Otrajā "Černobiļas" epizodē HBO miniserijas par 1986. gada avāriju, kas kļuva par vissliktāko kodolenerģijas katastrofu cilvēces vēsturē, ir diezgan slikta. Černobiļas atomelektrostacijas 4. reaktora drupās plosās liels ugunsgrēks. Netālu esošajā Pripjatas pilsētā esošā slimnīca ir pārsniegta ar radiācijas upuriem. Nāvīgi radioaktīvie putekļi ir izplūduši visā pasaulē no Padomju Savienības un uz Zviedriju. Gaiss virs reaktora burtiski spīd tajā vietā, kur ir atklāts urāna kodols. Cilvēki, kas vada reaģēšanu uz katastrofu, nolemj izliet tūkstošiem tonnu smilšu un bora uz pamatnes.
Tas ir mazāk, kas notika faktiskās katastrofas laikā 1986. gada aprīlī. Bet kāpēc pirmie reaģētāji izmantoja smiltis un boru? Un, ja līdzīga kodolkatastrofa notiktu 2019. gadā, vai to joprojām darītu ugunsdzēsēji?
Jūs patiešām nevēlaties ugunsgrēku atklātā gaisā uz pakļauto kodolkodolu
Dedzinoša kodola kodola pakļaušana gaisam ir problēma vismaz divos līmeņos, kā Live Science pastāstīja kodolreaktoru inženieris un Ilinoisas Universitātes Urbana-Champaign profesors Kathryn Huff.
Jūsu pirmā problēma ir tā, ka esat saņēmis notiekošo kodola skaldīšanas reakciju. Urāns izšauj neitronus, kas iespīd citos urāna atomos un tos sadala. Šie urāna atomi atbrīvo vēl vairāk enerģijas un baro visu karsto putru. Šī reakcija, kas vairs nav ierobežota, rada arī neticamu tieša starojuma līmeni, radot nāves briesmas ikvienam, kurš mēģina tam pietuvoties.
Jūsu otrā, saistītā un daudz nopietnākā problēma ir tā, ka uguns izdala gaisā daudz dūmu, putekļu un gružu. Viss šis gāziens nonāk tieši kodolreaktorā, un patiesībā daļa no tā ir tieši matērijas kodolā. Tas ietver relatīvi vieglu elementu (vai izotopu) veidu sortimentu, kas veidojas, sadaloties urāna atomiem.
"Šī ir tāda negadījuma bīstamā daļa kā šis," sacīja Hafs. "Šie izotopi, daži no tiem, ir toksiski cilvēkiem. Un daži no tiem ir radioaktīvāki nekā tie, ar kuriem jūs varētu saskarties savā ikdienas dzīvē. Un daži no tiem, papildus tam, ka ir diezgan toksiski un radioaktīvi, ir ļoti mobilais vidē. "
Mobilais šajā gadījumā nozīmē, ka šie izotopi var iekļūt dzīvo lietu ķermenī, lai radītu problēmas. Ņem, piemēram, jodu-131, joda radioaktīvo izotopu, kuru dzīvās šūnas apstrādā tāpat kā parasto jodu.
Tāds dūmu krāns kā Černobiļa satur daudz joda-131, kas var novirzīties simtiem jūdžu. Tas var nonākt upēs un nokļūt augos, dzīvniekos un cilvēkos. Mūsu vairogdziedzeri paļaujas uz jodu un absorbēs jodu-131 tāpat kā parastais jods, radot ilgtermiņa nopietna starojuma avotu mūsu ķermenī.
(Tas ir iemesls, kāpēc cilvēkiem, kas atrodas tūlīt pēc kodolkatastrofām, ir paredzēts lietot joda tabletes, aizpildīt ķermeņa rezerves un novērst viņu vairogdziedzera absorbciju no radioaktīvajiem izotopiem.)
Smiltis un bors
Smilšu un bora izmešana (faktiskajā Černobiļas maisījumā bija arī māls un svins) ir mēģinājums atrisināt gan pirmo, gan otro problēmu.
Smiltis noslāpj pakļauto reaktoru, izšņaucot šo nāvējošo dūmu dūmu. Un bors teorētiski varētu izraisīt kodolreakciju.
"Kodolreaktorā ir izotopi, kas liek reakcijai iet, un izotopi, kas reakciju padara lēnu," sacīja Hafs.
Viņa paskaidroja, ka, lai notiktu kodolenerģijas ķēdes reakcija, jums jāatrodas pietiekami daudz radioaktīvo izotopu, ka to neitroni, mežonīgi izšaujoties kosmosā, mēdz iesist citos atomu kodolos, tos sadalot.
"Kad neitrons mijiedarbojas ar izotopu, tā kodola struktūras dēļ pastāv zināma varbūtība, ka tas absorbēs neitronu," viņa sacīja. "Urānam, it īpaši urānam-235, ir tendence absorbēt neitronu un pēc tam uzreiz sadalīties. Bet boram ir tendence vienkārši absorbēt neitronu. Pateicoties tā kodola struktūrai, tas ir sava veida neitronu izslāpis."
Tātad, izlejiet pietiekami daudz bora uz atklātā reaktora Nr. 4 kodolu, teorija devās, un tas absorbēs tik daudz no šiem mežonīgi izšaujošajiem neitroniem, ka reakcija apstāsies.
Tomēr Černobiļas gadījumā bora un citu neitronu absorbētāju izmešana uz reaktoru nedarbojās, daļēji ad hoc helikoptera izmešanas pieejas dēļ, kas bija nepieciešama rūpnīcas projektēšanai.
"Intensīvs starojums nogalināja vairākus pilotus," BBC ziņoja 1997. gadā, piebilstot: "Tagad ir zināms, ka, neskatoties uz šiem upuriem, gandrīz neviens neitronu absorbētājs nesasniedza kodolu."
Tomēr Hafs sacīja, ka padomju izmantotais princips - neitronu absorbētāji reakcijas apturēšanai, savienojumā ar materiāliem radioaktīvo izotopu izmešanai no gaisa - bija pareizs. Un līdzīgas katastrofas gadījumā reaģēšanas komandas izmantotu pieeju, kas balstīta uz to pašu pamatā esošo teoriju.
Liela atšķirība, pēc viņas teiktā, ir tā, ka mūsdienu atomelektrostacijas (vismaz Amerikas Savienotajās Valstīs) ir paredzētas, lai lielu daļu šo darbu veiktu pašas.
Mūsdienu reaktori ir daudz drošāki un daudz labāk sagatavoti problēmu risināšanai, taču savās avārijas rokasgrāmatās viņi joprojām izmanto boru
Hafs ilgstoši uzsvēra, ka ASV (un citu atbilstoši progresīvu) kodolreaktoru iespējamība, ka ASV (un citi pareizi attīstīti) kodolreaktori piedzīvos jebkāda veida katastrofas - nekad nedarbosies tik karsta un darbosies uz izturīgākiem kuģiem. Un pašas ēkas ir paredzētas, lai paveiktu lielu daļu darba, lai iznīcinātu kodolreaktoru ugunsgrēku un radioaktīvo piesārņojumu, viņa piebilda.
Mūsdienu reaktori ir aprīkoti ar ķīmiskiem aerosoliem, kas var pārpludināt reaktora ēku, izsitot no gaisa radioaktīvos izotopus, pirms tie var izkļūt. Un atšķirībā no Černobiļas, kodoliekārtas ASV pilnībā atrodas noslēgtās cementa un armatūras konstrukcijās (armatūras tērauda stieņu acs). Šīs aizzīmogotās čaulas ir pārbūvētas tiktāl, ka vismaz teorētiski pat ievērojams sprādziens tās nesabojātu. Jūs varētu ietriekt nelielu strūklu vienas no šīm ēkām malā, un tā neatklātu kodolu. Faktiski testa ietvaros ASV valdība 1988. gadā to izdarīja tikai tukšam ierobežošanas traukam. NRC paziņo, ka joprojām turpinās pētījumi par lielu strūklas triecienu.
Viss, kas padara Černobiļas mēroga katastrofu maz ticamu, lai gan Noraizējušos zinātnieku savienība raksta, ka mazāki (bet joprojām bīstami) starojuma noplūdes ir reāls drauds, kuram Amerikas Savienotās Valstis nav atbilstoši sagatavotas.
Tomēr ASV Kodolregulēšanas komisija (NRC) katram no 98 kodolreaktoriem, kas darbojas valstī, ir sastādījusi avārijas rokasgrāmatas simtiem lappušu garumā. Tie izklāsta norādījumus, kas reaģētājiem būtu jādara visa veida visnotaļ ticamās vai ļoti maz ticamās ārkārtas situācijās).
Šīs rokasgrāmatas ir vienkāršā angļu valodā pieejamas NRC tīmekļa vietnē. Šeit ir Palo Verde, liela rūpnīca Arizonas rietumos. Jūs varat atrast norādījumus, kad kodolā jāievada daudz bora (tiklīdz reaktors nespēj normāli izslēgties). Tā redzēja, ko darīt, ja naidīgi spēki uzbrūk ražotnei (cita starpā, sāciet gatavot reģionālo evakuāciju, kad kļūst skaidrs, ka spēki var izraisīt ievērojamu radiācijas noplūdi). Un, ja atmosfērā izplūst ievērojams daudzums radioaktīvo materiālu, tajā teikts, kurš izsludina evakuāciju (Arizonas gubernators, pamatojoties uz vietas uzraugu ieteikumiem).
Šie plāni nav iedziļinājušies Černobiļas stila notikumos, lai gan kopš 11. septembra NRC ir izstrādājusi pamatnostādnes ekstremālām katastrofām. Tomēr Hafs sacīja, ka ugunsgrēka apkarošana ar atklātā urāna serdi vienmēr būs vairāk vai mazāk iedomāta bora un smilšu izmešu versija.
