультом управления реактором. Ему было всего 25 лет. Топтунов был молодым специалистом. Он проработал на этой должности всего около полугода. Как и Акимов, он подчинялся Дятлову. Он мог просто не до конца понимать всей глубины опасности. В 01:23:40 именно Топтунов нажал кнопку аварийной защиты. Он сделал это, чтобы заглушить реактор (увидев рост мощности). Он выполнил правильное действие, но из-за недостатков реактора это действие привело к взрыву. Топтунов, как и Акимов, после взрыва не покинул пост. Он участвовал в аварийных действиях, получая смертельную дозу. В современной трактовке его считают не столько виновником, сколько жертвой обстоятельств. Он делал то, чему его учили, и то, что приказывал начальник. Умер от лучевой болезни 14 мая 1986 года, одним из первых среди операторов.
Анатолий Степанович Дятлов - заместитель главного инженера ЧАЭС. Самый старший из троих. Руководитель эксперимента. Именно он утвердил программу и отдавал ключевые приказы в ночь аварии. Дятлов не просто "исполнял", он был соавтором программы. Программа была технически безграмотной. В ней было заложено отключение защит и работа в опасных режимах. Он как инженер должен был понимать, что этого делать нельзя. Когда оперативный запас реактивности (количество стержней в зоне) упал ниже допустимого (до 6-8 при норме 30), Дятлов, находясь на БЩУ, не только не остановил эксперимент, но и приказал продолжать. Это прямое нарушение регламента. Дятлов был жестким, авторитарным руководителем. Он создал атмосферу, в которой подчиненные боялись перечить. Топтунов и Акимов видели, что мощность скачет, что показания странные, но остановить реактор без команды Дятлова не решились (хотя формально могли). Дятлов был убежден, что РБМК абсолютно безопасен. Это человек, который поставил выполнение плана выше безопасности. Его вина - в преступной самоуверенности и нарушении должностных инструкций. Приговорён к 10 годам колонии общего режима. Амнистирован через 4 года в связи с ухудшением здоровья из-за лучевой болезни. Умер 13 декабря 1995 г.
Все трое виноваты в том, что нарушили регламент и довели реактор до взрывоопасного состояния. Но они не виноваты в том, что реактор взорвался.
Утром 27 апреля 1986 г., на станцию прибыл Валерий Алексеевич Легасов - член правительственной комиссии по расследованию причин аварии, заместитель директора Института атомной энергии им. Курчатова. Он был блестящим химиком и физиком. Именно Легасов первым понял, что графит горит, и предложил сбрасывать с вертолетов смеси для тушения (песок, свинец, доломит). Он же участвовал в разработке планов захоронения реактора. Но главная его роль началась после аварии. Через 4 месяца после аварии, в августе 1986 года, советская делегация поехала в Вену на сессию Международного Агентства Атомной Энергетики (МАГАТЭ), чтобы отчитаться перед мировым сообществом. Он сделал сенсационный по тем временам доклад. Он впервые публично признал, что:
1) У реактора РБМК есть конструктивные недостатки (положительный паровой коэффициент).
2)Операторы допустили грубые ошибки, но реактор был спроектирован так, что эти ошибки стали фатальными.
3)Он показал схемы, графики, объяснил физику процесса.
После доклада Легасова МАГАТЭ выпустило свой первый отчет - INSAG-1 (1986). Он во многом повторял версию Легасова: там было сказано и про ошибки, и про конструкцию. До этого момента в СССР была негласная установка: "техника у нас самая лучшая, просто люди подвели". Легасов публично, перед всем миром, сказал: "Люди ошиблись, но и реактор был плохой. Нам нужно его дорабатывать". Министерство среднего машиностроения (атомщики) были недовольны его исследованиями. На него давили, его доклады замалчивали. Он видел, что к его рекомендациям по модернизации РБМК прислушиваются неохотно.
Спустя два года, 27 апреля 1988 года (аккурат накануне второй годовщины аварии), Валерий Легасов покончил с собой. В предсмертной записке он написал: "Я ухожу, потому что не могу больше ничего изменить". Он оставил аудиокассеты с воспоминаниями, где подробно рассказал о том, как принимались решения, кто давил, и какова истинная цена аварии. Эти записи были обнародованы позже.
В 1993 году МАГАТЭ выпустило новый, уточненный отчет - INSAG-7.
1) Акцент сместился с "вины операторов" на "опасные свойства реактора РБМК".
2) Было прямо сказано, что кнопка АЗ-5 в РБМК сама по себе могла вызвать взрыв из-за "концевого эффекта".
3) Операторов признали заложниками ситуации: они выполняли плохую программу на опасном реакторе.
Легасов - это символ совести инженера. Он мог бы промолчать и жить спокойно, но он сказал правду, заплатив за это карьерой и, в конечном счете, жизнью. Именно его мужество позволило миру узнать, что Чернобыль - это не просто ошибка персонала, а системный кризис.
Так в чём же виноват реактор?
Основная проблема заключалась в том, что реактор был физически нестабилен на низких мощностях.
1) Положительный паровой коэффициент реактивности. В РБМК вода служила и теплоносителем, и поглотителем нейтронов. При закипании воды образовывался пар, который поглощал нейтроны гораздо хуже. Это приводило к росту мощности, что вызывало еще большее парообразование - возникала саморазгоняющаяся цепная реакция.
2) "Концевой эффект" стержней СУЗ: Стержни управления, которые должны глушить реактор, имели графитовые наконечники ("вытеснители"). В момент нажатия кнопки АЗ-5 стержни пошли вниз, и в первые секунды в активную зону вошел именно графит. Вместо того чтобы остановить реакцию, он кратковременно её ускорил. Это называют "эффектом положительного останова"
Последствия аварии. Неправильные действия руководства СССР.
Первое сообщение об аварии на Чернобыльской АЭС появилось в советских СМИ 27 апреля, через 36 часов после катастрофы. Диктор припятской радиотрансляционной сети сообщил о сборе и временной эвакуации жителей города. В первые дни после аварии было эвакуировано население 10-километровой зоны, а в последующие дни -- и других населённых пунктов 30-километровой зоны. Запрещалось брать с собой вещи, детские игрушки, домашних животных. Многие были эвакуированы прямо в домашней одежде. Чтобы не вызывать панику сообщалось, что эвакуированные вернутся домой через три дня.
Хронология эвакуации (27 апреля 1986 года)
13:10 -- по местному радио передали объявление горисполкома.
14:00 -- к подъездам начали подавать автобусы. Колонны по 20 машин в сопровождении ГАИ уходили из города .
16:30 -- эвакуация завершилась. 50-тысячный город опустел за 2,5 часа
К середине мая 1986 года из 188 населённых пунктов в радиусе 30 км были отселены 116 тысяч человек
СССР пытался засекретить данные о последствиях аварии. Однако из-за того, что в конце апреля 1986 года в районе Чернобыля дул западный ветер, который разносил радиоактивные вещества на тысячи квадратных километров, скрыть ЧП было невозможно. На момент взрыва в реакторе четвертого энергоблока ЧАЭС находилось около 190 тонн ядерного топлива -- диоксида урана. Сегодня 95 процентов (около 180 тонн) его находится внутри саркофага. Но топливо занимает лишь незначительную часть реактора, который в основном заполнен графитом и изотопами. Большая их часть так и осталась в активной зоне -- при взрыве произошел выброс 30 процентов содержимого реактора. Те, что попали в окружающую среду, представляли главную опасность. В результате взрыва в атмосферу было выброшено 15 тонн испарившегося ядерного топлива. Радиоактивное облако накрыло Припять, а через несколько дней - Европу. Первой забила тревогу Швеция: 27 апреля в 22 часа датчики зарегистрировали превышение уровня радиации в несколько раз превышающий норму. "Сначала подумали, что фонит АЭС Форсмарк, неподалеку от Стокгольма" - рассказывает журналист газеты Göteborgs-Posten Стефан Бьярнефорс. - Но уже к 28 апреля стало ясно, что источник радиоактивных веществ находится где-то юго-восточнее Финляндии, а именно - в Союзе». Первое сообщение об аварии было зачитано в программе «Время» лишь спустя два с лишним дня после катастрофы -- в 21 час 28 апреля 1986 года. "
На Чернобыльской атомной электростанции произошел несчастный случай. Один из реакторов получил повреждение. Принимаются меры с целью устранения последствий инцидента. Пострадавшим оказана необходимая помощь. Создана правительственная комиссия для расследования происшедшего". 2 мая США выступили с предложением оказать СССР помощь в ликвидации последствий аварии, однако советское правительство предложение отклонило. За границами СССР о последствиях Чернобыля знали чуть больше. 5 мая газета International Herald Tribune опубликовала подробную карту распространения радиоактивных веществ. Глава советского государства Михаил Горбачев решился на официальное выступление перед взволнованными страной и миром лишь спустя полмесяца после катастрофы -- 14 мая 1986 года.
Стронций и плутоний выпали в стокилометровой зоне от станции, иод и цезий распространились на тысячи километров. 5 млн га. или 200 тысяч кв. км составила площадь радиоактивного загрязнения. После взрыва на ЧАЭС выпало в 400 раз больше радиоактивных осадков, чем от бомб, сброшенных США в 1945 году на Хиросиму и Нагасаки.
В атмосферу попало около 380 млн кюри радионуклидов -- это в сотни раз больше, чем при взрыве атомной бомбы в Хиросиме . Основные загрязнители:
Йод-131 (период полураспада 8 дней) -- вызвал всплеск рака щитовидной железы у детей .
Цезий-137 (30 лет) -- до сих пор присутствует в почве и продуктах .
Стронций-90 (29 лет) -- накапливается в костях .
Плутоний-239 (24 тысячи лет) -- останется в зоне отчуждения навсегда .
Наиболее пострадали от последствий аварии :
Белорусская ССР (Гомельская и Могилевская области);
Украинская ССР (Житомирская, Ровненская и Киевская области);
РСФСР (Брянская и Липецкая области).
В общей сложности в трех этих странах (тогда республиках СССР) воздействию радиации подверглись 8,4 миллиона человек. В Европе от воздействия чернобыльской радиации в той или иной степени пострадали (в порядке убывания):Австрия, Болгария, Венгрия, Италия, Норвегия, Польша, Румыния, Великобритания, Греция, Германия, Финляндия, Швеция, Югославия.
Уроки аварии
Многие эксперты говорят о том, что повторение Чернобыльской катастрофы сегодня невозможно, поскольку уроки аварии учтены и все ошибки исправлены.
1) МАГАТЭ ужесточило подход к аварийным системам на АЭС, которые должны быть понятными для персонала, но при этом их нельзя отключить самовольно. Теперь такие системы строятся на базе АСУ ТП с многоуровневой защитой;
2) В России законодательно запрещено скрывать информацию и сведения о происшествиях, угрожающих безопасности и здоровью граждан;
3) В МЧС России появилось подразделение, специализирующееся на ЧП с радиацией;
4) На всех АЭС и прилегающих к ним территориях действуют автоматические системы контроля излучения, не зависящие от человека; вся информация стекается в Ситуационный кризисный центр при Росатоме;
5) На смену РБМК (над которыми тоже была проделана большая работа в сфере безопасности) сегодня приходят многопетлевые канальные энергетические реакторы (МКЭР) и водо-водяные энергетические реакторы (ВВЭР), которые отвечают всем современным требованиям безопасности на атомных станциях.
Настоящее время. Важность автоматизации. Сравнение БЩУ и современных АСУ ТП.
Системы автоматизации играют очень важную роль в нынешнем мире. В настоящее время ни одно сооружение не обходится без автоматических систем управления, регулирования. Современные АСУ ТП позволяют значительно повысить точность регулирования определяющих экономичность режима работы параметров оборудования и качество ведения технологического процесса, что в
свою очередь увеличивает срок службы оборудования. После внедрения современных систем управления значительно расширяется круг решаемых задач, по сравнению с традиционной аппаратурой. Так появляется возможность расчета техникоэкономических показателей (ТЭП) работы оборудования в режиме «on-line». Другой важной опцией современного поколения АСУ ТП является анализ действия технологических защит, что позволяет повысить их надежность. Не следует так же забывать, что современные, более эргономичные средства предоставления информации о ходе технологического процесса позволяют значительно снизить ошибки оперативного персонала. Автоматика сводит вероятность возникновения аварийных ситуаций к нулю.
Блок щитового управления на ЧАЭС является местом, на котором размещены все элементы единой централизованной системы управления агрегатами энергоблока блочной тепловой или атомной электростанции. С БЩУ осуществляется непосредственное управление энергоблоком, на нём размещены рабочие места операторов блока. На БЩУ находятся приборы контроля, аварийной сигнализации и дистанционного управления, системы связи с рабочими местами и центральным щитом управления, управляющие компьютерные системы. Управление оборудованием и контроль за его работой производится с помощью вертикальных оперативных информационных панелей, мнемосхем и наклонных пультов управления оборудованием, часто расположенных по дуге. На БЩУ находятся электрические панели блока генератор-трансформатор, технологической защиты, регуляторов, питания, центральной сигнализации и другие. На пультах управления находятся ключи дистанционного управления задвижками и электромоторами, с помощью которых производится пуск, синхронизация с сетью, остановка и другие операции, обеспечивающие эксплуатацию блока как в нормальных, так и в аварийных ситуациях. Для непосредственного наблюдения за работой оборудования одна из стен БЩУ, оборудованная застеклёнными проёмами, может выходить непосредственно в машинный зал. Также для наблюдения за оборудованием используются видеокамеры, изображение с которых выводится на БЩУ.
Сравним БЩУ и современные АСУ ТП.
На БЩУ установлено множество тумблеров, стрелочных приборов, самописцев. Вся информация "разбросана" по всему залу управления на вертикальных панелях высотой 2-3 метра. Это затрудняет и замедляет управление сложными процессами на станциях. Количество персонала на одном БЩУ может достигать 5 человек. Чтобы оценить состояние реактора, оператору приходилось физически поворачиваться, ходить вдоль щитов и мысленно синтезировать данные с разных приборов. Количество персонала на одном БЩУ могло достигать 5 человек, и их эффективность напрямую зависела от человеческого фактора: усталости, стресса, дисциплины.
Современная АСУ ТП - это принципиально иная философия управления. Информация с тысяч датчиков (температура, давление, нейтронный поток, вибрация) стекается в мощные программируемые логические контроллеры (ПЛК), которые обрабатывают её в реальном времени. На рабочие места операторов выводятся не разрозненные стрелки, а мнемосхемы -- цветные графические изображения технологического процесса. Оператор видит всю важную информацию на нескольких мониторах, причём система сама выделяет цветом отклонения и предлагает оптимальные решения.
Ключевые отличия:
Скорость реакции. Человек замечает изменение показаний и принимает решение за секунды. Контроллеры АСУ ТП анализируют ситуацию и выдают команды за миллисекунды. В аварийной ситуации, где счет идет на доли секунды (как в Чернобыле, где мощность подскочила за 3 секунды), это критично.
Принцип «защиты от дурака» (Fail-safe). На БЩУ операторы могли физически отключить любую защиту простым тумблером (как они и сделали, отключив САОР и защиты по турбине). В современных АСУ ТП такое невозможно. Отключение ответственной защиты требует:
Многоуровневого подтверждения (пароль, ключ, второй оператор).
Автоматической регистрации действия в защищенном «черном ящике».
Во многих случаях система просто блокирует опасное действие, если оно нарушает регламент. Она не даст запустить реактор при малом количестве стержней.
Контроль десятков тысяч параметров. На БЩУ оператор физически не мог уследить за всеми приборами одновременно. Современная АСУ ТП мониторит до 15-20 тысяч параметров в секунду. Если какой-то датчик начинает «врать» или отклоняться от нормы, система мгновенно сигнализирует об этом, а не ждет, пока оператор заметит «застывшую стрелку».
Диагностика и прогнозирование. Старые самописцы просто чертили графики. Современные системы не только показывают текущие значения, но и прогнозируют их изменение (предиктивная аналитика). Например, если температура в каком-то канале растёт быстрее допустимого, система может автоматически снизить мощность или заглушить реактор ещё до того, как показатели станут аварийными.
Эргономика и снижение стресса. Вместо того чтобы бегать вдоль щитов, операторы современного блока сидят за эргономичными пультами. Вся информация представлена в понятном, унифицированном виде. Это снижает вероятность ошибки из-за усталости или человеческого фактора.
Все вышеперечисленное подчеркивает важность автоматических систем управления технологических процессов. В XXI веке ни одну инженерную отрасль невозможно представить без АСУ ТП. Новые технологии диктуют новые условия, создается потребность в рабочих кадрах - в следствие этого одной из ведущих специальностей энергетического направления является автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике.
Заключение.
В ходе работы мы изучили причины катастрофы, увидели, как сочетание человеческих ошибок и несовершенной конструкции привело к трагедии. Авария на ЧАЭС стала результатом рокового сочетания двух факторов: грубых нарушений правил эксплуатации (отключение защит, работа в запретной зоне) и опасных конструктивных особенностей реактора РБМК, которые сделали его уязвимым к таким нарушениям. Персонал допустил шесть критических ошибок, но реактор был спроектирован так, что простил бы их, если бы был безопасным. Мы сравнили пульт управления 1986 года с современными цифровыми системами и убедились: сегодня такие ошибки невозможны. Сегодня такую же мощность (4 млн кВт) может выдавать одна современная АЭС с тремя блоками ВВЭР-1200 или даже один блок с реактором на быстрых нейтронах (БН-800 с прибавкой). Но управляет этим не множество операторов, а АСУ ТП - автоматизированные системы, делающие 10 000 измерений в секунду. Автоматика не празднует рекорды. Она просто не допускает ошибок.
Исп.литература: Возняк, В.Я. Чернобыль: события и уроки : вопросы и ответы / В. Я. Возняк, А. П. Коваленко, С. Н. Троицкий. - М.: Политиздат, 1989.- 278 с.: ил;
https://elib.biblioatom.ru/text/dyatlov_chernobyl-kak-eto-bylo_2001/p214/ А.С Дятлов - Чернобыль. Как это было/ издание второе, исправленное и дополненное. ООО Издательство "Научтехлитиздат".
https://elib.biblioatom.ru/text/chernobyl_katastrofa_podvig_uroki_1996/p163/ Чернобыль: Катастрофа. Подвиг. Уроки и выводы. Научно - публицистическая монография.
https://lenta.ru/articles/2025/11/06/avariya-na-chernobylskoy-aes-v-1986-godu/ Авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году: история трагедии и уроки катастрофы.
https://www.youtube.com/watch?v=F5rSLr2zQec&t=5934s - ЧЕРНОБЫЛЬ. Нам 40 лет врали??? / Сергей Исупов.
