U drugoj epizodi "Černobila", miniseri HBO-a o nesreći iz 1986. koja je postala najgora nuklearna katastrofa u ljudskoj povijesti, situacija je prilično loša. Veliki požar odjeknuo je u ruševinama reaktora broj 4 nuklearne elektrane u Černobilu. Bolnica u obližnjem gradu Pripyatu prepuna je žrtava radijacije. Smrtonosna radioaktivna prašina odnijela je sve iz Sovjetskog Saveza u Švedsku. Zrak iznad reaktora doslovno svijetli tamo gdje je jezgra urana postala izložena. A ljudi koji predvode reakciju na katastrofu odlučuju baciti tisuće tona pijeska i bora na jezgru.
To se manje odnosi na stvarne katastrofe u travnju 1986. Ali zašto su prvi odgovorni koristili pijesak i bor? A da se slična nuklearna katastrofa dogodila 2019., je li to vatrogasci još?
Zaista ne želite vatru na otvorenom jezgra koja je izložena
Izlaganje goruće nuklearne jezgre u zraku je problem na najmanje dvije razine, kako je za Live Science rekla inženjerka nuklearnih reaktora sa Sveučilišta Illinois u Urbani-Champaign, profesorica Kathryn Huff.
Vaš prvi problem je da imate neprekidnu reakciju nuklearne fisije. Uran ispaljuje neutrone koji se probijaju u druge atome urana i dijele ih. Ti atomi urana oslobađaju još više energije i hrane cijelu vruću zbrku. Ova reakcija, više nije sadržana, također stvara nevjerojatne razine izravnog zračenja, što predstavlja smrtnu opasnost za svakog tko se pokuša približiti tome.
Vaš drugi, povezani - i mnogo ozbiljniji - problem je što vatra izbacuje puno dima i prašine i krhotina u zrak. Sva ta pištolj dolazi upravo iz nuklearnog reaktora, a neki su u stvari iz nuklearne jezgre. To uključuje izbor vrsta (ili izotopa) relativno laganih elemenata koji nastaju kada se atomi urana dijele.
"Ovo je opasan dio ove nesreće", rekao je Huff. "Ti izotopi, neki od njih su toksični za ljude. A neki od njih su i radioaktivniji od onoga što biste susreli u svom svakodnevnom životu. A neki od njih, osim što su prilično toksični i radioaktivni, su vrlo mobilni u okruženju. "
Mobilni, u ovom slučaju, znači da ti izotopi mogu ući u tijela živih bića i stvoriti probleme. Uzmimo, na primjer, jod-131, radioaktivni izotop joda koji žive stanice tretiraju isto kao i običan jod.
Dim dima poput Černobila sadrži puno joda-131 koji može pregaziti stotine kilometara. Može završiti u rijekama i upasti se u biljke, životinje i ljude. Naše štitne žlijezde oslanjaju se na jod i apsorbirat će jod-131 baš kao i običan jod, stvarajući dugotrajan izvor ozbiljnog zračenja u našim tijelima.
(To je razlog zašto bi, u neposrednoj blizini nuklearnih katastrofa, ljudi u pogođenom području trebali uzeti tablete s jodom, kako bi napunili svoje tjelesne rezerve i spriječili da njihovi štitnjači apsorbiraju bilo koji radioaktivni izotop.)
Pijesak i bor
Bacajući pijesak i bor (stvarna černobilska mješavina također uključuje gline i olovo) pokušaj je riješiti i prvi i drugi problem.
Pijesak ugušuje otkriveni reaktor, vijugajući taj smrtonosni dim. A bor bi, u teoriji, mogao ugušiti nuklearnu reakciju.
"U nuklearnom reaktoru postoje izotopi koji reakciju guraju i izotopi koji reakciju usporavaju", rekao je Huff.
Kako biste započeli nuklearnu lančanu reakciju, objasnila je, trebate dobiti dovoljno radioaktivnih izotopa koji se međusobno približavaju da njihovi neutroni, divljajući pucajući u svemir, imaju tendenciju upada u druga atomska jezgra, cijepajući ih.
"Kad neutron djeluje u interakciji s izotopom, postoji vjerojatnost da će on, zbog strukture njegove jezgre, apsorbirati neutron", rekla je. "Uran, točnije uranij-235, ima tendenciju da apsorbira neutron, a zatim se odmah razdvoji. Ali bor teži da apsorbira neutron. Zbog svoje nuklearne strukture, žedan je neutrona."
Dakle, baci dovoljno bora u izloženu jezgru reaktora br. 4, teorija je otišla, a apsorbirala bi toliko divljih vatrenih neutrona da bi reakcija prestala.
U slučaju Černobila, međutim, pokazalo se da odbacivanje bora i drugih apsorptora neutrona na reaktor ne djeluje, dijelom i zbog ad hoc pristupa bacanju helikoptera koji je zahtijevao dizajn postrojenja.
"Intenzivno zračenje ubilo je nekoliko pilota", izvijestio je BBC 1997. godine i dodao: "Sada se zna da, usprkos tim žrtvama, gotovo nijedan apsorber neutrona nije stigao do jezgre."
Ipak, rekao je Huff, princip koji su Sovjeti koristili - apsorberi neutrona za zaustavljanje reakcije, zajedno s materijalima za izbacivanje radioaktivnih izotopa iz zraka - bio je zvučan. A u slučaju slične katastrofe danas, timovi za reagiranje uzeli bi pristup temeljen na istoj temeljnoj teoriji.
Velika je razlika, rekla je, ta što su moderne nuklearne elektrane (barem u Sjedinjenim Američkim Državama) dizajnirane da sami obavljaju puno toga.
Moderni reaktori sigurniji su i puno spremniji za probleme - ali bor se i dalje koristi u njihovim priručnicima za hitne slučajeve
Huff je dugotrajno istaknuo da je američka (i drugi pravilno napredni) nuklearni reaktori mnogo manje vjerojatni od Černobila da se susretnu s bilo kakvom katastrofom - koja nikada ne radi tako vruće i ne djeluje u čvršćim brodovima. A same su građevine osmišljene da odrade veći dio posla na uklanjanju požara u nuklearnom reaktoru i radioaktivnom pljusku, dodala je.
Moderni reaktori opremljeni su kemijskim sprejevima koji mogu poplaviti zgradu reaktora, izbacujući radioaktivne izotope iz zraka prije nego što mogu pobjeći. Za razliku od Černobila, nuklearna postrojenja u SAD-u u potpunosti su sadržana u zapečaćenim konstrukcijama od cementa i armira (mreža ojačanih čeličnih šipki). Ove zapečaćene školjke pretjerano su konstruirane do te mjere da ih, barem teoretski, čak ni značajna eksplozija ne bi mogla prekršiti. Možete srušiti mali mlaz u stranu jedne od ovih zgrada, a ona neće razotkriti srž. Zapravo, kao dio testa, američka vlada je to učinila samo na praznom kontejneru 1988. godine. NRC navodi da studije vezanog utjecaja velikih mlaznica još uvijek traju.
Sve što čini černobilsku katastrofu nije vjerovatno, iako Unija zabrinutih znanstvenika piše da su manja (ali još uvijek opasna) propuštanja zračenja stvarna prijetnja za koju Sjedinjene Države nisu adekvatno pripremljene.
U skladu s tim, američko Povjerenstvo za nuklearnu regulaciju (NRC) za svaki je od 98 reaktora nuklearne energije koji djeluju u zemlji izradio priručnike za hitne slučajeve duge stotine stranica. Oni pružaju upute o tome što treba reagirati u slučaju svih vrsta pomalo uvjerljivih i vrlo malo vjerojatnih hitnih slučajeva).
Ti su priručnici dostupni na običnom engleskom jeziku na web stranici NRC-a. Evo jedne za Palo Verde, veliku biljku u zapadnoj Arizoni. Možete pronaći upute kada treba ubaciti puno bora u jezgru (čim se reaktor normalno ne isključi). Vidjelo se što učiniti ako neprijateljske snage napadnu postrojenje (između ostalog, započnite s pripremom regionalne evakuacije onog trenutka kada postane jasno da bi sile mogle prouzrokovati značajan curenje zračenja). A, u slučaju da značajna količina radioaktivnog materijala izađe u atmosferu, kaže tko proglašava evakuaciju (guverner Arizone, na temelju preporuka nadzornika mjesta).
Ti planovi ne idu u detalje oko događaja u černobilskom stilu, iako je od 11. rujna NRC razvio smjernice za najekstremnije katastrofe. Međutim, rekao je Huff, borba protiv vatre na izloženoj jezgri urana uvijek će se svoditi na manje ili više fantastične verzije odlaganja bora i pijeska.
