Чорнобильська катастрофа, яка сталася рівно 40 років тому, стала наймасштабнішою аварією на атомній електростанції в усій світовій історії. Багато кого вона змусила замислитися над тим, яким має бути майбутнє цієї галузі.
Чорнобильська атомна катастрофа
У ніч з 25 на 26 квітня 1986 року на Чорнобильській атомній електростанції персонал готувався до чергової зупинки четвертого енергоблока. Хоча сама подія була плановою, цього разу вона мала супроводжуватися експериментом. Персонал мав дослідити, чи можна використати додатний паровий коефіцієнт реактивності для отримання додаткової потужності енергетичної установки.
Простіше кажучи, хотіли з’ясувати, чи можна отримати додаткові кіловати електроенергії з реактора, що вже зупиняється. О 1:23:04 експеримент почався, однак уже о 1:23:39 стало очевидно, що тиск і температура продовжують зростати, й оператор натиснув кнопку аварійного захисту реактора. Графітові стрижні, які до того були витягнуті, почали падати в активну зону.
Теоретично це мало зупинити потік нейтронів, які й були головним джерелом тепла. Однак на практиці вже через 8 секунд, між 1:23:47 та 1:23:50, пролунало два потужних вибухи. Вони повністю зруйнували не тільки саму активну зону, а й дах корпусу енергоблока № 4.
Оператор станції Валерій Ходемчук загинув миттєво. Ще кілька людей отримали важкі опіки перегрітою водяною парою. Проте події тільки починали розгортатися, адже найбільшу небезпеку для людей становили не вибухи самі по собі, а радіоактивні матеріали реактора, які частково розплавилися, а частково опинилися розкиданими навколишньою територією чи взагалі потрапили в атмосферу.
Ліквідація
Подальша історія неодноразово описана в книгах, статтях, документальних та художніх фільмах. Усі лічильники радіації поблизу від станції миттєво зашкалило, тож ніхто тривалий час не міг зрозуміти, наскільки ж усе погано.
Пожежники, що вчасно відреагували на ситуацію, під час гасіння вогню отримали велетенські й несумісні з життям дози радіації й переважно померли у лікарнях. Радянська влада запізнилася з евакуацією населення міста Прип’ять, що було зовсім поруч із ЧАЕС. У Києві, що розташовується у кількох десятках кілометрів від неї, ніхто взагалі не оголошував евакуації. У результаті постраждали від радіації сотні тисяч людей.
Далі були десятки тисяч ліквідаторів, що ціною власного здоров’я не дали радіоактивним речовинам потрапити до ґрунтових вод і збудували навколо зруйнованого реактора залізобетонний саркофаг.
З 30-кілометрової зони навколо станції відселили всіх людей. Але населення не тільки СРСР, що тоді доживав свої останні роки, а й усього світу отримало отримало значні дози опромітення і стійку радіофобію.
Причини аварії
Основною причиною радіофобії й тоді, й зараз багато в чому було незнання. Люди усюди бачили радіацію, а в усьому атомному — страшну небезпеку, якої терміново треба позбутися. Почати варто хоча б з того, що тоді сталося.
Магазин від Universe Space Tech
Колекція журналів Universe Space Tech №1
До товаруБагато хто і досі вважає, що в ніч на 26 квітня на ЧАЕС відбувся атомний вибух. Це не так, оскільки сам реактор з атомною бомбою мав мало спільного. В останній величезна теплова енергія від високоенергетичних частинок виділяється миттєво, коли імплозивний вибух стискає уран чи плутоній до критичної маси.
В атомній електростанції все відбувається не так. У реакторі просто немає елементів, які можуть об’єднатися, утворивши критичну масу. Самі стрижні зі збагаченого урану виділяють чимало частинок, які потенційно можуть розігріти увесь простір, зайнятий ними (він і називається активною зоною). Їх достатньо для того, аби розплавити все навколо, але не утворити вогняну кулю, що спалює цілі міста.
Власне, розплавлення активної зони інженери й боялися найбільше до Чорнобильської катастрофи. Проте в ній присутні також інші елементи, які нагріву заважають. Насамперед це те, що і мають нагрівати стрижні — труби з водою. Вона перетворюється на пару, виходить по магістралі з активної зони й нагріває інші труби з водою.
Вода в останніх крутить турбіни й виробляє електричний струм у великій кількості. По суті, вибухнути у цій системі може тільки одне — труби з парою. Коли вона підігрівається, то розширюється із силою детонації тротилового заряду. У випадку Чорнобильської АЕС сталося саме це, хоча зазвичай такого трапитися не може.
Річ у тім, що, крім труб із водою, в активній зоні розміщені графітові стрижні. Цей матеріал добре поглинає нейтрони, тому здатний зупиняти нагрів активної зони, а зайве тепло з неї виносить вода. Оператори постійно стежать за ситуацією і то опускають графіт до активної зони, то виводять з неї, тримаючи баланс. Не важко здогадатися, що падіння одразу всіх стрижнів у разі натискання кнопки аварійного захисту мало зупинити нагрів.
То чому ж вибух все ж стався? Щодо цього є дві окремі думки. Відповідно до першої, винні оператори, які достатньо тривалий час керували реактором так, як це було непотрібно, і в результаті остання дія, яка мала виправити всі помилки, спричинила вибух.
Згідно з другою думкою, яка зараз домінує, причина була в одразу кількох вадах реактора РБМК-1000. І перша з них — той самий додатній паровий коефіцієнт, який хотіли використати в експерименті. Він за певних умов викликав великі проблеми із зупинкою «атомного чайника» за термінової потреби. Друга вада — невдала конструкція графітових стрижнів, деякі ділянки яких при терміновому введенні замість припинення нагріву могли локально підсилити його.
Були у РБМК-1000 й інші проблеми, про які його оператори повідомляли протягом багатьох років до Чорнобильської катастрофи. Однак про цей досвід на станції біля Прип’яті не знали. І зараз фахівці в принципі досягли консенсусу, що причиною вибуху стало те, що оператори через незнання робили з проблемним від початку реактором саме те, що з ним робити не можна.
Радіофобія
Чорнобильська аварія спричинила значне зараження території Східної Європи. Значно виросла частота онкологічних захворювань та спадкових хвороб. 30-кілометрова зона відчуження стане повністю придатною до життя ще дуже не скоро.
Однак насправді головним наслідком аварії стала радіофобія, яка накрила більшість розвинених країн. Інциденти на ядерних електростанціях траплялися і до того, але на них спочатку не дуже звертали увагу. Ядерна енергетика кілька десятиліть була надзвичайно модною темою, її вважали символом прогресу. В середині 80-х питань до неї з’являлося все більше, модним ставав не технічний прогрес, а питання екології.
Аварія на ЧАЕС сталася саме тоді, коли люди й так схилялися до того, аби зненавидіти все атомне. Не дивно, що в наступні кілька десятиліть від усього, що має в основі реакцію ділення урану, намагалися триматися якнайдалі. У Європі та Північній Америці нових реакторів не будували аж до 2002 року.
Але чи справді ядерна енергетика настільки шкідлива для людей, що від неї треба позбутися навіть ціною зниження енергетичної потужності? Насправді коли атомна електростанція працює в штатному режимі, то радіації вона назовні практично не випромінює. Особливо якщо у реактора, на відміну від РБМК-1000, є корпус.
Менші за обсягом проблеми виникають, коли ядерне паливо вже «прогоріло» і його треба утилізувати. Для цього розроблений цілий комплекс заходів із його перероблення й захоронення. У радіоактивних речовин зрештою залишається крихітна можливість вирватися на волю і нашкодити людям. Але у порівнянні з іншими видами забруднення, які породжує наша цивілізація, ядерні відходи ми утилізуємо максимально ефективно.
Більша проблема — наслідки аварій, якщо вони таки трапляються. І тут треба зрозуміти, що ситуація із чорнобильською катастрофою взагалі не типова. Навіть для дефективного РБМК знадобився рідкісний збіг обставин для того, аби він вибухнув із такою силою.
Значно ймовірнішим і досі залишається розплавлення активної зони через перегрів. Якщо лава, на яку вона перетворюється, дістанеться ґрунтових вод, це справді може стати справжньою проблемою. Однак наявність корпусу небезпеку цього сильно знижує.
Тобто небезпека ядерної енергетики відчутна, але не абсолютна. І тому про жодну відмову за будь-яку ціну насправді не йдеться. Треба зважувати й порівнювати, бо сучасні енергетичні потужності розвинених країн багато в чому спираються на ті АЕС, які збудували у 1950–1990 роки. І у деяких країнах саме вони генерують до 80 % електроенергії.
А другі за кількістю виробленої енергії — теплові електростанції, які аж ніяк не можна назвати екологічно чистими, бо навіть ті, що працюють на природному газі, все одно є одними з найбільших джерел парникових газів. Причому роблять це вони весь час, поки працюють. Що вже казати про ті, що спалюють вугілля, торф, нафту чи сміття? Там постійно ідуть викиди твердих частинок, які за великих обсягів є значно більшою проблемою для здоров’я, ніж радіоактивні відходи.
Та й відновлювані джерела енергії не такі чисті, як про них говорять. Дамби й водосховища ГЕС викликають підтоплення. Вітрогенератори — шумове забруднення. А в плані обсягів електроенергії ці джерела не можуть повністю замінити атомні електростанції.
Ніхто не закликає повертатися до масового будівництва АЕС. Але й повністю відмовлятися від них не варто, адже потреба в електроенергії лише зростає. До речі, Китай, Індія та інші країни, які колись вважалися такими, що наздоганяють Європу, в останні десятиліття, навпаки, активно будують нові реактори.
Отже, атомні технології не тільки не зупиняться, а й продовжать розвиватися. Просто людство будуватиме нові, безпечніші реактори. І не лише ядерні. Бо насправді теперішня ситуація, коли тепловим електростанціям ще трохи й почне не вистачати викопного палива, ядерні електростанції викликають острах, а відновлювані джерела енергії не можуть замінити ані перші, ані другі, багато в чому склалася через те, що людство все ще не може опанувати термоядерний синтез як джерело електроенергії.
«Запалювати» ізотопи водню та літію вдається тільки за допомогою атомного вибуху. Теорія, як робити це стабільно, існує вже кілька десятиліть, але досі жодного термоядерного реактора так і не збудували. Теоретично це теж атомна енергетика, бо породжує деяку кількість радіації, однак у порівнянні з усім, що є у людей, вона чиста, потужна і має майже нескінченні запаси палива. Тож її насправді треба не боятися, а розвивати.
Атомна енергетика і космос
Особливо цікавим є питання про атомну енергетику у прив’язці до планів освоєння Сонячної системи. Адже тут достатньо небагато альтернатив. Викопного палива немає взагалі й возити його із Землі не вийде.
З відновлюваних джерел енергії є тільки вітер на Марсі, Титані й Венері та сонячне світло. При цьому останнє вже на Червоній планеті дає достатньо мало енергії, а ще далі від Сонця, там де розташована більшість придатних для будівництва станцій тіл, його взагалі практично немає.
Немає і біосфери, якій можуть загрожувати радіоактивні відходи. Тож головний аргумент проти неї взагалі перестає працювати. Щоправда, і запасів природного урану за межами Землі не так і багато. Але його до певної межі можна возити і з Землі. Проте не вічно. Тому термоядерну енергетику так чи інакше доведеться розвивати.
