Ilustrație de Cristina Ion. Fotografie: Ioana Pelehatăi

Povestea Cernobîlului. Partea a 4-a: „Exploziile. Sâmbătă, 1:23 a.m.”37 min read

Vasile Decu | 12.06.2019

„Cum naiba să controlezi rahatul ăsta uriaș? Și ce caută pe mâini civile?”

Georgi Reikhtman, unul dintre operatorii reactoarelor nucleare de la Cernobîl, despre modelul RBMK.

Vineri, 25 aprilie

Inginerul-șef al complexului de la Cernobîl, secundul la comandă al managerului Victor Briukanov, era Nicolai Fomin, descris drept un politruc arogant și enervant, pus în funcție prin ordin de Partid, de sus – în ciuda obiecțiilor Ministerului Energiei, care propusese inițial un alt nume.

Născut în 1935, Fomin se formase ca inginer electric, deci nu avea expertiză ori experiență în industria nucleară (doar un curs prin corespondență de fizică nucleară, abandonat rapid) – dar compensa pe partea ideologică, precum și prin abilități organizatorice.

Prima alegere pentru acest post fusese Vladimir Bronnikov, fost inginer-șef adjunct la Cernobîl, descris drept un operator experimentat și un specialist de înaltă calificare în domeniul nuclear – și care va ajunge director al centralei nucleare de la Zaporizhia, din Ucraina, cea mai mare din Europa.

Potrivit istoricului Sonja Schmid, filozofia de management de atunci a Minenergo, ministerul sovietic al energiei, miza pe diversitate profesională în pozițiile de conducere din centralele nucleare (director, inginer-șef și adjuncți). Fomin nu era, deci, omul ideal ca inginer-șef, dar situația era considerată acceptabilă, pentru că doi dintre adjuncții săi erau specialiști în fizică nucleară. Și, oricum, nu erau suficient de mulți oameni calificați pentru a ocupa toate aceste poziții, într-o industrie nucleară în plin avânt în acele decenii (o problemă întâlnită nu doar în URSS, ci în toate țările cu industrii nucleare, de la Statele Unite la Japonia, inclusiv în prezent).

În procesul în care a fost condamnat, în vara lui ’87, Fomin a declarat că era copleșit de sarcinile manageriale și că se baza, de fapt, pe expertiza adjuncților săi, în special pe Anatolii Diatlov, în vârstă de 55 de ani.

Adevăratul specialist senior al centralei, Diatlov a devenit un personaj controversat, transformat în mitologia de după accident fie în victimă („șofer căruia i s-a ascuns faptul că mașina pe care o conducea era defectă”), fie în criminal incompetent și iresponsabil (acesta va fi și verdictul Partidului, care l-a prezentat lumii drept unul dintre principalii 6 vinovați ai dezastrului, condamnându-l la 10 ani de închisoare).

Născut în 1931, într-un sat din adâncul Siberiei, aproape de coloniile penale de la Krasnoiarsk, Diatlov fugise de acasă la 14 ani. Studiase fizică la Norilsk și la MEPhI, Institutul de inginerie fizică din Moscova, apoi lucrase 13 ani pe șantierul naval din Komsomolsk-pe-Amur, ca șef al unei unități (numită Laboratorul-23) care testa și instala reactoare nucleare pe submarine. Erau reactoare mai mici, cu apă pe post de moderator și agent de răcire, folosite pentru propulsia submarinelor din clasele Yankee și Victor.

Diatlov ocupa funcția de inginer-șef adjunct la Cernobîl încă din 1973 și era principalul responsabil de operarea reactoarelor, inclusiv de testul din noaptea accidentului. Lucra zece, douăsprezece ore pe zi, șase zile pe săptămână – uneori șapte.

Descris drept un om dificil, chiar dur, temut de angajați, Diatlov era apreciat de superiori pentru că se pricepea să improvizeze și să rezolve lucrurile – calitate extrem de valoroasă ținând cont de presiunile mari pentru realizarea cotelor ambițioase din cincinaluri, într-un sistem economic deficient, în care nimic nu venea la timp ori la calitatea stipulată.

„Diatlov era acolo să facă treabă, să rezolve lucruri. Era o persoană foarte educată, cu studii de calitate, dar foarte arogantă. Își cunoștea bine meseria, dar nu înțelegea complet cum funcționează reactorul și nu avea informații despre accidentele precedente. Și avea o personalitate dominantă – credea că știe totul și că putea controla totul”, îl descrie istoricul Serhii Plokhy, într-un interviu pentru Mindcraft Stories.

Asprimea cu care vâna și pedepsea încălcări ale regulilor (multe impuse de el) de către angajați ar fi putut veni nu doar din personalitatea sa, ci și din experiența sa directă cu tehnologia nucleară. În anii în care lucrase cu reactoarele submarinelor, fusese martorul mai multor accidente, inclusiv unul grav, în care a fost expus la un nivel uriaș de radiații, de 100 de rem.

În perioada petrecută pe șantierul naval din Komsomolsk-pe-Amur, Diatlov supervizase testarea și instalarea a peste 40 de reactoare VM, cu apă presurizată, similare VVER-ului. Iar la Cernobîl, lucrase cu RBMK-urile încă de la construirea lor, în toate cele patru unități ale complexului, și se documenta constant pentru a le înțelege comportamentul deseori misterios.

RBMK-ul era, însă, mult mai complicat decât reactoarele de submarine ori cele cu apă ca moderator. Precum și mult mai periculos. Inclusiv designerii săi recunoscuseră că nu ar fi trebuit pus în operare, mai ales pe o scară atât de mare. Dar problemele de design și pericolele operării lui nu au fost recunoscute și explicate cum trebuie  

În teorie, Unitatea 4 de la Cernobîl era considerată una sigură și modernă, cu personal calificat. Urma acum să fie oprită pentru mentenanță și îmbunătățiri, ocazie potrivită pentru executarea mai multor teste ale echipamentelor, inclusiv al unuia foarte important, al sistemului SCRAM, de oprire de urgență.

Managerul Victor Briukanov s-a culcat liniștit în acea seară. Oricum, el era doar managerul complexului și al orașului, fără expertiză nucleară ori responsabilități directe în operarea reactoarelor – acestea erau ale lui Fomin și Diatlov.

„RBMK-ul e la fel de sigur ca un samovar”
(replică celebră care i-ar fi fost spusă lui Gorbaciov)

În folclorul răspândit după accident, testul în timpul căruia s-a produs tragedia de la Cernobîl este fie „un test de rutină” (sugerând incompetența operatorilor), fie „un experiment” neautorizat (făcut, deci, de un personal iresponsabil).

Dar, în industria nucleară de atunci ori din prezent, testele sunt importante și dese – deci normale. Iar cel pe care l-au făcut operatorii conduși de Diatlov (cu succes, de altfel) era unul foarte important și necesar.

Fisiunea nucleară este un proces puternic, care se autosusține și se amplifică. Iar când aduni foarte mult material radioactiv la un loc, precum cele 190 de tone de dioxid de uraniu din miezul reactorului 4 de la Cernobîl, principala lege de operare este răcirea lui, prin circularea constantă a apei. Întreruperea ei, chiar și parțială, duce la dezastru (precum în toate dezastrele nucleare celebre – Three Mile Island, Leningrad, Cernobîl ori Fukushima).

În cazul pierderii alimentării cu electricitate a reactoarele de la Cernobîl (în scenarii care variau de la defecțiuni tehnologice la dezastre naturale și chiar război ori sabotaj, căci anul era 1986, în plin Război Rece), intrau în funcțiune mai multe generatoare diesel, din sistemul de urgență. Însă acestea porneau greu, având nevoie de o perioadă între 30-40 de secunde și 3 minute pentru a alimenta cum trebuie pompele de apă care răceau peletele de combustibil nuclear. Pare un interval mic, dar în fizica nucleară chiar și secundele pot fi o eternitate.

Așa că specialiștii nucleari sovietici s-au gândit să folosească electricitatea produsă de inerția turbinei principale pentru a alimenta pompele de apă în acele zeci de secunde cu potențial atât de mare de risc.

Acest sistem de urgență ar fi trebuit să fie testat și implementat încă dinainte ca Unitatea 4 de la Cernobîl să intre în funcțiune, în decembrie 1983. Dar în graba și sub presiunea de a bifa punerea în funcțiune a unei noi centrale nucleare înainte de finalul anului, testul a fost „sărit” și amânat. Conducerea centralei încercase să-l facă apoi de mai multe ori, însă nu s-a reușit din cauza defecțiunilor tehnice care apăreau la alte sisteme. Așa că ocazia de acum, din aprilie 1986, înainte ca Unitatea Nr. 4 să fie oprită pentru mentenanță, era o fereastră ideală pentru a șterge această restanță – una mică și importantă, căci dacă nu-l făceau acum, ar fi trebuit să mai aștepte, din nou, multe luni. De aceea Diatlov va insista să meargă înainte cu testul, în ciuda tuturor problemelor apărute în acele ore.

Încă din tura de noapte dintre 24 și 25 aprilie, puterea reactorului fusese scăzută la 1.600 MWt, jumătate din capacitatea sa totală. Pentru asta, operatorii introduseseră aproape toate barele de control – mai erau disponibile mai puțin de 15 bare de control din peste 200.

Potrivit rapoartelor post-accident făcute în perioada imediat următoare de specialiștii sovietici, instrucțiunile designerilor reactorului sugerau că reactorul trebuia oprit în acest punct, căci operatorii nu ar mai fi avut la dispoziție suficiente bare de control pentru a interveni în cazul unui eveniment de reactivitate sporită.

Însă raportul INSAG-7, din 1992, al Agenției Internaționale de Energie Atomică (IAEA), considerat cea mai bună explicare a accidentului de la Cernobîl, afirmă că această regulă (privind numărul minim ori maxim de bare de control introduse ori ridicate din miez) nu fusese impusă (printr-o interzicere clară) și nici explicată cum trebuie operatorilor reactoarelor RBMK. Nu era nici integrată în sistemul automat de protecție al reactorului – dacă o comandă poate distruge echipamentul, atunci aceasta nu ar trebui să fie disponibilă operatorului.

Testul ar fi trebuit să înceapă în tura de după-amiază din 25 aprilie și presupunea scăderea treptată a puterii termale a reactorului până la valoarea de 760 MWt. Protocolul testului stipula că acesta trebuie făcut la o putere termală a reactorului cuprinsă între 1000 MWt și 700 MWt – dar nu interzicea alte variante și nici nu explica în mod clar de ce.

Programul testului a fost întrerupt însă de operatorul electric regional din Kiev, care a cerut menținerea reactorului online, pentru a acoperi cererea mare de electricitate din ziua respectivă, măcar până la 9 p.m. Potrivit istoricilor, fabricile și întreprinderile din Ucraina lucrau la capacitate maximă pentru a-și îndeplini planurile de producție înainte de sărbătoarea de 1 Mai.

(Unul din mituri spune că rețeaua de electricitate ar fi fost suprasolicitată din cauză că juca Dinamo Kiev și toată lumea s-ar fi uitat la televizor. Complet fals, potrivit istoricului Sonja Schmid. Meciul Dinamo Kiev-Spartak Moscova s-a jucat abia pe 27 aprilie, scor 2-1.)

La scurt timp după ora 9 seara, au primit undă verde de la operatorul regional că pot reduce puterea reactorului pentru a începe testul. Diatlov a decis să-l facă cu tura de noapte, care începea la 11 p.m.

Tura de noapte era condusă de Alexander Akimov, inginer de control al reactorului, în vârstă de 32 de ani și experimentat. El ar fi trebuit să fie operatorul cu cea mai mare autoritate din încăpere – Diatlov reprezenta administrativul, nu operaționalul. Deși competent, Akimov era descris de colegii săi drept un șef „moale”, care ceda presiunilor – în acest caz, ale lui Diatlov.

Iar la panoul de comandă al reactorului, pe post de „pilot”, era Leonid Toptunov, inginer senior de control al reactorului, un tânăr de 25 de ani, promovat în această poziție recent, de mai puțin de trei luni.  

Cum cei din tura de noapte se așteptau ca testul să fi fost făcut deja în cursul zilei, nu apucaseră să studieze în detaliu programul lui.

La 00:28 a.m., în dimineața zilei de 26 aprilie, puterea reactorului a început, brusc, să scadă dramatic, ajungând în scurt timp, în vreo două minute, la doar 30 MWt – cam 1% din capacitatea sa, aproape de oprire. Majoritatea istoriilor despre Cernobîl explică acest moment printr-o greșeală făcută de Toptunov, care ar fi uitat să seteze în computer un nivel de putere atunci când a trecut de la un sistem de control la altul (într-un fel de autopilot) iar programul automat ar fi folosit valoarea 0.

Raportul INSAG-7, precum și explicațiile ulterioare ale lui Diatlov, menționează însă că cel mai probabil a fost vorba de o defecțiune a echipamentelor de control (neelucidată până acum, căci e greu să faci anchete în ruinele distruse și extrem de radioactive ale unui reactor nuclear îngropat).

Imediat după semnalul de alarmă, ajutat de Akimov și de Iurii Trehub, șeful turei precedente, rămas să participe și el la test, Toptunov a început să scoată cât mai multe bare de control din reactor pentru a-i crește puterea termală.

Operat la jumătate de putere întreaga zi, apoi aproape oprit în acel incident, reactorul intrase însă într-o fază numită „puț de xenon”, în care creșterea puterii era aproape imposibilă.

Xenonul-135 este un izotop produs în reactor prin descompunerea iodului-135 (rezultat și el din descompunerea uraniului în telur, apoi în iod) și reprezintă cel mai puternic absorbant de neutroni cunoscut în fizică. Pentru că iodul-135 are o perioadă de înjumătățire (half-life) de 7 ore, iar xenonul-135 una de 9,2 ore, efectele lor sunt greu de contracarat – deci reactorul ar fi trebuit oprit, căci nu mai putea ajunge la cei minim 700 MWt pentru test iar la puteri termale mici era extrem de instabil.

Potrivit istoricului Sonja Schmid, fenomenul era bine cunoscut la nivel internațional, inclusiv operatorilor reactoarelor militare sovietice cu grafit – care nu au împărtășit însă aceste informații și cu colegii lor civili.

Ridicând din reactor aproape toate barele de control, operatorii Unității 4 din Cernobîl au reușit, în câteva minute, să crească puterea și s-o stabilizeze, dar la un nivel foarte redus, de 200 MWt – mult sub limita de jos de 700 MWt recomandată (dar nu impusă) de programul oficial al testului. În acest punct (la fel ca în multe alte momente din ziua respectivă), reactorul ar fi trebuit oprit treptat (nu prin butonul SCRAM, care trimitea abrupt în miez toate barele de control).

Doar 9 bare de control mai erau în miezul reactorului, din 211. Barele scoase din miez vor fi cele care vor „detona” în acea noapte reactorul, ca percutorul unui pistol, când vor fi introduse, simultan, înapoi în reactor.

Căci barele de control reprezentau una dintre principalele probleme de design ale modelului RBMK. Pentru a putea acționa ca „frână” pentru reacția de fisiune, erau făcute dintr-un aliaj de bor și fier, care absoarbe foarte eficient neutronii. Ridicate de lângă peletele de combustibil, pentru a crește reactivitatea, barele ar fi făcut loc apei, care absorbe și ea neutroni, chiar dacă într-o măsură mai mică. Așa că designerii au adăugat, pe post de displacer, o parte făcută din grafit, lungă de 4,5 metri, legată telescopic de partea de sus.

Grafitul facilitează fisiunea, de aceea, atunci când barele de control sunt reintroduse în miez după ce au fost ridicate complet, vârful lor acționează ca o pedală de accelerație, crescând inițial, timp de câteva secunde, reactivitatea din miez, înainte ca în zona peletelor de combustibil să ajungă partea din bor – pedala de frână.

Iar viteza lor de inserție era mică, de 18 secunde, din cauza canalelor înguste și a apei pe care trebuiau să o dea la o parte (după accident, viteza inserării barelor de control a fost redusă la 12 secunde).

Fenomenul fusese observat la accidentul de la Leningrad, din 1975, apoi înțeles și la testele dinainte de pornirea reactoarelor RBMK de la centralele din Ignalina (Lituania) și Cernobîl, în 1983. Experții Sredmash, inclusiv designerii de la institutul NIKIET, cunoșteau bine această problemă serioasă, dar au ales să o repare fără urgență, treptat, câte un reactor pe rând, pe măsură ce intrau în perioada de mentenanță. Barele de control de la Unitatea 4 de la Cernobîl erau programate pentru modificare acum, după oprirea din noaptea de 25 spre 26 aprilie.

Operatorii civili primiseră indicații să lase un minim de 15 bare de control în miez fără a li se interzice în mod categoric și fără a li se explica clar efectele acestui „positive SCRAM”, care poate distruge reactorul. (Oricum, minimul ar fi trebuit să fie de peste 40 de bare de control – o altă modificare aplicată operării reactoarelor RBMK post-Cernobîl.)

Sub presiunea de a bifa testul în acea zi (căci fusese comandat de sus, iar următoarea ocazie era îndepărtată în timp) și încrezător (ori arogant) că poate controla reactorul chiar și în aceste faze instabile, Diatlov a decis să-l facă chiar și la puterea redusă de 200 MWt – și în ciuda obiecțiilor puternice ale lui Akimov. Ca șef al operatorilor, acesta din urmă ar fi trebuit să ordone oprirea reactorului, dar risca foarte mult, profesional, să i se opună lui Diatlov. În plus, operatorii centralelor nucleare sovietice încălcau deseori protocoalele de securitate – un lucru evidențiat de toate rapoartele oficiale de mai târziu.

În toate reactoarele răcite cu apă presurizată există un anumit procent de bule de aburi, „viduri” care încetinesc un număr mai mic de neutroni. În reactorul RBMK, apa era pompată în canalele combustibilului la o presiune de aproape 90 de atmosfere. Intra în canale din partea de jos având 270 de grade Celsius și, trecând pe lângă barele fierbinți de uraniul, se încălzea până la punctul de fierbere, ieșind la 284 de grade. Acest tip de reactor era foarte sensibil la coeficientul de bule din apa care circula prin el, cu fluctuații mari de putere.    

În perioada dinaintea începerii testului, contrar indicațiilor, erau active toate cele 8 pompe de apă ale sistemelor primare de răcire, iar fluxul apei era la valori mari. Recirculată atât de rapid, apa nu mai avea timp să-și reducă temperatura, intrând în miez aproape de fierbere.

Când testul a început, la 1:23:04 a.m., prin decuplarea turbinei principale de la rețeaua de electricitate, patru din pompele pe care le alimenta au încetinit rapid – iar apa a început să se umple tot mai mult cu bule în canalele reactorului. Aceste goluri au permis unui număr mai mare de neutroni să participe la fisiune, crescând reactivitatea miezului brusc și puternic, mai ales în partea de jos, departe de instrumentele de măsurare ale operatorilor.

În cele 36 de secunde ale testului, s-a declanșat o reacție în lanț: tot mai multă apă a început să fiarbă, transformându-se în bule de aburi, care absorbeau tot mai puțini neutroni, care intensificau fisiunea, crescând temperatura combustibilului, care fierbea tot mai multă apă – într-un sistem de feedback accelerat.

În primele 20 de secunde, totul părea normal, căci reactorul era uriaș și diferite zone puteau avea valori diferite de reactivitate. Din cauza xenon-ului produs de puterea scăzută a reactorului, miezul, unde se aflau majoritatea senzorilor, avea o reactivitate mult mai scăzută față de partea de sus, dar mai ales față de cea de jos, care se încălzea accelerat.  

Alarmele au început să sune în cele din urmă. Toptunov a strigat că puterea reactorului crește dramatic, așa că Akimov i-a ordonat să apese butonul AZ-5, de oprire de urgență (SCRAM), prin inserarea automată a tuturor barelor de control.

(Chiar și fără alarma creșterii puterii, operatorii sovietici foloseau deseori acest mod „neelegant”, dar eficient, de oprire a reactorului prin butonul AZ-5, potrivit Sonjei Schmid.)

Barele de control au început să intre încet, dar implacabil, în miezul reactorului. Vârfurile lor de grafit au provocat o creștere abruptă și de necontrolat a reactivității.   

În doar câteva secunde, puterea a sărit de la 200 MWt la 500 MWt, apoi la peste 30.000 MWt, de zece ori mai mult decât capacitatea maximă, apoi de o sută de ori mai mult – într-un proces similar cu ce se întâmplă într-o bombă atomică.

Barele de combustibil s-au dezintegrat, căci temperatura uriașă, de peste 3.000 de grade Celsius, a dus la ruperea învelișului de zirconiu a peletelor de uraniu, care au fost aruncate în apa din jur, pe care au transformat-o instantaneu în aburi, generând presiuni uriașe în miez.

Prima explozie, la 1:23:44 a.m., a distrus reactorul, aruncând prin tavanul clădirii placa uriașă de beton, de 2.000 de tone, de deasupra sa. Aceasta a aterizat înclinat, descoperind către atmosferă miezul reactorului.

Scăpată complet de sub control, puterea din miez a ajuns la peste 12 milioane de wați, generând o a doua explozie, care a aruncat în jurul clădirii bucăți de grafit și uraniu.

Aproape șapte tone de uraniu, alături de materiale radioactive din jur, au fost pulverizate și eliberate în atmosferă, într-un nor de radioizotopi periculoși. Iar grafitul rămas în ruinele reactorului a început să ardă, într-un incendiu puternic ce nu a putut fi stins decât cu eforturi uriașe, 20 de zile mai târziu.

În unitățile pompierilor, apoi în apartamentele oficialilor, soneriile alarmelor și telefoanelor au început să sune.

Articolul face parte dintr-un dosar dedicat povestirii și explicării accidentului nuclear de la Cernobîl, cel mai grav din istorie, publicat serializat.

Povestea Cernobîlului. Partea 1: „Focul. Sâmbătă, 1:25 a.m.”

Povestea Cernobîlului. Partea a 2-a: „Lăsați atomii să fie muncitori, nu soldați.”

Povestea Cernobîlului. Partea a 3-a: „Mamutul RBMK”

Accidentul de la Cernobîl în presa comunistă din România

Informații pierdute pe drum – ce se știa despre Cernobîl, dar nu a ajuns în presa din România

Documentarea articolelor din această serie include câteva ore de interviuri cu autorii celor mai bune istorii publicate în ultimii ani pe acest subiect, precum Serhii Plokhy (Chernobyl: The History of a Nuclear Catastrophe – 2018), Adam Higginbotham (Midnight in Chernobyl: The Untold Story of the World’s Greatest Nuclear Disaster – 2019) ori Kate Brown (Manual for Survival: A Chernobyl Guide to the Future – 2019).

Pentru istoria tehnologiei nucleare sovietice, îi sunt recunoscător Sonjei D. Schmid, autoarea volumului Producing Power: The Pre-Chernobyl History of the Soviet Nuclear Industry

De asemenea, am revizitat titlurile clasice, precum Ablaze, de Piers Paul Read ori Voices from Chernobyl, de Svetlana Alexievich. Am consultat și materiale din presa sovietică (traduse în engleză) ori rapoartele IAEA.



Vasile Decu

Astronom amator, pasionat de știință și tehnologie. Șoarece de bibliotecă. vasile.decu@mindcraftstories.ro