Реактор типа РБМК-1000 (1000 МВт = 1 млн. кВт электрической мощности) размещен в бетонной шахте, покоящейся на железобетонной конструкции. Бетон одновременно служит средством биологической защиты и реакторным пространством, в котором размещается графитовая кладка. Кладка состоит из графитовых блоков с цилиндрическими отверстиями, собранных в колонны. В каждом из 1700 топливных каналов размещена кассета с двумя ТВС, каждая из которых состоит из 18 твэлов.
Основное положительное качество канальных систем — возможность перегрузки топлива во время работы реактора; основной конструктивный материал — графит — относительно доступен. Первоначально среди преимуществ была возможность наработки оружейного плутония, она давно прекращена. Важнейший недостаток — в отсутствии защитной оболочки.
Ядерная энергетика СССР (России) и мира, в том числе США начиналась на канальных реакторах: Первая АЭС мира в Обнинске, затем Ленинградская, Курская, Смоленская, Чернобыльская. На Чукотке подобные аппараты малой мощности (Билибинская АЭС) успешно используются для производства электроэнергии и тепла в регионе с суровым климатом.
Трагическое сочетание конструктивных недостатков и нарушений режима эксплуатации привели к самой крупной в мире радиационной аварии на АЭС — Чернобыльской. Авария выявила ряд проблем, которые частью уже решены, некоторые требуют решения. В последние годы были выработаны и осуществлены технические решения, позволившие устранить на всех действующих энергоблоках недостатки их конструкции, наиболее существенно повлиявшие на возникновение, развитие и масштабы атрии.
Физики не единодушны относительно будущего РБМК. По мнению специалистов, можно создать (и они создаются) водографитовые энергоблоки, обладающие повышенной безопасностью. В истории известны примеры “закрытия” даже целой отрасли из-за неудачного стечения конкретных обстоятельств, по сути никак не отражавших истинное состояние отрасли. Так, в СССР кончило свои дни воздухоплавание из-за катастроф на дирижаблях “Победа” и “Комсомольская правда”. В одном случае, полагаясь на действительную легкость управления, лихач пилот решил перед девушкой полетать в овраге и зацепился днищем о дерево. В другом — на летящем к челюскинцам дирижабле перед самым полетом сменили экипаж ради мерцавших “звездочек”. Недостаточно зная трассу, они врезались в гору.
В работу атомного реактора заложена физическая теория, согласно которой при наборе мощности и разогреве рабочих стержней нейтронный поток должен расходоваться, уменьшаться и на определенном уровне как бы сам себя тормозить. Это называется отрицательным коэффициентом реактивности (при эффективном коэффициенте размножения нейтронов, равном 1 реактор находится в критическом состоянии, то есть его мощность постоянна во времени). При положительной реактивности мощность реактора возрастает (надкритическое состояние), при отрицательной реактивности мощность убывает (подкритическое состояние), в аппаратах типа ВВЭР отчетливо проявляется отрицательный коэффициент реактивности. У РБМК был возможен положительный коэффициент реактивности. Иными словами, в какой-то ситуации аппарат был способен себя разогнать.
...Высокая температура внутри реактора вызывала горение графита. Над аппаратом образовалась тепловая колонна в основном из водяного пара. В ней содержались такие осколки деления, атомных ядер, то есть выброс был радиоактивным. Считается, что вначале в атмосферу попал, в основном, йод-131 — короткоживущий изотоп, распадающийся через восемь дней. Но был еще йод-132, -133, -135, живущие еще меньше, а также другие “мотыльки”. Следом в значительном количестве появились изотопы цезия, стронция, плутония и др.
— Нет оправдания самой возможности возникновения положительного коэффициента реактивности и, в частности, конкретному факту его появления при введении стержней СУЗ из крайнего верхнего положения.— Это мнение бывшего министра атомной энергетики Н.Ф. Луконина, опытного атомщика, в прошлом СИУРа (старший инженер по управлению реактором), директор Ленинградской и Игналинской АЭС, на которых действуют РБМК. — Ведь известно, что когда увеличивается паросодержание, то оно сопровождается и увеличением реактивности, увеличением мощности аппарата. Когда на ЧАЭС мощность стала нарастать, и оператор нажал кнопку аварийной защиты, чтобы заглушить реактор, люди действительно не знали, что этого делать нельзя. Трудно даже представить, что ЭТО можно повторить!