С одной стороны, материалистические знания и ложное мировоззрение создают условия для более быстрой и интенсивной переработки остатков выживающей Природы с целью удовлетворения потребностей современного потребительского общества, и, с другой, – эти неверные знания служат высоко эффективным идеологическим оружием, позволяющим ослабить экономических конкурентов и результативно эксплуатировать экономически отсталые страны. Таковы их экономические предпосылки, тогда как гносеологические коренятся, опять-таки, в неверных представлениях и неведении, создавая замкнутый порочный круг.
Таким образом можно утверждать, что в XX веке человечество впервые столкнулось с новым глобальным явлением, которое правильно было бы назвать резонансным гиперусилением системного комплекса коллективных и частных ментальных представлений, несовместимых с возможностью достижения экологического равновесия. Эти явления на первый взгляд неожиданны и мало заметны, и потому до сих пор совершенно не изучены, но имеют глобальные катастрофические последствия и не менее опасны, чем нестабильные и неуправляемые процессы в ядерных реакторах.
Неведение, невежество и пренебрежение абсолютными ценностями приводят сегодня к экологическим катастрофам. И здесь с неизбежностью встаёт вопрос первостепенной важности: способен ли вообще человек, подлинно верящий в высшие идеалы и в добро, допускать разрушение Природы и не стремиться всеми силами предотвратить катастрофы? Ответ ясен. Ведь, например, все крупные экологические катастрофы в нашей стране, включая от Челябинскую и Чернобыльскую,
были в сущности последствиями безответственных решений отдельных личностей, в руках которых оказалась эксплуатация в общем-то надежно созданных в техническом отношении установок, личностей, которым с детства внушали противоречащие идеалам догмы потребительства. Кто же станет отрицать сегодня истину, восходящую к далёким временам Будды, что человек совершает решающие поступки в соответствии с его знаниями и мировоззрением?
С другой стороны, даже если считать основной причиной катастрофы в Чернобыле экономические факторы, корыстные мотивы, затмившие в сознании нравственные принципы, то разве патологические стремления к обогащению не обусловлены в первую очередь ложным мировоззрением – в данном случае отрицанием подлинных ценностей, и, в том числе, искажёнными представлениями о нравственности, о деньгах, об экономике, выхолащиванием сущности экономики, заменой ее на наживу?
Размышляя о случившимся в Чернобыле, невольно выстраиваешь в логический ряд известные факты, сравнивая их с услышанными и с событиями из тех, которые достаточно достоверно сопутствовали происшествию. Нужно ли и как докопаться до истинных причин случившегося? Думается, что целесообразно хотя бы и в общих чертах.
Атомные электростанции питают электросети от исключительно теплоэнергонапряженного источника – активной зоны ядерного реактора. Каждый кубометр активной зоны Чернобыльского реактора (а их в зоне более 600) генерирует до 5 МВт тепловой энергии. И это наименее энергонапряженный реактор. В последующих поколениях реакторов АЭС величина удельной плотности энерговыделения в несколько десятков (!) раз возросла, пробуйте сравнить эти значения с тротиловым эквивалентом, если при плотности 1,6 т/м3 и скорости детонации 7000 м/с эта взрывчатка выделяет тепловой энергии 4190 кДж/кг. Вот почему задача обеспечения эксплуатационной надежности и безопасности при проектировании и эксплуатации подобных установок была наиглавнейшей, но оказалось вполне решаемой.
В зависимости от конструктивных особенностей (ядерно-физических, теплофизических свойств применяемых материалов, их взаимному расположению и др.) активная зона может по разному реагировать на неизбежные в процессе эксплуатации флуктуации плотностей деления ядер в единице объема и времени, в том числе локальные. А удельная плотность деления напрямую связана с плотностью энерговыделения. Природа этих флуктуаций связана со статистическими отклонениями коэффициента размножения нейтронов от единицы, то есть от состояния, когда количество нарабатываемых нейтронов
при делении ядер точно равно количеству затрачиваемых на поглощении в топливе для продолжения деления со скоростью, соответствующей заданному уровню мощности (состояние нулевой реактивности). Автоматические регуляторы, связанные напрямую с датчиками, непрерывно измеряющими плотность нейтронного потока, расположенными в активной зоне, механически перемещаясь по заданному алгоритму, удерживают уровень мощности реактора в узком, регламентированном проектом интервале.
Подъём мощности реактора эксплуатационными инструкциями разрешается только при удержании регуляторами жестко ограниченной величины избытка коэффициента размножения над единицей, обеспечивающего медленное (хотя и по экспоненте) нарастание мощности. У активных зон ядерных реакторов, в зависимости от их конструкторского решения может быть две манеры поведения. Если при возникновении избытка реактивности возникшее развитие цепной реакции деления этот избыток сохраняет, или даже увеличивает (такое поведение на жаргоне ядерщиков, характеризуется наличием положительной обратной связи мощности с реактивностью), то мощность в этом случае будет нарастать до тех пор, пока регулятор автоматически не вернет коэффициент размножения нейтронов к единице.
Если же, в силу особенностей конструкции, рост мощности приводит к снижению возникшего избытка реактивности (например, вследствие снижения плотности топлива с разогревом и др.), то связь будет отрицательной, а зона саморегулируемой в определенных пределах, вследствие присущих ей внутренних физических свойств. Банальные примеры: раскачивающийся на нитке шарик, останавливающийся в точке равновесия, олицетворяет отрицательную реактивную связь; сорвавшаяся и мчащаяся с горы лавина – положительную.
За десятки лет исследований развивающейся атомной энергетики во всем мире были досконально исследованы возможные мощностные динамические эффекты ядерных энергетических систем. Уран-графитовые реакторы РБМК-1000 (типа Чернобыльских) были отработаны на опыте эксплуатации трех предыдущих опытно-промышленных АЭС прототипов возрастающей мощности и оснащены абсолютно надежной системой управления защиты (СУЗ), что было обусловлено использованием трех, блокирующих одна другую, параллельно и независимо следящих за мощностным состоянием активной зоны систем автоматической защиты (АЗ). Был накоплен практически 10-летний опыт безопасности эксплуатации этих реакторов.
Как всегда, при желании в хорошем можно отыскать и плохое, а лучшее часто бывает врагом хорошего. Крупные энергетические установки имеют одну общую эксплуатационную характеристику: КИУМ – коэффициент использования установленной мощности. Он всегда меньше 100%, так как часть времени в году установка проходит планово-предупредительный ремонт, устранение отказов оборудования и т.д., то есть простаивает. Хорошо, если этот коэффициент 65- 70%. А 80% - еще лучше. Что означает повысить КИУМ АЭС с 70% до 80%? Это означает возможность только для одного блока с реактором РБМК-1000 дополнительно в год выработать более 800 ГВт/час электроэнергии.
Какова цена этому? Оформив заявку на «рационализаторское усовершенствование», в результате внедрения в то перестроечное время довольно крупную денежную сумму... Естественна заинтересованность руководства станции и потребителя (в данном случае диспетчерского управления южной части энергокольца страны, располагавшеюся в Ростове) в повышении КИУМ четырех Чернобыльских реакторных установок, которых по проекту должно было быть шесть. А как повысить?
Активная зона работающего реактора представляет собой исключительно сложную субстанцию. В ядерном топливе в процессе деления одновременно рождается в виде осколков деления ядер практически весь спектр радиоизотопов элементов периодической системы Менделеева, каждый из которых «живет» своей собственной непутевой жизнью, вследствие чего при длительном облучении накапливается в заметных количествах не более полутора – двух десятков элементов, остальные благополучно распадаются в желании достичь стабильного состояния, что им дается с трудом, так как имеющиеся в активной зоне свободные нейтроны, взаимодействуя с ними, меняют их естественные цепочки распада.
При работе реактора на установленной мощности достаточно быстро возникает уверенно равновесный состав радиоизотопов. При изменении мощности стабильная «государственная» жизнь изотопов нарушается и каждый из них сам по себе стремится к своему «счастью», нарушая установившиеся концентрационные закономерности, пока равновесная ситуация не возникнет вновь. Особое место в этих массовых беспорядках занимает радиоизотоп Хе135 (хотя есть и другие, но менее наглые хулиганы). У этого изотопа очень большая физическая вероятность (сечение захвата) взаимодействия со свободными нейтронами. Он их очень «любит», но любовь в каждом случае приводит к трансмутации его в иной, «нехулиганистый» элемент.
Вот и получается, что при работе на стационарной мощности в топливе этот изотоп присутствует в нечувствительных количествах. Но при снижении мощности (переход на пониженный уровень) плотность нейтронов в активной зоне падает и концентрация этого изотопа возрастает значительно, если маневр быстрый, что является помехой нормальной работе органов регулирования, поскольку изменяющаяся концентрация ксенона: нарастание с последующим спадом до равновесной концентрации по завершении маневра, делает зависимым коэффициент размножения нейтронов от концентрации этого высокопоглощающего изотопа.
В процессе перехода к стационару радиоизотоп ксенона превращается в соответствующий изотоп йода (сваливается в «йодную яму», говорят ядерщики, реактор проходит «йодную яму»). Разработанные системы СУЗ строго учитывают эти процессы. Регулирующей системой допускаются только небольшие ксеноновые колебания мощности при флуктуациях на стационарном режиме («ксеноновые волны»), но аварийная быстродействующая система всегда способна мгновенно усмирить «ксеноновое буйство», остановив реактор. Действующие эксплуатационные инструкции на АЭС строго запрещают какие-либо внештатные манипуляции с мощностью реакторов, кроме регламентированных.
Чувствительность работающих в автоматическом режиме органов СУЗ реакторов РБМК была высока, более чем хотелось обслуживающему персоналу и потребителю, так как отзывалась даже на ложные, как казалось, сигналы, сбрасывая защиту и останавливая реактор. Ведь защита отзывалась и на сигналы, идущие от турбогенераторной части установки. А каждая такая остановка это 10 часов выдержки (время пока не заполнится «йодная яма»). Только после этого мощностное регулирование оценивалось полностью безопасным. Конечно же на действующих АЭС совершенствовались эксплуатационные регламенты в направлении повышения глубины топлива, снижения числа отказов и других экономически полезных характеристик с помощью компьютерно-аналитических и других методов оценки состояния узлов активной зоны. Но это же без вмешательства в мощностные эффекты. Никто и никогда бы не разрешил такие эксперименты на мощной установке без предварительных экспериментальных доказательств их безопасности.
Чем обосновать возникшее стремление совершенствования эксплуатационного регламента ядерно-энергетической установки с турбогенераторным выходом? Каковы логика и последовательность действий рационализаторов, задумавших достичь благостных результатов? Можно было бы предположить, что осуществлялась попытка научиться быстро определять ложность сигнала срабатывания защиты (например, с использованием компьютерной техники) с тем, чтобы успеть подхватить спадающую мощность реактора и удержать ее, пока инерционно удерживаемая частота оборотов турбогенератора не ушла из допустимого колебания частоты электросети. Вроде бы логично. Всего этого уже не прояснить. Может быть это и так.
Летом 1986 года в помещении управления Чернобыльской АЭС комиссии незаметно указали якобы на одного из идейных вдохновителей эксперимента – штатного местечкового физика. Причем с оговоркой: «Не лезьте к нему, страдает, молчит, как партизан». Еще бы. До полученных «результатов» ему было вероятно «море по колено», а после оно стало бездонным. А ведь им, руководителям-рационализаторам, заинтересованный технический персонал, пультовики – верил, верил их знаниям.
Но налицо факт недопонимания ядерно-физической сущности мощностных процессов активной зоны энергетического реактора. Что это? Полуобразовщина? Откровенная дурь? Переоценка своего собственного научного величия в пику ученым-перестраховщикам? Но не сбрасывать же все на чистое корыстолюбие!
Целесообразно напомнить и о следующем. В стране к 1986 году произошло существенное событие. Было оповещено о начале перестройки государственных основ и политического мышления. Это коснулось ряда социально значимых факторов: свобода слова, свобода печати, свобода мышления, снятие многих ограничений, запретов, ослабление уголовного наказания, целесообразность рыночной экономики и многое другое, что привело к понятию вседозволенности и к ослаблению ответственности за поступки. И по сию пору всем этим болеет государство. Может быть, и это сказалось?
Во всяком случае, после нескольких неудачных попыток проведения всесторонне необоснованного эксперимента и последовавшего затем преступно внесенного «совершенствования» в аварийную защиту, попытка вывода на мощность из отравленного состояния реактора удалась, но остановить нарастающую цепную реакцию деления оказалось уже нечем, и активная зона реактора в считанные секунды, в несколько раз превысив номинальную мощность, разрушилась, расплавилась, и, потеряв критичность, реактор заглох. Однако за это время успел произойти пароводяной взрыв, последовали взрывы гремучего газа, возник пожар, ранее неизведанного характера, потребовавший подбора средств для его тушения.
Результат: выброс в околореакторную зону деструктированных частей активной зоны, радиоактивных аэрозолей в атмосферу, быстрая гибель нескольких десятков лиц обслуживающего персонала, переоблучение с радиологическими воздействиями различных степеней лиц от нескольких сотен до тысяч из числа ликвидаторов последствий Чернобыльской аварии (которых кстати, сейчас пытаются лишить льгот, определенных ранее за участие в этих работах), а также засорение радиоактивными выбросами больших территорий.
Но один из главнейших выводов после Чернобыльской аварии уже сделан. Атомные энергетические установки должны обладать в обязательном порядке отрицательной связью реактивности с флуктуациями мощности. Во всех действующих реакторах настоящего времени уже заложен этот принцип, хотя и не лучшим образом отразившийся на их экономности. С другой стороны, имеются и реакторы другого типа – реакторы на быстрых нейтронах. Они независимы от йодной ямы и, следовательно, преимущественны в отношении безопасности. Эти реакторы могут иметь большое значение в будущем ядерной энергетики. Однако и в реакторах такого типа также исключается положительный коэффициент реактивности.
Но людской фактор – есть людской фактор. Ведь в семье не без урода. Определить виновных, в том числе крайних и стрелочников было делом не столь большой руки. Но ведь, дорогие соотечественники, не отвергайте и своей собственной вины в случившемся горе. Ведь нами же самими, от последнего попрошайки до руководителей страны, создан существующий сейчас общественно-политический и социальный климат Родины. Одними вследствие неведения, незнания, полуобразованности, другими от отсутствия силы воли, третьими вследствие гипертрофированного самомнения, четвертыми вследствие неуемной алчности при ущербной нравственности и т.д. Когда же наконец мы справимся с нашим лицемерным свободолюбием, достигнув уровня нравственного общечеловеческого разума и социально-экономического равновесия, уничтожив, говоря языком ядерщиков, положительную связь уголовников с финансовыми структурами?
А наибольший ущерб Чернобыльская авария принесла общественному мнению об атомной энергетики, о целесообразности скорейшего полномасштабного развития этой важнейшей энергетической отрасли, способной ликвидировать топливный голод для истинно цивилизованного человечества на тысячелетия.
Итак, основной вывод: авария на АЭС явилась следствием неведения, непонимания, отсутствия нравственной ответственности, разрушения морали, корыстолюбия...
Чернобыльский «эксперимент» проводился людьми более или менее грамотными технически, лишёнными разве что сердечности и понимания целостности и взаимообусловленности окружающего мира и может быть потому решившими нажиться на рискованно-сомнительном «рационализаторском изобретении», словно в казино поставив на карту жизни многих людей ради своего благосостояния и своих семей.
Ведь источник стремления к обогащению – не естественный инстинкт, не условный рефлекс, но следствие той или иной системы ценностей человека, а в конечном счёте – его отношения к жизни и самым различным ценностям (не только стоимостным!), его миропонимания, мировоззрения. И причины глобального экологического кризиса и катастроф в действительности являются, таким образом, в первую очередь гносеологическими, мировоззренческими.
Если сказанное верно, то, очевидно, необходимо констатировать также и следующий факт. Борьба двух миров, двух направлений в философии – мира абсолютных ценностей, мира духовного и идеального, мира высшего – с одной стороны, и материалистического направления эпикурейства и потребительства – с другой, – и связанный с этой вековой борьбой выбор является в современных условиях уже не просто вопросом философии, как это было во времена Сократа и Платона, но стратегической проблемой выживания человека и Природы, требующей пристального внимания.
Эта статья была опубликована как составная часть моей работы "Фундаментальная картина мира"
в 2004 году. Тогда, в 2004... Мы готовили сборник статей
к 100-летию великого советского физика Д.Д.Иваненко. В редакционном Совете были
И.С.Головнин, Н.С.Лидоренко, В.Ф.Панов и другие учёные, в том числе и я.
Совет наш не был формальным, потому что мы все активно участвовали в подготовке сборника,
много раз встречались, обсуждали работы, вносили коррективы...
Когда я писал "Фундаментальную картину мира", там был небольшой фрагмент про Чернобыль,
очень важно было подчеркнуть высочайшую ответственность учёных за результаты и
последствия их научных исследований. А также и то, к каким последствиям приводят
некомпетентность, невежество, ложное мировоззрение. Что случилось в Чернобыле,
в общих чертах я представлял, но нужны были детали. Вообще, надо сказать,
та статья подписана моей фамилией, но она вышла фактически во многом колективной,
потому что и Н.С.Лидоренко, и И.С.Головнин её много раз перечитывали,
вносили добавления, делали много полезных замечаний.
Для сборника это было очень важно, ведь построение фундаментальной картины
мира было основным делом жизни Дмитрия Дмитриевича Иваненко, и статье
конечно поэтому уделялось много внимания, тем более что в ней развивались идеи
самого Д.Д.Иваненко, которые мы с ним досточно много обсуждали в последние годы его жизни.
Во время нашей очередной встречи, Игорь Стефанович Головнин, прочитав черновик моей работы,
сам предложил дополнить материал про Чернобыль, и к моменту нашей следующей встречи
у него уже была готова эта статья. Текст статьи я практически не менял, прсто
внеся небольшие коррективы, возможно дополнения, чтобы более гармонично вписать
статью в основной текст работы.
Эпиграф к статье, о власти, оказавшейся в руках подлеца, также принадлежит
перу Игоря Стефановича. Всему коллективу нашего
редакционного Совета эпиграф очень понравился, и без малейших изменений мы всё это и опубликовали.
Также в сборник вошла и ещё одна интересная и фундаментальная работа Игоря Стефановича о
перспективах атомной энергетики. С ней можно ознакомиться в библиотеке на нашем сайте -
www.cosmos-h.ru - Космос. Время. Энергия.
