Ve druhé epizodě „Černobylu“, miniserie HBO o nehodě z roku 1986, která se stala nejhorší katastrofou jaderné energie v lidské historii, je situace docela špatná. V troskách reaktoru č. 4 jaderné elektrárny v Černobylu zuřil velký požár. Nemocnice v nedalekém městě Pripjať je zaplavena oběťmi záření. Smrtící radioaktivní prach se vznášel až ze Sovětského svazu a do Švédska. Vzduch nad reaktorem doslova září, kde bylo vystaveno uranové jádro. A lidé vedoucí k reakci na katastrofu se rozhodnou vyhodit na jádro tisíce tun písku a boru.
To je méně, co se stalo během skutečné katastrofy v dubnu 1986. Proč však první respondenti použili písek a bór? A pokud by k podobné jaderné katastrofě došlo v roce 2019, je to, co by hasiči ještě dělali?
Na exponovaném jaderném jádru opravdu nechcete pod širým nebem
Vystavení hořícího jaderného jádra do vzduchu je problém přinejmenším na dvou úrovních, jak řekl profesor jaderné reaktory a University of Illinois u profesorky Urbana-Champaign Kathryn Huff Live Science.
Váš první problém je v tom, že máte probíhající jadernou štěpnou reakci. Uran odpaluje neutrony, které se bourají do jiných atomů uranu a dělí je. Tyto atomy uranu uvolňují ještě více energie a živí celou horkou nepořádek. Tato reakce, která již není obsažena, také chrlí neuvěřitelné úrovně přímého záření, což představuje smrtelné nebezpečí pro každého, kdo se snaží přiblížit.
Druhým souvisejícím - a mnohem závažnějším - problémem je, že oheň uvolňuje do vzduchu spoustu kouře, prachu a nečistot. Všechen ten gunk přichází přímo z jaderného reaktoru a některé z nich jsou ve skutečnosti přímo z jaderného jádra. To zahrnuje sortiment typů (nebo izotopů) relativně lehkých prvků, které se vytvářejí při rozdělení atomů uranu.
„Tohle je nebezpečná část takové nehody,“ řekl Huff. „Tyto izotopy, některé z nich, jsou pro člověka toxické. A některé z nich jsou radioaktivnější než to, s čím byste se setkali ve svém každodenním životě. A některé z nich, kromě toho, že jsou velmi toxické a radioaktivní, jsou velmi mobilní v prostředí. “
Mobile v tomto případě znamená, že tyto izotopy mohou vstoupit do těl živých věcí a způsobit problémy. Vezměme například jód-131, radioaktivní izotop jódu, který živé buňky zacházejí stejně jako s běžným jódem.
Kouřový oblak, jako je Černobyla, obsahuje spoustu jódu-131, který může unášet stovky kilometrů. Může skončit v řekách a dostat se do rostlin, zvířat a lidí. Naše štítné žlázy spoléhají na jód a absorbují jód-131 stejně jako obyčejný jód, čímž vytvářejí dlouhodobý zdroj vážného záření uvnitř našich těl.
(Proto mají lidé v postižené oblasti bezprostředně po jaderných katastrofách užívat jódové pilulky, zaplnit zásoby svého těla a zabránit štítné žláze absorbovat některý z radioaktivních izotopů.)
Písek a bór
Vypouštění písku a boru (skutečná černobylská směs také zahrnovala hlínu a olovo) je pokus vyřešit první i druhý problém.
Písek kouří exponovaný reaktor a umlčí ten smrtící kouřový oblak. A bór teoreticky mohl potlačit jadernou reakci.
„V jaderném reaktoru existují izotopy, které zpomalují reakci, a izotopy, které zpomalují reakci,“ řekl Huff.
Aby mohla proběhnout reakce jaderných řetězců, vysvětlila, že musíte mít dostatek radioaktivních izotopů blízko sebe, aby jejich neutrony, které střílely divoce do vesmíru, měly tendenci bouchnout do jiných atomových jader a rozdělit je.
„Když neutron interaguje s izotopem, existuje určitá pravděpodobnost, že díky struktuře svého jádra absorbuje neutron,“ řekla. „Uran, konkrétně uran-235, má tendenci absorbovat neutron a poté se okamžitě rozpadat. Ale bór má tendenci absorbovat neutron. Vzhledem k jeho jaderné struktuře je to druh žíznivého neutronu.“
Takže, vyhoďte dostatek boru na exponované jádro reaktoru č. 4, teorie šla, a absorbovalo by tolik těch divoce vypalujících neutronů, že by se reakce zastavila.
V případě Černobylu se však ukázalo, že vypouštění boru a dalších neutronových absorbérů do reaktoru nefunguje, částečně kvůli ad hoc přístupu vrtulníku k dumpingu, který si vyžadovala konstrukce elektrárny.
„Intenzivní záření zabilo několik pilotů,“ informoval BBC v roce 1997 a dodal: „Nyní je známo, že navzdory těmto obětem nedosáhlo jádra téměř žádný absorbér neutronů.“
Huff řekl, že princip, který používali Sověti - neutronové absorbéry k zastavení reakce, spojený s materiály, které vyrazí radioaktivní izotopy ze vzduchu - byl zdravý. A v případě podobné katastrofy by dnes týmy odpovědí zaujaly přístup založený na stejné základní teorii.
Velký rozdíl, řekla, je v tom, že moderní jaderné elektrárny (přinejmenším ve Spojených státech) jsou navrženy tak, aby mnoho z nich fungovaly samy.
Moderní reaktory jsou mnohem bezpečnější a mnohem lépe připravené na problémy - stále však používají bór ve svých nouzových příručkách
Huff podrobně zdůraznil, že americké (a jiné řádně pokročilé) jaderné reaktory jsou mnohem méně pravděpodobné než Černobyly, které se setkají s jakoukoli katastrofou - nikdy neběží tak horké a pracují v robustnějších plavidlech. A samotné budovy jsou navrženy tak, aby odvedly velkou část práce na potlačení požáru jaderného reaktoru a radioaktivního oblaku, dodala.
Moderní reaktory jsou vybaveny chemickými postřiky, které mohou zaplavit budovu reaktoru, a vyrazit radioaktivní izotopy ze vzduchu dříve, než mohou uniknout. A na rozdíl od Černobylu jsou jaderná zařízení v USA zcela obsažena v uzavřených strukturách z cementu a výztuže (síť zesílených ocelových tyčí). Tyto zapečetěné skořápky jsou přepracovány do té míry, že by je teoreticky přinejmenším neporušila ani výrazná exploze. Mohli byste narazit malý paprsek na stranu jedné z těchto budov a nevystavilo by to jádro. Ve skutečnosti jako součást testu provedla americká vláda právě to na prázdné kontejnmentové plavidlo v roce 1988. NRC uvádí, že studie týkající se dopadů velkých paprsků stále probíhají.
To vše způsobuje, že katastrofa v měřítku v Černobylu je nepravděpodobná, ačkoli Svaz dotyčných vědců píše, že menší (ale stále nebezpečné) úniky radiace jsou skutečnou hrozbou, na kterou nejsou Spojené státy dostatečně připraveny.
Americká jaderná regulační komise (NRC) však pro každý z 98 jaderných energetických reaktorů v zemi vypracovala nouzové příručky dlouhé stovky stran. V nich jsou stanoveny pokyny, co by respondenti měli dělat v případě nejrůznějších pravděpodobných až velmi nepravděpodobných mimořádných událostí).
Tyto příručky jsou k dispozici v prosté angličtině na webových stránkách NRC. Tady je jeden pro Palo Verde, velký závod v západní Arizoně. Můžete najít pokyny, kdy do jádra strčit hodně boru (jakmile se reaktor normálně nevypne). Viděl, co dělat, když nepřátelské síly zaútočí na rostlinu (mimo jiné začnou připravovat regionální evakuaci ve chvíli, kdy bude jasné, že síly mohou způsobit značný únik záření). A v případě, že do ovzduší unikne značné množství radioaktivního materiálu, říká to, kdo prohlásí evakuaci (guizonský guvernér, na základě doporučení dozorců webu).
Tyto plány nejdou do podrobností o událostech v černobylském stylu, i když od 11. září NRC vypracovala pokyny pro extrémnější katastrofy. Huff však řekl, že boj s ohněm na exponovaném uranovém jádru vždy sestoupí k více či méně efektním verzím dumpingu boru a písku.
