КЫШТЫМ – ЧЕРНОБЫЛЬ – ФУКУСИМА. КТО СЛЕДУЮЩИЙ?

В феврале 1987 во время 10-дневной поездки в Японию, включавшей дискуссии о политике Горбачёва и семинары по геронтологии, организаторы турне устроили для меня «рабочий ленч» в Токио с исполнительным директором «Японского атомно-индустриального форума» Казухизо Мори и четырьмя его коллегами. Японские эксперты хотели подробно расспросить меня о кыштымской ядерной катастрофе 1957 года.

В 1987 кыштымская катастрофа – взрыв хранилища отходов производства плутония для атомных бомб, была всё ещё засекречена в СССР, её причины и масштабы были неясны. Моя книга «The Nuclear Disaster in the Urals», опубликованная в Нью-Йорке в 1979 и переведённая в Японии в 1982, оставалась единственным источником информации, недостаточным, однако, для включения этой катастрофы, при которой были выброшены в окружающую среду миллионы кюри долгоживущих радиактивных изотопов, в формальный список регистрируемых МАГАТЭ атомных аварий. Он в то время включал британский Виндскейл (1957), американский Три-Майл-Айленд (1979) и советский Чернобыль. На формальной шкале аварий они занимали ячейки 3, 5 и 7. Ячейки 4 и 6 были вакантными. Японские эксперты задавали много вопросов, но на мои вопросы отвечали очень кратко. Я в это время уже начал готовить книгу о Чернобыле и внимательно изучал все материалы международных экспертных комиссий МАГАТЭ, обсуждавших советские отчёты. Все эти документы мне присылали из Научного комитета ООН по действию атомной радиации. В составе  экспертных комиссий всегда были американские, французские, британские или шведские учёные, но не было японских, хотя по числу АЭС Япония находилась на третьем месте в мире. На мой вопрос о причинах такого отсутствия интереса в Японии к чернобыльской катастрофе Казухизо Мори ответил, что они сочли эту аварию неактуальной для Японии. «У нас подобной аварии произойти не может», – убеждённо сказал он.

УРАЛЬСКАЯ ЯДЕРНАЯ КАТАСТРОФА

Кыштым, небольшой уральский город, не имеет прямого отношения к кыштымской катастрофе. Это было кодовое название для секретной переписки. Тот, втрое больший город, который в 1957 был главным центром CCCР по производству оружейного плутония, не имел собственного названия и не был обозначен на географических картах. Это был засекреченный п/я 40 в Челябинской области. Здесь были расположены 3 реактора, работавших на природном уране, и радиохимический завод «Маяк» по выделению плутония и остаточного урана из выгоревшего уранового топлива.

Отходы завода в форме концентрированных растворов отвозились в хранилище, расположенное под землёй в 10 км от города. Это был комплекс из 20 баков, каждый ёмкостью в 250 кубометров, изготовленных из нержавеющей стали. Баки помещались в отдельные бетонные каньоны и закрывались крышками толщиной в 1,5 метра из тяжёлого бетона. В каньоны заливалась вода для охлаждения баков, чтобы раствор остаточных радионуклидов не закипал и не высыхал. В сухом виде такие отходы, содержавшие нитратные и ацетатные соли, были взрывоопасны, тем более, что под крышкой накапливался радиолитический водород.

В сентябре 1957 охлаждающая система одного из баков, содержавшего около 80 тонн радиоактивного концентрата, вышла из строя. Смесь закипела и начала высыхать. Днём 29 сентября взрыв водорода, предположительно от искры в электропроводке, детонировал содержимое бака. Второй взрыв, силой около 100 тонн ТНТ, выбросил из хранилища от 20 до 50 млн кюри радиоактивных материалов, из которых большая часть была разбросана вокруг хранилища, а 2 млн кюри в форме аэрозоля были подняты на 1–2 км вверх и распространились ветром на северо-восток.

По официальному отчёту, опубликованному лишь в 1990 тиражом в 500 экз (для участников конференции в Институте атомной энергии им.И.Н.Курчатова), «под радиоактивным следом оказалась территория общей площадью 23 000 кв.км. Радиоактивному загрязнению подверглись значительные площади пахотных земель, пастбищ и других сельскохозяйственных угодий. На территории следа было расположено 217 населённых пунктов с общей численностью населения 270 тысяч человек» (1). Однако быстрой эвакуации не проводилось, так как измерение уровней загрязнения такой территории, в основном стронцием-90, было в 1957 медленным и трудным из-за выпавшего в октябре снега. В течение полутора лет с этой территории было переселено лишь около 10 тыс человек из 19-ти населённых пунктов, дома в которых сжигались.

Частично рассекретили кыштымскую катастрофу на заседании экологической комиссии Верховного Совета СССР (председатель комиссии Юрий Щербак) лишь в июле 1989. Более полное рассекречивание было проведено в марте 1990 на специальной конференции в Институте атомной энергии. Я был приглашён на оба этих заседания и в марте 1990 смог съездить в Челябинскую область для посещения экспериментальной станции, занимавшейся реабилитацией загрязнённых радиоизотопами сельскохозяйственных угодий и изучением радиационной экологии. Посетил я и местное кладбище, где были похоронены двое моих студенческих друзей – Евгений Фёдоров и его жена Клава, умерших от лейкоза. Профессор агрохимии В.М.Клечковский, мой учитель и друг, был создателем и руководителем этой станции в 1958–72.

Я впервые кратко упомянул о взрыве хранилища ядерных отходов на Урале и обширных загрязнениях окружающей территории в статье в лондонском журнале New Scientist в ноябре 1976, через почти 19 лет после этого события. Тогда я просто не представлял, что оно остаётся неизвестным. Но уже через два дня после моей публикации Джон Хилл, председатель ведомства по атомной энергии Соединённого Королевства, в интервью агентствам новостей, опубликованном и в Ангии и в США, назвал мою статью «научной фантазией и чепухой» (rubbish). Взрыв радиоактивных отходов, по словам Дж.Хилла, «технически невозможен». Комментарии американских учёных были ещё более резкими. Меня обвиняли в попытках напугать западных обывателей опасностью атомных энергетических программ, тогда интенсивно внедрявшихся и в Европе и в США. Под влиянием этих обвинений я и начал писать свою книгу.

В 1978 появилось несколько других не очень точных свидетельств об аварии на  Урале в 1957 году. Меня вскоре пригласили в США несколько секретных атомных центров (Брукхавенский, Аргонский, Оакриджский и Лос-Аламосский), где были организованы семинары для обсуждения моего доклада. Объективное обсуждение состоялось лишь в Оакриджской национальной лаборатории, имевшей большую группу учёных для изучения радиационной экологии. В других национальных лабораториях меня пытались убедить, что столь масштабная авария не могла произойти без того, чтобы о ней не знали американские учёные. В Лос-Аламосской лаборатории, расположенной на плато в штате Нью-Мексико, после доклада я был приглашён к директору. Здесь в течение 3-х часов меня очень агрессивно допрашивал Эдвард Теллер, создатель американской водородной бомбы. Поскольку представленные на семинаре данные, основанные на обобщении множества публикаций по радиоэкологии,  неопровержимо доказывали наличие на  Южном Урале обширной, в сотни кв.км сильно загрязнёной радиоизотопами территории, а исчезновение деревень и поселков подверждалось фотографиями со спутников, то Теллер и его коллеги выдвинули версию о том, что это загрязнение было результатом испытания в этом районе атомной бомбы или даже переносом радиоактивности с арктического полигона по испытанию водородных бомб на Новой Земле. Эта нелепая теория вошла в специальный отчёт Лос-Аламосской лаборатории, опубликованный в 1982 (D.V.Soran, D.B. Stillman An Analysis of The Alleged Kyshtym Disaster Los Alamos National Laboratory).

Учёные из Оакриджской лаборатории  ещё раньше опубликовали свой отчёт, в котором подтверждали мои данные и объясняли катастрофу химическим взрывом высохших нитратно-ацетатных солей радионуклидов. Однако лишь после официальных кратких сообщений для прессы, сделанных Министерством атомной энергии в Москве, кыштымская авария была зарегистрирована МАГАТЭ и ей был присвоен уровень 6 – между Три-Майл-Айлендом и Чернобылем. Труды конференции Института атомной энергии, на которой было представлено более 30-ти докладов и видеофильм об аварии, никогда не публиковались.

СЕКРЕТЫ ЧЕРНОБЫЛЯ

Авария на 4-м реакторе Чернобыльской АЭС, самая крупнейшая по числу погибших и пострадавших людей и по экономическому ущербу, хорошо известна и изучена. Повторять здесь основные факты нет необходимости. Однако то, что  причины аварии были кардинально пересмотрены в 1990–91, знают немногие.

В чернобыльском реакторе использовались графитовые замедлители нейтронов от деления атомов урана-235, что приводило к очень большому объёму активной зоны, но к меньшему давлению внутри неё. Поэтому не сооружался и защитный купол-контайнмент. Графитовые замедлители обеспечивали цепную реакцию урана при более низкой степени его обогащения изотопом-235, а  в военных реакторах и при загрузке в них природного урана. Серьёзным недостатком таких реакторов был так называемый «положительный паровой коэффициент реактивности», при котором мощность реактора возрастала при усиленном образовании пара. Пар, в отличие от воды, не обеспечивает замедления нейтронов. В военных реакторах такой проблемы нет, так как в них нет турбин и потому нет необходимости доводить воду до кипения. Реакторы чернобыльского типа (РБМК-1000) создавали много проблем для операторов.

Именно этот недостаток реакторов был определён Государственной комиссией в её обширном отчете в МАГАТЭ в августе 1986 главной причиной аварии, вина за которую была возложена на персонал атомной станции, мол, действия его были некомпетентными. Директор ЧАЭС В.П.Брюханов, главный инженер Н.М.Фомин, его заместитель А.С.Дятлов и дежурные операторы четвёртого блока были формально обвинены по статье 220 УК СССР («Неправильная эксплуатация взрывоопасных предприятий»). Суд, однако, задерживался, так как все обвиняемые находились в больнице с разными уровнями лучевой болезни. Первоначальное обвинение было предъявлено 12-ти работникам ЧАЭС. Но трое из них умерли от переоблучения, не дождавшись суда. Двое погибли при взрыве реактора. Заседание Верховного Суда СССР по этому делу состоялось лишь в июле 1987. Брюханова, Фомина и Дятлова приговорили в 10-ти годам лишения свободы каждого. Начальник смены и дежурные операторы из тех, кто выжил, получили от 2-х до 5-ти лет заключения. Применение статьи 220 УК СССР было необоснованным, так как атомные реакторы не входили в перечень взрывоопасных объектов. В советской системе ответственности было необходимо найти виновных людей, а не искать причины трагедии в технических недостатках конструкции.                                                                                                       Между тем различные, часто независимые исследования причин Чернобыльской аварии продолжались. Появилось несколько иногда экзотических теорий (шаровая молния, местное землетрясение, пароцирконевая реакция и т.д.). Главным парадоксом было то, что взрыв реактора произошёл после того, как дежурный оператор нажал на красную кнопку немедленной аварийной остановки реактора. В начале 1988 в журнале «Атомная энергия» была опубликована статья физиков Е.А.Адамова, В.П.Василевского и других, дававшая новый анализ первой фазы аварийного процесса в чернобыльском реакторе. Авторы достаточно убедительно показали, что причиной взрыва реактора была неправильная конструкция контрольных стержней, содержавших бор, с помощью которых осуществлялась аварийная остановка реактора. К концам этих стержней изобретатели станции добавили графитовые наконечники, которые были, однако, на 2,5 метра короче высоты активной зоны самого реактора. Графит является замедлителем нейтронов. Когда контрольные стержни поднимались из реакторной зоны для начала цепной реакции, вводимый в активную зону дополнительный графит увеличивал мощность реактора. Однако эти графитовые стержни были слишком короткими и «висели» на расстоянии примерно 1,25 м над дном реактора. Пространство под ними заполнялось водой. При нажатии кнопки АЗ-5 аварийной остановки реактора спуск контрольных стержней вниз, слишком медленный из-за необходимости вытеснения воды, приводил не к уменьшению, а к усилению реактивности в нижней части реактора. Этот эффект продолжался лишь 2–3 секунды, но для нейтронов этого было достаточно. «Если число стержней СУЗ, опускаемых в активную зону, велико, – писали авторы, – то это может сыграть разрушительную роль… Перед аварией в верхнем положении находилось более 170-ти стержней защиты и все они после нажатия кнопки АЗ-5 начали одновременное опускание в активную зону, не очень эффективно поглощая нейтроны и гася реактивность, но очень эффективно обезвоживая нижнюю часть реактора и инициируя там мощный всплеск энерговыделения» (2). Это и был взрыв, по существу, атомный. Никакой контайнмент не смог бы спасти реактор. Он лишь многократно усилил бы взрывной потенциал по типу бомбы, что привело бы к разрушению и трёх других реакторов, и всей ЧАЭС

То, что именно неправильная конструкция стержней аварийной защиты, а не ошибки персонала, стала главной причиной взрыва реактора, было очевидно и членам Государственной комиссии. Но обвинить конструкторов реактора они не решились. По всем АЭС, имевшим реакторы этого типа (Курской, Смоленской, Ленинградской, Игналинской и Костромской) были, однако, направлены директивные инструкции о необходимости эксплуатировать реакторы РБМК с контрольными стержнями, опущенными вниз на 25% от их прежнего верхнего положения. Мощность реакторов (их было в стране 15) снижалась до 70% от проектной. Пропадали миллиарды киловатт электроэнергии. В последующем конструкция стержней была изменена, что позволило восстановить проектную мощность.

Главным конструктором реакторов РБМК был академик Н.А.Доллежаль, директор проектного института реакторов. Научным руководителем разработок являлся академик А.П.Александров, директор Института атомной энергии и президент АН СССР. Их разработки были многократно удостоены высших государственных наград и премий. Сотни других учёных и конструкторов разрабатывали отдельные узлы всей системы. Кто из них конкретно был виновен в ошибочной конфигурации стержней аварийной защиты – остаётся неизвестным.

Официальное признание того, что главной причиной чернобыльской аварии был дефект в конструкции системы аварийной защиты, приходило медленно. А.С.Дятлов был освобождён из заключения в 1991 «по состоянию здоровья», без снятия судимости. В том же  году Госатомэнергонадзор направил в Вену в МАГАТЭ  новый отчёт о причинах аварии, в котором признавалось, что «реактор не соответствовал нормам безопасности и имел опасные конструктивные особенности». Обвинения с персонала АЭС были сняты, их действия, как теперь утверждалось, «нарушениями не являлись либо не повлияли на развитие аварии». Однако в широкой прессе об этом не сообщалось. Правительство не хотело признавать, что все реакторы этого типа работали много лет с высокой степенью риска. Непосредственно в документах МАГАТЭ вывод о дефектах стержней защиты, как главной причине аварии, появился лишь в 1993, когда СССР уже не было. Дятлов умер в 1995 от хронической лучевой болезни. Незадолго до смерти он опубликовал книгу «Как это было».

До сих пор во множестве очерков и в книгах о Чернобыльской аварии (наиболее подробно в книге «Чернобыльская тетрадь» инженера-атомщика Григория Медведева, опубликованной в «Новом мире» в 1989) главными виновниками катастрофы остаются операторы и руководители ЧАЭС. Григорий Медведев был непосредственным участником проектирования и строительства ЧАЭС. По его словам, действия операторов были столь неверными, что «они и были той последней каплей, которая переполнила чашу терпения реактора».

Чернобыльская авария признана одним из главных проявлений экономического и политического кризиса, который привёл к распаду СССР. На выборах в Верховные Советы СССР, Украины и Белоруссии, на выборах в местные Советы избирались активисты антиатомных движений –националисты, приобретавшие большое влияние. В период между 1987 и 1991 годами 60 атомных реакторов были остановлены либо не достраивались. Ростовская, Крымская, Татарская и Башкирская АЭС, уже почти законченные, были заморожены. До сих пор не возобновляется строительство 5 и 6 энергоблоков Балаковской АЭС. Была остановлена после землетрясения 1988 года Армянская АЭС. Вся программа тепловых атомных станций (Горьковская, Воронежская и Одесская) была остановлена, хотя некоторые из этих станций уже успешно прошли испытания.

Между тем производство угля и нефти, достигнувшее пика в 1988, начало снижаться. Экспорт нефти и газа в страны СЭВ был сильно уменьшен, хотя этот блок скрепляла прежде всего дешёвая советская энергия. Построенные здесь раньше АЭС стали источником страха, а не благодарности. Дефицит электроэнергии особенно острым стал в Армении, Грузии, Эстонии, вызвав остановки множества предприятий, особенно зимой. В апреле 1991, когда я приехал в Чернобыль для участия в международной конференции, приуроченной к пятой годовщине аварии, в Киеве проходили массовые демонстрации с плакатами, требовавшими прекратить «радиационный геноцид украинского народа». Чернобыль стал политическим символом

Но Чернобыльская АЭС продолжала работать ещё много лет на трёх реакторах. Второй энергоблок был остановлен в 1993, первый – в 1995 и последний, третий – в декабре 2000. Но осталось выгоревшее реакторное топливо от последнего и  прежних циклов, которое держится в бассейнах с постоянной циркуляцией воды. Под  контролем находится и саркофаг аварийного блока. Строительство нового «Укрытия» только начинается. Тысячи рабочих в три смены приезжают в  Чернобыль каждый день. По существующей программе ЧАЭС будет полностью демонтирована к 2065 после двух новых периодов полураспада радиоактивных цезия и стронция.

ФУКУСИМА ЖДАЛА СВОЕГО ЧАСА

Первый реактор для АЭС Фукусима-1 проектировался и строился для японской кампании TEPCO американской корпорацией «Дженерал Электрик». Строительство началось в 1967, коммерческая эксплуатация – в марте 1971. Проект был рассчитан на 40 лет, в феврале 2011 реактор предполагалось остановить. Однако TEPCO продлила лицензию ещё на 10 лет. Это был реактор BWR-3 со скромной мощностью 460 MW. Второй реактор того же типа был более мощным – 784 MW, последний, шестой, введённый в эксплуатацию в 1979, был самым мощным –1100 MW.

Проект обещал сейсмическую устойчивость реакторов к землетрясениям до магнитуды 7,5 (именно таким было землетрясение в Калифорнии в 1952). Для Японии этого было недостаточно. Великое землетрясение, разрушившее 1 сентября 1923 Токио и Йокагаму, оценивалось магнитудой 8,3. Защита от цунами также была скромной, проектировщики не ожидали волны выше 5 метров.

Игорь Николаевич Острецов, эксперт по реакторам и один из ликвидаторов Чернобыля, с которым я советовался для подготовки этой статьи, считает наиболее серьёзными недостатком проекта расположение резервных аварийных генераторов электричества «на берегу, который смотрит на глобальный тектонический разлом. Да ещё к тому же вровень с уровнем моря – это в голове не укладывается». Он также считает, что расположение хранилищ отработанного ядерного топлива (ОЯТ) «в подвешенном состоянии» над активной зоной реактора было серьёзной конструктивной ошибкой. На большой высоте эти очень тяжёлые бассейны с циркулирующей для охлаждения ОЯТ водой более чувствительны к подземным толчкам. Чем выше объект, тем больше амплитуда его колебаний при землетрясениях. Именно поэтому они оказались повреждёнными и стали терять воду. Заливать их водой пришлось сначала с вертолётов, а затем из водных пушек. Ошибки проекта включали также сброс  парогазовой смеси, содержавшей радиолитический водород, из контайнмента не в атмосферу, а в реакторное здание. Именно это привело к взрывам водорода, к разрушениям зданий и к повреждениям сложных теплообменных систем.

В реакторах BWR, строившихся в 1960–70, пар, вращающий турбины, образуется из той же воды, которая замедляет нейтроны в активной зоне реактора. Эта схема очень опасна, так как она сильно увеличивает массу воды, которая неизбежно накапливает большие концентрации радиоактивных изотопов. Эти радиоизотопы сильно загрязняют и турбинный зал. Летучие радионуклиды и прежде всего радиоизотопы иода-135 и 131 вентилируются и удаляются через высокую трубу, обычно когда ветер дует в сторону моря. В более современных реакторах для турбин существует самостоятельный контур, в котором пар генерируется в теплообменниках. Создание двух контуров уменьшает общий объём загрязнённой воды.

Огромное количество сильно загрязнённой радионуклидами воды, десятки тысяч тонн, стали одной из главных проблем Фукусимы. При работающем реакторе эта  вода охлаждалась морской водой, количества которой колоссальны (21 тыс 800 тонн в час для реактора 1 и 33 тыс тонн в час для более мощных реакторов 2 и 3). Остаточное тепловыделение в остановленных реакторах может составлять около 1% (это зависит от стадии топливного цикла, равного 12 месяцам). Тысячи тонн воды в сутки необходимы для охлаждения всех систем, и эта вода сильно загрязняется реакторным топливом и ОЯТ. Стекать этой воде некуда, кроме Тихого океана, даже если это противоречит международной конвенции.

2 тыс 872 кассеты в «подвешенных» хранилищах в 4-х аварийных зданиях, повреждённых взрывами водорода, содержат 490 тонн ОЯТ, не менее 4 тонн которого составляет плутоний.

«С хранилищами надо что-то придумать, – написал мне Острецов. – Эта проблема должна стать международной. Одна Япония с этим не справится. Радиоактивности здесь намного больше, чем в Чернобыле». Радиоактивных изотопов в 4-х аварийных блоках Фукусимы примерно в 20 раз больше, чем в чернобыльском реакторе. Впервые в истории реакторных аварий долговременную опасность создают не только сами реакторы, но и хранилища отработанного топлива. Каждый из 7-и аварийных объектов требует самостоятельных решений».

Ликвидация аварии на Фукусиме сегодня, в дни 25-летней годовщины Чернобыля, продолжается лишь полтора месяца. Общий объём выброшенной в среду радиоактивности пока неизвестен, но он нарастает и приближается к чернобыльскому. Расширяется и «зона отселения», уже равная по радиусу чернобыльской. Очистку Чернобыля от радиоактивности обещают к 2065 году. Сумеет ли Япония справиться быстрее, покажет лишь время.

После Три-Майл-Айленд, с 1979 в США и в Великобритании не было построено ни одной новой АЭС. Стоимость АЭС с дополнительными системами безопасности сильно возросла и не обеспечивалась страхованием. Пока трудно предсказать, какое влияние  Фукусима окажет на судьбу атомной энергетики в Японии, Азии и во всём мире.

ЛИТЕРАТУРА

Итоги изучения и опыт ликвидации последствий аварийного загрязнения территории продуктами деления урана (редактор А.И. Бурназян). М., Энергоатомиздат, 1990

Адамов Е.А., Василевский В.П., Ионов А.И. и др. Анализ первой фазы развития аварийного процесса. «Атомная Энергия» Том 64, №1, сс 24-29, 1988

Жорес Медведев, Лондон

 
По теме
Ежегодно тонкий лед становится причиной гибели людей, чаще всего среди погибших оказываются дети, которые гуляют вблизи замерзших водоемов без присмотра родителей.
Органами предварительного расследования житель города Петровска Саратовской области П. обвинялся в совершении преступления, предусмотренного пунктом «а» части 3 статьи 158 УК РФ - как кража,
Фрунзенским районным судом г. Саратова рассмотрено уголовное дело в отношении Быкова А.А., обвиняемого в совершении умышленного причинения тяжкого вреда здоровью, опасного для жизни человека,
Мошенник обещал продать балаковцу видеокарту для компьютера Светлана Курышева Балаковские полицейские арестовали мошенника в Подмосковье (фото: архив КП) Балаковские полицейские установили подозреваемого в мошенничестве.
В ходе расследования следователями СЧ ГСУ ГУ МВД России по Саратовской области установлено, что шестеро граждан соседних республик сбывали на территории Саратовской области мефедрон и героин.
Клумбы за 19 миллионов в Энгельсе. Экс-директор муниципального учреждения, заключивший контракт с родственницей, подозревается в коррупции - ИА Версия-Саратов © нейросеть «Шедеврум» / ИА «Версия-Саратов» В Энгельсе в отношении бывшего директора муниципального учреждения, подведомственного администрации Энгельсского района,
ИА Версия-Саратов
Медицинские учреждения Саратовской области готовы к паводку - Министерство здравоохранения      В ходе подготовки к прохождению паводка министерством здравоохранения области и подведомственными  медицинскими организациями  уточнены населённые пункты, которые могут быть подтоплены на период паводка,
Министерство здравоохранения
В Саратовской области у скотины нашли бруцеллез: ветеринары добираются на лодках - Четвертая Власть На территории двух районов региона из-за бруцеллеза ввели карантин Фото: Управление ветеринарии по Саратовской области В Саратовской области на территории двух районов из-за бруцеллеза ввели карантин.
Четвертая Власть