W drugim odcinku „Czarnobyla”, miniserialu HBO o wypadku z 1986 roku, który stał się najgorszą katastrofą w elektrowni jądrowej w historii ludzkości, sytuacja jest całkiem zła. W ruinach reaktora nr 4 elektrowni jądrowej w Czarnobylu szaleją wielkie pożary. Szpital w pobliskim mieście Prypeć jest przepełniony ofiarami promieniowania. Śmiertelnie radioaktywny pył przedostał się ze Związku Radzieckiego do Szwecji. Powietrze nad reaktorem dosłownie świeci w miejscu odsłonięcia rdzenia uranu. A ludzie prowadzący reakcję na katastrofę decydują się na zrzucenie tysięcy ton piasku i boru na rdzeń.
Tym bardziej nie zdarzyło się to podczas faktycznej katastrofy w kwietniu 1986 r. Ale dlaczego pierwsi respondenci używali piasku i boru? A jeśli podobna katastrofa nuklearna miałaby nastąpić w 2019 r., Czy to właśnie zrobiliby strażacy?
Naprawdę nie chcesz ognia na otwartym powietrzu na odsłoniętym jądrze jądrowym
Wystawienie płonącego jądra nuklearnego na powietrze stanowi problem na co najmniej dwóch poziomach, jak powiedział inżynier Live Reaktor reaktora jądrowego i University of Illinois profesor Urbana-Champaign Kathryn Huff.
Twoim pierwszym problemem jest to, że masz ciągłą reakcję rozszczepienia jądrowego. Uran odpala neutrony, które uderzają w inne atomy uranu i rozszczepiają je. Te atomy uranu uwalniają jeszcze więcej energii i karmią cały gorący bałagan. Ta reakcja, której już nie ma, wyrzuca niesamowity poziom bezpośredniego promieniowania, stanowiąc śmiertelne zagrożenie dla każdego, kto próbuje się do niego zbliżyć.
Twoim drugim, powiązanym - i znacznie poważniejszym - problemem jest to, że ogień uwalnia dużo dymu, kurzu i śmieci w powietrze. Cała ta bryła wychodzi prosto z reaktora jądrowego, a niektóre z nich są w rzeczywistości materią prosto z jądra jądrowego. Obejmuje to asortyment typów (lub izotopów) stosunkowo lekkich pierwiastków, które tworzą się, gdy atomy uranu ulegają rozpadowi.
„To niebezpieczna część takiego wypadku” - powiedział Huff. „Te izotopy, niektóre z nich, są toksyczne dla ludzi. A niektóre z nich są bardziej radioaktywne niż w codziennym życiu. Niektóre z nich, oprócz tego, że są dość toksyczne i radioaktywne, są bardzo mobilne w środowisku ”.
Mobilność w tym przypadku oznacza, że izotopy mogą dostać się do ciał żywych istot, powodując problemy. Weźmy na przykład jod-131, radioaktywny izotop jodu, który żywe komórki traktują jak zwykły jod.
Pióropusz dymu, taki jak Czarnobyl, zawiera dużo jodu-131, który może dryfować setki kilometrów. Może skończyć w rzekach i przedostać się do roślin, zwierząt i ludzi. Nasze tarczycy opierają się na jodzie i będą wchłaniać jod-131 tak jak zwykły jod, tworząc długoterminowe źródło poważnego promieniowania w naszym ciele.
(Właśnie dlatego, w bezpośrednim następstwie katastrof nuklearnych, ludzie na obszarze dotkniętym katastrofą powinni brać tabletki jodu, aby uzupełnić zapasy swojego organizmu i zapobiec wchłanianiu przez tarczyce jakiegokolwiek izotopu radioaktywnego.)
Piasek i bor
Zrzucanie piasku i boru (rzeczywista mieszanka w Czarnobylu zawiera również glinę i ołów) jest próbą rozwiązania zarówno pierwszego, jak i drugiego problemu.
Piasek tłumi odsłonięty reaktor, tłumiąc śmiercionośne smugi dymu. A teoretycznie bor może stłumić reakcję jądrową.
„W reaktorze jądrowym są izotopy, które przyspieszają reakcję, i izotopy, które spowalniają reakcję” - powiedział Huff.
Wyjaśniła, że aby uruchomić reakcję łańcucha jądrowego, musisz zgromadzić wystarczającą ilość radioaktywnych izotopów blisko siebie, aby ich neutrony, strzelając dziko w kosmos, miały tendencję do uderzania w inne jądra atomowe, dzieląc je.
„Gdy neutron wchodzi w interakcję z izotopem, istnieje pewne prawdopodobieństwo, ze względu na strukturę jego jądra, że pochłonie on neutron” - powiedziała. „Uran, szczególnie uran-235, ma tendencję do pochłaniania neutronu, a następnie natychmiast rozszczepia się. Ale bor ma tendencję do pochłaniania neutronu. Z powodu swojej struktury jądrowej jest on trochę spragniony neutronów”.
Tak więc, zrzuć wystarczającą ilość boru na odsłonięty rdzeń reaktora nr 4, zgodnie z teorią, i pochłonie tak wiele szalenie strzelających neutronów, że reakcja zostanie zatrzymana.
Jednak w przypadku Czarnobyla zrzucanie boru i innych pochłaniaczy neutronów do reaktora okazało się nie działać, częściowo ze względu na doraźne podejście do zrzutu śmigłowca, które wymagało zaprojektowania instalacji.
„Intensywne promieniowanie zabiło kilku pilotów”, donosi BBC w 1997 r., Dodając: „Obecnie wiadomo, że pomimo tych poświęceń prawie żaden absorber neutronów nie dotarł do rdzenia”.
Huff powiedział jednak, że zasada, którą zastosowali Sowieci - pochłaniacze neutronów w celu zatrzymania reakcji, w połączeniu z materiałami wyrzucającymi izotopy promieniotwórcze z powietrza - była dobra. A w przypadku podobnej katastrofy zespoły reagowania przyjęłyby podejście oparte na tej samej podstawowej teorii.
Duża różnica, jak powiedziała, polega na tym, że nowoczesne elektrownie jądrowe (przynajmniej w Stanach Zjednoczonych) są zaprojektowane tak, aby same wykonywać wiele z tych prac.
Nowoczesne reaktory są znacznie bezpieczniejsze i znacznie lepiej przygotowane na problemy - ale nadal używają boru w swoich podręcznikach awaryjnych
Huff zwrócił uwagę na długi czas, że amerykańskie (i inne odpowiednio zaawansowane) reaktory jądrowe są znacznie mniej prawdopodobne niż Czarnobyl, aby spotkać się z jakąkolwiek katastrofą - nigdy nie działając tak gorąco i działając na mocniejszych statkach. Dodała, że same budynki zostały zaprojektowane tak, aby wykonać większość pracy, aby stłumić pożar reaktora jądrowego i radioaktywny pióropusz.
Nowoczesne reaktory są wyposażone w spraye chemiczne, które mogą zalać budynek reaktora, wyrzucając radioaktywne izotopy z powietrza, zanim będą mogły uciec. I w przeciwieństwie do Czarnobyla, obiekty nuklearne w USA są całkowicie zamknięte w szczelnych konstrukcjach cementu i zbrojenia (siatka wzmocnionych prętów stalowych). Te zapieczętowane pociski są przerobione do tego stopnia, że przynajmniej teoretycznie nawet znacząca eksplozja ich nie naruszy. Możesz uderzyć małym odrzutowcem w bok jednego z tych budynków, a to nie odsłoniłoby jądra. W rzeczywistości, w ramach testu, rząd USA zrobił to właśnie pustemu zbiornikowi przechowawczemu w 1988 roku. NRC stwierdza, że badania nad uderzeniami dużych odrzutowców są nadal w toku.
Wszystko to sprawia, że katastrofa na skalę czarnobylską jest mało prawdopodobna, chociaż Związek Zaniepokojonych Naukowców pisze, że mniejsze (ale wciąż niebezpieczne) wycieki promieniowania są realnym zagrożeniem, na które Stany Zjednoczone nie są odpowiednio przygotowane.
To powiedziawszy, amerykańska komisja regulacyjna ds. Energii jądrowej (NRC), dla każdego z 98 reaktorów energii jądrowej działających w kraju, opracowała podręczniki awaryjne o długości setek stron. Zawierają one instrukcje dotyczące postępowania osób reagujących w przypadku wszelkiego rodzaju dość prawdopodobnych lub bardzo mało prawdopodobnych sytuacji awaryjnych).
Podręczniki te są dostępne w języku angielskim na stronie internetowej NRC. Oto jeden z Palo Verde, dużej rośliny w zachodniej Arizonie. Możesz znaleźć instrukcje, kiedy wepchnąć dużo boru do rdzenia (gdy tylko reaktor nie wyłączy się normalnie). Zobaczył, co zrobić, gdy wrogie siły zaatakują elektrownię (między innymi, zacznij przygotowywać regionalną ewakuację, gdy tylko stanie się jasne, że siły mogą spowodować znaczny wyciek promieniowania). A w przypadku znacznej ilości materiału radioaktywnego uciekającego do atmosfery, mówi kto deklaruje ewakuację (gubernator Arizony, na podstawie zaleceń kierowników budowy).
Plany te nie zawierają szczegółowych informacji na temat wydarzeń w stylu Czarnobyla, jednak od 11 września NRC opracowało wytyczne dotyczące bardziej ekstremalnych katastrof. Jednak Huff powiedział, że walka z pożarem na odsłoniętym rdzeniu uranowym zawsze sprowadza się do mniej lub bardziej wymyślnych wersji zatapiania boru i piasku.
