ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КАТАСТРОФЫ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АТОМНОЙ СТАНЦИИ "Центр инструментальных наблюдений за окружающей средой и прогноза геофизических процессов" Второй Доклад в МАГАТЭ

Глава 3. Причины Чернобыльской катастрофы и ее последствия

3.1. Инерционно-динамические процессы при землетрясении

3.2. Тектоно-деформационные процессы

3.3. Гравитационно-динамические процессы

3.4. Ионизационно-барические процессы

3.5. Ионизационно-электромагнитные процессы

3.6. Геопатогенное воздействие

3.7. Хронометрия

3.8. Сколько топлива в энергоблоке?

3.1. ИНЕРЦИОННО-ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИИ

Эти процессы малозначимы даже в эпицентре в силу объективно малых амплитуд смещений почвы даже при относительно сильных землетрясениях. Защита с большим запасом предусмотрена конструктивно.
Это обстоятельство явилось одной из причин полного игнорирования значимости сейсмики при выяснении причин катастрофы даже после того, как в 1995 г. были найдены сейсмограммы с трех сейсмостанций, работавших в апреле 1986 г. А в 1992 г. стало известно о локальном прогибе ионосферного слоя, предвестника землетрясения, а на сделанном через 10 часов после взрыва реактора космоснимке системы «Метеор» нашли отражение три уникальных локальных образования. Первое из них, с учетом северо-западного переноса, в момент взрыва было над ЧАЭС. Анализ космоснимков этого же региона за год до катастрофы и в течение года после нее не выявил даже подобия столь высокоупорядоченных атмосферных процессов (рис. 3.1) [1]. Рисунок 3.1. Космоснимок системы «Метеор» через 10 часов после взрыва Чернобыльской АЭС


3.2. ТЕКТОНО-ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

Катастрофа Чернобыльской АЭС предварялась деформацией фундаментов 4-го энергоблока и МЗ на протяжении почти года. Эти события заставляли периодически вызывать специалистов-турбинщиков для устранения неполадок на ТГ № 7 и № 8, а также пригласить геофизиков из ОИФЗ им. О.Ю.Шмидта для выяснения причин деформации фундамента энергоблока (Дерновой Г. Когда вовсю цвели вишни... // Атом-пресса, № 16 (648), апрель 2005, с. 6).


3.3. ГРАВИТАЦИОННО-ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Это основные разрушающие процессы при любых землетрясениях. Ускорения в импульсе достигают от нескольких g до 1000 g. Разрушают стены, перекрытия, вызывают смещение свободных частей конструкций. Именно гравитационно-динамический процесс и вибрация вызвали задержку аварийного ввода поглощающих элементов СУЗ в активную зону.
Оказались сорванными и свалились на пол откатные двери северных и южных ворот подаппаратного помещения; вскрыты мембраны 8-ми паросбросных клапанов, смята стальная облицовка помещения 305/2, 404/3,4; открыты 4 отверстия паросбросных клапанов диаметром 1.2 м.


3.4. ИОНИЗАЦИОННО-БАРИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Энергопоток из глубинного разлома при землетрясении (ЗТ) оказывает ионизирующее воздействие на среды, в том числе и на воздушную. Возможны резкие скачки давления в реакторе, парогенераторах, барабан-сепараторах, компенсаторах давления. Резкое падение уровня воды в БС и давления было вызвано дополнительной неконтролируемой диссоциацией жидкой фазы перегретой воды под действием глубинного энергопотока.


3.5. ИОНИЗАЦИОННО-ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Вследствие импульсной ионизации атмосферного воздуха плотными локальными энергопотоками неизбежны наводки в высокоомных электрических линиях, контрольно-измерительных схемах, системах компьютерного регулирования и т.д.
Вследствие ионизационного понижения электрического сопротивления воздуха возможен пробой высоковольтных схем, линий и т.п.
Ионизационно-электромагнитные процессы сопровождаются генерацией высокотемпературной плазмы (концепция А.А.Воробьева, Томский политехнический институт). Аналог – Сочинское землетрясение 4 декабря 1970 г., когда на местной тепловой электростанции был зарегистрирован выброс десятков шаровых молний, расплавивших и испаривших ряд агрегатов.
Об опережающих вспышках и более двадцати резких взрывах свидетельствовали в своих показаниях операторы. Однако они восприняли эти явления как начавшиеся замыкания в высоковольтных кабелях, которые, в принципе, там и были. Тем более, что понять происходящее в течение считанных 10-20 секунд и явно в условиях сильнейшего внешнего психофизического воздействия они не могли.
Обоснование неядерной природы развития катастрофы на Чернобыльской АЭС в результате внешнего природного источника – высокотемпературной плазмы (плазмоида, шаровой молнии (ШМ), эфиродомена) удовлетворяет всей совокупности имеющихся к настоящему времени фактических данных о последствиях катастрофы.
Физико-химические свойства ШМ – шаровая молния обладает большой удельной энергией; плотность энергии в ней превосходит известные химические источники более чем в 100 раз и на три порядка превышает удельную, энергию тротила. Однако удельная энергия шаровой молнии на четыре порядка меньше ядерной, что и явилось полным тупиком в выполненном моделировании ядерных вариантов взрыва. Время жизни шаровой молнии 10-100 с, температура 6х1000<T<140x1000°С, несет долгоживущее сильное магнитное поле и может обладать большим запасом магнитной энергии и магнитным моментом [2.3].
Взаимодействие шаровой молнии (плазмоида, магнитного монополя) с ядром происходит без распада монополя – распадаются только протоны ядра, т.е. магнитный монополь играет роль катализатора ядерных процессов и даже может изменять период полураспада радионуклида.
В подаппаратном помещении произведены большие разрушения скорее всего несколькими плазмоидами. Произошло прожигание нижней плиты (диаметром 14.5 м, толщиной 2 м) в юго-восточном секторе с сохранением краски на оставшихся 3/4 поверхности (краска АС-8с), рис. 3.2-3.4.
Рисунок 3.2. Энергоблок 4 Чернобыльской АЭС после аварии
Рисунок 3.3. Шахта реактора Чернобыльской АЭС до и после аварии
Рисунок 3.4. Состояние металлоконструкции реактора после второго взрыва
Минеральная засыпка схемы ОР и межкомпенсаторного зазора вблизи границ расплавления превратилась в мелкозернистую гравийную массу с размером аблигированных обломков -1-10 мм, насыщенную металлическими (магнитными) шариками размером от долей миллиметра до ~3 мм (воздействие шаровой молнии-плазмоида), обнаружены графитовые блоки со следами значительных высокотемпературных воздействий (абляции) – унос вещества с поверхности твердого тела потоком горячего газа путем эрозии, оплавления, сублимации.
По-видимому, в два приема с интервалом 10–15сек. плазмоиды частично оплавили и почти полностью испарили активную зону реактора. В шахте реактора активная зона отсутствует. При этом бак боковой биологической защиты (схема Л) остался практически целым, сохранил шахтную воду, на внутренней обечайке схемы Л зафиксированы незначительные вмятины, точечные оплавления, рис. 3.2–3.4.
Такое состояние реакторного помещения свидетельствует о том, что в шахте реактора и центральном зале создавалось пониженное давление: определены величины смещения колонн железобетонного каркаса деаэраторной этажерки (максимум деформации оказался между осями 45-46, источник воздействия на них – извне и сверху шахты реактора; легкая кровля центрального зала и железобетонные плиты оказались в центральном зале;
– на кровле блоков А и В были обнаружены раздутые и разорванные внутренним давлением оболочки твэлов;
– разорванная и вывернутая обечайка (корпус реактора – схема КЖ) оказалась в центральном зале на расстоянии более 20 м от своего штатного положения, поверх завала из разрушенных строительных конструкций и фрагментов активной зоны;
– верхняя биологическая защита (схема Е) стоит на ребре, центральная часть ее, где была активная зона, – «лысая» – 1659 технологических каналов с ТВС отсутствуют;
– по оси 47 южная аварийная опора наклонилась под своим весом в сторону реактора. В подаппаратном помещении обнаружены струйные прожоги стальных труб – это свидетельствует о высокотемпературных процессах, которые были достаточно узконаправленными и быстротечными.
Расплавленная лавообразная топливосодержащая масса (ЛТСМ) растекалась по южной половине подаппаратного помещения, стекала по паросбросной системе в нижние помещения парораспределительного коридора и бассейна-барботера и там застыла. Расплавленный материал не успевал переплавиться до однородности и сепарироваться по плотности, застывал даже в вертикальном положении, вытекая из патрубков паросбросных клапанов, а брызги расплавов, встречая препятствия на своем пути, застывали на высоте до 1.5-1.7 м.
Это означает, что процесс их охлаждения (по крайней мере, поверхностный) был быстрым по времени. Об этом свидетельствует то, что краска на поверхности аварийных паро-сбросных клапанов в парораспределительном коридоре (ПРК) сохранилась (стальная стенка толщиной ~10 мм не успела прогреться до 300°С).
Расплавление металлоконструкций происходило при явном избытке углерода, который в зависимости от режима охлаждения должен был либо выкристаллизовываться в виде пластинчатого графита (при остывании типа отпуска на воздухе), либо в структуре кристаллов мартенсита, который образуется при резком охлаждении (типа закалки), что и было обнаружено. Охлаждение металлического расплава было настолько резким, что только успев растечься и застыв слоем толщиной ~ 5 см, он тут же под действием термических напряжений лопался.
Обнаруженные факты говорят о том, что имел место газодинамический процесс, аналогичный процессу при получении низких температур.
Исследования плазменных образований (шаровых молний) глубинного происхождения проводятся в России (на примере Сасовского феномена 1991 г.) и в Японии (землетрясение в Коба 1995 г.) [4, 5]. Механизм процесса представлен схематично на рис. 3.5. Рисунок 3.5. Схема активизации, распространения и превращения плазмоида в электромагнитные волны . Распаду плазмона предшествует образование электромагнитного излучения, что является предшественником природных катастроф. Факт прогибания протонного слоя ионосферы, зарегистрированный до момента Чернобыльской катастрофы, стал известен только в 1992 году [6].


3.6. ГЕОПАТОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Люди, находившиеся над разломом во время активизации геофизических полей и затяжного гравитационно-вакуумного импульса, задыхаются из-за ионизации воздуха в легких. Ионизация самого организма сопровождается необратимыми процессами в тканях, последствия которых остаются на десятки лет.
Воздействие геопатогенного излучения Земли уже было отмечено и зафиксировано и в момент катастрофы.


3.7. ХРОНОМЕТРИЯ

При анализе теплогидравлического режима работы ГЦН установлено, что «наименьший запас до кавитации ГЦН имел место в 1 час 23 мин. 00 сек., т.е. приблизительно за 40 сек. до разгона реактора, но был выше того, при котором мог бы произойти срыв ГЦН» и что «выбегающие и невыбегающие насосы сохранили устойчивую подачу, включая момент разгона и разрушения реактора» [7].
Таким образом доказаны следующие факты:
– кавитация в аварийную ночь при реальных расходах воды не возникала;
– ГЦН работали устойчиво до момента разрушения реактора.
Согласно официальной хронологии, основанной на данных распечаток ДРЕГ, аварийный разгон реактора начался в 1 час 23 мин. 43 сек., а его разрушение произошло в 1 час 23 мин. 50 сек. Поэтому еще в 1986 г. возникла весьма соблазнительная, на первый взгляд, версия, предполагавшая, что реактор взорвался именно из-за отключения ГЦН.
Однако указанные выше результаты анализа ее полностью отклонили. «При включении ГЦН изменений реактивности не было. Они отключились уже на разрушенном реакторе».
В системе централизованного контроля (СЦК) «Скала» реактора РБМК-1000 предусмотрена программа диагностической регистрации параметров (ДРЕГ), в соответствии с которой периодически (минимальной время цикла 1 сек.) опрашивается и запоминается несколько сотен аналоговых и дискретных параметров.
При анализе событий были использованы данные с сейсмограмм, осциллограмм и телетайпограмм.
Из табл. 3.1 видно, что одно и то же событие зафиксировано регистрирующими приборами по-разному. Специалисты ИПБ АЭС (Киев) справедливо поставили вопрос – а как быть с данными распечатки ДРЕГ, зафиксированными после 1 час. 23 мин. 43 сек., которые противоречат вышеуказанной хронологии – см. табл. 3.1.

Таблица 3.1

*В отчете для МАГАТЭ указано время увеличения нейтронной мощности в 1 час 23 мин. 40 сек. и 1 час 23 мин. 43 сек.


В зонах плотных энергопотоков из тектонических разрывов при землетрясениях даже незначительной мощности происходят искажения регистрации времени различными часовыми приборами. С помощью атомных часов неоднократно регистрировали ускорение темпов времени в эпицентрах землетрясений (Кавказ, Памир, Камчатка). При исследовании Сасовского феномена, произошедшего 12 апреля 1991 г., отмечалось замедление темпов времени (отставание электронных часов) [8].
В ночь с 25 на 26 апреля все три сейсмические станции – Норинск, Глушковичи и Подлубы – записали сравнительно слабое сейсмическое событие. Все сейсмостанции установлены на выходах гранитов, на площадке ЧАЭС, где предполагается эпицентр, граниты находятся на глубине 450 м. При определении времени возникновения и координат эпицентра сейсмического источника использовались оценки скоростей продольных (6.1-6.2 км/с) и поперечных (3.6 км/с) волн, полученных по данным ГСЗ, а также скоростей поверхностных волн с периодом колебаний около одной секунды (2.9 км/с).
Время начала сейсмического события, зарегистрированного сейсмическими станциями, с точностью до первых секунд совпадает с отмеченными операторами АЭС низкочастотным объемным гулом со стороны водозаборной станции на пруде-охладителе и сильной вибрацией агрегатов (01 час 23 мин. 38 сек.).
Из данных работ [6, 7] видно, что на с/ст событие зафиксировано в 01 час 23 мин. 38 сек.
Расстояние от ЧАЭС до с/ст Норинск около 110 км. Это расстояние продольная волна должна пройти за 17-18 с, и таким образом с/событие должно произойти в 01 час 23 мин. 20±1 сек.
Но операторами ЧАЭС фиксируется практически то же время 01 час 23 мин. 38±1 сек., связанное с сильной вибрацией агрегатов и показаниями приборов, побудивших начальника смены энергоблока дать команду нажать кнопку АЗ-5 в 01 час 23 мин. 40 сек., по сигналу которой в активную зону вводятся стержни-поглотители. Стержни пошли вниз, однако через несколько секунд начались удары, и оператор увидел, что стержни остановились, не дойдя до нижних концевиков. В 01 час 23 мин. 48 сек. отмечен рост давления в контурах и БС. Не позднее 01 час. 23 мин. 48 сек. система «Скала» вышла из строя.
Согласно справке Научно-производственного предприятия ВНИИ Электромеханики с заводом погрешность кварцевого генератора контрольно-измерительной системы «Скала» за ~ 1.5 ч от момента сверки с сигналом точного времени до момента аварии не превышает 1 с. Погрешность оператора, производящего сверку, также не превышает 1 с.
Как было показано выше, 4-ый энергоблок находится под воздействием геопатогенного излучения, которое сопровождает сейсмическое проявление в течение полутора часов. Это привело к тому, что часовые механизмы регистрируют «ускорение» времени, как уже отмечалось неоднократно в очагах землетрясений, а в данном случае реальное время соответствовало 01 час. 23 мин. 20 сек.
На с/ст, оборудованных механическими морскими хронометрами, при приеме сигналов точного времени три раза в сутки и скорости протяжки бумажной ленты 2 мм/с погрешность отсчетов времени не превышает 0,2 с. С/ст Норинск фиксирует событие через 17-18 с в 01 час 23 мин. 38 сек.

Таким образом, отмеченное «ускорение» времени, зафиксированное инструментально, подтверждает внешнее воздействие на 4-ый энергоблок в виде энергопотоков при тектонических процессах даже незначительной мощности.
Поэтому данные регистрирующих устройств, показатели свидетелей могут быть сдвинуты на несколько секунд на одном и том же участке временной шкалы, и это не противоречит ни законам физики реакторов, ни законам природы, к изучению которой мы только приближаемся.


3.8. СКОЛЬКО ТОПЛИВА В ЭНЕРГОБЛОКЕ?

Из шахты ядерного реактора исчезли 1760 т графита, 190.3 т урана (1659 шт. ТВС), 170 т циркония.
В эпицентре температура могла достигать 40.000°С, что должно было привести к испарению ТВС вместе с топливом. Значительная доля испарившегося топлива и конструкционных материалов должна быть диспергирована и выброшена в виде пыли, что и было зафиксировано на всех внешних поверхностях строительных конструкций энергоблока, а также почти во всех помещениях внутри реакторного отделения.
Факт протекания в активной зоне процессов с достижением очень высоких температур не только топлива, но и других конструкционных материалов, подтверждается морфологией «горячих» частиц из нержавеющей стали, железа, бария, характерной чертой которых является их сферическая форма. Первые сферические частицы из почти чистого рутения и молибдена были обнаружены в Швеции.
Продукты аварийного выброса перемещались на север, северо-запад, а далее на восток, через Азию к Японии. Далее через Тихий океан к США на высоте примерно 7500 метров. Чернобыльские выпадения были обнаружены также в Семипалатинской, Новосибирской, Иркутской областях.
Образовавшиеся расплавы активной зоны, конструкционных материалов металлоконструкций схемы ОР, нижних водяных коммуникаций, засыпки межкомпенсаторного зазора, а также металлоконструкций схемы С растекались со скоростями не менее 5.5-6 м/с и застыли вертикальными потоками, не успев растечься ровным слоем по полу. Схема расположения основных скоплений топлива показана на рис. 3.6 [9]. Рисунок 3.6. Схема расположения основных скоплений топлива
Уточненные объемы и количества топлива в скоплениях лавообразных топливосодержащих масс (ЛТСМ) показаны в табл. 3.2. К топливу, находящемуся в ЛТСМ, нужно добавить 7 % топлива, сброшенного в сентябре 1986 г. с крыши. Тогда в разрушенном энергоблоке может быть не более 38.5 т (20.2 %) от количества топлива в активной зоне на момент аварии. Следует учесть и топливо, находящееся в энергоблоке в виде пыли – 15-30 т (7.9-15.8 %), но его количество требует соответствующего обоснования [9].

Таблица 3.2. Объемы и количество топлива в скоплениях лавообразных топливосодержащих масс

Из шахты реактора исчезло более 2000 т материалов. На рис. 3.2-3.4 показано положение верхней плиты реактора, схема Е. На ее внутренней стороне видны только стальные башмаки тепловой защиты, а по периметру – остатки каналов охлаждения бокового отражателя активной зоны («волосы Елены»), а 1659 технологических каналов с ТВС отсутствуют. Биологическая защита весом 700 т была подброшена и встала на ребро и перекрыла собой ~ 80 % проема шахты реактора.
Подобный процесс наблюдался в Сасове 12 апреля 1991 г. Масса чернозема более полутора тысяч тонн была выброшена из земли, превратившись либо в спутник Земли, либо движется по некоторой метеоритной орбите [8, с. 49-58].
В статье «ENS Nucleus» [10] (федерация 25 ядерных обществ из 22 европейских стран, объединяет более 20.000 ядерных специалистов и инженеров) о количестве топлива в разрушенном энергоблоке через пятнадцать лет после аварии делается вывод: «Внутри саркофага лежит более 200 т ядерного топлива в основном в виде лавы, возникшей в результате слияния расплава топлива, бетона и других конструкционных материалов. Там находится около тонны радионуклидов (80 % из которых составляет плутоний), примерно 30 т топливной пыли и 2000 т горючих материалов».

К концу 1986 года была завершена консервация 4-го энергоблока – сооружен саркофаг, который обеспечивает нормальную радиационную обстановку на окружающей территории и в воздушном пространстве, а также предотвращает выход радиоактивности в окружающую среду. Фундаментом для саркофага фактически стала многотонная плита, которая была сооружена шахтерами и метростроителями под землей, проложив под разрушенный реактор тоннель длиной 130 м [13].


Выводы

1. Анализ процессов, происходивших во время разрушения 4-го энергоблока, и состояние энергоблока после катастрофы убедительно подтверждают необходимость исследования системы «Человек–Машина–Природа».
2. Понимание механизмов процессов при различных проявлениях геодинамики планеты Земля стало возможным в результате открытий и исследований природных и природно-техногенных катастроф за последние 40 лет.
3. Во время катастрофы Чернобыльской АЭС планета Земля во всем блеске и великолепии продемонстрировала свои безграничные возможности, в основе которых лежат энергетические процессы как поглощения, так и сброса энергии в различных формах.
4. Официально декларируемая техногенная версия катастрофы, отягощенная человеческим фактором в системе «Человек–Машина» – сталкивается с неразрешимыми противоречиями.
5. Катастрофа ЧАЭС вскрыла кризисное положение в науках о Земле, которые в основном пока остаются фактособирательными и эмпирическими.



ГЛАВНАЯ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Ядерный реактор РБМК-1000
Глава 2. Геофизические аспекты катастрофы ЧАЭС в системе "ЧЕЛОВЕК – МАШИНА – ПРИРОДА"
Глава 3. Причины Чернобыльской катастрофы и ее последствия
ВЫВОДЫ
ИЛЛЮСТРАЦИИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ