Поиск - новости науки и техники

Исправленному – верить? Специалисты утверждают, что решили проблемы, приведшие к чернобыльской аварии.

Широкомасштабное обсуждение обстоятельств и последствий чернобыльской трагедии 25-летней давности и совсем “свежей” – на японской атомной станции “Фукусима-1” – расставило, казалось бы, все на свои места. Но многие вопросы остались, и ответы на них могут дать лишь эксперты “первой линии”, к которым с полным правом можно отнести ученых Научно-исследовательского центра “Курчатовский институт”. Сразу после аварии на ЧАЭС группа специалистов института выехала в Чернобыль, разбиралась в деталях произошедшего, составила аргументированное заключение о причинах катастрофы. В этой работе принимал участие и директор отделения Института ядерных реакторов НИЦ “Курчатовский институт” Евгений БУРЛАКОВ, ответивший на вопросы корреспондента.

– Евгений Викторович, что же произошло тогда в Чернобыле? Насколько корректны сравнения той аварии с недавней – на “Фукусиме-1”?
– На ЧАЭС произошла самопроизвольная цепная реакция – разгон на мгновенных нейтронах. В результате активную зону реактора выбросило частично в центральный зал реактора, частично – на улицу, на крышу машинного зала. Был разрушен четвертый блок с выбросом большого количества радиоактивных веществ из реактора. Сравнивать эту аварию с тем, что произошло в Японии, неправильно – это два совершенно разных события. Авария на “Фукусиме-1” связана одновременно и с землетрясением, и с цунами. На атомных станциях есть специальное резервное питание – аккумуляторные батареи, которые работают несколько часов и питают системы, информирующие о том, что происходит внутри реактора. Есть дизель-генераторы, которые обеспечивают внешнее энергоснабжение. В Японии из-за цунами все это вышло из строя, и АЭС оказалась полностью обесточена. Новые дизели невозможно было подвезти, поскольку подъездные пути тоже были разрушены…
И последствия этих аварий абсолютно разные. Из четырех блоков ЧАЭС был разрушен один, а три других остались целыми и в течение последующих лет были пущены в эксплуатацию, проработав еще десяток лет. На “Фукусиме-1” четыре блока полностью разрушены и уже никогда не будут работать.
– Что вы можете сказать о причинах аварии на ЧАЭС? Это все-таки человеческий фактор или технические недоработки проекта?
– Причины аварии нашими специалистами были поняты уже в первые недели. Их можно разбить на три группы. Первая: большой положительный паровой коэффициент реактивности. Вторая: неудачная конструкция стержней управления, которые сделаны из бора. При введении стержней в активную зону мощность реактора должна снижаться до нуля, а там она в первый момент возрастала, что явилось одной из причин аварии. И третье – так называемый человеческий фактор. Четвертый энергоблок АЭС должен был встать на плановый ремонт, во время которого собирались провести эксперимент. Заглушить реактор должны были еще за сутки до катастрофы. Начали снижать его мощность, но диспетчер Укрэнерго попросил “поработать еще”, так как возникли проблемы с электроснабжением. Персонал ЧАЭС продолжил работать еще около суток на 50-процентной мощности. А когда происходит такое снижение, реактор попадает в “йодную яму”, что приводит к уменьшению реактивности. Чтобы сохранить реактор на мощности, персонал начал выводить из активной зоны борные стержни. И запас реактивности стал еще меньше, почти все стержни были вверху. Это было уже нарушение регламента – надо было остановить реактор и ничего бы не произошло. Но в те времена неудачный эксперимент грозил потерей “премиальных”, поэтому было решено “выжать” из реактора все. Если бы люди, которые там работали, понимали, к каким последствиям приведут их действия, то они, конечно, не стали бы этого делать.
Физики, которые работали там, в Чернобыле, после аварии сразу разобрались с этой ситуацией. Они пришли к выводу, что только сочетание этих трех факторов (большой паровой эффект реактивности, неудачная конструкция стержней управления и ошибки персонала) могло привести к такой трагедии.
После аварии наши специалисты буквально за две недели привели в нормальное состояние стержни системы управления и защиты – они были опущены вниз примерно на один метр, и реактор стал безопасен. Была переработана вся документация, прежде всего технологический регламент.
– Что изменилось в исследовательских работах по реактору РБМК-1000 после аварии на ЧАЭС? Какие новации, касающиеся его безопасности, были предложены учеными?
– Четвертый блок Чернобыльской АЭС проработал всего три года – это был самый молодой реактор РБМК в Советском Союзе и самый совершенный по тем временам. Но когда он разрабатывался (конец 1960-х – начало 1970-х), еще не было точных расчетных кодов и методик для определения физических характеристик реактора. Из динамических программ была всего одна, и та несовершенная. По этой динамической программе уже после Чернобыля мы провели проверку и нашли ошибку в расчетах парового коэффициента реактивности.
Не было тогда и никаких экспериментальных стендов. Первый стенд РБМК построили только в 1981 году на территории Курчатовского института, когда в эксплуатации находились уже 10 блоков таких реакторов.
Первая задача, которую поставило руководство нашего института после аварии, – разработать современные коды для расчета аварийных ситуаций, подобных чернобыльской. Эти коды создавались одновременно в Курчатовском институте, в НИКИЭТ и во ВНИИАЭС с конца 1980-х годов до середины 1990-х. Они используются и сейчас и постоянно совершенствуются.
Еще одна проблема. У нас в то время была очень слабая вычислительная техника. Например, на весь Курчатовский институт приходилась единственная Большая электронно-счетная машина – БЭСМ-6, время работы на которой стоило дороже золота. Если выделяли час в неделю для работы на ней – это было хорошо. Летом 1986 года директор ИАЭ академик А.Александров договорился с начальником Вычислительного центра Академии наук академиком Г.Марчуком о том, чтобы нам дали дополнительное время для работы. Появилась возможность вести расчеты по более современным программам, основанным на очень точном методе Монте-Карло. Посчитали и схватились за голову – как же мы были не правы! Оказывается, кривая зависимости реактивности от плотности воды совсем не такая, которая была заложена в основу обоснования безопасности этого реактора.
Также сразу после аварии мы взялись за то, чтобы сделать диверсифицированные системы останова реактора – более быстрые и основанные на иных принципах, чем существующие. Они испытывались на территории Курчатовского института в конце 1980-х годов.
Следующая научная задача, которая была поставлена перед нами, касалась топлива. Дело в том, что меры, предпринятые по безопасности реактора, снизили производство электроэнергии, она стала дороже примерно на 25%. У нас в институте, в нашем отделении, был изобретен новый вид топлива – уран-эрбиевое. Это был колоссальный прорыв! Мы вернулись на “дочернобыльский” и даже более высокий уровень эффективности топлива в реакторе РБМК и стоимости электроэнергии при более мощных системах безопасности. Первая партия уран-эрбиевого топлива была загружена на Игналинской станции в Литве в 1995 году.
Сейчас, в 2011 году, в реакторы РБМК загружается только уран-эрбиевое топливо.
Было еще одно достижение – оно принадлежит конструкторам. Они пришли к выводу, что должна быть не одна система останова реактора, а две, причем основанные на разных принципах. Тогда в НИКИЭТ была разработана (совместно с нами) комплексная система контроля управления и защиты.
Словом, за эти годы была проделана колоссальная работа. Специалисты, все, кто связан с атомной энергетикой, предприняли огромные усилия, чтобы повысить безопасность атомных станций. Поэтому ни одной серьезной аварии ни на реакторах РБМК, ни на реакторах ВВЭР не было за все эти годы, прошедшие после трагедии на ЧАЭС.
– Несмотря на это, реакторы типа РБМК больше не строят. То есть события на ЧАЭС стали своеобразным поворотным пунктом, после которого начался закат эпохи РБМК?
– Внешне это выглядит именно так, но на самом деле все несколько иначе. Да, после 1986 года достроили только два блока РБМК, которые к тому времени были почти готовы. Это третий блок Смоленской АЭС и второй блок Игналинской станции. Сейчас в России работают 11 блоков РБМК, новых не строят.
Но еще до Чернобыля появилась такая тенденция – постепенно уменьшать строительство РБМК и увеличивать строительство ВВЭР. У нас страна уникальная – мы имеем двухкомпонентную атомную энергетику, в которой находят место и ВВЭР, и РБМК, причем в примерно равном соотношении. В большинстве стран эксплуатируются реакторы корпусного типа (PWR, BWR, ВВЭР). Есть еще канальные реакторы, но они в мировой атомной энергетике занимают небольшой сектор, менее 10%.
– А какое будущее ожидает реакторы разных типов?
– Если говорить о перспективах, то у реактора РБМК много преимуществ: перегрузку топлива можно делать, не останавливая его, с помощью специального робота. И работать непрерывно он может до полутора лет – были такие рекорды на Ленинградской станции. Все эти реакторы приспособлены для производства целого набора медицинских изотопов – больше их негде в принципе производить. Я считаю, что отказ от строительства новых РБМК – не ошибка. Но отказ от канального направления в реакторостроении – ошибка системная.
Сегодня разрабатываются новые типы реакторов, в том числе на быстрых нейтронах, ведутся работы над проектом ВВЭР-ТОИ, идет проектирование других типов реакторов, в том числе и канальных.
В свое время атомная промышленность получила бурное развитие благодаря цирконию – из него сделаны трубы РБМК, оболочки тепловыделяющих элементов РБМК и ВВЭР, в которых находится топливо. Сейчас цирконий уже стал тормозом для атомной промышленности – пришло время разрабатывать новые материалы. Я думаю, следующий шаг в развитии атомной энергетики будет связан с появлением новых материалов с заданными свойствами, созданных при помощи нанотехнологий.

Олеся ПЕНКИНА

Нет комментариев