4. Что же было источником такого энерговыделения?

Согласно хронологически первой опубликованной версии [21], ппроизошел взрыв водорода.

Для взрыва гремучего газа мощностью 100-250 т тат необходимо 2,93-7,32 т водорода [22], который при н.у. должен занимать объем равный или больший (почти вдвое) объема не вскрытого ЦЗ. Однако для наработки такого количества водорода, например, за счет радиолиза необходимо затратять энергию почти на больше, чем впоследствии может выделиться при взрыве этого водорода (для получения одной молекулы водорода необходимо затратить 0,4 Е(-17) Дж) [23], т.е. до взрыва водорода должно быть почти мгновенное десятикратное энерговыделение два его образования. (При этом в КМІЩ нет свободного объема для накопления такого количества водорода). Если же не будет мгновенного энерговыделения для мгновенного образования водорода, то опорожнение КМПЦ при разгерметизации исключает саму возможность наработки водорода (нет теплоносителя - нет исходного сырья для наработки водорода - мет водорода) с одновременной невозможностью его накопления в объеме ЦЗ из-за сброса легких кровель и навесных панелей шатра ЦЗ при возникновении минимального избыточного давления при разрыве контура. Но даже если бы немыслимым образом почти мгновенно водород накопился в ЦЗ (после разгерметизации КМШД) и взорвался в визуально установленном центре очага взрыва - было бы возможно объяснить, как ударной волной активная зона была бы вбита в шахту реактора, но объяснить выброс 10 % активной зоны из шахты реактора на крышу блоков А и В сквозь центр очага взрыва - невозможно. Наблюдаемые факты и энергетические оценки вынуждают отказаться от гипотезы М.С. Горбачева взрыва водорода.

Геофизики склонны считать, что воспринятое сотрудниками 4-го блока как взрыв сотрясение здания могло быть просто проявлением землетрясения, которое вызвало разрушение некоторых технологических систем РУ, приведшее через какое-то время к аварии [9]. Однако центр очага взрыва установлен в ЦЗ, сами же геофизики выделяют только одно сейсмособытие - и, если это землетрясение, то взрыва ими в 4-ы блоке не зафиксировано, а для зафиксированных разрушения строительных конструкций в рамках этой версии объяснений нет. В то же время понятно, что никакое землетрясение не может отменить ни тепловые, ни ядерные процессы в активной зоне, в энерговыделение в ней определяется не геофизикой, а теплофизикой и ядерной физикой.

Комиссия по расследованию причин аварии на 4-м энергоблоке ЧАЭС по горячим следам (в начале мая 1986 г,) пришла к выводу, что "авария… произошла в результате неконтролируемого разгона реактора" [24], т.е. была мощностной, что было подтверждено позднее в "Информации для МАГАТЭ": к разрушению РУ привело резкое возрастание мощности реактора [2], и даже согласно устойчивому мнению [1], произошло катастрофически быстрое увеличение мощности реактора.

Чем, когда, как должен закончиться рост мощности реактора, неконтролируемый разгон, если нейтронопоглощающие материалы СУЗ выведены из активной зоны? Понятно, что неконтролируемый рост мощности должен завершиться разрушением надкритической конфигурации активной зоны, разбросом материалов, из которых она состоит. Это с полным основанием может быть названо тепловым взрывом, как явление, при котором скорость тепловыделения в некотором объеме превосходит скорость энергоотвода от него (безотносительно природы источника энерговыделения). Очевидно и несомненно, что при разгоне реактора источником энерговыделением являются экзотермические нейтронноядерные реакции: цепная реакция деления ядер U-235,U-238, Рu-239, а также реакции радиационного захвата (n,*). Этот источник действует, обеспечивая роет мощности энерговыделения до последнего мгновения существования увеличивающего надкритичностъ реактора. Т.о. можно дать более точное, соответствующее данному конкретному случаю, определение теплового взрыва; тепловой ядерный взрыв. Этого качественного анализа природы источника энерговыделения достаточно для классификации (по определению) произошедшего взрыва,

В чем смысл классификации взрыва как теплового ядерного? Ведь с точке зрения мощности взрыва - он минимум на два порядка слабее стандартного боевого ядерного заряда, с точки зрения изменения суммарной активности продуктов деления реактора при мгновенном разгоне добавка продуктов мгновенного деления пренебрежимо мала, т.к. в разгоне успевает принять участие небольшая доля делящихся материалов активной зоны, давления, которые успели развиться при взрыве активной зоны реактора, на ~ 6 порядков ниже, чем в боевом ядерном заряде, а температуры - на четыре. Однако ядерная природа взрыва дает основание объяснить некоторые экспериментальные факты. Во-первых, при разгоне на мгновенных нейтронах даже столь незначительной мощности в ядерном топливе все-таки развиваются температуры, достаточные для его диспергирования (в качестве наглядного примера можно привести результаты ампульных экспериментов), а, локально, даже испарения (по некоторым оценкам, эффективные температуры в ядерном топливе достигали 6000-7000 К [32], и даже 40000К [33}), Таким образом, создаются условия для разгерметизации твэлов и выхода газообразных и летучих продуктов деления практически полностью (причем высота подъема в атмосфере диспергированных и испаренных компонент ядерного топлива, продуло" деления также зависит от температуры - по некоторым опубликованным данным [27] продукты деления в аварийном выбросе перемещались на высоте до 1500 м на север-северо-запад, а на восток, через Азию к Японии и далее через Тихий океан к США - на высоте 1500-7500 м). Во-вторых, при мгновенном разгоне реакции нейтронов деления с некоторыми ядрами продуктов деления ядерного топлива приводят к изменению радионуклидного состава по сравнению со случаем просто останова реактора. Экспертные оценки аварийного выброса радионуклидов расходились, начиная с 1986 г. [25]. Признание факта ядерной природы взрыва реактора 4-го блока ЧАЭС - в терминологии проф. Дубовекого БХ. "ядерный взрыв активной зоны реактора" [26] - хоть а пренебрежимо малой мощности по сравнению даже с наименьшими боевыми ядерными зарядами - позволяет объяснить не реакторное соотношение радионуклидов в выпадениях на местности. Это было подтверждено результатами экспериментального исследования коэффициентов фракционирования радионуклидов аварийного выброса 4-го блока ЧАЭС, В работе [27] было отмечено, что "корреляционные зависимости коэффициентов фракционирования имеют такой же характер, как и при ядерных взрывах". Более того, было экспериментально установлено при исследованиях состава воздушных потоков сразу после аварии [28] такое соотношение активностей Хе-133m и Хе-133, которое невозможно объяснить просто распадом продуктов деления остановленного реактора, но которое дает основания не только подтвердить гипотезу мгновенного энерговыделения (с характерной наработкой продуктов мгновенного деления), но и оценить величину этого импульсного мгновенного энерговыделения (по оценкам работы [28} мгновенное энерговыделение было эквивалентно 100-150 т тнт),

Таким образом, если основным, наиболее значительным, доминирующим источником энерговыделения была цепная ядерная реакция деления, взрыв следует считать по его физической природе ядерным, хотя и весьма маломощным (если сравнивать со взрывами самых малых ядерных боеприпасов). Это дает основания для формулировки уже не гипотетической, априорной модели, а обоснованной результатами экспериментальных исследований 4-го блока после аварии, апостериорной модели (подъема из шахты реактора, обезвоживания и взрыва активной зоны - ядерного по источнику энерговыделения - в воздухе но в пределах шатра ЦЗ). Такая модель развития аварийных процессов на 4-м энергоблоке ЧАЭС 26.04.86 представляется наиболее внутренне непротиворечивой (т.е. эта модель позволяет удовлетворительно и связно объяснить наблюдаемое состояние строительных конструкций, РУ, ядерного топлива после аварии), и, более того, она, кажется, позволяет объяснить и некоторые особенности радиоактивных выпадений, анализ которых вне предлагаемой модели давал слишком большой разброс оценок [25].

Чем неприятна эта модель? Признавая, что взрыв активной зоны мощностью ~ 100-250 т тнт произошел в воздухе над шахтой реактора, что при этом вследствие его ядерной природы были развиты температуры, приведшие к диспергированию (возможно, большей) части материалов активной зоны, а также испарению части ядерного топлива, необходимо сделать вывод, что в такой апостериорной модели нет оснований для предположений о последующем возврате 97 % ядерного топлива назад в шахту реактора и в подреакторные помещения. Действительно, в растекшихся и затвердевших в подреакторных помещениях расплавах, содержащих топливо, удалось обнаружить не более 9-13 % [29,30] первоначальной загрузки в активную зону реактора ядерного топлива (при учете газовых полостей, элементов оборудования в объеме расплавов, оценки могут снизиться, возможно, до 4-6 %, но это не имеет принципиального значения), и адепты устойчивого мнения вынуждены признавать, что декларированных 97 % топлива в 4-м блоке за прошедшие после аварии годы отыскать не удалось. В то же время сложившаяся на основе изучения послеаварийного состояния оборудования РУ, строительных конструкций блока апостериорная модель хорошо согласуется с оценкой выброса, сделанной 24.05.86 в Чернобыле ведущими специалистами Минсредмаша СССР [31], согласно которой за пределами промплощадки находится 15-25 % осколочных нуклидов и топлива, на территории около 25 %, в завале балонной САОР около 5 %, а в шахте реактора, возможно, 10-30 %. Теперь веем известно, что в шахте реактора 0 % топлива, но эксперты МСМ СССР, подписавшие Заключение [31] уже в мае 1986 г. допускали, что в реакторном отделений 4-го блока, возможно, осталось всего 10 % топлива. Впрочем, те, кому придется разбирать 4-й блок, об этом сожалеть не будут.