Чернобыльская авария: какие ошибки привели к трагедии

В апреле 1986 года на Чернобыльской атомной электростанции (АЭС) было запланировано испытание на четвёртом энергоблоке для проверки работы системы аварийного охлаждения в условиях отключения внешнего питания. Это испытание было частью плана по улучшению безопасности станции. В ходе испытания должны были проверить, насколько эффективно оборудование станции может работать в случае неожиданного отключения электроэнергии. Для начала эксперимента был запущен процесс по снижению мощности реактора.

Для подготовки к испытаниям на 4-м энергоблоке ЧАЭС были предприняты следующие действия:

• Снижена мощности реактора со 100% до 50%.
• Отключены системы аварийного охлаждения для моделирования условий проблемы с охлаждением реактора.
• Для испытания выбран режим, при котором реактор работает за счёт собственной энергии, пока не запустятся дизель-генераторы.

Всё это было частью подготовки для проверки работы системы безопасности. Что же в итоге пошло не по плану?

Одной из причин аварии на Чернобыльской АЭС стали конструктивные недостатки реактора РБМК-1000. Во-первых, реактор имел положительный мощностной коэффициент реактивности. Вместо того чтобы автоматически снижать реакцию при падении мощности (как это предусмотрено нормами безопасности), реактор, наоборот, мог резко её повысить. Этот фактор делал реактор крайне нестабильным при работе на низкой мощности. Операторы не могли предвидеть и предотвратить этот эффект.

Вторым серьёзным недостатком была конструкция стержней системы управления и защиты (СУЗ). При введении стержней в активную зону реактора вначале происходил кратковременный рост реактивности, известный как «положительный выбег реактивности». Этот эффект был обнаружен ещё в 1983 году на Игналинской АЭС, но меры по его устранению не были приняты. 

Третьим недостатком была неэффективная система аварийного останова. Система защиты реактора не обладала достаточным быстродействием и не могла оперативно остановить реактор в случае аварии. 

Отключение автоматической системы безопасности в рамках испытаний сделало реактор ещё более уязвимым. Но даже если бы системы защиты сработали, их конструкция не позволяла предотвратить катастрофу из-за упомянутого «положительного выбега реактивности».

Авария на Чернобыльской АЭС стала результатом не только конструктивных недостатков реактора РБМК-1000. Испытание было запланировано на дневное время, но из-за задержек его перенесли на ночь, когда на станции работала менее опытная смена. Разберём действия персонала в ночь аварии.

Операторы снизили мощность реактора до уровня, не предусмотренного регламентом. Вместо того чтобы поддерживать мощность на уровне 700 МВт, как требовалось для безопасного проведения испытаний, реактор был выведен на крайне низкую мощность — около 200 МВт. Это привело к накоплению ксенона-135, который поглощает нейтроны и замедляет реакцию. Для восстановления мощности реактора, операторы извлекли большинство стержней СУЗ, что сделало реактор крайне нестабильным. Такие действия противоречили требованиям безопасности.

Ещё одной критической ошибкой стало нарушение регламентов эксплуатации. Операторы отключили несколько систем безопасности, включая аварийный останов реактора, чтобы провести испытания. Это решение, хотя и не было формально запрещено, значительно повысило риски. Кроме того, персонал не остановил испытания, когда реактор оказался в нештатном состоянии, а вместо этого продолжил эксперимент.

В итоге персонал недооценил риски, связанные с конструкцией реактора. Работа на низкой мощности с высоким количеством стержнями СУЗ создаёт опасную ситуацию, а введение их в активную зону может вызвать кратковременный рост реактивности, что и произошло в момент аварии. Но не все риски были доведены до персонала.

Конструктивные недостатки реактора РБМК-1000, приведшие к аварии на Чернобыльской АЭС, были известны ещё до катастрофы. В 1983 году на Игналинской АЭС обнаружили возможность ввода положительной реактивности при останове реактора, а в 1975 году на Ленинградской АЭС локальные изменения реактивности вызвали повреждение реактора. Предполагалось, что условия, при которых проявляется этот эффект, никогда не возникнут, поэтому недостатки устранены не были. Но именно такая ситуация сложилась в ходе испытаний на Чернобыльской АЭС.

В соответствующих инструкциях и регламентах сотрудников АЭС разработчики не сообщили о существовании эффекта, связанного с положительным выбегом реактивности при аварийном останове реактора. Не знал об этом и чернобыльский персонал. Это в дальнейшем станет аргументом в защиту тех, кто проводил испытания в конце апреля 1986-го и фигурировал в графе «причины трагедии».

Конструктивные недостатки реактора РБМК-1000 были следствием допущенных создателями реактора отступлений от требований безопасности, которые действовали на тот момент: «Правила ядерной безопасности атомных электростанций» ПБЯ 04-74 и «Общие положения обеспечения безопасности атомных электростанций при проектировании, строительстве и эксплуатации» ОПБ-73.

Реактор РБМК-1000 и проект Чернобыльской АЭС отступали не только от требований этих нормативных документов. В частности, не были предусмотрены приборы контроля, а оператору не предоставлена информация об оперативном запасе реактивности. Кроме того, отсутствовала автоматическая защита реактора при отклонениях этого параметра за установленные пределы, который, в момент критического снижения превращал аварийную защиту в инструмент разгона его мощности. 

При работе реактора на малой мощности без контроля распределения энерговыделения и ЛАР-ЛАЗ (локальный автоматический регулятор, локальная аварийная защита) операторы не имели доступа к датчикам внутри активной зоны, а внешние приборы не отображали точное распределение нейтронного потока. Оператору приходилось выполнять до тысячи управляющих действий в час. Чтобы контролировать реактор на низких уровнях мощности, оператор должен был полагаться на опыт и интуицию, а не на показания приборов системы регулирования. 

Анализ показал, что причиной аварии стало сочетание нескольких факторов: конструктивных недостатков реактора, ошибок персонала и слабого регулирования. Отчеты о расследованиях катастрофы отмечают, что основной причиной аварии стала совокупность всех факторов, вероятность возникновения которой, хоть и предполагалось при расчете рисков, но была крайне мала и не была учтена. Также не были приняты к сведению проблемы и инциденты на других аналогичных станциях.

После аварии на Чернобыльской АЭС мировая практика обеспечения безопасности была пересмотрена, ужесточены регламенты проектирования и эксплуатации.

После аварии на Чернобыльской АЭС в целях расследования причин и обеспечения безопасности атомной энергетики спустя время были учреждены независимые государственные органы, ответственные за контроль и регулирование ядерной безопасности, что призвано обеспечить объективный надзор за эксплуатацией АЭС.

В 1986 году было создано Министерство атомной энергетики СССР, которому были переданы все действующие и строящиеся АЭС, а также проектные, наладочные, ремонтные и другие организации, выполнявшие работы для атомной энергетики. 

Расширилось сотрудничество между странами в области ядерной безопасности, что позволило обмениваться опытом, лучшими практиками и совместно разрабатывать стандарты безопасности.

Улучшение конструкции и системы безопасности реактора 

После катастрофы на Чернобыльской АЭС в 1986 году были приняты значительные меры для предотвращения подобных аварий в будущем и повышения безопасности атомных электростанций. После аварии все действующие реакторы РБМК в СССР, а позже в России и других странах, подверглись масштабной модернизации. Первые изменения начали вносить уже в мае 1986 года.

Устранена проблема роста реактивности: конструкция реактора была изменена, чтобы сделать его более стабильным при низкой мощности. Это устранило одну из ключевых причин аварии.

Улучшена СУЗ: конструкция стержней СУЗ была переработана, чтобы исключить эффект «положительного выбега реактивности», который усугубил аварию в Чернобыле.

Усилена система безопасности: были установлены дополнительные системы аварийного останова и защиты, чтобы минимизировать риски в случае нештатных ситуаций.

Эти меры значительно повысили безопасность реакторов РБМК. По оценкам экспертов, вероятность серьёзных аварий на модернизированных реакторах уменьшилась примерно в 100 раз.

Повышение уровня подготовки и безопасности на рабочих местах

После аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году были внедрены значительные меры для повышения безопасности персонала на атомных электростанциях. 

Разработаны инструкции и регламенты, например «Руководство по безопасности при использовании атомной энергии». Они предназначены для специалистов эксплуатирующих организаций. Нормы и правила помогают в разработке планов мероприятий по защите персонала в случае аварий на атомных станциях и помогают оценить уровень аварийной готовности. 

Созданы планы мероприятий по защите персонала и населения в случае аварий, а также процедуры управления аварийными ситуациями.

В проектах АЭС предусмотрены технические средства и организационные меры, направленные на предотвращение аварий и ограничение их последствий.

Ключевой персонал атомных станций проходит обязательную сертификацию и регулярные тренировки, включая действия в аварийных ситуациях. Это обеспечивает готовность к чрезвычайным ситуациям.

_{Изображение на обложке — Культура.РФ}