Чернобыль. История катастрофы

Только на поздних этапах строительства АМ-1 физики в Обнинске обнаружили рискованное место проекта: протечка охлаждающей воды на горячий графит могла привести не только к взрыву и радиоактивному выбросу, но и к аварии реактора[171]. Запуск АМ-1 неоднократно откладывали, разрабатывая системы безопасности, способные решить эту проблему. Но, когда в июне 1954 года АМ-1 вышел наконец на критический режим, оставался еще один принципиальный недостаток, который так и не устранили: феномен, известный как положительный паровой (пустотный) коэффициент реактивности.

При нормальной работе все охлаждаемые водой водно-графитовые ядерные реакторы содержат некоторое количество пара, циркулирующего в активной зоне и образующего в жидкости пузыри или «пустоты»[172]. Вода более эффективно замедляет нейтроны, чем пар, поэтому число пузырьков пара в воде влияет на реактивность активной зоны. В водо-водяных реакторах, где вода используется и как замедлитель, и как охладитель, по мере нарастания объема пара замедляется меньше нейтронов и реактивность падает. Если пара образуется слишком много (или если охладитель вытекает полностью), цепная реакция останавливается и реактор глохнет. Отрицательный паровой коэффициент срабатывает как автоматический размыкатель, «рукоятка мертвеца»[173], важное условие безопасности водо-водяных реакторов, распространенных на Западе[174].

Но в водно-графитовых реакторах, каковым был АМ-1, все происходит противоположным образом. По мере разогрева реактора и превращения все большего количества воды в пар графитный замедлитель продолжает выполнять свою функцию, как и ранее. Цепная реакция продолжает нарастать, вода нагревается сильнее, и еще большее ее количество становится паром. Пар, в свою очередь, поглощает меньше и меньше нейтронов, и цепная реакция продолжает ускоряться в петле обратной связи растущей мощности и температуры. Чтобы остановить или замедлить процесс, операторы должны вдвигать управляющие стержни. Если они по какой-либо причине откажут, реактор станет неуправляемым, расплавится или взорвется. Этот положительный паровой коэффициент[175] оставался фатальным свойством реактора АМ-1 и угрозой для работы каждого последующего советского водно-графитового реактора.

20 февраля 1956 года Игорь Курчатов впервые появился перед публикой. Более десяти лет, с 1942 года, отец советской атомной бомбы был окружен завесой государственной тайны, работая в засекреченных лабораториях Москвы и Обнинска и на полигонах в Казахстане. Теперь он стоял перед делегатами XX съезда КПСС в Москве и рассказывал о фантастических перспективах СССР, который получит ядерную энергию[176]. В короткой зажигательной речи Курчатов рисовал впечатляющую картину строительства новейших реакторов и футуристической Коммунистической империи, просторы которой будут бороздить корабли, поезда и самолеты на атомной тяге. Он предсказывал, что дешевое электричество вскоре придет в каждый уголок Союза. Он обещал, что всего через четыре года ядерный потенциал страны достигнет 2 млн киловатт – в 400 раз больше, чем производила станция в Обнинске.

Для реализации этого захватывающего замысла Курчатов – назначенный главой Института атомной энергии – убедил руководство Средмаша построить четыре различных прототипа реакторов[177]. Из них он надеялся выбрать конструкцию, которая ляжет в основу советской ядерной отрасли. Но сначала нужно было завоевать расположение экономических бонз Госплана, которые контролировали распределение ресурсов в СССР[178]. Отдел энергетики и электрификации Госплана определял все – начиная с сумм, которые будут выделены на строительство каждой станции, и заканчивая количеством электроэнергии, которое она должна вырабатывать по завершении строительства. В Госплане мало интересовались идеологией, престижем страны или триумфом социалистических технологий. Там добивались рациональной экономики и ощутимых результатов.

И на Западе, и в СССР заявления ученых о том, как атомная энергия уже скоро и без особых затрат составит конкуренцию традиционной электроэнергетике, основывались на ничем не обоснованных иллюзиях: «электричество будет таким дешевым, что его даже не нужно будет измерять» (too cheap to meter)[179]. Но энтузиасты развития атомной энергетики в СССР не могли рассчитывать на доходы от продажи акций или на рыночные инвестиции. Экономика была не на их стороне: расходы на строительство каждого ядерного реактора были колоссальными, в то время как СССР был богат ископаемыми углеводородами – особенно в Сибири, где находили все новые месторождения нефти и газа.

И все же гигантские размеры и неразвитость инфраструктуры Советского Союза были аргументами в пользу атомной энергии[180]. Ученые напоминали, что сибирские месторождения расположены за тысячи километров от тех регионов, где они востребованы, ведь основная часть населения и производственного потенциала располагались в западной части страны. Транспортировать сырье или электроэнергию на такие расстояния было дорого и неэффективно. Кроме того, главные конкуренты атомных станций – гидроэлектростанции – требовали затопления огромного количества ценных сельскохозяйственных площадей. АЭС, пусть и дорогие в строительстве, оказывали незначительное воздействие на окружающую среду, мало зависели от природных ресурсов, их можно было строить рядом с крупными городами с их производствами, и в перспективе они могли давать огромное количество электроэнергии.

Очевидно убежденные обещаниями Курчатова, руководители Госплана выделили средства на два прототипа станций: одну – с реактором с водой под давлением (ВВЭР), того образца, что уже становился стандартом в Соединенных Штатах, и другую – с водно-графитовым реактором канального типа – увеличенную версию АМ-1[181]. Но, как это случилось и на Западе, стоимость строительства многократно возросла, и в Госплане заподозрили, что ученые ввели их в заблуждение[182]. Планы пересмотрели, работы по созданию ВВЭР были остановлены, и атомное будущее, которое живописал Курчатов, стало рушиться. Он требовал возобновить финансирование, писал начальнику Госплана, что эти планы жизненно необходимы для определения будущего советского атома. Но просьбы его не были услышаны, и в 1960 году Курчатов умер, не дождавшись осуществления своей мечты.

Тем временем Министерство среднего машиностроения завершило новый проект в Западной Сибири, спрятанный на секретной площадке, известной как Комбинат № 816 или Томск-7[183][184]. ЭИ-2, он же «Иван Второй», был большим военным водно-графитовым реактором[185]. Его предшественник, И-1, «Иван Первый», был моделью, построенной исключительно для производства плутония для ядерных боеголовок. Реактор ЭИ-2 выполнял две задачи одновременно: производил оружейный плутоний, а в качестве побочного продукта еще и генерировал 100 мегаватт (МВт) электроэнергии. Через два года после смерти Курчатова работы по советской гражданской ядерной программе были возобновлены (уже с отставанием от конкурентов в Соединенных Штатах). Упор делался на недорогие в строительстве и дешевые в эксплуатации реакторы[186]. На тот момент это были не сложные экспериментальные реакторы гражданской ядерной программы Игоря Курчатова, а мощный «Иван Второй», готовый нести атомное знамя Советского Союза.

Менее чем через год после того, как Игорь Курчатов представлял свое имперское видение вооруженного атомной энергией СССР делегатам партсъезда в Москве, улыбчивая молодая королева Елизавета II участвовала в церемонии открытия атомной электростанции «Колдер Холл» на северо-западе Англии[187]. Потянув рычаг ручкой в элегантной перчатке, она увидела, как стрелка на большом счетчике начала вращаться, показывая, что первое атомное электричество вливается в Британскую национальную сеть от одного из двух реакторов станции с газовым охлаждением. Было объявлено, что это запуск первой коммерческой АЭС в мире, заря новой промышленной революции и триумф тех, кто хранил веру в мирный атом, пока остальные боялись, что он принесет только разрушение. «Это эпохальный день!» – сказал радиокомментатор.

Это был пропагандистский маневр. Правда заключалась в том, что АЭС «Колдер Холл» построили для производства британского оружейного плутония. Электричество, которое она вырабатывала, было дорогостоящим фиговым листком[188]. Корни гражданской ядерной отрасли не только тесно переплелись с военными технологиями, на которые она опиралась, но и опутали умы ее участникам. Даже на Западе ученые-ядерщики продолжали работать в сфере секретности и нескончаемой гонки: в среде, где рискованные эксперименты подчас заканчивались нежеланием властей признавать, что что-то пошло не так.

Через год после запуска «Колдер Холл», в октябре 1957 года, техники на близлежащем реакторе-размножителе в Виндскейле пытались решить почти невозможную задачу – произвести в срок необходимый для британской водородной бомбы тритий. Персонала безнадежно не хватало, и люди работали с технологиями, которые не полностью понимали сами. В условиях цейтнота не всегда выполнялись и требования безопасности. 9 октября на реакторе № 1 в Виндскейле загорелись 2000 т графита[189]. Графит горел двое суток, разнося радиацию по Соединенному Королевству и Европе и загрязняя окрестные молочные фермы радиоактивным изотопом йод-131[190]. Наконец директор станции распорядился залить кучу графита водой, не зная, потушит ли это огонь или вызовет взрыв, от которого значительная часть Великобритании станет непригодной для жизни. Когда впоследствии комиссия, назначенная расследовать происшествие, подготовила подробный отчет, премьер-министр Великобритании приказал изъять все экземпляры, кроме двух или трех, и рассыпать набор[191]. В опубликованной выхолощенной версии отчета вину за пожар возложили на операторов АЭС. Масштаб этой аварии британское правительство отказывалось признавать еще 30 лет[192].

Тем временем в СССР ядерная секретность достигла новых высот. При Хрущеве советские ученые-ядерщики стали пользоваться невиданной самостоятельностью, а общество, поощряемое без лишних вопросов верить в новых богов науки и технологий, держали в неведении. В этой пьянящей атмосфере первые успехи в обуздании силы мирного атома сделали физиков опасно самоуверенными. Они проектировали передвижные ядерные реакторы, которые могли передвигаться по суше на танковом шасси или плавать в Арктике, конструировали, как и их коллеги в США, атомные самолеты и даже использовали гамма-лучи для продления сроков хранения куриных тушек и клубники[193]. Они взрывали ядерные боеприпасы для тушения пожаров и создания подземных емкостей, ограничивая мощность взрывов, только если от сейсмических толчков начинали рушиться соседние здания.

После смерти Игоря Курчатова Институту атомной энергии присвоили его имя, а лидерство в советской ядерной науке перешло к его ученику Анатолию Александрову. Импозантный мужчина со сверкающей лысиной, который помогал строить первые реакторы для производства плутония, в 1960 году был назначен директором Курчатовского института. Александров был убежденным коммунистом[194]. Он верил в науку как в инструмент советской экономической мечты и монументальные проекты ставил выше самых современных исследований[195]. Наступала эпоха застоя, и советская научная бюрократия щедро тратила ресурсы на то, что считалось неотложными государственными приоритетами – космические исследования, идеи поворота рек, ядерную энергетику. В перспективных развивающихся технологиях, включая компьютеры, генетику и оптоволокно, СССР уже заметно отставал. Александров курировал конструирование реакторов для ледоколов и атомных подлодок, а также прототипов новых графитных реакторов канального типа для АЭС. Чтобы сократить расходы на эти проекты, он требовал экономить и увеличивать размеры до колоссальных пропорций, использовать стандартные комплектующие и материалы. Он не видел никаких оснований считать, что производство реакторов принципиально отличается от выпуска танков или комбайнов. Александров считал серийное производство больших реакторов важнейшим для развития советской экономики, а атомную энергию – средством осуществления титанических замыслов по озеленению пустынь, устройству тропических оазисов в Арктике и сравниванию неудачно расположенных гор атомными бомбами – или по «исправлению ошибок природы».

Несмотря на свой размах и политическое влияние, Александров не обладал полнотой власти в советской ядерной науке. Над ним нависала грозная непреклонная мощь Министерства среднего машиностроения и его воинственного шефа, ветерана революции Ефима Славского, в разных кругах известного как Большой Ефим и Аятолла[196]. Хотя в молодости они воевали в Гражданской войне на разных сторонах (Славский – комиссаром в красной коннице, а Александров – в Белой гвардии), два атомных магната были близки и любили вспоминать былое за водкой и коньяком[197]. Но по мере усиления холодной войны военно-промышленные требования Минсредмаша возобладали над чистой наукой Курчатовского института. Приоритетность программы атомных вооружений позволила министерству установить контроль над всей обширной ядерной империей с ее учеными, войсками, лабораториями, заводами, больницами, учебными заведениями и полигонами[198]. Средмаш распоряжался почти неограниченными ресурсами – от золотых рудников до атомных станций, скрытых непроницаемой завесой тайны.

Названия средмашевских объектов – от институтов в Москве и Ленинграде до целых городов – были засекречены, даже работавшие там люди знали их как «почтовые ящики», различавшиеся по номеру[199]. Возглавляемое Ефимом Славским, многоопытным политическим деятелем с большими связями на самом верху, министерство было закрытым, почти полностью автономным государством в государстве[200].

В параноидальном режиме постоянной военной угрозы, который поддерживался в Средмаше, любое происшествие – неважно, насколько значительное, – автоматически становилось государственной тайной, охраняемой КГБ. Даже когда советская ядерная энергетика в середине 1960-х годов стала быстро набирать обороты, секретность сохранялась[201]. В ходе бюрократических пертурбаций, последовавших за смещением Хрущева, в 1966 году ответственность за работу новых атомных станций в СССР возложили на гражданское Министерство энергетики и электрификации. Однако все остальное – конструирование и технический надзор за действующими реакторами, разработка перспективных моделей и все аспекты топливного цикла – оставалось в руках Министерства среднего машиностроения.

Как одна из 12 стран – основательниц Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), СССР с 1957 года принял на себя обязательство сообщать о любых ядерных инцидентах, происшедших на его территории[202]. Но ни об одном из десятков опасных происшествий, случившихся на советских ядерных предприятиях за все последующие десятилетия, в МАГАТЭ не сообщили. На протяжении почти 30 лет советское общество и окружающий мир убеждали в том, что советская ядерная энергетика – самая безопасная в мире[203].

Цена сохранения этой иллюзии была высокой.

В 16:20 в воскресенье, 29 сентября 1957 года, мощный взрыв прогремел внутри периметра Челябинска-40. Это строго засекреченное учреждение Средмаша на Южном Урале нельзя было найти ни на одной гражданской карте[204]. Запретная зона включала химкомбинат (ныне производственное объединение) «Маяк» – комплекс реакторов по производству плутония и радиохимических фабрик, построенных руками заключенных – и собственно Челябинск-40[205], комфортабельный закрытый город, где проживал высококвалифицированный технический персонал. Стоял теплый солнечный день, на городском стадионе шел футбольный матч. Когда раздался взрыв, болельщики решили, что это заключенные в ближней промышленной зоне расчищают место под очередной котлован. Матч продолжался.

Но это было не строительство, а взрыв в подземном отстойнике, заполненном высокорадиоактивными отходами переработки плутония[206]. Все произошло спонтанно в результате отказа систем охлаждения и контроля температуры. Взрывная волна подбросила бетонную крышку отстойника весом 160 т на 20 м в воздух, выбила окна в ближайших бараках для заключенных, сорвала металлические ворота. В небо поднялся километровый столб дыма и пыли. Через несколько часов вся промзона была покрыта слоем серого радиоактивного пепла и обломков – толщиной в несколько сантиметров. Вскоре работавшие там солдаты стали поступать в госпиталь – с кровотечениями и рвотой.

Никаких чрезвычайных планов на случай радиационного происшествия в Челябинске-40 не имелось, поначалу никто не понял, с чем они столкнулись. Только через насколько часов руководителей предприятия, уехавших в командировку, нашли на цирковом представлении в Москве. К тому времени радиоактивное заражение начало распространяться по Уралу – 2 млн кюри, – выпав смертельной полосой шириной 6 км и длиной почти 50 км. На следующий день на близлежащие деревни пролился небольшой дождь и выпал толстый покров черного снега[207]. Для очистки запретной зоны потребовался год[208]. Так называемая «ликвидация» последствий взрыва была начата солдатами срочной службы, которые забегали в зараженную зону и лопатами сбрасывали обломки хранилища отходов в ближайшее болото. Городские власти Челябинска-40, очевидно обеспокоенные вероятностью массовой паники больше, чем угрозой радиации, пытались заглушить новости о случившемся. Но слухи все же распространились через инженеров и техников, и почти 3000 работников покинули закрытый город, предпочитая испытывать судьбу на «большой земле», как здесь говорили, чем оставаться в уютных, но зараженных домах.

В отдаленных деревнях женщинам и детям велели выкапывать картофель и свеклу, но сваливать их в траншеи, вырытые бульдозерами, под присмотром людей в защитной одежде и в респираторах[209]. Солдаты согнали крестьянских коров к ямам и перестреляли их. В течение двух лет 10 000 человек были эвакуированы. Целые поселения были запаханы в землю, 23 деревни стерты с карты, воздействию радиоактивности опасного уровня подверглись около полумиллиона человек[210].

Слухи о том, что произошло на «Маяке», достигли Запада, но Челябинск-40 входил в число ревностно охраняемых военных объектов, и советское правительство отказывалось признавать само его существование, не говоря уже о том, чтобы рассказать, что там произошло. Для аэрофотосъемки этой области ЦРУ использовало высотные самолеты-разведчики У-2. Во время второго такого полета в мае 1960 года самолет, управляемый пилотом Фрэнсисом Гэри Пауэрсом, был сбит советской ракетой СА-2 класса «земля – воздух», что стало одним из важнейших событий холодной войны[211].

Правда выяснилась только через десятилетия, но катастрофа на «Маяке» долгие годы оставалась худшим радиационным инцидентом в истории.