Авария на Чернобыльской АЭС считается одной из самых разрушительных техногенных катастроф в истории человечества. И не исключено, что ущерб от неё мог бы быть ещё больше. Однако с самых первых минут после катастрофы сотни, тысячи, а затем и сотни тысяч людей проделали колоссальную работу по локализации последствий аварии. Многие из них заплатили за это своим здоровьем. Некоторые - жизнью. Ликвидация последствий аварии на ЧАЭС по своим масштабам, по степени затраченных ресурсов и по влиянию на жизнь всего государства попросту не имеет аналогов в послевоенной истории СССР.
О подвиге ликвидаторов сказано и написано уже много. Однако ликвидация последствий аварии на ЧАЭС - это не только "война с мирным атомом", в которой приняли непосредственное участие около 600 тысяч человек. Это ещё и сложнейшая научно-техническая проблема, в рамках которой лучшие учёные и инженеры были вынуждены в самые сжатые сроки находить решение проблем, с которыми до них во всём мире никто не сталкивался.
Именно об этой, научно-технической стороне "чернобыльской медали" мы и поговорим сегодня.
Первые часы: роковое заблуждение
Итак, перенесёмся на 33 года назад - в 26 апреля 1986 года, в город Припять, куда во второй половине дня пребыла из Москвы спешно созданная правительственная комиссия. Руководил ею никто иной, как зампред Совета Министров СССР Борис Щербина. Вместе с ним в состав комиссии входили министры и их заместители, высокопоставленные учёные, представители армии, правоохранительных органов и других структур.
Сегодня распространено мнение о том, что советское руководство пыталось скрыть масштабы аварии. Следует признать: особой откровенностью власти СССР никогда не отличались, однако в данном случае обвинения справедливы лишь отчасти. Феномен заключался в том, что долгое время члены правительственной комиссии вообще не очень понимали, с чем они имеют дело.
Да что правительственная комиссия: даже сами сотрудники ЧАЭС долгое время не отдавали себе отчёта во всей тяжести сложившейся ситуации. На протяжении многих часов после взрывов там искренне думали, к примеру, что реактор 4 энергоблока цел, просто повреждён. Именно такая информация содержалась в первых докладах о случившемся в Москву. Именно с такой "вводной" прибыли в Припять члены правительственной комиссии.
И это не была просто попытка работников станции оправдаться перед начальством: они правда в это верили. Верили настолько, что были готовы заплатить за это жизнью. И многие - заплатили.
Среди них - начальник смены 4-го энергоблока Александр Акимов и старший инженер управления реактором Леонид Топтунов. Думая, что реактор цел, они, опытные эксплуатационщики и непосредственные участники событий, приведших к взрыву, стали решать первоочередную в этом случае задачу - организовывать охлаждение установки. Несколько часов Акимов и Топтунов вручную в чудовищных радиоактивных полях открывали задвижки на трубопроводах, подающих воду в систему охлаждения реактора. Они получили дозу облучения, в несколько раз превышающую смертельную, и через несколько недель в мучениях умрут в московской больнице №6.
К сожалению, их жертва была напрасной. Более того, своими действиями они существенно усложнили работу тем, кто будет заниматься ликвидацией последствий аварии позже: пущенная в реактор вода, став весьма радиоактивной, скопилась в нижних помещениях, откуда её будут в последствии с таким трудом и риском откачивать…
Опасный миф о том, что реактор уцелел, будет развеян лишь днём 26 апреля, когда измерения покажут чудовищные значения радиационных полей в районе 4-го энергоблока, а специалисты, облетающие станцию на вертолётах, зафиксируют выброшенные взрывом конструктивные элементы реактора, в первую очередь - хорошо заметные графитовые блоки характерной формы. Постановка задачи немедленно сменится: о "борьбе за живучесть" реактора речь уже идти не будет, а говорить будут о ликвидации последствий его разрушения.
Первые вопросы
Итак, дано: имеется взорвавшийся ядерный реактор типа РБМК. Здание реакторного цеха практически полностью разрушено. Внутри царит хаос из обломков различных механизмов и систем. В центре - слегка приподнятая крышка реактора (так называемая схема "Е"), из-под которой в атмосферу вырываются густые клубы плотного дыма. Это горят (из-за высокой температуры и доступа кислорода) те графитовые сборки, которые остались внутри реактора. В целом - обычный пожар, да только топливо необычное: реакторный графит крайне радиоактивен, так что вместе с дымом из реактора каждую секунду выносится значительное число источников радиоактивного излучения.
Первый и главный вопрос: продолжается ли в руинах цепная ядерная реакция? Самый очевидный способ определить это - узнать, испускает ли реактор поток нейтронов. Подобный поток наблюдается лишь тогда, когда реакция идёт; "мёртвый" реактор тоже радиоактивен, но конкретно нейтроны он не излучает. В распоряжении войск химической защиты имеются бронетранспортёры, снабжённые датчиками нейтронного излучения. Первая разведка даёт пугающий результат: приборы фиксируют мощный нейтронный поток; ядерная реакция продолжается.
Отсюда - первое решение: срочно её остановить! Как? Метод в общих чертах понятен: ввести в реактор достаточное количество веществ, эффективно поглощающих нейтроны. Лучше всего подходит карбид бора, специально с этой целью используемый на ядерных станциях. На самой ЧАЭС хранится 40 тонн карбида бора, который срочно начинают сбрасывать в жерло реактора с помощью вертолётов.
Однако заместитель директора Института атомной энгергии им. Курчатова Валерий Легасов не верит в то, что реактор, получивший столь чудовищные повреждения, может поддерживать цепную реакцию. Он лично садится в бронетранспортёр и отправляется к развалинам, где приходит к выводу: приборы попросту врут. Датчики не предназначены для работы в столь мощных радиационных полях, и принимают другие виды излучения (прежде всего - гамма-лучи) за нейтронный поток. Значит, их данным верить нельзя. Как же тогда проверить, есть ли реакция? Легасов предлагает альтернативный способ.
При работе реактора выделяются два радиоактивных изотопа йода: Йод-131 и Йод-134. Период полураспада первого составляет 8 суток. Второго - около 50 минут. Если реактор "гаснет", то более короткоживущие изотопы йода должны распасться быстрее долгоживущих, и спустя сутки после его остановки их не должно фиксироваться совсем. Проведя соответствующие измерения и расчёты, Легасов приходит к выводу: реактор "мёртв". Вводить в реактор карбид бора не нужно, и не было нужно с самого начала. Усилия, потраченные на эту операцию, были потрачены впустую.
Вторая проблема: как потушить горящий графит, чтобы прекратить утечку радиоактивных материалов? Вода здесь бесполезна и даже вредна: в условиях высоких температур внутри реактора она попросту испарится, не дав никакого положительного эффекта, а выходящий пар лишь усилит вынос радиоактивных веществ. Принимается альтернативное решение: "бомбардировать" реактор песком, свинцом и доломитовой глиной. Песок должен "запечатать" жерло реактора, прекратив приток кислорода. Свинец и доломит должны охладить раскалённое жерло: свинец - за счёт отбора энергии на плавление, доломит - за счёт поглощающей тепловую энергию реакции своего разложения. Кроме того, свинец поможет экранировать излучение, а доломит обладает свойством сорбировать (связывать) радиоактивные частицы.
В следующие две недели в реактор сбросят 1167 тонн доломита, 1800 тонн песка, 6 720 тонн свинца. Также (и по тем же причинам) будут сбрасывать в реактор мраморную крошку, цеолит, каучук - всего около 17 тысяч тонн различных материалов. Вертолётчики совершили свыше 1800 рейсов, каждый раз подвергаясь существенному радиоактивному облучению. Первые рейсы совершали без какой-либо дополнительной защиты от радиации - специальными свинцовыми плитами вертолёты снабдили уже позже.
Упомянутый выше академик Легасов крайне высоко оценил эффективность данных мероприятий, однако сегодня в справедливости его слов высказываются обоснованные сомнения.
Сам Легасов (в другой работе) оценивает, что сам по себе графит выгорел бы примерно за 240 часов, т.е. за 10 дней. Активный исток радиоактивных продуктов из реактора, несмотря на все предпринимаемые меры, продолжался до 5 мая. Уже 6 мая вынос радиоактивности снизился с 8 до 0,1 мегакюри в сутки, а к 7 мая достиг отметки в 0,01 мегакюри в сутки. 5 мая исполнилось 9 дней с момента аварии. Проще говоря, реактор "погас" почти тогда же, когда должен был погаснуть и сам - просто ввиду выгорания всего, что могло гореть. Иными словами, все усилия, предпринимаемые вертолётчиками, не дали почти никакого результата.
Причина проста: попасть с высоты в 200 метров (ниже спускаться нельзя - радиация!) в щель радиусом в 6 метров было крайне сложно. Значительная часть сброшенных грузов оказалась попросту разбросанной по территории энергоблока. Более того, каждая "бомбардировка" поднимала в воздух тучи радиоактивной пыли, что существенно ухудшало радиационную обстановку…
Существует также мнение: мол, с тем, что вертолётчики промахнулись, всем нам ещё очень повезло. 17 тысяч тонн дополнительного веса, на который не рассчитана конструкция реактора, могли бы привести к обрушению несущих конструкций, о последствиях чего не хочется даже думать.
Куда более полезным оказалось распыление над территорией площадки специальных пылеподавляющих составов: высыхая, они образовывали полимерную плёнку, благодаря которой ветер не мог сдувать радиоактивную пыль с территории станции.
Эвакуация: вопрос жизни и смерти
В первые сутки работы комиссии ей предстояло решить ещё один важный вопрос: что делать с Припятью и другими близлежащими населёнными пунктами? Бытует мнение, что эвакуацию сознательно затягивали, чтобы избежать утечки информации об аварии. Позволю себе усомниться в этом мнении.
Радиоактивное облако накрыло Припять далеко не сразу.
Утром после аварии в городе фиксировалось до 0,1 миллирентгена в час, то есть до 100 микрорентген в час. Притом, что нормальным считается уровень радиации в 20 микрорентген в час, а верхним пределом безопасного уровня считается 50 микрорентген в час, звучит пугающе. Но это - при долговременном облучении: скажем, дом, в котором такой уровень радиации, снесут.
А вот при краткосрочном облучении действуют немного иные принципы: сегодня считается, что принимать меры предосторожности следует, если за 10 суток население накопит дозу, эквивалентную 5 рентгенам, а обязательная эвакуация должна проводиться при опасности достижении порога в 50 рентген. В случае Припяти по состоянию на утро 26 апреля ожидаемая доза облучения за 10 дней составляла около 2,4 биологического эквивалента рентгена, то есть, была существенно ниже норм, требующих эвакуации.
К тому же считалось, напомним, что реактор цел, а значит, радиационное заражение местности обусловлено разовым выбросом, и со временем будет быстро снижаться.
Однако на самом деле реактор был разрушен и ежеминутно извергал в атмосферу новые порции радиоактивных веществ. Кроме того, с течением времени постепенно оседала поднявшаяся в воздух при взрыве радиоактивная пыль, что также приводило к ухудшению радиационной обстановке. Уже к вечеру 26 апреля уровни радиации в городе подскочили до нескольких миллирентген в час (по данным академика Легасова и рассекреченным документам КГБ УССР). Иногда в литературе можно встретить утверждения, что уровни радиации в Припяти 26 апреля достигали одного рентгена в час, т.е. были в 100 раз больше, однако мне неясно, откуда авторы взяли эту пугающую цифру.
Таким образом, по состоянию на вечер 26 апреля уровни радиации были такими, что эвакуация была уже возможно, но ещё не была обязательной. Совещаясь о том, следует ли эвакуировать Припять в ночь на 27 апреля, правительственная комиссия приняла решение: начать подготовку к эвакуации, а окончательное решение принять утром, когда будут свежие результаты замеров.
Вывезти 50-тысячный город не так просто. Чисто для понимания: в классическом "Икарусе" - 45 сидячих мест. То есть, для эвакуации Припяти понадобилось бы свыше тысячи таких автобусов. В реальности техники потребовалось ещё больше: к утру 27 апреля на подъездах к Припяти сосредоточили 1225 автобусов и 360 грузовых автомобилей.
Иногда я думаю: случись (не дай Бог) что-то подобное сегодня, сумели ли бы украинские власти всего за несколько часов мобилизовать такое количество техники, да и вообще провести столь сложную операцию в столь сжатые сроки?
К утру в Припяти в различных районах фиксировалось от 0,2 до 0,6 рентгена в час. За 10 дней в таких условиях местные жители могли получить уже до 150 биологических эквивалентов рентгена. Стало ясно: людей надо срочно вывозить. В 7:00 было отдано распоряжение об эвакуации. После проведения необходимых мероприятий по оповещению и инструктажу населения, она началась в 12:00 и к 16:00 практически завершилась.
В этом весьма плотном графике сложновато найти время, в которое, как утверждают критики, руководство "затягивало" и "откладывало" эвакуацию. Решения принимались быстро и адекватно - сразу по мере того, как поступала соответствующая информация и проводились соответствующие подготовительные мероприятия. Другое дело, что оценивали обстановку не всегда правильно, и в этом, конечно, вина советского руководства присутствует.
Но вернёмся на атомную станцию.
Путешествия "слоновьей ноги"
Как уже говорилось, горение графита в реакторе к тому моменту прекратилось. На первый план вышла другая опасность.
По оценкам учёных, различные материалы внутри реактора под воздействием высоких температур должны были расплавиться, и к тому моменту слиться в одну огромную раскалённую каплю, к тому же сильно радиоактивную. Расчёты показывали: эта капля, постепенно прожигая и продавливая своим весом перекрытия, должна была стекать вниз.
Там, внизу, располагается так называемый бассейн-барботер - помещение, куда должен был сбрасываться "лишний" пар из системы охлаждения реактора и где он должен был конденсироваться в воду. Туда же, по всей видимости, стекла вода, которой с такими усилиями и жертвами заливали реактор в ночь на 26 апреля.
Что будет, если раскалённая масса из реактора попадёт в наполненный водой бассейн? Ничего хорошего. При контакте этой массы с водой должно было бы начаться бурное парообразование, по своему характеру больше напоминающее взрыв. В результате из руин реактора могло быть выброшено огромное количество радиоактивных веществ, что существенно усугубило бы заражение местности. Существовало даже мнение, что это вторичное заражение будет даже много сильнее первоначального, и что, если это всё-таки случится, эвакуировать понадобится не только Припять и 30-километровую зону отчуждения, но и… Киев. Такое развитие событий было, мягко говоря, нежелательным, и эту угрозу надо было предотвратить, каким-то образом удалив воду из бассейна-барботера.
Но сделать это было непросто, ведь все операции надо было бы проводить в просто чудовищных радиационных полях, мощность которых могла достигать в отдельных местах 15 тысяч рентген в час. При таких полях получить смертельную дозу можно буквально за десятки секунд. Проще говоря, зашел, пару раз глубоко вздохнул - и ты покойник.
Рассматривались экзотические варианты решения проблемы, например, прострелить его стенку из пушки кумулятивным снарядом. Не получилсь: снаряды малой мощности усиленный бетон пробить не смогли, а стрелять большим калибром опасались: ещё не факт, не приведёт ли такое воздействие, скажем, к обрушению части конструкций станции.
В итоге операцию поручили людям: трое сотрудников станции, Борис Баранов, Алексей Ананенко и Борис Беспалов прошли по полузатопленным коридорам в бассейн-барботер и вскрыли так называемые монтажные задвижки на трубах (их ставили при строительстве станции, иначе чем изнутри и вручную они не открывались в принципе). Убедившись по шуму, что вода начала вытекать, они покинули помещение. Через несколько дней факт отсутствия воды в бассейне подтвердили.
В СМИ можно встретить информацию, что Баранов, Ананенко и Беспалов в результате погибли. Это ошибка. Баранов дожил до 2005 года. Ананенко и Беспалов живы до сих пор, и дай Бог им здоровья: за последние годы их "похоронили" уже столько журналистов, что, по приметам, жить им суждено долго. Это, конечно, не преуменьшает подвиг, совершённый этими людьми, но кардинально меняет характер истории: "чернобыльские дайверы" вовсе не были смертниками, отправляющимися на миссию в один конец. Это были профессионалы высочайшего класса, благодаря своей квалификации и великолепному знанию станции сумевшие успешно выполнить тяжелейшую и ответственную работу.
Впрочем, это был ещё не конец истории. Из бассейна барботера вода утекла в подвальные помещения между 3-м и 4-м энергоблоками. Впоследствии её откачают пожарными насосами, пробив отверстие с помощью взрывчатки.
Но что, если, попав в бассейн-барботер, лава не остановится? Что если она сумеет проплавить даже фундамент станции и уйдёт в почву? В этом случае радиацией будут отравлены почвенные воды на огромной территории, входящей в бассейн Днепра. Последствия этого для экологии трудно переоценить. Для того, чтобы избежать возможности такого развития событий, привлекли шахтёров, которые проложили под реактором туннели и заложили в них бетонные плиты с возможностью их охлаждения - так, чтобы, если лава всё-таки доберётся сюда, то дальше она всё-таки не попала бы.
Лишь в декабре 1986 года учёным удалось вживую посмотреть на то, что представляло собой вещество реактора. В подреакторном помещении №305 и частично в помещениях бассейна-барботера они нашли застывшие уже остатки "лавы", за характерную форму названные слоновьей ногой. Даже тогда, спустя более полугода после аварии, от слоновьей ноги "светило" 8 тысяч рентген в час. Считается, что "нога" будет радиоактивной ещё по крайней мере сто тысяч лет.
К концу мая 1986 года ситуация вокруг 4 энергоблока в общем и целом стабилизировалась, ждать от него новых сюрпризов не приходилось. Началась следующая фаза ликвидации последствий аварии, проектирование и строительства объекта "Укрытие" - знаменитого Саркофага Чернобыльской АЭС. Реализация подобного проекта также потребовала от учёных и инженеров множества нестандартных решений, а от исполнителей - мужества, профессионализма и высочайшей степени организованности. О том, как это происходило, мы непременно расскажем в следующий раз.
Ранее "Страна" сообщала, что появились фото, как в призрачный город Припять у ЧАЭС пришла настоящая весна.
