Чернобыль. Как это было

«В самом начале строительства канальных уран-графитовых реакторов, исходя из уровня знаний того времени (середины 60-х годов), активная зона реактора была спроектирована с использованием урана, обогащённого U–235 в 1,8 %. Спустя некоторый срок эксплуатации первого реактора, стала очевидной целесообразность поднятия этого значения до 2 %, что позволило, в частности, в некоторой степени понизить отрицательное влияние парового коэффициента реактивности. Дальнейшее изучение всех параметров, характеризующих работу реактора, привело к выводу о целесообразности повышения обогащения урана до 2,4 %. Такие сборки с активными элементами изготовлены и удовлетворительно проходят представительные испытания на работающих канальных реакторах АЭС.

При создании активной зоны реакторов на этом уровне обогащения урана по всем данным влияние парового коэффициента реактивности локализуется. До этого, т. е. при обогащении урана 2 %, это влияние регулируется постановкой в каналы специальных поглотителей (ДП), что строго и предусматривается в эксплуатационных инструкциях. Отступление от них недопустимо, так как делает реактор н е у п р а в л я е м ы м». (разрядка моя — А. Д.)

Полагаю, слово «неуправляемым» пояснения не требует. Реактор РБМК-1000 четвёртого блока имел уран 2 обогащения, ДП в активной зоне не имел, по определению Главного конструктора — неуправляем. Указаний в эксплуатационных инструкциях не было и появиться им неоткуда было — в проектных материалах Главный конструктор сообщить не обеспокоился. В отчёте его НИКИЭТ, озаглавленном «Ядерная безопасность реакторов РБМК вторых очередей. Нейтронно-физические параметры», паровой коэффициент реактивности не превышает 1,3, а мощностной коэффициент отрицательный. Ладно, это расчёты. Жизнь вносит коррективы. Активные зоны реакторов РБМК формировались по расчётам НИКИЭТ. Не указали в проектных материалах. Знали, что в таком виде он неуправляем, и всё же делали.

Именно положительный паровой коэффициент (эффект) реактивности недопустимо большой величины делал положительным мощностной коэффициент реактивности. Чем это плохо?

У критичного реактора мощность удерживается на постоянном уровне. Если теперь каким-то способом (изменение расхода теплоносителя, питательной воды, давления первого контура) внесена положительная реактивность, то мощность начнёт возрастать. В правильно спроектированном реакторе от увеличения мощности вносится отрицательная реактивность (отрицательный мощностной коэффициент), которая скомпенсирует ранее внесённую реактивность, и мощность установится на новом, более высоком уровне. В этом заключается принцип саморегулирования. У реактора РБМК, по крайней мере на малой мощности, мощностной коэффициент оказался положительным. Теперь увеличение мощности реактора вносит дополнительную положительную реактивность, реактор начинает увеличивать мощность с большей скоростью, что вызывает ещё положительную реактивность и создаются условия для разгона реактора. Нельзя говорить, что такой реактор нисколько работать не может. Автоматический регулятор или оператор своими действиями могут удержать реактор от разгона. Но всё это до поры до времени. При достижении избыточной реактивности величины р (доля запаздывающих нейтронов) реактор уже разгоняется на мгновенных нейтронах с очень большой скоростью, и ничто его не может спасти от разрушения. Экзотические исследовательские реакторы в расчёт не принимаются.

Нормативный документ ОПБ-82 так требует проектировать реакторы: