Във втория епизод на "Чернобил", министерствата на HBO за аварията през 1986 г., която се превърна в най-тежката ядрена катастрофа в човешката история, положението е доста лошо. Голям пожар бушува в руините на реактор № 4 на атомната електроцентрала в Чернобил. Болница в близкия град Припят е препълнена с жертви на радиация. Смъртоносният радиоактивен прах се е разнесъл чак от Съветския съюз и в Швеция. Въздухът над реактора буквално свети там, където ядрото на уран е станало изложено. И хората, които водят реакцията на бедствия, решават да изхвърлят хиляди тонове пясък и бор върху сърцевината.
Това е по-малко това, което се случи по време на същата катастрофа през април 1986 г. Но защо първоначалните лица са използвали пясък и бор? И ако през 2019 г. щеше да се случи подобна ядрена катастрофа, това все още ще правят пожарникарите?
Наистина не искате огън на открито в открито ядрено ядро
Излагането на горящо ядрено ядро във въздуха е проблем най-малко на две нива, както каза инженерът по ядрен реактор и Университета на Илинойс в Урбана-Шампан професор Катрин Хъф пред Live Science.
Първият ви проблем е, че имате текуща реакция на ядрено делене. Уранът изстрелва неутрони, които се забиват в други уранови атоми и ги разделят. Тези уранови атоми отделят още повече енергия и захранват цялата гореща каша. Тази реакция, която вече не се съдържа, също предизвиква невероятни нива на пряка радиация, представляваща смъртна опасност за всеки, който се опита да се приближи до нея.
Вашият втори, свързан - и много по-сериозен - проблем е, че огънят изпуска много дим и прах и отломки във въздуха. Цялата тази пушка идва точно от ядрен реактор, а част от нея всъщност е направо от ядреното ядро. Това включва асортимент от типове (или изотопи) с относително леки елементи, които се образуват при разделяне на атоми на уран.
"Това е опасната част от инцидент като този", каза Хъф. "Тези изотопи, някои от тях, са токсични за хората. А някои от тях са по-радиоактивни от това, което бихте срещнали в ежедневния си живот. А някои от тях, освен че са доста токсични и радиоактивни, са много мобилни в околната среда. "
В случая мобилен означава, че тези изотопи могат да влязат в телата на живите същества, за да създадат проблеми. Вземете например йод-131, радиоактивен изотоп на йод, който живите клетки третират точно като обикновен йод.
Пушек като Чернобил съдържа много йод-131, който може да измине стотици километри. Може да се озове в реки и да си проправи път към растения, животни и хора. Нашите щитовидни жлези разчитат на йод и ще абсорбират йод-131 също като обикновения йод, създавайки дългосрочен източник на сериозна радиация вътре в телата ни.
(Ето защо в момента след ядрените бедствия хората в засегнатата зона трябва да приемат йодни хапчета, за да попълнят резервите на тялото си и да попречат на тироидите да абсорбират някой от радиоактивните изотопи.)
Пясък и бор
Изхвърлянето на пясък и бор (същинската чернобилска смес включва също глина и олово) е опит за решаване както на първия, така и на втория проблем.
Пясъкът задушава открития реактор, присвивайки този смъртоносен дим. А борът на теория би могъл да укроти ядрената реакция.
"В ядрен реактор има изотопи, които ускоряват реакцията, и изотопи, които правят реакцията бавна", каза Хъф.
За да продължи ядрената верижна реакция, обясни тя, трябва да се сближат достатъчно радиоактивни изотопи, че техните неутрони, стреляйки диво в космоса, са склонни да се блъскат в други атомни ядра и да ги разделят.
"Когато неутрон взаимодейства с изотоп, има известна вероятност, поради структурата на неговото ядро, той да абсорбира неутрона", каза тя. "Уранът, по-специално уран-235, има склонност да абсорбира неутрона и след това веднага да се раздели. Но борът има склонност просто да абсорбира неутрона. Поради ядрената си структура, той е нещо като жаден за неутрон."
И така, изхвърлете достатъчно бор върху ядрото на реактора № 4 на реактора, теорията тръгна и щеше да погълне толкова много от онези диви изстрелващи неутрони, че реакцията щеше да спре.
В случая на Чернобил обаче изхвърлянето на бор и други неутронни абсорбатори върху реактора се оказа, че не работи, отчасти поради ad hoc хеликоптерния подход, който проектът на централата наложи.
"Интензивната радиация уби няколко пилота", съобщава Би Би Си през 1997 г. и добавя: "Вече е известно, че въпреки тези жертви почти никакви неутронни абсорбатори не достигат до ядрото."
Все пак, каза Хъф, принципът, който съветците са използвали - неутронни абсорбатори за спиране на реакцията, съчетани с материали за избиване на радиоактивните изотопи от въздуха - е звучен. И в случай на подобно бедствие днес екипите за реагиране ще предприемат подход, основан на същата основна теория.
Голямата разлика според нея е, че съвременните ядрени централи (поне в Съединените щати) са проектирани да вършат много от тази работа сами.
Съвременните реактори са много по-безопасни и много по-подготвени за проблеми - но все още използват бор в своите аварийни наръчници
Хъф посочи в дългосрочен план, че американските (и други правилно развити) ядрени реактори са много по-малко вероятно от Чернобил да се сблъскат с някаква катастрофа - никога не работят толкова горещо и не работят в по-здрави съдове. А самите сгради са проектирани така, че да свършат голяма част от работата, за да изгарят пожар в ядрен реактор и радиоактивен шлейф, добави тя.
Съвременните реактори са оборудвани с химически спрейове, които могат да наводнят сградата на реактора, избивайки радиоактивни изотопи от въздуха, преди да могат да избягат. И за разлика от Чернобил, ядрените съоръжения в САЩ се съдържат изцяло в запечатани конструкции от цимент и арматура (мрежа от подсилени стоманени пръти). Тези запечатани снаряди са свръхпроектирани до степен, че на теория поне дори значителна експлозия не би ги нарушила. Бихте могли да разбиете малка струя в страната на една от тези сгради и тя не би изложила сърцевината. В действителност, като част от тест, правителството на САЩ направи точно това на празен контейнер през 1988 г. NRC заявява, че проучванията относно големи въздействия на джетове все още продължават.
Всичко това прави катастрофа в Чернобил мащабна, въпреки че Съюзът на заинтересованите учени пише, че по-малките (но все още опасни) течове на радиация са реална заплаха, за която САЩ не са подготвени адекватно.
Въпреки това, Комисията за ядрено регулиране на САЩ (NRC) изготви за всеки един от 98-те ядрени реактора, работещи в страната, изготви аварийни наръчници, дълги стотици страници. Те формулират инструкции за това какво трябва да направят лицата, отговарящи в отговор на ситуацията, в случай на всевъзможни извънредни ситуации.
Тези наръчници са достъпни на обикновен английски език на уебсайта на NRC. Ето този за Palo Verde, голямо растение в западна Аризона. Можете да намерите инструкции за това как да вкарате много бор в ядрото (веднага след като реакторът не успее да се затвори нормално). Той видя какво да прави, ако враждебни сили атакуват централата (освен всичко друго, започнете да подготвяте регионална евакуация в момента, в който стане ясно, че силите могат да причинят значително излъчване на радиация). И в случай, че значителни количества радиоактивни материали изтичат в атмосферата, той казва кой обявява евакуация (управителят на Аризона, въз основа на препоръки от надзорните органи на обекта).
Тези планове не се впускат в подробности около събитията в Чернобилски стил, макар че от 11 септември NRC разработва насоки за по-екстремни бедствия. Въпреки това, каза Хъф, борбата с огън по открито ядро на уран винаги ще се свежда до повече или по-малко фантастични версии за изхвърляне на бор и пясък.
