Чернобыль — Фукусима: урок не впрок

2014-04-26 В. Г. Барьяхтар, академик НАНУ (В. Г. Барьяхтар)

Запись выступления

Знание — это то главное богатство, которое сейчас определяет и развитие страны, и стабильность страны — любой, в том числе и нашей. Опыт показывает, что, к сожалению, любая нация, теперь я готов заявлять об этом со всей ответственностью, не учится на чужих ошибках.

Традиционно человечество использовало химические реакции для получения энергии. А известно, что уровень производства энергии и уровень потребления энергии — это один из главных показателей, определяющих уровень жизни. Потому самые развитые страны Западной Европы и Соединенные Штаты производят очень большое количество энергии на душу населения. Поэтому живут богато и живут долго.

Что касается стран третьего мира, что касается нашей страны, как и России отчасти, то здесь продолжительность жизни примерно на десять лет меньше, чем в европейских странах. Конечно, есть какие-нибудь отдельные монахи тибетские, которые живут достаточно долго, энергии потребляют мало, но у них совершенно другой менталитет и совершенно другое представление о человеческих ценностях.

Физики — Прометеи ХХ века, предложили человечеству новый тип производства энергии, без потребления кислорода, без загрязнения (при правильной эксплуатации) окружающей среды — а именно ядерную энергию. Эта технология, в отличие от сжигания (то, что еще знали древние люди с их кострами), требует очень глубоких знаний и требует, кроме того, очень высокой ответственности. Если хотите, эти технологии требуют очень высоких моральных принципов.

Катастрофа, которая произошла на Украине (я включился в эту работу за год до того, как произошла катастрофа, по поручению президента нашей академии Б. Патона) показывает, что мы ничему не научились. Я имею в виду руководство Украины, руководство энергетики, атомной электростанции в Чернобыле, общественность. Мало чему выучились на американских ошибках — на опыте аварии, которая произошла на атомной электростанции Три-Майл-Айленд.

Что произошло на Чернобыле? На Чернобыле началось все, извините за неакадемическое выражение, с дурацкого эксперимента — насколько хватит энергии ротора динамо-машины, чтобы поддержать энергосистему станции? Но каждый студент второго курса знает — I Ω2/2. Где I — момент инерции, а Ω — частота обращения. Ну зачем ставить эксперимент?!

Дальше не поняли (это я говорю о квалификации, об отсутствии знаний), не поняли, что фактически это будет не электрический эксперимент, а это будет ядерный эксперимент. Потому что поставили задачу «Вот допустим, что станция стала». Надо было остановить станцию. Почему-то надо было ее быстро останавливать. А тогда посмотрим, сколько энергии реально даст динамо-машина. Но, боже мой, есть компьютер, есть, в конце концов, ручка и голова — сядьте и посчитайте. Вот с этого все и началось. Да, Главный конструктор реактора РБМК в свое время поставил задачу — провести такой эксперимент, но с тех пор жизнь изменилась, к 1986 году появились персональные компьютеры.

Ну а дальше, как говорят, пошло как в сказке. Автоматика не позволяла быстро остановить реактор — ее взяли и отключили. Дальше, начала повышаться температура — дали больше воды. Ну и так далее, и тому подобное. В общем, персонал тоже наделал ошибок. Были, конечно, и определенные недостатки и самого реактора. Почему я говорю, были, потому что сейчас в реакторах такого типа, которые используются и в России, этого недостатка уже нет. И объясню, почему нет. Реактор РБМК, на урано-графитовых стержнях, может стать неустойчивым. Вот это и произошло, когда его начали выключать — он стал неустойчивым, сработала обратная отрицательная связь, он пошел в разгон, разогрелся сам реактор, разогрелся до очень высокой температуры — полторы тысячи градусов примерно. Дальше туда дали воду. Когда воду на горящий реактор подаешь, она распадается на водород и кислород. Произошел водородный взрыв такой силы, что этот четвертый блок вылетел из своего, так сказать, базиса, крышка на нем, так называемая «Елена» — стала торчком. Примерно три процента радиоактивности было выброшено в окружающую среду. Это колоссальное количество. Дальше произошел расплав. И не только сам реактор расплавился, но за счет энергии, которая была наработана в процессе радиоактивного распада, примерно в десять раз больше бетона — тоже расплавилось.

Все это было известно. Советское правительство приняло несколько специальных решений. Одно из таких специальных решений — повысить содержание урана-235 в блоках РБМК. Вот на Смоленской станции у нас было 2%, теперь — 4%. При 4% этот реактор уже устойчив. Так что, надо было жалеть уран-235, которого в бомбах было навалом, и допускать, чтобы реактор был неустойчив? Этого не сделали, потому что не было знаний.

Директор Чернобыльской станции Брюханов — он вообще не специалист в ядерной физике, но хороший организатор. Как можно ставить неспециалиста руководить атомной станцией. Его судили. Но судить нужно было тех партийных и советских начальников, которые выдвинули его на должность директора. Никому же из нас не придет в голову поставить, скажем, меня руководителем балетной группы. Все, что я в этом деле понимаю, это то, что у женщин есть красивые ножки. Но я же не могу при этом руководить балетом, потому что я ни бум-бум в этом. А товарища Брюханова поставили.

Любые ошибки в атомной энергетике в миллион раз опаснее, чем ошибки в обычной энергетике. Потому что это атомное топливо, его калорийность в тысячу раз больше, чем любого химического, и газа, и нефти и т. д.

Теперь посмотрим на цивилизованную нацию — японцев. Ну, допустим, мы, украинцы, хотя искренне считаю, что наука в Украине была и остается, пока, на высоком уровне, особенно инженерная наука и подготовка инженеров. Зачем я вам это проповедую? Потому, что атомная энергетика — это особая область. Чтобы выучиться управлять реактором, надо потратить много лет. Реально оператор атомной станции становится полноценным специалистом не только после окончания института, а еще примерно через десять лет работы. И готовить его надо специальным образом. Напомню, чтобы разобраться как считать нейтронные поля (первым конечно, был Ферми в Америке, потом в Советском Союзе в этом участие принимал мой учитель Ахиезер, Померанчук, Гуревич) люди высочайших научных знаний потратили колоссальное время. А теперь этому нужно обучить студента. Понятно, что это будет трудно. Во-первых, это должен быть первоклассный студент, который любит науку, который стремится к знаниям. А, во-вторых, пять лет университета, плюс десять лет работы на станции — вот цена, так сказать, подготовки. Дорогие друзья, если мы во все горло не будем говорить, что роль знаний в нашем обществе выдающаяся, то нам надо запрещать все эти высокие технологии, дышать углекислым газом и ждать, так сказать, конца света в виду изменения климата. Почему я так пессимистически настроен? Потому что повышается температура. Что значит — повышается температура? Из литературы известно, что льды в Северном Ледовитом океане, и по нашим данным, и по американским примерно на 60% уменьшились. Дальше: имеется Сибирь, где огромная зона вечной мерзлоты, в которой полно метана. Это ведь были болота. Начнет эта зона нагреваться, начнет выделяться метан. Тогда все наши производства, который сейчас выделяют метан — это будет только добавка, а не главный его источник. Ситуация очень опасная.

В этом смысле атомная энергетика очень перспективна. Но, еще раз повторяю, сейчас никто не хочет изучать атомную энергетику, добывать знания в этой области и учиться на чужих ошибках.

Так вот, что делают японцы. Они эту свою Фукусиму начали вводить в 1971 году. В 1974 ввели. Я имел счастье быть в Японии, беседовать с руководителями атомной энергетики Японии. Они мне объясняли, что все японские атомные станции оборудованы на случай землетрясения автоматической системой отключения, прекращения ядерной реакции. Да, на Фукусиме эта система сработала. Там ядерная реакция была остановлена. Но радиоактивные элементы, которые были наработаны, все ж остались внутри. И сколько они энергии производят даже тогда, когда остановлена реакция? Они производят первые сутки примерно 5%. Этой энергии хватает для того, чтобы расплавить полностью реактор. В Чернобыле реактор расплавился. У американцев на Три-Майл-Айленде реактор точно так же пострадал от температуры. Специальный термин был — китайский синдром. Что это такое? — расплавился реактор, проплавил бетон и пошел в землю. Вот это «китайский синдром» в переводе на рабоче-крестьянский язык. И тут японцы ничему не научились, что оно расплавляется.

Дальше — цунами.

В Советском Союзе был принят в 1986 году специальный закон — ближе, чем на 30 км от крупных водоемов атомные реакторы не строить. Допустим, у нас была причина из-за Днепра, чтобы туда радиация не попала. Но японцы ж построили прямо на берегу моря. Никто наших законов не скрывал, но они не читали, и даже не подумали, что кроме землетрясения может быть цунами. Вот цунами и разрушило эти устройства, реакторы.

Я вам просто цифры приведу. 11 марта 2011 г. в 14.46 произошло землетрясение магнитудой 9 баллов. Сам реактор был остановлен и формально не пострадал. Но уже в 15 часов 41 минуту, то есть через час, грубо говоря, была волна цунами, которая ударила по сооружению реактора. У них наверху был технический этаж; нижний был бетонный, верхний был стальной. На верхнем этаже отработанные «твэлы» хранились с выдержкой в бассейне, и там работали машины. Цунами лишила блоки подачи воды, и они начали разогреваться. Первый блок начал разогреваться в 16 часов 36 минут. Через сутки начал разогреваться второй блок, ну и третий блок еще через два часа после второго. Десять часов или двенадцать руководство станции обсуждало, надо ли их охлаждать. За это время температура реакторов повысилась до 1500 градусов. Начали охлаждать. Дали команду — давайте, охлаждайте! Как только они дали эту команду, дальше пошел чернобыльский сценарий. На одном блоке было произведено за счет распада на водород и кислород примерно 600 кг водорода. На третьем — было примерно 1000 кг водорода произведено. Ясно, что этот водород тут же взорвался, произошло разрушение, и пошла эта их радиоактивность в море и т. д.

Я из этого себе сделал вывод, что надо учить людей в первую очередь заинтересованно, с помощью хороших лекций, хороших учебников. Потому что даже японские руководители, которые считаются одними из лучших в мире менеджеров, не дали себе труда выучить чернобыльский опыт. А ведь все раньше было опубликовано.

Сейчас руководство японской атомной энергетики установило теснейший контакт с нашим Институтом проблем безопасности атомных станций Национальной академии наук Украины, во главе которого стоит академик Ключников, сам принимавший активное участие в ликвидации последствий Чернобыльской катастрофы. Он и трое его друзей первые измерили радиационный фон возле чернобыльского 4-го блока.

Так вот, всю нашу чернобыльскую литературу сейчас японцы перекачивают. С русского и украинского переводят на японский и английский, и тщательно изучают. Но это три года прошло. А это надо было делать, когда еще не было взрыва.

У нас есть МАГАТЭ, которое занимается распространением знаний. Но опять же — у МАГАТЭ есть рекомендации, но нет обязательных постановлений — что «делай так». Они могут запретить что-то, когда проверят станцию и увидят там недостатки. Но заставить учиться МАГАТЭ не имеет права. А катастрофы большие. В мире был спад в строительстве АЭС, но я уверен, что к этому вернутся, никуда немцы не уйдут — все равно им нужна энергия. И разрушать просто, а вот создавать новые источники труднее. Ветряки — это хорошо. Но когда вам нужна промышленность, и в одном месте чтобы были миллионы ватт мощностей, для того чтобы металлургию обеспечить, с помощью ветряков этого не сделаешь. Солнечная энергия — это замечательно, и, конечно, этим нужно заниматься, потому что на бытовом уровне можно обеспечить дома солнечной энергией. Но опять же, коэффициент полезного действия — хорошо чтоб был 20%. Пока у этих всех кремниевых устройств — коэффициент 10-12%. Это, конечно, не ноль, все равно это нужно использовать. Кроме того киловатт-час на «ветряках» и «солнечных» станциях стоит в десятки раз дороже, чем на АЭС или ТЭС.

Еще раз хочу подчеркнуть, что с одной стороны у людей есть желание жить комфортно, иметь кондиционеры, холодильники и т.п., а с другой стороны угроза повышения СО2 в атмосфере Земли. Для того, чтобы решить эти проблемы, нужны знания. Значит, нужно вкладывать деньги в образование, в науку.