Тутубалин В.Н. и др. Математическое моделирование в экологии

Подождите немного. Документ загружается.

психологии позволяют съездить в тот самый ад, куда черти носили душу Ганса. Знаменитый

Станислав Гроф сначала осуществлял это с помощью ЛСД, а после запрещения опытов с

этим препаратом научился делать то же самое без препаратов, употребляя только музыку,

специальное («холотропное») дыхание и некоторые массовые эффекты. Судя по его

описаниям (см., напр., [23]) и по беседам с непосредственными участниками таких сеансов,

в этих экспериментах устойчиво воспроизводятся картины массовых экзорцизмов.

Но мы не владеем методами современной глубинной психологии. Наш ад значительно

менее глубок, красочен и интересен, но все-таки хоть плохонький ад, но есть. Чтобы был ад,

должен сначала быть грех, и возникает вопрос, что является аналогом первородного греха

для специалиста, занятого научными исследованиями? Ответ: если сказать грубо, то это

глупость, а если сказать вежливо — то недостаточная осведомленность. Дело в том, что

любой объект может изучаться разными науками, разными методами и с разных точек

зрения, а специализация в науке зашла так далеко, что нет человека, который бы владел

сразу всеми методами, имеющими отношение к какой-то конкретной проблеме.

Специалист неизбежно узок, и эта узость передается от поколения к поколению, как и

первородный грех, а избавиться от нее нельзя. Некоторые известные книги характеризуются

особенно высокой концентрацией греха недостаточной осведомленности. Таковы, например,

«Диалектика природы» и «Материализм и эмпириокритицизм». Если верить Д. Джойсу

в аду стоит невыносимый смрад, вызванный обилием греха. Таковой присутствует,

в частности, и в вышеназванных книгах. Это имело то практическое применение, что делало

эти книги эффективным орудием при испытаниях инициации: на экзамене требовалось

доказать, что от этих книг исходит аромат роз. Например, П. Фейерабенд, охотно

цитировавший классиков марксизма, данного испытания не выдержал: он нигде не цитирует

«Материализма и эмпириокритицизма», что и обличает его неискренность.

То обстоятельство, что перемена методической позиции позволяет съездить в ад,

является общим местом всей философии с древнейших времен. Сократ вызывал отчаяние и

радость своих сограждан, критикуя их высказывания логико-семантическим методом.

Цитированный выше В. Куайн тоже создает некое подобие ада, которое, на наш взгляд,

нехорошо лишь тем, что имеет интерес для слишком узкого круга. Весьма талантливо свозил

в ад Галилея только что упомянутый П. Фейерабенд. Он показал, что, во-первых, Галилей

был недостаточно умен, чтобы понять геометрическую оптику Кеплера, а во-вторых, видел

невесть что в свой телескоп. В частности, рисунок Луны, опубликованный Галилеем, имеет

мало общего с современными нам фотографиями Луны.

Наш метод, по преимуществу, вероятностно-статистический с интенсивным

использованием компьютера. Если попытаться искать возможно глубже, то вероятно, можно

обнаружить, что речь идет о некоторой мистике чисел, которая в чем-то близка

пифагорейцам. Так мы считаем вполне законным вопрос: «чего на самом деле хотят те числа,

которые являются результатами той или иной экспериментальной работы?» Но пифагорейцы

рассматривали свойства различных, чем-либо замечательных чисел каждого в отдельности,

в то время, как обработка сравнительно больших числовых массивов им, пожалуй,

не приходила в голову. Эксперименты, в которых получаются, а затем и обрабатываются

результаты многих измерений, характерны для науки нового времени. Широкое применение

компьютеров радикально расширило возможности обработки информации. Мы не можем

заново повторить те или иные экологические эксперименты, но мы можем провести более

современную обработку их результатов.

«Портрет художника в юности», см [26], стр. 314.

Конечно, при этом приходится посетить ад, но сама суть педагогического метода

exempla состоит в том, чтобы примеры были как можно более разнообразны, чтобы можно

было подобрать такой грех, который касается студентов именно данной специализации. Если

речь идет о подготовке экологов и об их математическом образовании, то его философская

часть тогда лишь будет интересной для студентов, когда она будет отправляться от

специфического греха, свойственного данной научной специализации, и от специфического

наказания в аду.

В заключение несколько слов о другой стороне медали. Если есть грех, то должна же

быть и возможность искупления; если есть ад, то должен быть если не рай, то хоть какая-

нибудь возможность не всегда пребывать в аду. Удивительное свойство науки заключается в

том, что любую критику она умеет обратить себе на пользу. Бесполезно пытаться подорвать

основы науки (а также и основы веры в науку), потому что этого сделать нельзя. Любой

критик, в конце концов, занимает позицию апостола Фомы, который притворяется

неверующим, критикует и исследует лишь затем, чтобы иметь право воскликнуть: «Верую,

Господи!» Но в науке позволительно одновременно с этим возгласом определить, во что

именно можно веровать. Такая попытка в отношении математической экологии также

делается в данной книге.

Глава 2. Экология и эсхатология

2.1. Различные значения слова «экология»

Мы опять обратимся к вероятностной модели языка по В. В. Налимову [48],

не претендуя на полноту охвата его концепции и ограничиваясь лишь самыми простыми

вещами. Каждое слово имеет спектр различных значений, который в какой-то мере может

быть представлен в том или ином толковом словаре, но если подумать о разнообразии

различных оттенков этих значений, то становится ясным, что любого дискретного набора

значений (который только и может быть представлен в словаре) недостаточно. Лучше

представлять себе возможные значения в виде точек континуума (числовой прямой) с

распределением вероятностей на нем (априорная вероятность). Понимание смысла слова

моделируется (по В. В. Налимову) индивидуальным фильтром, вообще говоря, своим для

каждого человека и для данной конкретной ситуации.

Получается нечто вроде теоремы Байеса (апостериорная вероятность). В соответствии с

этой моделью, слово «экология» имеет одно значение для специалиста в этой области науки

(у него свой фильтр): оно обозначает определенную совокупность конкретных задач,

методов их решения и полученных результатов. Совершенно другим — гораздо более

широким — будет смысл слова «экология» для специалиста в другой области, допустим,

не связанного (в своей ипостаси специалиста) вообще с биологией. В этом случае слово

«экология» будет, в первую очередь, связываться с проблемами среды, в которой живет

человек: «ты мне всю экологию пакостишь!».

Соответственно, будет иным и понимание философских вопросов, связанных с

экологией. Например, такой авторитетный автор, как А. М. Гиляров [18], [19], [20]

тщательно отделяет экологию как биологическую науку от экологии в более широком

смысле слова и ограничивается лишь теми философскими вопросами, которые связаны с

научной стороной экологии. При всем том интересе, с каким мы читаем работы

А. М. Гилярова, нам кажется, что в понятие минимальной философии для экологов должны

входить и проблемы, связанные с простонародным пониманием термина «экология».

Обоснование этой точки зрения представляется нам, в частности, следующим.

В самом деле, каким образом и каким государственным органом должны приниматься

те или иные «экологические» (в широком смысле слова, а более точно — «технико-

экологические») решения. Каким образом, например, решить вопрос о том, продолжать или

прекращать производство фреонов (см. [83]), или (того хуже) эксплуатировать или

консервировать атомные электростанции? Казалось бы, нужно собрать специалистов, чтобы

они выработали по подобным вопросам обоснованное решение. Однако это совершенно

невозможно: одни специалисты доказывают одно, другие совершенно противоположное, и

переубедить друг друга не могут. Такие вопросы приходится решать в парламентах (для

Российской Федерации в Государственной Думе) путем подсчета голосов. Естественно,

депутаты парламента ничего не понимают в конкретных технических или биологических

вопросах: они являются специалистами в другой области — в политике. В частности, они

способны оценить, какое решение будет менее невыносимым для большинства их

избирателей, чего не в состоянии сделать инженеры или биологи. Однако было бы хорошо,

если более приемлемое для большинства избирателей решение оказалось бы и более

правильным по существу.

Данная книга не рассчитана, конечно, на уровень большинства депутатов

Государственной Думы, но мы хотели бы быть понятыми достаточно многими их

избирателями. Как можно добиться более правильных решений парламента? Очевидно,

следует попытаться повлиять на общественное мнение (на которое в любом случае —

правильно оно или неправильно — только и может ориентироваться парламент). Но это

нельзя сделать на уровне конкретных наук (слишком сложно и громоздко для

неспециалистов), а можно только на уровне философии. Популярная философия должна

всегда отправляться от какой-то конкретной проблемы. В этой главе мы рассмотрим две

проблемы — одну (казалось бы) чисто техническую, другую (казалось бы) чисто

религиозную — и убедимся, что философские коллизии в обоих случаях удивительно

сходны.

2.2. Энергетическая проблема

Глобальных экологических (в широком смысле слова) проблем существует более чем

достаточно: озоновый слой земной атмосферы и использование фреонов; использование

ядохимикатов и химических удобрений в сельском хозяйстве; загрязнение окружающей

среды отходами производства и т. д. Из этих проблем мы более или менее произвольно

выбираем проблему энергетики вообще и электроэнергетики в частности.

Человечество использует много энергии, но вокруг нас пропадает и обесценивается

намного большее ее количество: энергия солнечной радиации, ветра, морских приливов и

т. д. Проблема состоит в том, что эту даром пропадающую энергию мы не можем взять:

слишком мала ее концентрация. Для справки: лошадь при массе 500 кг (соответственно,

объеме 0,5 м3) может при длительной работе отдать мощность порядка 0,5 кВт, т. е.

концентрация энергии порядка 1 кВт в 1 м3. Если, с другой стороны, подсчитать

энерговыделение в горящем костре, то получится величина порядка 1 кВт в 1 дм3, т. е. в

1000 раз выше. Прометей, научивший людей пользоваться огнем, позволил сделать один

очень важный шаг, который, разумеется, возможен только потому, что живые лесные

растения сначала сконцентрировали энергию солнечной радиации, а потом человек

превратил их в дрова для костра.

Интересно отметить, что по порядку величины концентрация энергии в паровой

машине, в двигателе внутреннего сгорания, в электромоторе и, наконец, в энергетическом

ядерном реакторе РБМК — примерно такова же, как и в костре. Разные технические

устройства, конечно, могут в несколько раз (но не в тысячу раз) отличаться друг от друга по

концентрации энергии. Например, для двигателя внутреннего сгорания этот показатель

несколько выше, чем для паровой машины. В результате на двигателе внутреннего сгорания

можно летать, а на паровой машине — вряд ли. С помощью двигателя внутреннего сгорания

самолет не может достичь сверхзвуковой скорости, а с помощью турбореактивного

двигателя — может. В то же время все так называемые «возобновляемые» источники

энергии типа солнечной радиации, ветра, морских течений и т. д. имеют такую

концентрацию энергии, которая хуже, чем у лошади. Тот, кто бывал на Беломорской

биологической станции МГУ, мог увидеть огромных размеров ветряк, который, как говорят,

никогда не работал, хотя ветра на Белом море достаточно. Большие размеры и сложная

конструкция тех устройств, которые призваны черпать энергию из якобы даровых

источников, делают настолько сложным их техническое обслуживание, что требуется

совершенно исключительный энтузиазм для их эксплуатации.

Среди общей массы энергии, используемой человечеством, электрическая энергия

составляет, вероятно, довольно скромную долю, но ввиду ее особых удобств является

чрезвычайно важной. Как известно, в Москве нет улицы М. О. Доливо-Добровольского.

А между тем, этот русский инженер (работавший, впрочем, в Германии) заложил примерно

100 лет назад основы той энергетической системы, которой мы сейчас пользуемся (первая

передача трехфазного тока на большие расстояния была им продемонстрирована в

1891 году). На территории обширного региона (например: Европейская часть Советского

Союза) построены многочисленные электростанции: тепловые, атомные и гидростанции.

Они связаны друг с другом линиями электропередачи, вход в которые и выход из которых

осуществляется через трансформаторы. Одновременно в системе работает что-то порядка

тысячи генераторов. Все их роторы вращаются абсолютно синхронно, как если бы они были

связаны жесткой механической передачей вроде шестеренчатой. Точно сосуды кровеносной

системы, которые постепенно дробятся на все более мелкие, электрические провода доходят

до любого закоулка, где только могут быть люди. Чтобы подключиться к этому

животворному потоку достаточно щелкнуть выключателем или воткнуть вилку в розетку.

Проблема состоит в том, что энергетическая система склонна работать по принципу

«всё или ничего». Речь в данном случае не идет о мелких авариях, в результате которых

отдельная квартира или даже отдельный многоквартирный жилой дом может на несколько

часов остаться без электричества. Оказывается, что при аварии какого-нибудь отдельного

элемента системы, вся система, которая исправна на 99.9%, может, тем не менее, развалиться

в том смысле, что все ее генераторы за считанные минуты будут автоматически

остановлены. (В Москве последний такой случай был в 1946 году.)

Полное выключение электропитания в современном большом городе — это картина

эсхатологическая. (Никаких резервных источников электропитания практически

не существует.)

Предвидел или нет Доливо-Добровольский возможность такой картины, сказать

трудно. Дело заключается в том, что кроме генераторов, трансформаторов и линий

электропередачи, энергетическая система непременно должна включать и устройства

защиты. Принципиально устройство защиты делает следующее: оно отключает какой-то

выключатель, если ток в определенном месте превосходит определенный предел. Например,

плавкий предохранитель на 10 ампер довольно быстро расплавится, если ток составит

20 ампер. Более совершенная защита — релейная, которая срабатывает за сотые доли

секунды, Быстрое срабатывание — очень полезное свойство.

Что произойдет, например, если пьяный охотник, так и не добыв ни одного зайца,

с тоски влепит заряд крупной дроби в гирлянду изоляторов высоковольтной ЛЭП? Один из

проводов упадет на землю, земляная защита обнаружит слишком большой ток и даст сигнал

срабатывания высоковольтного выключателя. Молния, вспыхнувшая между проводом и

землей, скоро погаснет; охотник, полюбовавшись ею, спокойно уйдет, а на место

происшествия будет добираться ремонтная бригада. Но высоковольтный выключатель —

машина не вполне надежная: при размыкании контактов образуется дуга, которую должно

погасить специальное устройство. Если все же дуга не погаснет, то выключатель взорвется,

возникший непорядок в системе обнаружит следующая ступень защиты и будет отключаться

следующий выключатель. Если даже он и не взорвется, все-таки в системе возникнут

нестандартные токи, на которые могут реагировать какие-то звенья релейной защиты. Тут

быстрота срабатывания может стать роковой: если подождать не 0,01 сек, а 0,1 сек, то,

возможно, всё успокоится. Но релейная защита ждать не обучена — лавина отключений

нарастает. Придя домой, охотник обнаруживает, что лишен возможности посмотреть

телевизор. Он наказан, но какой ценой?

Что же нужно сделать, чтобы уменьшить вероятность подобных катастрофических

явлений в энергосистеме? Устойчивость работы системы резко падает, если возникает

дефицит мощности. Установленная мощность, т. е. мощность всех генераторов системы (как

работающих в данный момент, так и не работающих) составляет (для России) примерно

1 кВт на душу населения. Для сравнения: мощность электрического чайника — 1–1,5 кВт,

мощность электроплиты — 8 кВт, мощность современной стиральной машины — 2–4 кВт.

Таким образом, если все бытовые электроприемники (без учета промышленности и

транспорта) будут одновременно задействованы хотя бы наполовину, то энергосистема

неизбежно развалится. Впрочем, если бы в самом деле осуществить подобную попытку, то,

вполне вероятно, дело бы кончилось лишь отдельным пожаром и/или локальным

отключением энергосетей. Фактически одновременного включения слишком большого числа

бытовых аппаратов, к счастью, не происходит. Но с учетом всех нагрузок каждую зиму в

момент максимальной потребности в электроэнергии мы вплотную подходим к опасному

пределу.

Об этом нетрудно узнать, включив в любую розетку прибор, называемый

частотомером. При дефиците мощности в системе падает частота. Было бы неплохо

установить частотомер в зале заседаний парламента. Если частота составляет 49,9 Гц (при

номинале 50 Гц), то можно спокойно обсуждать животрепещущие вопросы: например,

законодательно устанавливать границу между порнографией и эротикой. Но если частотомер

показывает 49,5 Гц, то депутаты Думы должны что-нибудь сделать. А сделать они могут

лишь одно: опуститься на колени и от всего сердца молить Бога, чтобы и на этот раз как-

нибудь пронесло, иначе будет не до порнографии. Предпринимать какие-либо действия

может лишь персонал энергосистемы. (На худой конец отключаются какие-то потребители:

вплоть до небольших городов.)

Нам следует осознать, что мы все являемся заложниками Доливо-Добровольского (тем

более уместно назвать улицу его именем). Конечно, человечество в целом оказалось

заложником своих технических достижений, например, ядерного оружия. Но с ядерным

оружием намечается какая-то перспектива его обуздания. Более того, обсуждаются

перспективы его мирного использования. Например, известно, что в околосолнечном

пространстве движется немало космических тел, которые могут представить опасность в

случае столкновения с Землей. И вот, если для военных целей создать прекрасное ядерное

оружие, прекрасные космические средства его доставки, да еще иметь и прекрасные

радиолокаторы, то космические тела, представляющие потенциальную опасность для Земли,

быть может, удастся обнаружить достаточно далеко и повлиять на их траектории путем

ядерного взрыва. Правда, если мы при этом немного ошибемся, то поправим траекторию

неудачно: вызовем столкновение в такой ситуации, когда оно само по себе, может быть, и

не произошло бы, а небесное тело окажется еще и высоко радиоактивным. Но обсуждать

данную проблему можно.

Другое дело электроэнергетика: мы обречены на то, чтобы постоянно заботиться

о поддержании надежного электроснабжения, а, следовательно, о неуклонном росте

мощности энергосистем. Источников энергии для производства электроэнергии

принципиально три: энергия рек, энергия ископаемого топлива и ядерная энергия. Нам

чрезвычайно досадно создавать большие водохранилища для гидроэлектростанций,

но важная их роль определяется тем, что гидрогенератор можно запустить за несколько

минут. Достаточно открыть затвор для подачи воды на турбину, и она завертится. Еще

нужно возбудить магнитное поле в гидрогенераторе и синхронизировать его с системой,

но это сравнительно недолго. Таким образом, гидростанции способны принимать на себя

пиковые нагрузки, например, в вечерние часы.

Тепловые и атомные электростанции принципиально состоят из двух элементов:

большого самовара, в котором вода превращается в пар, и турбины с генератором, которые

вращаются посредством этого пара. Для включения в работу турбогенератора нужно сначала

вскипятить самовар. Это довольно долго для тепловой станции и еще гораздо дольше для

атомной. Атомные электростанции принимают на себя базовую нагрузку энергосистем.

Как известно, афиняне приносили царю Миносу в жертву семь юношей и семь девушек,

которых сжирал Минотавр, пока Тесей не прекратил этого безобразия. Добыча топлива как

для тепловых, так и для атомных электростанций сходна с принесением человеческой

жертвы с той разницей, что прихода Тесея не ожидается. В худшем варианте тепловая

станция работает на угле. Работа шахтера в угольной шахте не только трудна и протекает

во вредных для здоровья условиях, но и связана с реальным риском гибели. Об условиях

работы в урановых рудниках известно меньше, но понятно, что и это не здравница. Вполне

возможно, что в настоящее время труд заключенных (т. е. в прямом смысле рабский труд) на

этих работах не используется. Однако для определенных категорий населения исторически

сложилась и поддерживается такая социальная ситуация, когда — будучи юридически

свободными — они, тем не менее, работают там, где работают. Рабство в XX веке

фактически существует, и это касается всех стран мира без исключения. Радикального

изменения здесь не предвидится, и можно думать лишь о постепенном улучшении условий

труда и сокращении числа людей, которые трудятся в особо плохих условиях, за счет

научно-технического прогресса.

Употребление добытого топлива — горючих ископаемых и урана — связано

с крупнейшими экологическими проблемами. После 26 апреля 1986 года эти проблемы

рассматриваются с точки зрения чернобыльской катастрофы. Примем и мы эту точку зрения.

2.3. Чернобыльская катастрофа

Материалы о Чернобыле широко опубликованы. Мы пользуемся тремя источниками:

[32], [44], [81]. Философски важно сформулировать один вывод, который, безусловно, верен

и вытекает, в частности, и из названных источников, но достаточно явственно в них

не высказан. Катастрофа произошла не от недостаточного внимания к проблеме

безопасности эксплуатации ядерного реактора, а от действий, первоначальной целью

которых было — совершенствование идеологии и конструкции системы безопасности.

Вмешались, конечно, заранее не предвидимые и априори совершенно невероятные цепи

ошибок в действиях персонала.

В отношении Чернобыля этот вывод вполне доказуем, потому что существующие

публикации достаточно подробны. Но сопоставим эту аварию с другой аварией, в отношении

которой трудно высказаться столь же определенно, потому что подобных публикаций нет.

Летом 1988 года на железной дороге Ленинград—Москва случилась страшная

катастрофа. Сошел с рельсов скорый поезд. Многие вагоны опрокинулись и загорелись.

Погибли сотни людей (в отношении непосредственной гибели во время аварии — гораздо

больше, чем в Чернобыле). В средствах массовой информации проходила следующая

реконструкция хода аварии.

Железнодорожный путь в районе аварии после его контроля был найден не вполне

исправным. Были выставлены знаки, ограничивающие скорость движения. Но машинисты

поездов запрашивали по радио свое начальство — как им относиться к этим знакам.

Начальство отвечало: «Ничего, поезжайте», машинисты ехали, и все обходилось

благополучно. Однако в кабине электровоза того поезда, который потерпел аварию, якобы,

находился представитель службы безопасности движения. Будто бы, увидев знак

ограничения скорости, он сказал: «Я за жизнь пассажиров отвечаю» и то ли сам дал

экстренное торможение, то ли приказал машинисту это сделать. При экстренном

торможении нагрузка на рельсы и ее несимметрия, естественно, резко возросли. Путь

разошелся и случилось то, что случилось.

Трудно судить, соответствует ли эта версия истине, поскольку подробное описание

хода аварии (настолько, насколько его можно вообще восстановить), не публиковалось.

Но сама мысль, что техника безопасности — вещь обоюдоострая, верна и заслуживает

всяческого внимания.

Чтобы понять, какие проблемы техники безопасности пытались решить в Чернобыле,

нужно задуматься не над тем, как включить генератор энергосистемы в работу, а над тем, как

его в случае необходимости остановить. В энергосистеме постоянно возникают те или иные

локальные неисправности, требующие отключения и/или остановки тех или иных аппаратов.

В случае остановки нужно, во-первых, отключить генератор от электросети — и тут мы

уповаем на благоприятное срабатывание тех или иных выключателей. Во-вторых, нужно

остановить механическую систему, которая вращала генератор. Опять-таки, проще всего

сделать это в случае гидрогенератора: достаточно перекрыть поток воды, вращающей

турбину. Правда, в редких случаях и здесь может получиться неудача вплоть до затопления

водой машинного зала; в этом случае гидростанция надолго выйдет из строя, но это

редчайший случай. Несколько сложнее остановить турбогенератор тепловой электростанции.

В этом случае избыток пара сбрасывается в атмосферу и гасятся форсунки, создающие пламя

в котле.

Но что касается атомного энергетического реактора, то тут есть специфическая

проблема. Чтобы прекратить ядерную реакцию на нейтронах, достаточно ввести в реактор

поглощающие стержни защиты. Конструкторы предусмотрели, что стержни вынимаются из

реактора РБМК наверх, а вводятся вниз — (отсюда и выражение «бросаю защиту»). То и

другое обычно делается посредством электромоторов, но, в крайнем случае, эти моторы

можно просто отключить, и тогда стержни пойдут вниз под действием собственного веса.

Но после прекращения ядерной реакции продолжается радиоактивный распад нестабильных

изотопов, на который вообще никак нельзя повлиять. Так во время аварии на американской

АЭС «Тримайл-Айленд» 28 марта 1979 года защита была успешно сброшена автоматикой,

но из-за остаточной радиоактивности продолжало выделяться тепло в количестве примерно

4% от тепловой мощности реактора, что составляло 111 тыс. кВт (т. е. 111 тысяч

электрических чайников). Это тепло нужно куда-то деть. Поэтому циркуляция воды в

системе охлаждения реактора должна продолжаться длительное время и после остановки

ядерной реакции.

Для работы циркуляционных насосов (равно как и прочего необходимого

оборудования) нужна электроэнергия. Постоянно прорабатывается такой сценарий аварии,

при котором электростанция не только сама не вырабатывает энергии, но и оказывается

полностью отрезанной от энергосистемы. На такой случай атомные электростанции

снабжаются собственными дизельными электростанциями. Но на запуск дизелей требуется

что-то порядка двух минут, а эти две минуты могут оказаться очень важными. Поэтому

возникла идея использовать на это время энергию выбега турбины с ротором генератора

(выбег означает вращение по инерции без расхода пара), что требует некоего специального

режима возбуждения магнитного поля в генераторе. Этот вариант и хотели испытать

в Чернобыле, потому что теоретический расчет во всех деталях невозможен (так ведь всегда

бывает: теория — одно, а практика — другое).

Атомный энергоблок ЧАЭС состоит из реактора и двух турбогенераторов (это очень

важно, что из двух, так как при необходимости остановить один из них тепло от реактора

можно использовать во втором, плавно снизив мощность). Блок №4 (соответственно,

турбоагрегаты №№7 и 8) предполагалось остановить на плановый ремонт. Во время

остановки реактора удобно и правильно провести испытания с использованием энергии

выбега турбогенератора. В частности, такой критически настроенный автор, как

Г. У. Медведев, принципиально не имеет ничего против. Такие испытания проводились и

ранее, но полного удовлетворения не дали. Руководство Чернобыльской АЭС решило на этот

раз провести эксперимент хорошо. В частности (насколько можно судить по тексту

Г. У. Медведева), задумывался не просто более «чистый» эксперимент, но и предполагалось

повторное проведение эксперимента, если бы с самого начала что-то получилось не так, как

задумано.

Поскольку подобный эксперимент производился с расчетом на его возможное

повторение, то реактор вводился в такой режим, при котором неизбежно должны были

автоматически сработать различные предусмотренные конструкцией реактора защиты, что

не позволило бы осуществить программу эксперимента. Поэтому часть защит была

сознательно отключена. Это касалось, в частности, той системы аварийного охлаждения

реактора, которая временно стабилизировала ситуацию во время аварии на АЭС «Тримайл-

Айленд». Любая автоматическая защита предназначена для того, чтобы годами ожидать

аварийного сигнала и в нужный момент сработать. Крайне маловероятно, чтобы эта ситуация

возникла в заранее заданный непродолжительный отрезок времени (в данном случае —

в течение предполагаемого эксперимента). Принципиально говоря, на Чернобыльской АЭС

На «Тримайл-Айленд» роковую роль сыграла неисправность предохранительного клапана. В момент аварии

температура и давление в реакторе повысились настолько, что через предохранительный клапан пароводяная

смесь была выброшена из реактора. Система аварийного охлаждения через две минуты добавила в реактор

холодную воду, давление в реакторе нормализовалось, но... предохранительный клапан не сел на место.

Удержать воду внутри реактора в жидком состоянии можно лишь при достаточно высоком давлении (в

пределах нормы). Но из-за неисправного предохранительного клапана давление оставалось низким, вода

кипела, а пароводяную смесь циркуляционные насосы качать не могли (см. Г. У.Медведев

[44], стр. 8). Часть

реактора осталась без охлаждения, намечалась авария масштаба чернобыльской, но Бог спас. Ни персонал

станции, ни окрестное население сильно не пострадали, погиб лишь реактор. Скандал в Конгрессе США,

однако, был великий. Конгрессмены считали, что они слишком поздно узнали об аварии, и это лишило их

возможности в нужный момент опуститься на колени и молить Бога, чтобы пронесло. Президент Картер

посетил электростанцию 1 апреля (уже появилась надежда на благополучный исход) и призвал население

«спокойно и точно» выполнять правила эвакуации, если таковая потребуется. Считается, что за 31 марта и

1 апреля из 200 тысяч человек, проживающих в радиусе 35 километров от станции, 80 тысяч покинули свои

дома (благо, как известно, все население Соединенных Штатов можно одновременно посадить в собственные

автомобили).

планировалось то самое, что делает каждый хозяйственный русский мужичок, если он хочет

воспользоваться электросваркой. Обычные аппараты электрической защиты немедленно

отключатся, если на них повесить сварочный аппарат. Нужно либо загрубить защиту

(наиболее ответственные люди так и делают), либо попросту повесить сварочный аппарат на

провода воздушной линии, минуя электросчетчик и всякую защиту (обычная ситуация). Если

даже загорится сварочный трансформатор (что маловероятно), то хозяин находится тут же

при нем и всегда может оторвать или отрубить топором один провод (этого достаточно),

а большой пожар в любом случае практически невозможен.

Конечно, ядерный реактор — не сварочный аппарат, но ситуация психологически

аналогичная. Операторы считали, что во время испытаний они будут начеку и в любом

случае могут сбросить аварийную защиту, на чем все и закончится. Так бы оно и случилось,

и человечество ничего бы и не знало об эксперименте на Чернобыльской АЭС и вообще

о Чернобыле, если бы не цепь совершенно невероятных случайностей.

Итак, в 23 часа 25 апреля 1986 года началось снижение мощности четвертого блока с

целью вывода его в плановый ремонт и проведения эксперимента в этом процессе.

Планировалось провести все днем 25 апреля. Но диспетчеру Киевэнерго не хватило

мощности энергосистемы и в 14 часов он попросил поработать еще несколько часов.

Система аварийного охлаждения была уже отключена, и впоследствии, когда на судебном

процессе руководству станции будут неловко шить уголовное преступление, мотив

грубейшего нарушения — эксплуатация реактора с отключенной аварийной системой —

всплывет. Фактически эта система, разумеется, за эти несколько часов не потребовалась,

а подготовка и проведение эксперимента была перенесена на ночное время. По мнению

Г. У. Медведева, вполне могло ничего не случиться, если бы не перенос испытания.

Роковую роль сыграл тот сон наяву, в который человеку свойственно погружаться

вообще и тем более ночью. Началось с того, что старший инженер управления реактором —

молодой парень — не справился с управлением и уронил мощность: до 30 Мвт тепловых,

т. е. до 1% номинальной тепловой мощности 3200 Мвт (эти 3200 Мвт тепловых дают

1 млн. кВт = 1000 Мвт электрической мощности: к.п.д. около 30%). По программе

испытаний перейти в режим выбега ротора полагалось при мощности 700...1000 Мвт, т. е.

эксперимент был безнадежно сорван. А для эксперимента собралось несколько десятков

человек. Тут бы им набить по очереди физиономию оператору и разойтись спать.

Но командовавший операцией зам. главного инженера станции рассудил иначе: он приказал

поднимать мощность (тоже видно спал наяву). Оператор было отказался, но начальник

обругал его «японским карасем», а он и без того чувствовал себя крайне виноватым.

Подняли стержни защиты и к часу ночи 26 апреля повысили мощность до 200 Мвт

тепловых. Осталось внутри активной зоны очень мало стержней (по одним сведениям шесть-

восемь, по другим — восемнадцать, а толком никто не знает). Из-за этого и из-за процесса

«отравления реактора», т. е. нежелательного накопления некоторых изотопов, в особенности

нестабильного йода, реактором было крайне трудно управлять.

За два часа — с 23 часов до часа ночи — можно было бы и понять, что эксперимент

безнадежно сорван (положенной по программе эксперимента мощности 700...1000 Мвт

достичь так и не удалось). Тут бы и одуматься и прекратить эксперимент, да видно, Бог

судил иначе.

Трудно поверить, но согласно тексту Г. У. Медведева, все-таки отключили в 1 час

23 минуты 04 секунды от системы электропитания циркуляционные насосы, переведя их на

питание от выбега ротора ([44], стр. 26, стр. 34): «все восемь главных циркуляционных

насосов работали от выбегающего турбогенератора». Расход воды через реактор стал падать;

по этой и по другим причинам повысилась температура, вода вскипела, стало очевидно

плохо. В 1 час 32 минуты 40 секунд начальник смены операторов сбросил аварийную

защиту.

А с аварийной защитой дело, оказывается, обстоит не столь просто, как с топором,

которым можно обрубить провод. Серьезный специалист Г. У. Медведев настойчиво

проводит ту точку зрения, что конструкция стержней защиты реактора РМБК такова, что их

концевые участки, входя в активную зону, в первый момент не гасят ядерную реакцию,

а способствуют ее разгону. Иными словами, сброс защиты означает взрыв реактора, если он

уже находился в неустойчивом состоянии, как это было в Чернобыле. В отличие от других

высказываний Г. У. Медведева, это место дружно оспаривается многими другими

специалистами. Мы не можем сказать, что есть истина: возможно, что 1) Г. У. Медведев

не прав; 2) Г. У. Медведев прав, но ни один человек — в данном случае конструктор

РБМК — не может сознаться перед самим собой, в том, что он допустил подобную

страшную ошибку. Как бы то ни было, Г. У. Медведев полагает, что эта особенность

конструкции РБМК не была понята ни руководством, ни операторами Чернобыльской АЭС.

В этом случае первородный грех глупости непосредственно открывает врата ада.

Не пошли в активную зону управляющие стержни. Начальник смены рванулся к пульту

оператора и обесточил приводы, чтобы стержни упали от собственной тяжести. Но они

застряли на глубине два — два с половиной метра вместо положенных семи: видимо

началось разрушение реактора и каналы деформировались. При перегреве реактора

циркониевые оболочки тепловыделяющих элементов разлагают воду на водород и

кислород — образуется гремучая смесь. На «Тримайл-Айленде» ждали взрыва с тротиловым

эквивалентом три тонны. Сколько именно было взрывов в Чернобыле, где именно и какой

мощности, неизвестно. Но разрушения были совершенно ужасными.

В обширных цехах электростанций при нормальной работе находится очень мало

людей. Такая картина, как на Балаковской АЭС 27 июня 1985 года, когда вырвало

предохранительный клапан и живьем сварились четырнадцать человек, произошла в период

пусконаладочных работ.

Поэтому непосредственно в момент взрыва погиб лишь один

человек. В сравнении с взрывом атомной бомбы, чернобыльский ад разверзался постепенно.

Многие тонны раскаленного ядерного топлива и реакторного графита были разбросаны

как в пределах разрушенного здания четвертого блока, так и вокруг него. Загорелась

битумная крыша здания, возникли пожары и внизу в машинном зале, где было и машинное

масло, и водород для охлаждения генераторов. Ценой собственной жизни погасили пожар на

крыше пожарные и в машинном зале — персонал станции и тем спасли третий блок,

расположенный в том же здании.

Родилась легенда о том, что реактор цел, а взрыв произошел в баке системы аварийного

охлаждения реактора. Г. У. Медведев считает ее автором того же зам. главного инженера,

который приказал поднимать мощность. Так это или не так, но многие поверили в эту

легенду. Психологическую модель можно найти у того же В. Пелевина.

Души умерших

проходят сорок дней воздушных мытарств. В первый день они стараются сделать вид, что

ничего не произошло. «Любочка ... стала обеими руками оттирать след протектора с

обвисшей на раздавленной груди белой кофточки... Шушпанов пытался заткнуть колпачком

от авторучки пулевую дырку в виске, Каряев — вправить кости своего проломленного

черепа, Шувалов зачесывал чуб на зубастый синий след молнии...»

Медведев [44]: «Трупы из кольцевых помещений вокруг шахты реактора вытаскивали к аварийному шлюзу и

складывали к ногам бледного как смерть некомпетентного главного инженера.»

Рассказ «Вести из Непала» [52].