V druhej epizóde „Černobylu“, ministerstvá HBO o havárii z roku 1986, ktorá sa stala najhoršou katastrofou jadrovej energie v ľudskej histórii, je situácia dosť zlá. V troskách reaktora č. 4 jadrovej elektrárne v Černobyle zúril veľký požiar. Nemocnica v neďalekom meste Pripjať je obetí radiačných obetí. Smrteľný rádioaktívny prach sa presunul z celého Sovietskeho zväzu do Švédska. Vzduch nad reaktorom doslova žiari tam, kde bolo vystavené uránové jadro. A ľudia, ktorí vedú reakciu na katastrofu, sa rozhodnú vyhodiť na jadro tisíce ton piesku a bóru.
Toto je menej, ako sa stalo počas skutočnej katastrofy v apríli 1986. Prečo však prví respondenti použili piesok a bór? A ak by sa podobná jadrová katastrofa mala vyskytnúť v roku 2019, bolo by to, čo by hasiči ešte urobili?
Na exponovanom jadrovom jadre naozaj nechcete otvorený oheň
Vystavenie horiaceho jadrového jadra do ovzdušia je problémom najmenej na dvoch úrovniach, ako to povedal inžinier pre jadrový reaktor a University of Illinois v Urbana-Champaign profesorka Kathryn Huff.
Váš prvý problém je v tom, že máte prebiehajúcu reakciu jadrového štiepenia. Urán vypaľuje neutróny, ktoré narážajú na iné atómy uránu a štiepia ich. Tieto atómy uránu uvoľňujú ešte viac energie a živia celý horúci chaos. Táto reakcia, ktorá už nie je obsiahnutá, tiež chrlí neuveriteľné úrovne priameho žiarenia a predstavuje smrteľné nebezpečenstvo pre každého, kto sa snaží dostať k nej.
Druhým súvisiacim - a oveľa vážnejším - problémom je, že oheň uvoľňuje do vzduchu veľa dymu, prachu a zvyškov. Všetko to gunk prichádza priamo z jadrového reaktora a niektoré z nich sú v skutočnosti priamo z jadra. To zahŕňa sortiment typov (alebo izotopov) relatívne ľahkých prvkov, ktoré sa tvoria pri štiepení atómov uránu.
„Toto je nebezpečná časť nehody, ako je táto,“ povedal Huff. „Tieto izotopy, niektoré z nich, sú pre človeka toxické. A niektoré z nich sú viac rádioaktívne, ako by ste sa stretli vo svojom každodennom živote. A niektoré z nich, okrem toho, že sú dosť toxické a rádioaktívne, sú veľmi mobilné v prostredí. ““
Mobil v tomto prípade znamená, že tieto izotopy môžu vstúpiť do tela živých vecí a spôsobiť problémy. Vezmime napríklad jód-131, rádioaktívny izotop jódu, ktorý živé bunky ošetrujú rovnako ako bežný jód.
Dymový dym ako Černobyľ obsahuje veľa jódu-131, ktorý dokáže unášať stovky kilometrov. Môže skončiť v riekach a dostať sa do rastlín, zvierat a ľudí. Naše štítna žľaza sa spolieha na jód a absorbuje jód-131 rovnako ako obyčajný jód, čím vytvára v našich telách dlhodobý zdroj vážneho žiarenia.
(Z tohto dôvodu majú ľudia v postihnutej oblasti bezprostredne po jadrových katastrofách užívať jódové tabletky, zaplniť zásoby svojho tela a zabrániť štítnej žľaze absorbovať niektorý z rádioaktívnych izotopov.)
Piesok a bór
Vypúšťanie piesku a bóru (skutočná černobyľská zmes tiež obsahovala hlinku a olovo) je pokusom vyriešiť prvý aj druhý problém.
Piesok fajčí exponovaný reaktor a škvrňuje tento smrtiaci dymový oblak. A bór teoreticky mohol potlačiť jadrovú reakciu.
„V jadrovom reaktore existujú izotopy, ktoré spôsobujú reakciu, a izotopy, ktoré spomaľujú reakciu,“ povedal Huff.
Aby mohla začať jadrová reťazová reakcia, vysvetlila, že musíte mať dostatok rádioaktívnych izotopov blízko seba, aby ich neutróny, ktoré divoko strieľali do vesmíru, mali tendenciu buchnúť do iných atómových jadier a deliť ich.
"Keď neutrón interaguje s izotopom, existuje určitá pravdepodobnosť, že v dôsledku štruktúry jeho jadra absorbuje neutrón," uviedla. „Urán, konkrétne urán-235, má tendenciu absorbovať neutróny a potom sa okamžite rozpadá. Ale bór má tendenciu absorbovať neutróny. Vďaka svojej jadrovej štruktúre je to druh neutrónovej smädu.“
Takže, vyhoďte dostatok bóru na exponované jadro reaktora č. 4, teória prešla a absorbovala by toľko z tých divo vypaľujúcich neutrónov, že by sa reakcia zastavila.
V prípade Černobylu sa však ukázalo, že ukladanie bóru a iných neutrónových absorbérov do reaktora nefunguje, čiastočne z dôvodu ad hoc prístupu helikoptéry k dumpingu, ktorý si vyžadovala konštrukcia zariadenia.
„Intenzívne žiarenie zabilo niekoľko pilotov,“ uviedla BBC v roku 1997 a dodala: „Teraz je známe, že napriek týmto obetiam sa do jadra nedostali takmer žiadne absorbéry neutrónov.“
Huff povedal, že princíp, ktorý používali Sovieti - neutrónové absorbéry na zastavenie reakcie, spojený s materiálmi na vyradenie rádioaktívnych izotopov zo vzduchu - bol zdravý. A v prípade podobnej katastrofy by dnes tímy reakcie zvolili prístup založený na rovnakej základnej teórii.
Veľkým rozdielom je, že moderné jadrové elektrárne (prinajmenšom v Spojených štátoch) sú navrhnuté tak, aby veľa z nich vykonávali samy.
Moderné reaktory sú oveľa bezpečnejšie a oveľa lepšie pripravené na problémy - stále však používajú bór vo svojich núdzových príručkách
Huff podrobne zdôraznil, že americké (a iné náležite pokročilé) jadrové reaktory sú oveľa menej pravdepodobné ako Černobyľ, keď sa stretnú s akoukoľvek katastrofou - nikdy nie sú tak horúce a pracujú v stabilnejších plavidlách. A samotné budovy sú určené na to, aby urobili veľkú časť práce pri hasení požiaru jadrového reaktora a rádioaktívneho oblaku, dodala.
Moderné reaktory sú vybavené chemickými sprejmi, ktoré môžu zaplaviť budovu reaktora a rádioaktívne izotopy vyradia zo vzduchu skôr, ako môžu uniknúť. A na rozdiel od Černobylu sú jadrové zariadenia v USA úplne obsiahnuté v utesnených štruktúrach z cementu a výstuže (sieť vystužených oceľových tyčí). Tieto zapečatené škrupiny sú prepracované do tej miery, že by ich teoreticky neporušila ani výrazná explózia. Mohli by ste naraziť malý prúd do jednej z týchto budov a nevystavilo by to jadro. V skutočnosti, ako súčasť testu, americká vláda urobila práve to na prázdnu bezpečnostnú nádobu v roku 1988. NRC uvádza, že stále prebiehajú štúdie týkajúce sa veľkých nárazov prúdov.
Všetko, čo spôsobuje katastrofu v Černobyle, je nepravdepodobné, hoci únia zainteresovaných vedcov píše, že menšie (ale stále nebezpečné) úniky žiarenia sú skutočnou hrozbou, na ktorú nie sú Spojené štáty primerane pripravené.
Americká regulačná komisia pre atómovú energiu (NRC) však pre každý z 98 jadrových energetických reaktorov pôsobiacich v krajine vypracovala núdzové príručky dlhé stovky strán. V nich sú uvedené pokyny, čo by respondenti mali robiť v prípade najrôznejších možných a veľmi nepravdepodobných mimoriadnych udalostí).
Tieto príručky sú k dispozícii v jasnej angličtine na webovej stránke NRC. Tu je jeden pre Palo Verde, veľký závod v západnej Arizone. Nájdete pokyny, kedy treba do jadra vtlačiť veľa bóru (akonáhle sa reaktor normálne nevypne). Videl, čo robiť, ak nepriateľské sily zaútočia na rastlinu (okrem iného začnú pripravovať regionálnu evakuáciu vo chvíli, keď bude zrejmé, že sily môžu spôsobiť významný únik žiarenia). A v prípade, že do atmosféry unikne značné množstvo rádioaktívneho materiálu, hovorí sa, kto vyhlási evakuáciu (guizonský guvernér na základe odporúčaní vedúcich stavby).
Tieto plány nejdú do podrobností o udalostiach v černobyľskom štýle, aj keď od 11. septembra NRC vypracovala usmernenia pre extrémnejšie katastrofy. Huff však povedal, že boj s ohňom na exponovanom jadre uránu bude vždy klesať na viac či menej vymyslené verzie skládok bóru a piesku.
