У другому епізоді "Чорнобиля" міністерства HBO про аварію 1986 року, яка стала найгіршою ядерною катастрофою в історії людства, ситуація є досить поганою. На руїнах реактора №4 Чорнобильської АЕС вирує велика пожежа. Лікарня в сусідньому місті Прип'ять переповнена жертвами радіації. Смертельний радіоактивний пил відплив усю дорогу з Радянського Союзу і до Швеції. Повітря над реактором буквально світиться там, де ядро урану піддалося впливу. А люди, які ведуть реагування на катастрофи, вирішують скидати тисячі тонн піску та бору на серцевину.
Це тим більше, що сталося під час фактичної катастрофи у квітні 1986 року. Але чому перші реагуючі використовували пісок та бор? І якби схожа ядерна катастрофа мала статися у 2019 році, чи це ще будуть робити пожежники?
Ви дійсно не хочете відкритого вогню під відкритим ядром
Розкриття палаючого ядерного ядра в повітрі є проблемою як мінімум на двох рівнях, як розповіла Live Science інженер з ядерних реакторів та Університет Іллінойсу в Урбані-Шампейн, професор Кетрін Хафф.
Ваша перша проблема полягає в тому, що у вас є тривала реакція ядерного поділу. Уран випалює нейтрони, які потрапляють в інші атоми урану і розщеплюють їх. Ці атоми урану вивільняють ще більше енергії і живлять всю гарячу кашу. Ця реакція, яка вже не міститься, також викликає неймовірні рівні прямого випромінювання, створюючи смертельну небезпеку для кожного, хто намагається наблизитися до неї.
Ваша друга, пов'язана - і набагато серйозніша - проблема, що вогонь викидає у повітря багато диму, пилу та сміття. Вся ця рушниця виходить прямо з ядерного реактора, а частина її насправді має значення прямо з ядерного ядра. Сюди входить асортимент типів (або ізотопів) відносно легких елементів, які утворюються при розщепленні атомів урану.
"Це небезпечна частина подібної аварії", - сказав Хафф. "Ці ізотопи, деякі з них, токсичні для людини. А деякі з них є більш радіоактивними, ніж те, з чим ви стикалися б у своєму щоденному житті. А деякі з них, крім того, що є досить токсичними та радіоактивними, дуже мобільний в оточенні ".
У цьому випадку мобільний означає, що ці ізотопи можуть потрапляти в тіла живих істот, щоб викликати проблеми. Візьмемо, наприклад, йод-131, радіоактивний ізотоп йоду, до якого живі клітини ставляться так само, як до звичайного йоду.
Димовий шлейф, як Чорнобиль, містить багато йоду-131, який може пройти сотні миль. Він може опинитися в річках і пробитися в рослини, тварин і людей. Наші щитовидні залози покладаються на йод і будуть поглинати йод-131 так само, як і звичайний йод, створюючи довгострокове джерело серйозної радіації всередині нашого тіла.
(Ось чому, в момент негайних наслідків ядерних катастроф, люди, що знаходяться в зоні ураження, повинні приймати таблетки йоду, щоб заповнити запаси свого організму і не допустити, щоб їх тироїди поглинали будь-який з радіоактивних ізотопів.)
Пісок і бор
Звалище піску та бору (фактична чорнобильська суміш також включала глину та свинець) - це спроба вирішити як першу, так і другу проблеми.
Пісок задушує відкритий реактор, хлюпаючи смертоносним димом. І бор, теоретично, може загартувати ядерну реакцію.
"У ядерному реакторі є ізотопи, які змушують реакцію й ізотопи, які роблять реакцію повільною", - сказав Хафф.
Щоб розпочати реакцію ядерної ланцюга, вона пояснила, що вам потрібно отримати достатньо радіоактивних ізотопів, що їх нейтрони, дико вистрілюючи в космос, мають тенденцію потрапляти в інші атомні ядра, розщеплюючи їх.
"Коли нейтрон взаємодіє з ізотопом, існує певна ймовірність, завдяки структурі його ядра, що він поглине нейтрон", - сказала вона. "Уран, зокрема уран-235, має тенденцію поглинати нейтрон, а потім негайно розщеплюватися. Але бор має властивість просто поглинати нейтрон. Завдяки своїй ядерній структурі це спрагу з нейтронами".
Отже, викинувши достатню кількість бору на оголене ядро реактора №4, теорія пішла, і воно поглине стільки тих дико-вистрілюючих нейтронів, що реакція припиниться.
У випадку Чорнобиля, однак, скидання бору та інших нейтронових поглиначів на реактор виявилося невдалим, частково через спеціальний підхід до скидання вертольотів, який потребував проектування установки.
"Інтенсивне випромінювання загинуло декількох пілотів", - повідомляв BBC в 1997 році, додаючи: "Зараз відомо, що, незважаючи на ці жертви, майже жодні нейтронні поглиначі не досягли ядра".
Однак, за словами Хаффа, принцип, який використовували Совєти - нейтронні поглиначі для зупинки реакції, поєднані з матеріалами для вибивання радіоактивних ізотопів з повітря, був здоровим. І у випадку подібної катастрофи сьогодні групи реагування скористалися б підходом, заснованим на тій самій базовій теорії.
Велика різниця, за її словами, полягає в тому, що сучасні атомні електростанції (принаймні в США) покликані виконати багато з цієї роботи самостійно.
Сучасні реактори набагато безпечніші та набагато готовіші до проблем - але вони все ще використовують бор у своїх посібниках з надзвичайних ситуацій
Хафф довго зазначав, що американські (та інші належним чином розвинені) ядерні реактори мають набагато меншу ймовірність, ніж Чорнобиль, стикаються з будь-якими катастрофами - ніколи не працюють так гаряче і не працюють на більш міцних суднах. А самі будівлі розроблені для того, щоб виконати велику роботу, щоб розжарити вогонь ядерного реактора та радіоактивний шлейф, додала вона.
Сучасні реактори оснащені хімічними розпилювачами, які можуть затопити корпус реактора, вибиваючи радіоактивні ізотопи з повітря, перш ніж вони зможуть вийти. І на відміну від Чорнобиля, ядерні споруди в США повністю містяться в герметичних конструкціях з цементу та арматури (сітка з армованих сталевих прутків). Ці герметичні снаряди надто розроблені до того, що, принаймні, теоретично, навіть значний вибух не порушив би їх. Ви можете врізати невеликий струмінь у бік однієї з цих будівель, і це не розкриває серцевину. Насправді, в рамках тесту, уряд США зробив саме це на порожньому контейнерному посудині в 1988 році. NRC стверджує, що дослідження щодо великих ударів реактивного струму все ще тривають.
Все, що робить Чорнобильську катастрофу малоймовірною, хоча Союз стурбованих вчених пише, що менші (але все-таки небезпечні) витоки радіації є реальною загрозою, до якої Сполучені Штати не підготовлені належним чином.
З цього приводу Комісія з ядерного регулювання США (NRC) для кожного із 98 реакторів з ядерної енергетики, що діють в країні, розробила підручники з надзвичайних ситуацій на сотні сторінок. Вони викладають вказівки щодо того, що потрібно реагувати у випадку всіляких надзвичайно небезпечних надзвичайних ситуацій).
Ці довідники доступні простою англійською мовою на веб-сайті НРК. Ось один для Пало Верде, великого заводу в західній Арізоні. Ви можете знайти вказівки, коли потрібно загнати багато ядра в серцевину (як тільки реактор не зможе нормально вимкнутися). Він побачив, що робити, якщо ворожі атакують завод (серед іншого, почніть готувати регіональну евакуацію, коли стане зрозуміло, що сили можуть спричинити значну витоку радіації). І, якщо значна кількість радіоактивних матеріалів потрапляє в атмосферу, говорить про те, хто оголошує евакуацію (губернатор штату Арізона, виходячи з рекомендацій керівників сайтів).
Ці плани не надто детально розглядають події в чорнобильському стилі, хоча з 11 вересня НРК розробила настанови щодо екстремальних катастроф. Однак, сказав Хафф, боротьба з вогнем на ураженому ядрі урану завжди зводиться до більш-менш фантазійних версій скидання бору та піску.
