После взрыва на АЭС «Фукусима-1» в Японии слова «разрушение ядерного реактора в результате расплавления» (по-английски meltdown) вновь заставили всех задаться вопросом: безопасна ли ядерная энергетика?
В общественном сознании страшный термин связан с двумя самыми громкими ядерными катастрофами современности: в 1986 году на Чернобыльской АЭС и в 1979 году на АЭС «Три-Майл-Айленд» в США.
Кипящий ядерный реактор (BWR), на котором работает АЭС в Фукусиме, работает приблизительно так же, как обычный электрочайник.
Он погружен в воду и, нагреваясь сам, разогревает воду.
Вода превращается в пар, забирая тепло у реактора, а пар в свою очередь поворачивает лопасти турбин электрогенераторов, охлаждается и возвращается к реактору.
Если поток воды остановится, возникает проблема. Активная зона перегревается, и все больше воды превращается в пар.
Пар создает огромное давление внутри большой замкнутой капсулы реактора – и если активная зона перегреется, то ее в основном металлическая оболочка начнет плавиться, вызвав возгорание составляющих частей.
В худшем случае расплавится дно капсулы реактора и радиоактивные материалы попадут на дно корпуса.
«В принципе»
Он устроен так, чтобы не позволить высокорадиоактивной массе проникнуть дальше. Ущерб реактору будет нанесен серьезный, но, в принципе, радиоактивный материал не будет угрожать окружающей среде.
Проблема как раз в том, что это все – теоретически, «в принципе».
Ядерные реакторы сконструированы со многими уровнями безопасности: если один уровень не выдержит, то следующий должен устоять.
Однако авария на АЭС «Фукусима-1» показала, что и эта система срабатывает не всегда.
В результате землетрясения три действующих реактора «Фукусимы» автоматически отключились. Тем самым прекратилась подача электроэнергии на водяные насосы, которые гоняют воду, охлаждающую активную зону.
Для таких ситуаций существуют дизель-генераторы, которые, как и положено, возобновили подачу электричества. Но через час они перестали работать, и пока неизвестно, по какой причине это произошло.
Так что дополнительный уровень защиты в данной ситуации не сработал.
Это прибавило актуальности опасениям противников использования мирного атома, которые были ярко продемонстрированы в фильме «Китайский синдром»: многоуровневая защита активной зоны ядерного реактора тоже может не сработать.
И тогда произойдет катастрофическая утечка высокорадиоактивных и токсичных материалов, что приведет к пагубным последствиям для окружающей среды в течение многих лет.
Контраргумент
Однако существует и контраргумент этим опасениям: частичное разрушение реактора на АЭС «Три-Майл-Айленд» не сопровождалось серьезными последствиями.
Да, дно активной зоны реактора расплавилось, но корпус выдержал.
Во время аварии на Чернобыльской АЭС, чей реактор на Западе считали изначально небезопасным, и вряд ли бы разрешили устанавливать в какой-либо из стран вне социалистического блока, заражение окружающей среды произошло вследствие взрыва, разнесшего радиацию по воздуху, а не из-за расплавления активной зоны реактора.
Короче говоря, ни одна авария на АЭС не приводила к такому количеству жертв, как пятничное землетрясение и цунами, унесшие жизни более 1000 людей.
Пока неясно, произошло ли частичное разрушение реактора на АЭС «Фукусима-1».
Самая важная информация содержится в бюллетене Токийской электрической компании TEPCO (Tokyo Electric Power Company), владеющей предприятием: «Регулирующие стержни полностью введены (статус реактора - субкритический)».
Снаружи был виден большой взрыв, разнесший здание реактора.
Регулирующие стержни заглушают ядерную реакцию. На этой стадии выделение тепла продолжается, поскольку разлагаются радиоактивные частицы, однако это завершающийся процесс.
Любопытно, что представитель японской комиссии по ядерной безопасности Риохеи Сиоми, по сообщениям, сказал, что разрушение реактора еще возможно, и инженеры проверяют, насколько это вероятно.
Тем временем, очевидно, что взрывом, по меньшей мере, серьезно повреждены внешние стены здания, в котором находится реактор.
В принципе, само по себе это не должно привести к утечке радиоактивных материалов, поскольку здание – это лишь, так сказать, внешняя оболочка, а главную защиту от возможной утечки обеспечивает металлический внутренний корпус.
Изотопы
Генеральный секретарь японского правительства Юкио Эдано подтвердил это, сказав: «Разрушилось бетонное здание. Мы выяснили, что внутренний корпус реактора внутри здания не тронут взрывом».
По его мнению, взрыв был вызван выделением водорода вследствие проблем с системой охлаждения.
Пока единственный выброс радиоактивного материала, о котором мы знаем, возник в результате вентиляции капсулы реактора.
Когда повышается давление пара в основном корпусе реактора, это порой влияет на работу аварийной системы охлаждения, и тогда часть пара выпускается в капсулу.
Однако согласно публикации World Nuclear News, таким образом давление в капсуле в два раза превысило разрешенный уровень, и тогда было решено выпустить часть пара в атмосферу.
В принципе, этот выброс содержит лишь радиоактивные изотопы с коротким периодом распада, такие как азот-16, возникающий во время прохождения воды через активную зону. Таким образом, на короткое время возникает гамма-излучение, которое, как сообщается, было также зафиксировано.
Единственный факт, который пока не получил объяснения, - обнаружение радиоактивных изотопов цезия.
Этот изотоп возникает во время ядерной реакции, и должен оставаться в пределах активной зоны.
Его обнаружили за пределами АЭС, что может свидетельствовать о начале разрушения реактора.
«Небольшое количество радиоизотопов – таких как цезий и иод - в атмосфере свидетельствует о том, что какие-то топливные стержни не сработали», - говорит профессор ядерной физики в Университете Суррея в Британии Пэдди Реган.
«Измерив количество этих изотопов, вы сможете узнать, сколько стержней не сработало», - добавляет он.
Это очень важный вопрос, и он пока остался без ответа.
Вообще вокруг всей аварии пока больше вопросов, чем ответов.
Открытость расследования
Параллели с авариями на АЭС «Три-Майл-Айленд» и в Чернобыле предполагают, что на многие вопросы скоро будут получены ответы, а для полной картины придется ждать ответов многие месяцы или даже годы.
Все зависит от того, каким будет подход к расследованию причин аварии со стороны компании Tepco и японских властей.
Как и во многих других странах, в Японии ядерная энергетика не отличается открытостью и прозрачностью
Tepco много раз обвиняли в попытках замолчать различные недостатки.
В 2002 году председатель совета директоров компании и четверо членов совета ушли в отставку из-за подозрения в подтасовке отчетов о состоянии безопасности на АЭС, принадлежащих Tepco.
Подобные подтасовки были обнаружены также в 2006 и 2007 годах.
В перспективе авария на «Фукусиме-1» заставляет задуматься об очень серьезных вопросах, которые выходят за пределы Японии.
Учитывая, что землетрясения и раньше наносили ущерб японским АЭС, правильно ли строить их на восточном побережье, рядом с которым находится столь активная сейсмическая зона?
Вспоминая, что авария на «Три-Майл-Айленд» фактически на 30 лет остановила строительство гражданских ядерных реакторов в США, стоит задаться вопросом: какое влияние окажет авария на Фукусиме в пору, когда многие страны, в том числе и Британия, думают о возрождении ядерной энергетики?
Ричард Блэк - обозреватель Би-би-си по вопросам экологии
