Версии причин аварии

Единой версии причин аварии, с которой было бы согласно всё экспертное сообщество специалистов в области реакторной физики и техники, не существует. Обстоятельства расследования аварии были таковы, что (и тогда, и теперь) судить о её причинах и следствиях приходится специалистам, чьи организации прямо или косвенно несут часть ответственности за неё. В этой ситуации радикальное расхождение во мнениях вполне естественно. Также вполне естественно, что в этих условиях помимо признанных «авторитетных» версий появилось множество маргинальных, основанных больше на домыслах, нежели на фактах.

Единым РІ авторитетных версиях является только общее представление Рѕ сценарии протекания аварии. Её РѕСЃРЅРѕРІСѓ составило неконтролируемое возрастание мощности реактора, перешедшее РІ тепловой взрыв ядерной РїСЂРёСЂРѕРґС‹. Разрушающая фаза аварии началась СЃ того, что РѕС‚ перегрева ядерного топлива разрушились тепловыделяющие элементы (твэлы) РІ определенной области РІ нижней части активной Р·РѕРЅС‹ реактора. Это привело Рє разрушению оболочек нескольких каналов, РІ которых находятся эти твэлы, Рё пар РїРѕРґ давлением около 7 РњРџР° получил выход РІ реакторное пространство, РІ котором нормально поддерживается атмосферное давление. Давление РІ реакторном пространстве (РРџ) резко возросло, что вызвало дальнейшие разрушения уже реактора РІ целом, РІ частности отрыв верхней защитной плиты (схема Р•) СЃРѕ всеми закрепленными РІ ней каналами. Герметичность РєРѕСЂРїСѓСЃР° (обечайки) реактора Рё вместе СЃ РЅРёРј контура циркуляции теплоносителя (РљРњРџР¦) была нарушена, Рё произошло обезвоживание активной Р·РѕРЅС‹ реактора. РџСЂРё наличии положительного парового (пустотного) эффекта реактивности 4—5 ОІ, это привело Рє разгону реактора РЅР° мгновенных нейтронах (аналог ядерного взрыва) Рё наблюдаемым масштабным разрушениям СЃРѕ всеми вытекающими последствиями.

Версии принципиально расходятся по вопросу о том, какие именно физические процессы запустили этот сценарий и что явилось исходным событием аварии:

§ произошел ли первоначальный перегрев и разрушение твэлов из-за резкого возрастания мощности реактора вследствие появления в нём большой положительной реактивности или наоборот, появление положительной реактивности — это следствие разрушения твэлов, которое произошло по какой-либо другой причине (^[9], с. 556, 562, 581—582)?

В§ было ли нажатие РєРЅРѕРїРєРё аварийной защиты РђР—-5 непосредственно перед неконтролируемым возрастанием мощности исходным событием аварии или нажатие РєРЅРѕРїРєРё РђР—-5 РЅРµ имеет никакого отношения Рє аварии (^[9], СЃ. 578)? Р? что тогда следует считать исходным событием: начало испытаний выбега (^[17], СЃ. 73) или незаглушение реактора РїСЂРё провале РїРѕ мощности Р·Р° 50 РјРёРЅСѓС‚ РґРѕ взрыва (^[9], СЃ. 547)?

Помимо этих принципиальных различий версии могут расходиться в некоторых деталях сценария протекания аварии, её заключительной фазы (взрыв реактора).

Р?Р· основных, признаваемых экспертным сообществом, версий аварии (^[11], СЃ. 17—19) более или менее серьёзно рассмотрены только те, РІ которых аварийный процесс начинается СЃ быстрого неконтролируемого роста мощности, СЃ последующим разрушением твэлов. Наиболее вероятной считается версия (^[11], СЃ. 17), согласно которой «исходным событием аварии явилось нажатие РєРЅРѕРїРєРё РђР—-5 РІ условиях, которые сложились РІ реакторе РБМК-1000 РїСЂРё РЅРёР·РєРѕР№ его мощности Рё извлечении РёР· реактора стержней РРсверх допустимого количества» (^[17], СЃ. 97). Р?Р·-Р·Р° наличия концевого эффекта РїСЂРё паровом коэффициенте реактивности величиной +5ОІ Рё РІ том состоянии, РІ котором находился реактор, аварийная защита, вместо того чтобы заглушить реактор, запускает аварийный процесс согласно вышеописанному сценарию. Расчёты, выполненные РІ разное время разными группами исследователей, показывают возможность такого развития событий^[17][20].

Записи системы контроля Рё показания свидетелей подтверждают эту версию. Однако РЅРµ РІСЃРµ СЃ этим согласны, есть расчёты, выполненные РІ РќР?РљР?Р­Рў, которые такую возможность отрицают^[9].

Главным конструктором высказываются РґСЂСѓРіРёРµ версии начального неконтролируемого роста мощности, РІ которых причиной этого является РЅРµ работа РЎРЈР— реактора, Р° условия РІРѕ внешнем контуре циркуляции РљРњРџР¦, созданные действиями эксплуатационного персонала. Р?сходными событиями аварии РІ этом случае могли Р±С‹ быть:

§ кавитация главного циркуляционного насоса (ГЦН), вызвавшая отключение ГЦН и интенсификацию процесса парообразования с введением положительной реактивности;

В§ кавитация РЅР° Р—РРљ, вызвавшая поступление дополнительного пара РІ активную Р·РѕРЅСѓ СЃ введением положительной реактивности;

§ отключение ГЦН собственными защитами, вызвавшее интенсификацию процесса парообразования с введением положительной реактивности.

Версии Рѕ кавитации основываются РЅР° расчётных исследованиях, выполненных РІ РќР?РљР?Р­Рў, РЅРѕ РїРѕ собственному признанию авторов этих расчётов, «детальные исследования кавитационных явлений РЅРµ выполнялись» (^[9], СЃ. 561). Версия отключения ГЦН, как РёСЃС…РѕРґРЅРѕРіРѕ события аварии, РЅРµ подтверждается зарегистрированными данными системы контроля (^[17], СЃ. 64—66). РљСЂРѕРјРµ того РІ адрес всех трёх версий высказывается критика, состоящая РІ том, что речь идёт РїРѕ существу РЅРµ РѕР± РёСЃС…РѕРґРЅРѕРј событии аварии, Р° Рѕ факторах, способствующих её возникновению. Нет количественного подтверждения версий расчётами, моделирующими произошедшую аварию (^[17], СЃ. 84).

Существуют также различные версии, касающиеся заключительной фазы аварии, собственно взрыва реактора. Высказывались предположения, что взрыв, разрушивший реактор, имел химическую природу, то есть это был взрыв водорода, который образовался в реакторе при высокой температуре в результате пароциркониевой реакции и ряда других процессов. Существует версия, что взрыв был исключительно паровым. По этой версии все разрушения вызвал поток пара, выбросив из шахты значительную часть графита и топлива. А пиротехнические эффекты в виде «фейерверка вылетающих раскалённых и горящих фрагментов», которые наблюдали очевидцы, — результат «возникновения пароциркониевой и других химических экзотермических реакций»^[16].

По версии, предложенной К. П. Чечеровым^[21], взрыв, имевший ядерную природу, произошёл не в шахте реактора, а в пространстве реакторного зала, куда активная зона вместе с крышкой реактора была выброшена паром, вырывающимся из разорванных каналов. Эта версия хорошо согласуется с характером разрушения строительных конструкций реакторного здания и отсутствием заметных разрушений в шахте реактора, она включена главным конструктором в его версию аварии (^[9], с. 577). Первоначально версия была предложена для того, чтобы объяснить отсутствие топлива в шахте реактора, подреакторных и других помещениях (присутствие топлива оценивалось как не более 10 %). Однако последующие исследования и оценки дают основание считать, что внутри построенного над разрушенным блоком «саркофага» находится около 95 % топлива^[22].